Целью исследований было изучение анатомо-морфологических и биохимических характеристик Pinus sylvestris L., произрастающей на отвалах Шабровского месторождения тальк-магнезита и в естественном местообитании (Средний Урал) и выявление влияния на них свойств субстрата. Анатомо-морфологические параметры хвои изучали на поперечных срезах с использованием системы обработки изображений «SIAMS Mesoplant». Содержание низкомолекулярных антиоксидантов, а также уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) в хвое исследовали стандартными спектрофотометрическими методами. Показано, что у P. sylvestris в техногенных условиях происходило уменьшение высоты, годичного прироста, диаметра ствола деревьев, а также длины хвои. В хвое P. sylvestris отмечено уменьшение площади поперечного сечения, центрального цилиндра, мезофилла, числа смоляных ходов. Выявлено, что в хвое P. sylvestris в условиях отвалов происходило усиление накопления продуктов ПОЛ, свободного пролина, фенольных соединений и в том числе флавоноидов, а также уменьшение накопления азота и фосфора по сравнению с контрольными растениями из естественного лесного фитоценоза. Показано, что на анатомо-морфологические параметры P. sylvestris большое влияние оказывали такие свойства субстратов, как содержание углерода, гигровлаги и рН. Увеличение синтеза в хвое пролина, фенолов, флавоноидов и продуктов ПОЛ было связано с пониженными значениями гигроскопической влаги в субстратах отвалов.
сосна обыкновенная, анатомо-морфологическое строение, адаптивные реакции, антиоксиданты, промышленные отвалы
1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. Москва: Изд-во МГУ, 1970. 487 с.
2. Борисова Г.Г., Чукина Н.В., Киселева И.С., Малева М.Г. Биохимия. Практикум: учеб.-метод. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017. 116 с.
3. Калинкина Л.Г., Назаренко Л.В., Гордеева Е.Е. Модифицированный метод выделения свободных аминокислот для определения на аминокислотном анализаторе // Физиология растений. 1990. Т. 37, № 3. С. 617-621.
4. Капелькина Л.П. Самозарастание и рекультивация нарушенных земель на месторождениях севера России // Экологические проблемы северных регионов и пути их решения: Материалы V Всероссийской научной конференции с международным участием, 2014. Апатиты: КНЦ РАН, 2014. С. 17-21.
5. Колясникова Н.Л., Карнажицкая Т.Д., Паршакова К.А. Влияние аэротехногенного загрязнения на морфологические и эмбриологические признаки сосны обыкновенной // Вестник Удмуртского университета. Серия «Биология. Науки о Земле». 2011. № 2. С. 31-35.
6. Кузнецова Н.Ф., Клушевская Е.С. Смена жизненного состояния как способ выживания Pinus sylvestris L. на техногенно загрязненной территории // Принципы экологии: научный электронный журнал. 2020. № 2. С. 40-47.
7. Лукина Н.В., Чукина Н.В., Филимонова Е.И., Глазырина М.А., Учаев А.П., Борисова Г.Г. Морфофизиологические особенности Pinus sylvestris L. в искусственных насаждениях на дражном отвале после золотодобычи // Лесохозяйственная информация. 2022. № 3. С. 145-157. https://doi.org/10.24419/LHI.2304-3083.2022.3.13.
8. Мамаев С.А. Виды хвойных на Урале и их использование в озеленении. Свердловск: Уральский Научный Центр АН СССР, 1983. 109 с.
9. Махонина Г.И. Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2003. 355 с.
10. Поздняков А.И. Электрические параметры почв и почвообразование // Почвоведение. 2008. № 10. С. 1188-1197.
11. Самусик Е.А., Марчик Т.П., Головатый С.Е. Интенсивность окислительных процессов и активность антиоксидантной системы в листьях древесных растений, произрастающих в условиях техногенного загрязнения // Социально-экологические технологии. 2022. Т. 12, № 4. С. 418-438. https://doi.org/10.31862/2500-2961-2022-12-4-418-438.
12. Стасова В.В., Скрипальщикова Л.Н., Астраханцева Н.В., Барченков А.П. Морфолого-анатомические характеристики и пигментный состав хвои сосны обыкновенной в зеленых насаждениях г. Красноярска // Сибирский лесной журнал. 2022. № 2. С. 3-10. https://doi.org/10.15372/SJFS20220201.
