Глава 4. Влияние температуры на содержание пигментов в донных отложениях реки Ягорбы города Череповца

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

В связи с увеличивающейся антропогенной нагрузкой на водоемы, отмечается деградация полезных для человека свойств водных экосистем. Сведения о концентрации растительных пигментов в донных отложениях широко используются для оценки и прогнозирования экологического состояния водоема.

Целью нашей работы является изучение влияния температурного режима воды на содержание пигментов в донных отложениях реки Ягорбы города Череповца

Задачи:

1.Определить содержание хлорофилла в донных отложения реки Ягорбы;

2.Определить содержание феофитина в донных отложениях реки Ягорбы;

3.Определить содержание каротиноидов в донных отложениях реки Ягорбы;

4.Выявить зависимость между пигментной системой фотосинтетического аппарата водорослей и температурными изменениями среды.

Характеристика пигментного состава водорослей

Все фотосинтезирующие организмы содержат один или несколько органических пигментов, способных поглощать видимый свет, запуская тем самым фотохимические реакции фотосинтеза. В растениях и водорослях встречаются пигменты трех основных классов - хлорофиллы, каротиноиды и фикобилины.

Хлорофиллы

Хлорофиллы выполняют наиболее важную роль среди фотосинтетических пигментов, как сенсибилизатора фотохимических реакций. У высших растений и водорослей обнаружены хлорофиллы а, b, с, d. Все фотосинтезирующие растения, включая все группы водорослей, а также цианобактерии, содержат хлорофиллы группы а. Хлорофилл b представлен у высших растений, у зеленых водорослей и эвгленовых. У бурых и диатомовых водорослей вместо хлорофилла b присутствует хлорофилл c, а у многих красных водорослей — хлорофилл d.

Феофитины

Замещение Mg2+ протонами при обработке хлорофилла кислотой приводит к образованию феофитина, имеющего буро-зеленый цвет (Рис.2).

Рис.9. Схема превращения хлорофилла в феофитин при воздействии соляной кислоты.

Процесс феофитинизации часто наблюдается в природе, например в сестоне водоемов, и свидетельствует об увеличении проницаемости живых мембран, а значит, о повреждении и гибели клеток

Каротиноиды

Каротиноиды - жирорастворимые пигменты желтого, оранжевого, красного цвета, присутствующие в хлоропластах всех растений (Рис.3). К ним относятся три группы соединений:

1) оранжевые или красные пигменты каротины (С40Н56 );

2) желтые ксантофиллы (С40Н56 О2 и С40H51O4);

3) каротиноидные кислоты - это продукты окисления каротиноидов с укороченной цепочкой и карбоксильными группами (например, C20H24O2- кроцетин, имеющий две карбоксильные группы).

Характеристика района исследования

Череповец - это крупнейший город Вологодской области, административный центр Череповецкого района. Он располагается на реке Шексне, левом притоке Волги, в устье реки Ягорбы.

Ягорба

Она является важным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения Череповца. Река протекает в Череповецком районе Вологодской области, впадает в Шекснинский русловый участок Рыбинского водохранилища в границах г. Череповец. Река Ягорба изрядно загрязнена и продолжает загрязняться стоками промышленных предприятий и животноводческими комплексами (ЗАО «Ботово», ЗАО «Череповецкий фанерно – мебельный комбинат», ОАО Череповецкая спичечная фабрика «ФЭСКО» и др.). Сбросы загрязняющих веществ превышают 38 тыс. тонн в год. Экологическое состояние реки вызывает опасения. Загрязненность реки Ягорбы обусловлена в основном влиянием сельскохозяйственных объектов.

Методика отбора проб

Пробы отбирались с апреля 2016 года по май 2015 года на территории города Череповца в реке Ягорбе дночерпателем ГР91 из верхнего слоя донных отложений на мелководных участках, на глубине 2 метра от берега 1 раз в месяц. Так же были произведены замеры температуры воды. Исходный образец грунта тщательно перемешивали до однородной массы, из которой готовили 2 навески для анализа пигментов. В зависимости от предполагаемой концентрации пигментов и типа грунта исследуемого образца масса навески варьировала в пределах 0,5-1,0 г. Образцы взвешивались на электронных весах. Экстракцию растительных пигментов проводили 90% ацетоном. Затем подвергали центрифугированию и определяли спектрофотометрическим методом на Спектрофотометре ПЭ–5400уф.

Сф, Схл, Ск– концентрация феопигментов, хлорофилла, каротиноидов ;

D₄₉₀ D₆₆₅ D₇₅₀ - оптические плотности экстрактов;

D_665к , D_750к - оптические плотности экстрактов, обработанные HCL;

Vэ – объем экстракта, мл;

l - длина кюветы, см;

V – масса навески, г или объем профильтрованной пробы, мл.

Работа была выполнена в текстовом редакторе MicrosoftOfficeWord. Статистическая обработка данных и расчёты по формулам для нахождения концентраций пигментов в пробах производились с помощью программы MicrosoftOfficeExel.

Результаты

Для оценки состава растительных пигментов широко используется спектр поглощения - физическая характеристика, кривая зависимости поглощения света пигментов от длины волны. В результате обработки проб, взятых нами в период с апреля 2016 по июнь 2016, были получены следующие результаты, которые занесены в таблицу 4.

