Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Биологические методы более объективно отражают экологическое состояние системы, в частности самоочищающуюся способность почвы, ее реакцию на тот или иной раздражитель. Поэтому их применение в экологических исследованиях при изучении загрязнения экосистем представляется наиболее перспективным. В основе метода биологической диагностики почв лежит представление о том, что почва как среда обитания составляет единую систему с населяющими ее организмами.
Биологический метод высокоэффективен при определении общей токсичности почвы. Он прост в исполнении, оперативен и позволяет быстро определить суммарную токсичность почвы. Принцип метода биотестирования основан на зависимости между дозой токсиканта и эффектом его действия на тест-объект.
В качестве тест-объекта могут использоваться растения семейства крестоцветные.
Основным требованием к тест-объекту является высокая чувствительность биоиндикатора к определяемому токсиканту или продуктам его распада.
Лабораторная работа № 2 (метод биотестирования)
Цель работы: освоение методики общего биотестирования почвы при химическом загрязнении.
Материалы и оборудование
1. Бумага фильтровальная. 2. Пинцет. 3. Чашки Петри. 4. Термостат для проращивания. 5. Металлический шпатель. 6. Семена редиса (тест-объект).
Ход выполнение работы.
Испытуемую почву с помощью пинцета освобождают от крупных корневых остатков и тщательно перемешивают металлическим шпателем. 60 г навески почвы помещают в чашку Петри. Опыт проводят нестерильно. Почву увлажняют водой до состояния негустой пасты и тщательно перемешивают. На поверхность почвенной пластинки помещают фильтр, на фильтр равномерно раскладывают по 20 семян редиса. Чашки Петри ставят на проращивание.
Опыт учитывают на третьи сутки после прорастания семян при комнатной температуре. При их прорастании в биотермостате при температуре 25-26°С время учета сокращается до 2-2,5 суток. Контролем служат семена, пророщенные на условном субстрате. Измеряют общую длину корней проростков в каждой повторности.
Таблица 13
Результаты биотестирования загрязненной почвы
| вариант, повторность | линейные размеры ростков, мм | процент взошедших семян | вывод |
После измерения длины корней в четырех повторностях рассчитывают среднюю длину корней взошедших семян, а также процент снижения их длины по сравнению с контролем. Уменьшение длины корней проростков по отношению к контролю, выраженное в процентах и является показателем токсичности почвы при применении химических средств защиты растений.
Лабораторная работа N 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОГА ФИТОТОКСИЧНОСТИ
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СЕМЯН ГОРЧИЦЫ БЕЛОЙ ( Sinapi s alba . L )
НА ЗАГРЯЗНЕННОМ ЭТАЛОННОМ СУБСТРАТЕ
СОЛЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Цель работы: освоение методики биотестирования на модельно загрязненном субстрате при нормировании содержания загрязнителей и определение порога фитотоксичности для водорастворимых солей тяжёлых металлов.
Условия проведения опыта
Температура – 15-25°С.
Качество света – белый свет электролампы (не менее 500 лк).
Количество тестируемых семян на повторность – 100 шт.
Повторность опыта – 4-х кратная.
Контроль – кварцевый или промытый речной песок.
Оборудование и материалы:
Электронные весы. Кюветы – объём 1 л (по 4 шт. на контроль и на каждый из вариантов). Мерный цилиндр на 200 мл. Пинцет. Фильтровальная бумага, промывалки. Семена горчицы белой. Удобрения – фосфорнокислый калий -K2HPO4 и мочевина (NH2)2CO. Токсикант - нитрат свинца - Pb(NO3)2.
Порядок выполнения работы
1. Подготовка тары
Для работы могут быть использованы кюветы, сосуды или специальные контейнеры. Тару необходимо промыть водопроводной водой и ополоснуть H2Oдист., вытерев насухо фильтровальной бумагой или поместив в сушильный шкаф.
2. Определение массы субстрата (кварцевый песок)
Кювету устанавливают на электронные весы и тарируют. Затем тару заполняют на ¾ кварцевым песком и доводят массу (m) песка до 500,.г.
Аналогичным способом подготавливают остальные варианты с кварцевым или речным песком.
3. Расчет дозы удобрений
На следующем этапе необходимо рассчитать навеску удобрения по азоту, фосфору.
Калий фосфорнокислый (K2HPO4) содержит и фосфор, и калий.
Поскольку и фосфор, и калий вносятся с одной и той же солью, расчет необходимо вести по элементу, который окажется в первом минимуме.
В данном случае это фосфор.
Примем за норму дозу внесения по фосфору 80 мг/кг почвы.
Далее производим пересчет дозы на навеску:
80 мг фосфора. – 1000 г песка
X мг фосфора – 500г песка;
x = 40 мг фосфора.
Затем пересчитаем рассчитанную дозу фосфора на фактическую массу соли, которую будем вносить в песок. Для этого определим атомную (Аr) и молекулярную (Mr) массу фосфорнокислого калия:
Mr (K2HPO4) = 174
Аr (P) = 31;
Следовательно, необходимая навеска вносимого удобрения по фосфору составит:
174мг K2HPO4 – 31 мг фосфора
у K2HPO4;мг – 40 мг фосфора;
у =224,5мг K2HPO4
Аналогично производят расчет по азоту.
