Ученый Елабужского института КФУ рассказал об исследованиях по защите растений в техногенной среде
Реализуя гранта Президента РФ для молодых ученых, Петр Кузьмин ведет изучение древесных насаждений в Камском промышленном регионе.
Вчера в рамках церемонии закрытия III Российской конференции «МедХим Россия» состоялось вручение сертификатов молодым российским ученым – победителям президентского гранта, в числе которых доцент Елабужского института КФУ, кандидат сельскохозяйственных наук Петр Кузьмин. В интервью Петр Анатольевич подробно рассказал о задачах и направлениях своей работы, посвященной важной теме – экологии Прикамья:
– Наша работа направлена на решение прикладной междисциплинароной проблемы современной биологии: исследованию механизмов устойчивости организмов, в данном случае – древесных растений в условиях техногенной среды с целью повышения продуктивности естественных и искусственных полифункциональных фитоценозов. Результаты будут способствовать сохранению существующих и созданию новых защитных насаждений в условиях Камского промышленного комплекса.
Возможности древесных растений велики, но не беспредельны. Работая как своеобразный живой фильтр, они поглощают из воздуха химические токсины и задерживают на поверхности ассимиляционных органов значительное количество пыли. Иногда они реагируют на такие концентрации вредных веществ, которые у людей и животных не вызывают видимых нарушений, то есть выполняют функцию индикатора.
Для Среднего Поволжья, в частности для Камского промышленного комплекса Татарстана, острыми остаются вопросы, связанные с формированием естественных ландшафтов и экологической оптимизацией техногенных территорий. В республике естественные лесные фитоценозы занимают весьма скромные площади: на сегодня это 17,6 процентов от всей территории. В связи с этим в Татарстане принята программа «Развитие лесного хозяйства 2011 – 2020 гг.».
Планируется, что к завершающему этапу доля леса должна составлять 25 процентов. Но уже сейчас имеется отставание от сроков реализации программы. Это связано, в первую очередь, с нехваткой научной информации по характеристике параметров локальных микроусловий среды обитания предполагаемых саженцев растений и отсутствия данных по адаптационному потенциалу выбранного вида.
На начальном этапе объектом исследования были выбраны аборигенные виды древесных растений: береза повислая, липа мелколистная и клен остролистный, а также интродуцированные древесные растения: клен ясенелистный и тополь бальзамический. На их на долю на территории Камского промышленного комплекса приходится более 65 процентов насаждений.
Камский промышленный комплекс представлен такими промышленными объектами, как «КамАЗ» (г. Набережные Челны), Особая экономическая зона «Алабуга» (г. Елабуга), завод им.Карпова (г. Менделеевск), Нижнекамский нефтеперерабатывающий завод («Танеко»). В зонах их влияния планируется проведение исследований по выявлению жизненного состояния древесных растений, определению их продуктивности, исследованию физиолого-биохимического состояния и определению общей стратегии адаптации видов древесных растений. Кроме этого, планируется наблюдение абиотических общих и локальных параметров микроусловий среды в каждой конкретной функциональной зоне (гидротермическому, инсоляционному, барометрическому режиму) и выявление их роли (наряду с уровнем загрязнения среды) в формировании физиолого-биохимических реакций и функционального состояния исследуемых видов растений и насаждений.
Важным фактором экологической оптимизации техногенной среды является организация многофункциональных зеленых насаждений, повышение их продуктивности. В адаптивных реакциях растений задействованы различные метаболиты, в том числе – каротиноиды, танины, аскорбиновая кислота, ряд ферментов. В последние годы данные метаболиты рассматриваются учеными как элементы формирования ответных адаптивных реакций древесных растений на повышающийся уровень загрязнения окружающей среды.
На территории России подобными исследованиями занимаются представители нескольких научных школ в разных промышленных регионах. Наша работа соответствует аналогам мирового уровня. Оригинальность ожидаемых результатов заключается в выявлении комплекса биохимических особенностей видов древесных растений, включая показатели антиоксидантной стратегии защиты, с учетом взаимовлияния локальных микроусловий произрастания и уровня техногенной нагрузки.
Планируется получить информацию комплексного характера по функциональной роли отдельных физиолого-биохимических компонентов в составе антиоксидантной системы защиты растений и определить особенности формирования адаптационных реакций растений в условиях природных и техногенных ландшафтов с учетом микроклиматических условий. Ожидаем повышение средообразующей роли древесных насаждений и их продуктивности благодаря научному обоснованию подбора видового состава насаждений, что будет способствовать формированию сбалансированных и устойчивых природных и техногенных фитоценозов.
Результаты исследования в дальнейшем можно использовать для решения практических задач создания устойчивых и продуктивных насаждений. Кроме того, древесные растения являются обязательным компонентом исследуемых экологических зон промышленного региона, что даст возможность с большей эффективностью использовать их для решения вопросов диагностики состояния среды, это позволит на начальных этапах загрязнения окружающей среды принять меры по устранению негативного воздействия.