Таблица 4

Сводная таблица длин волн, поглощаемых пигментами донных отложений реки Ягорбы (апрель-май 2016)

Дата отбора	V экстр, мл	m , г	430 nm	450 nm	480 nm	630 nm	647 nm	664 nm	665 nm	750 nm	665к nm	750к nm
Апрель	9,8	0,823	0,058	0,043	0,034	0,018	0,018	0,020	0,021	0,015	0,018	0,047
Май	8,9	1,044	0,073	0,059	0,051	0,033	0,035	0,039	0,040	0,036	0,037	0,041
Июнь	9,4	0,5891	0,872	0,578	0,098	0,056	0,114	0,057	0,056	0,024	0,045	0,029

Таблица 5

Характеристика донных отложений реки Ягорбы (апрель-май 2016)

Дата отбора	Хлорофилл ,мкг/г с.о.	Феофитин ,мкг/г с.о.	Каротиноиды ,мкг/г с.о.
Апрель	1,6	1,4	1,28
Май	1,8	2,5	2,26
Июнь	6,8	2,0	11,81

Для оценки корреляции между изучаемыми явлениями (температурой воды водоема и содержанием пигментов) использовали коэффициент линейной корреляции «Pearson» в программе Microsoft Office Exel .

В ходе корреляционного анализа нами была выявлена сильная прямая зависимость содержания хлорофилла в донных отложениях от температуры – коэффициент корреляции равен 0,81(Рис.10).

Рис.10. Зависимость содержания хлорофиллов от температуры воды в реке Ягорбе

С помощью корреляционного анализа нами была выявлена умеренная прямая зависимость содержания феофитина в донных отложениях от температуры – коэффициент корреляции равен 0,65 (Рис.11).

Рис.11. Зависимость содержания феофитинов от температуры воды в реке Ягорбе

В ходе корреляционного анализа нами была выявлена сильная прямая зависимость содержания каротиноидов в донных отложениях от температуры – коэффициент корреляции равен 0,84 (Рис.12).

Рис.12. Зависимость содержания каротиноидов от температуры воды в реке Ягорбе

Соотношение растительных пигментов в водной толще и донных отложениях отражает итог синтеза и деструкции новообразованного органического вещества, и прежде всего, итог работы фотосинтетического аппарата водорослей и трансформации их пигментов. На протяжении всего исследования нами было установлено, что наибольшая концентрация всех пигментов наблюдалась в июне. Наибольшая интенсивность фотосинтеза наблюдается при повышении температуры воды. При температуре выше +15^оС повышается продуктивность зеленых и сине-зеленых водорослей, а так же хризомонад, часть видов которых достигает значительного развития уже во вторую фазу весны [жизнь ратсений].

Заключение

1.В результате нашего исследования содержания пигментов в донных отложениях реки Ягорбы города Череповца в период с апреля по июнь 2016 года мы установили, что:

1) Содержание хлорофилла находится в пределах от 1,6 мкг/г с.о. до 6,8 мкг/г с.о.;

2) Содержание феофитина находится в пределах от 1,4 мкг/г с.о. до 2,5 мкг/г с.о.;

3) Содержание каротиноидов находится в пределах от 1,28 мкг/г с.о. до 11,81 мкг/г с.о..

2. Нами было выяснено, что между содержанием пигментов в донных отложениях, таких как хлорофилл, и каротиноиды, и температурным режимом воды в реке Ягорбе существует сильная прямая зависимость. Между содержанием феофитина и температурным режимом обнаружена средняя прямая зависимость. Проведенные исследования показывают, что наименьшее содержание данных пигментов присутствует в апреле, а наибольшее в июне.

Список литературы

1. Афанасьева Н.Б., Березина Н.А. Введение в экологию растений. – М.: Издательство Московского университета, 2011.

2. Батурицкая Н.В., Фенчук Т.Д. Удивительные опыты с растениями. – Минск: Народнаяасвета, 1991.

3. Головкин Б.Н., Энциклопедия комнатного цветоводства. – М.: Колос,1993.

4. Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М., Краткий справочник по физиологии растений. – Киев: Наукова думка, 1973.

5. Долгачева В.С. Растениеводство: Учеб.пособие для студ. высш. пед. учеб. Заведений. – М.: Академия, 1999.

6. Практикум по физиологии растений: Учеб.пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / И.В.Плотникова, Е.А. Живухина, О.Б. Михалевскаяи др.; Под ред. В.Б. Иванова. – М.: Издательский центр Академия, 2001.

7. Кузнецов Вл. В., Г.А. Дмитриева Физиология растений.–М.: Высшая школа, 2006.

8. Садовникова Л.К., Орлов Д.С., Лозановская И.Н. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 2006.

9. Федорова А.И., Никольская А.Н., Практикум по экологии и охране окружающей среды. – М.: Гуманит, ВЛАДОС, 2001.

10. Якушкина Н.И. Физиология растений. – М.: Просвещение, 1980.

11. URL:http://cgie.stavkray.ru/index.php?option=com (дата обращения: 15.03.14)

12. URL: http://ne-kurim.ru/articles/mesta-dlja-kurenija (дата обращения: 30.03.14)

13. URL: http://news.softpedia.com/news/Top-15(дата обращения: 20.03.14)

14. URL:http://revolution.allbest.ru/life/00251321(дата обращения: 15.03.14)

15. URL: http://rumagic.com/ru_zar/religion (дата обращения: 16.03.14)

16. URL: http://www.docme.ru/doc/98256/ (дата обращения: 20.03.14)

17. URL: http://www.nuhvatit.ru/metally.html (дата обращения: 5.04.14)

18. URL:http://www.zavuch.info/uploads/methodlib/2013/3/4/moya-proektnaya-deyatelnost.docx(дата обращения: 20.03.14)

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1334; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!