Рассчитаем дозу мочевины* (NH2)2CO, в форме которой будем вносить азот. Доза внесения азота в почву - 50 мг/кг. Массовая доля азота в мочевине составляет 46,7 %.
4. Внесение удобрений в субстрат (песок)
На электронных весах взвешивают рассчитанную массу каждой соли, переносят в цилиндр и растворяют в 10 мл дистиллированной воды. Каждый раствор раздельно вносят в песок и тщательно перемешивают.
5. Подготовка субстрата (песка) к посеву семян биотеста и расчет
необходимого количества влаги
Субстрат (песок) доводят до необходимой влажности из расчета 225 - 230 мл воды на кг. Итоговое количество дистиллированной воды добавляется в субстрат с учетом расхода её части на растворение вносимых солей элементов питания и токсиканта.
6. Расчет дозы выбранного токсиканта
В качестве стандартного токсиканта используем нитрат свинца – Pb(NO3)2.
Валовое содержание ПДК по свинцу для дерново-подзолистых супесчаных почв составляет 32 мг/кг.
Следовательно, на навеску песка массой 500 г необходимо внести расчетное содержание выбранного токсиканта (свинца):
32 мг Pb /кг – 1000 г песка
y мг Pb /кг – 500 г песка;
y = 16 мг Pb /кг
Далее определяем для соли свинца молекулярную и атомную массу токсиканта:
Мr (Pb(NO3)2) = 331
Ar (Pb) = 207
На следующем этапе рассчитываем необходимую массу вносимой соли*, принимая во внимание выбранную в варианте дозу токсиканта по установленной ПДК:
331(мг соли) – 207 (мг Pb )
Х (мг соли) – у… (мг Pb ) - 1;2;4;8;16 ПДК
х = …..мг Pb(NO3)2/кг
Соль токсиканта (свинец) растворяют в 10 мл дистиллированной воды и отдельно, не смешивая с другими растворами, вносят в субстрат (песок).
7. Посев семян растений (биотеста)
В качестве биотеста используют семена растений горчицы белой (Sinapis alba L.), всхожесть и степень развития которых учитываются в опыте.
Семена (не менее 100шт.) высевают в кюветы четырех вариантах (повторность двукратная):
1) контроль (NPK); 2) NPK + 2 ПДК (Pb);
3) NPK + 4 ПДК (Pb); 4) NPK + 8 ПДК (Pb).
8. Учет проростков
Отмечают даты появления всходов по вариантам и определяют фазу полных всходов, принимая во внимание дату, когда наблюдается 75 % прорастание семян на контроле.
Основной учет проводят через неделю от сроков посева. При закладке опыта в зимний период, необходимо, чтобы опытные растения имели достаточное освещение, а температура окружающего воздуха должна быть не менее 15°С.
На 7-14-й день (в зависимости от темпов развития опытных растений по вариантам), определяют количество сохранившихся растений к уборке (шт.) и рассчитывают процент всхожести. Визуально описывают состояние развития проростков по каждому варианту.
Для отделения растений от субстрата используют промывалки, увлажняя при этом субстрат до момента, когда можно извлечь корень, не травмируя ризосферную часть проростков. Затем их промывают от частиц песка, аккуратно промокая фильтровальной бумагой, определяют массу корней и стеблевой части.
Дают морфологическое описание ростков, с указанием наблюдаемых патологических изменений. Определяют их линейные размеры и биомассу.
Анализ экспериментальных данных можно проводить в несколько этапов, в этом случае на каждой повторности высевают не менее 100 семян и выборочно через 7, 14 дней проводят биометрические измерения, учеты и наблюдения в период роста и развития растений. При использовании сканирующих устройств или оптического увеличения следует обратить внимание на окраску проводящих пучков на границе перехода корня в стебель, при сильном токсикозе возможно потемнение сосудов ксилемы, что будет служить дополнительным доказательством аккумуляции катионов свинца в корневой части опытных растений.
Таблица 14
Результаты биоиндикации в лабораторных опытах
| Вариант | Масса вносимых удобрений, мг
| Масса соли токсиканта, мг | Дата всходов
повторности | Масса, мг | % растений, сохранившихся к уборке | |||||||||||||
| фосфор | калий | азот | корней повторности | стеблей повторности | ||||||||||||||
| 1.Контроль Среднее |
|
|
|
| ||||||||||||||
|
|
|
|
| |||||||||||||||
| 2. 2ПДК Среднее |
|
|
|
| ||||||||||||||
|
|
|
|
| |||||||||||||||
| 3. 4ПДК Среднее |
|
|
|
| ||||||||||||||
|
|
|
|
| |||||||||||||||
| 4. 8ПДК Среднее |
|
|
|
| ||||||||||||||
|
|
|
|
| |||||||||||||||
На последнем этапе проводят сопоставление результатов между вариантами и делают выводы.
* - скорректируйте дозу азота с учетом дополнительного внесения с нитратом свинца
Часть 3.
Тема 3.1
Дата: 2019-03-05, просмотров: 264.