Введение к работе
Актуальность темы. Управляющая роль факторов физической природы на биологические объекты, например, переменной составляющей постоянного магнитного поля Земли в виде локальных электромагнитных аномалий низкой интенсивности (ЛЭМАНИ), недостаточно оценивается в медико-биологических и экологических исследованиях. Системно сформировался новый фактор влияния на биоту, в виде комплекса электромагнитных полей и излучений естественного и искусственного происхождения, который по оценкам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) квалифицируется как "электромагнитное загрязнение окружающей среды". Наряду с другими факторами это приводит к формированию геотехнопатогенных зон. Это вызывает необходимость более глубокого изучения таких процессов и явлений, обладающих биотропными свойствами (Бурлаков и др. 2003; Галль и др., 2003,2006,2009; Егоров, 2008; Александров, 2010).
Известно, что ЛЭМАНИ, в зависимости от их свойств могут вызывать различную скорость роста и развития растений, в виде активации или ингибирования (Дубров, 1993, 1995, 2009; Гридин и др., 1994; Леднёв 1996; Белова и др., 2003; Богатина, 2003, 2006). Существующие методы мониторинга состояния окружающей среды предусматривают фитоиндикацшо - химических загрязнений, по внешним признакам состояния растений или их роста; дендроиндикацию климатических вариаций - по структуре годичных колец, дендроиндикацию, связанную с заболеваниями деревьев, вызванных повышенным или пониженным уровнем магнитной индукции постоянной составляющей магнитного поля Земли и др. (Кулагин, 1980; Григорьев, 2000, 2004; Бобрен-ко, 2004; Александров, 2010). Аномальная реакция роста и развития растений, проявляющаяся в морфологических изменениях их органов, причиной которых являются ЛЭМАНИ, в экологических исследованиях ранее не учитывалась и не применялась.
Предлагается выявлять места присутствия ЛЭМАНИ путём оценки изменений по показателю "средняя длина ростка" проростков семян растений-индикаторов. Они выращиваются в водной среде, на модельных площадках, разделённых на ячейки, которые условно оцениваются как точки с заданными (выбранными) координатами. Сравнение средних показателей по каждой ячейке, относительно средних показателей полученных для всех ячеек площадки или площадки "контроль", позволяет, при статистически достоверных выборках по этому показателю, выявлять присутствие самих ЛЭМАНИ. Также это дает возможность определять их размеры и характер их влияния на тест-объекты в лабораторных и полевых условиях с минимальными затратами.
Цель исследования: определить возможность индикации ЛЭМАНИ по величине показателей реакции (скорости) роста и развития растительных тест-объектов в лабораторных и полевых условиях. На основании полученных данных разработать метод выявления таких аномалий, методику определения их размеров и характер влияния на растения.
Задачи исследования.
-
На основании литературных данных обосновать возможность выявления ЛЭМАНИ по реакции (скорости) роста и развития растений-индикаторов.
-
Практическим методом определить растения-индикаторы, пригодные для выявления ЛЭМАНИ.
-
Разработать метод индикации и методику определения размеров ЛЭМАНИ растительными тест-объектами.
-
Провести проверку разработанного метода и методики на модельных площадках в лабораторных и полевых условиях, с применением средств инструментального контроля.
Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследования.
-
Впервые практически подтверждены теоретические предпосылки по возможности выявления ЛЭМАНИ растениями-индикаторами.
-
Впервые предложен метод индикации ЛЭМАНИ растениями-индикаторами (пшеница и фасоль), методика определения их размеров и других показателей на модельных площадках, разделённых на ячейки маркерами, которые расположены в заданных (выбранных) координатах.
-
Впервые показано, что сравнение показателя "средняя длина ростка" проростков семян пшеницы и фасоли, выращенных в водной среде, в ячейках прилегающих друг к другу, и их группировка относительно средних величин по всей площадке, даёт возможность выделить зоны активации и ингибирования роста растений индикаторов. Это позволяет выявлять присутствие ЛЭМАНИ, схему их расположения, размеры и характер воздействия на растения.
Практическое значение работы. Показана возможность использования предложенного метода фитоиндикации ЛЭМАНИ и методики определения их размеров в лабораторных и полевых условиях. Указанные метод и методика позволяет определять размеры ЛЭМАНИ и характер их воздействия на проростки семян пшеницы и фасоли как растений-индикаторов.
Это позволяет использовать предложенный метод и методику при экологическом мониторинге окружающей среды для выявления присутствия ЛЭМАНИ как зон биологического комфорта или дискомфорта для роста и развития растений. Разработанный метод и методика является доступным и малозатратным способом выявления ЛЭМАНИ, который можно использовать как самостоятельно, так и используя средства инструментального контроля. Данный метод и методика применялись в ООО "Центр инноваций и повышения квалификации "Экватор" г. Омск, в 2007-2009 гг для решения прикладных задач в медико-биологических и экологических исследованиях. Результаты теоретических разработок материалов диссертации и публикации по указанной теме используются в учебном процессе ОмГПУ г. Омска на химико-биологическом факультете по дисциплинам экологического направления (прикладная экология, мониторинг окружающей среды, геоэкология).
Положения, выносимые на защиту:
-
Метод фитоиндикации ЛЭМАНИ, по оценке средней длины ростков проростков семян, растений-индикаторов, позволяет установить присутствие таких аномалий.
-
Разработанная методика оценки параметров ЛЭМАНИ, позволяет оценить степень их влияния на рост и развитие растений-индикаторов.
Оценка личного вклада. Исследования выполнены автором самостоятельно.
Апробация результатов исследований. Материалы основных результатов исследований по теме диссертации представлены и обсуждены: на международной научно-практической конференции "Инновационные технологии в повышении качества образования" (Омск, 2006); на международных научно-практических конференциях "Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона" (Омск, 2006, 2008); на I Международной научно-практической конференции "Основы физических взаимодействий: теория и практика" (Киев, 2008); на IV Международной конференции "Электромагнитные излучения в биологии (Калуга, 2008); на Международной научной конференции "Становление и развитие научных исследований в высшей школе" (Томск, 2009).
Публикации. По материалам исследований опубликовано одиннадцать печатных работ, в том числе три статьи в изданиях рекомендованных ВАК Министерством образования и науки.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и 7 приложений. Изложена на^Ю страницах машинописного текста, имеет 14 таблиц, 26 рисунков. Список литературы содержит 196 наименований, в том числе 26 на иностранных языках.
Похожие диссертации на Фитоиндикация локальных электромагнитных аномалий низкой интенсивности в окружающей среде