13. Тужилкина В.В. Влияние аэротехногенного загрязнения целлюлозно-бумажного производства на пигментный комплекс сосны обыкновенной // Теоретическая и прикладная экология. 2021. № 1. С. 90-96. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-1-090-096.
14. Уразгильдин Р.В., Кулагин А.Ю. Техногенез и структурно-функциональные реакции древесных видов: повреждения, адаптации, стратегии. Ч 1. Влияние на макро- и микроморфологию ассимиляционного аппарата // Биосфера. 2021. Т. 13, № 3. С. 86–100.
15. Федотов В.И. Техногенные ландшафты – теория, региональные структуры, практика. Воронеж: Изд-во Воронежского гос. ун-та, 1985. 186 c.
16. Цандекова О.Л. Оценка состояния Pinus sylvestris (Pinaceae) и Betula pendula (Betulaceae) по некоторым биохимическим показателям в условиях породного отвала угледобывающей промышленности // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2017. № 2(148). С. 70-76.
17. Чукина Н.В., Глазырина М.А., Лукина Н.В. Анатомо-морфологические особенности строения листа Chimaphila umbellata на промышленных отвалах (Средний Урал) // Вестник Нижневартовского государственного университета. 2024. № 2(66). С. 49-60. https://doi.org/10.36906/2311-4444/24-2/05.
18. Шакиров А.В. Физико-географическое районирование Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 2011. 617 с.
19. Шаяхметова Р.И. Сосна обыкновенная как биоиндикатор в условиях ХМАО // Культура, наука, образование, проблемы и перспективы: Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции (Нижневартовск, 12–13 февраля 2015 г.). Нижневартовск: Нижневартовский гос. ун-т, 2015. С. 69-71.
20. Якимов Н.И., Соколовский И.В., Цай В.В. Содержание элементов питания в сеянцах сосны с закрытой корневой системой в зависимости от дозы и сроков внесения минеральных удобрений // Труды Белорусского государственного технологического университета. Серия 1. Лесное хозяйство. 2005. № 13. С. 113-115.
21. Яковченко М.А., Баумгартэн М.И., Дремова М.С., Кондратенко Е.П., Филипович Л.А. Воспроизводство плодородия почв: исследование физико-химических параметров субстратов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2011. № 4. С. 48-50.
22. Ahmad P., Jaleel C.A., Salem M.A., Nabi G., Sharma S. Roles of enzymatic and nonenzymatic antioxidants in plants during abiotic stress // Critical Reviews in Biotechnology. 2010. V. 30, № 3. P. 161-175. https://doi.org/10.3109/07388550903524243.
23. Chang C., Yang M., Wen H., Chern J. Estimation of Total Flavonoid Content in Propolis by Two Complementary Colorimetric Methods // Journal of Food Drug Analysis. 2002. V. 10. P. 178-182.
24. Kalugina O.V., Afanasyeva L.V., Mikhailova T.A. Anatomical and morphological changes in Pinus sylvestris and Larix sibirica needles under impact of emissions from a large aluminum enterprise // Ecotoxicology. 2024. V. 33. P. 66-84. https://doi.org/10.1007/s10646-023-02723-x.
25. Kandziora-Ciupa M., Ciepał R., Nadgórska-Socha A., Barczyk G. Accumulation of heavy metals and antioxidant responses in Pinus sylvestris L. needles in polluted and non-polluted sites // Ecotoxicology. 2016. V. 25. P. 970-981.
26. Mittler R. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance // Trends Plant Sci. 2002. V. 7(9). P. 405-410. https://doi.org/10.1016/s1360-1385(02)02312-9.
27. Singleton V.L., Orthofer R., Lamuela-Raventós R.M. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of folin-ciocalteu reagent // Methods in enzymology. 1999. V. 299. P. 152-178. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(99)99017-1.
28. Pietrzykowski M., Woś B., Haus N. Scots pine needles macronutrient (N, P, K, CA, MG, and S) supply at different reclaimed mine soil substrates – as an indicator of the stability of developed forest ecosystems // Environmental Monitoring and Assessment. 2013. V. 185. P. 7445-7457. https://doi.org/10.1007/s10661-013-3111-9.
29. Uchiyama M., Mihara M. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test // Anal. Biochem. 1978. V. 86, 1. P. 287-297. https://doi.org/10.1016/0003-2697(78)90342-1.
