Эколого-биологические особенности Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала

Янтурин, Ильшат Шафкатович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эколого-биологические особенности Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала
ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Эколого-биологические особенности Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала"

На правах рукописи

ЯНТУРИН ИЛЬШАТ ШАФКАТОВИЧ

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ INULA HELENIUM L. В ГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ЮЖНОГО УРАЛА

Специальность 03.02.01 - ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

005540114

2 д НОЯ 2013

Оренбург-2013

005540114

Работа выполнена в лаборатории экологии и рационального природопользования Государственного автономного научного учреждения «Институт региональных исследований Республики Башкортостан», г. Сибай

Доктор биологических наук, профессор Суюндуков Ялиль Тухватович

Абрамова Лариса Михайловна

доктор биологических наук, профессор, ФГБУН Ботанический сад - институт Уфимского научного центра РАН, зав. лабораторией дикорастущей флоры и интродукции травянистых растений

Кулагин Андрей Алексеевич

доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Башкирский ГПУ им. М. Акмуллы, зав. кафедрой экологии и природопользования

Ведущая организация: ФГБУН Институт биологии Уфимского

научного центра РАН

Защита состоится 10 декабря 2013 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д. 212.180.02 при ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет» по адресу: 460844, Россия, г. Оренбург, ул. Советская, 19. Тел./факс 8(3532) -77-24-54.

E-mail: ospu@ospu.ru, http: // www.ospu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет»

Автореферат разослан « » ноября 2013 г.

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета

Мушинская Наталья Ивановна

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Южный Урал известен уникальным сочетанием разнообразных геологических, природных фитоценотических условий и антропогенно-нарушенных территорий. Разнообразие экологических условий вызвано наличием техногенных геохимических аномалий, связанных с месторождениями медно-цинковых и железных руд, способствующих высокому развитию в регионе черной и цветной металлургии. Природные и техногенные факторы, накладываясь друг на друга, формируют провинции с избыточным содержанием в почвах меди, цинка, железа, марганца, никеля и свинца. В то же время территория Южного Урала славится обилием лекарственных трав. Перечисленные выше тяжелые металлы (ТМ) в составе лечебных трав подлежат первоочередному контролю, так как являются экологически значимыми для Республики Башкортостан (РБ) и Оренбургской области.

Изучению свойств ТМ и их соединений, процессов их миграции, трансформации, аккумуляции и воздействия на природные объекты посвящены многочисленные научные труды (Алексеев, 1987; Мудрый, Короленко, 1997; Маймулов, Нагорный, 2000; Бабкин и др., 2002; Русанов и др., 2002; Скальный, Рудаков, 2004; Зайцева и др., 2004; Кулагин, Шагиева, 2005; Курбатова, 2006). Однако проблемы влияния антропогенных факторов и природных аномалий на качество лекарственного растительного сырья исследованы недостаточно. Содержание тяжелых металлов в дикорастущих лекарственных растениях не нормируется (Муравьева и др., 2002). Регуляция накопления лекарственных веществ в условиях специфических геохимических провинций изучена мало: не определены общие закономерности влияния отдельных металлов на метаболизм биологически активных веществ, не выявлена картина проявления видоспецифичности реакций разных видов растений (Усманов и др., 2002). В силу этого целесообразно сосредоточить внимание на проблеме влияния элементов, содержащихся в почвах медно-цинковой провинции Южного Урала, на биопараметры растений и на накопление ими некоторых биологически активных веществ. Необходимость изучения содержания тяжелых металлов в растительном лекарственном сырье продиктована также опасностью загрязнения лечебного материала избыточным накоплением химических элементов. В Российской Федерации площадь загрязненных ТМ земель достигла более 70 млн. га, из них около 1 млн. га имеют чрезвычайно опасный уровень загрязнения (Садовникова и др., 2006). От 40 до 80 % ТМ в организм животных и человека поступает с пищей, и только 20-40 % - с воздухом и водой (Панин, 2000; Ильин, Сысо, 2001). От уровня накопления металлов в растениях в значительной степени зависит здоровье населения.

противовоспалительным, кровоостанавливающим, отхаркивающим, мочегонным, антимикробным, противоглистным действием, нормализует работу желудочно-кишечного тракта (Носов, 2001; Лекарственные растения, 2003; Лавренова, Онипко, 2003; Александрова, 2005; Ахмедов, 2006; Попов 2008; Капранова, 2009; Убашеев, 2011). Вид является перспективным при сахарном диабете (Jun-Jie Shan, 2006), оказывает выраженное антитоксическое действие и обладает антиоксидантным свойством (Лесиовская, Пастушенков, 2003; Телятьев, 2004; Зеленская, 2006; Ботоева, 2010). Своеобразный ароматный запах и полезные свойства позволяют использовать девясил как пищевое растение в кондитерской, ликеро-водочной, рыбной, пищеконцентратной, консервной промышленности, в кулинарии, в парфюмерии (Авакаянц, 2003; Королюк, 2003; Литвинова, 2003; Курганская, 2004). Исследуемый вид не внесен в список редких, однако нуждается в особом внимании к состоянию в природной среде и мониторинге (Красная книга..., 2011).

Некоторые вопросы биологии и распространения Inula helenium L. в Республике Башкортостан нашли отражение в работах Е.В. Кучерова (1976, 1991, 1993), Д.Н.Лазаревой (1993) и А.Х.Галеевой (1991). С.С.Киньябулатовым (2010) изучены популяционная структура и вопросы охраны вида. В то же время эколого-биологические особенности Inula helenium L., качество лекарственного растительного сырья в условиях повышенного содержания ТМ в почве изучены недостаточно.

Цель работы - изучить эколого-биологические особенности Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала, определить содержание в почве, характер поступления и видоспецифичность распределения цинка, меди, железа, марганца, свинца и никеля в организме растения.

Для достижения этой цели необходимо решение следующих задач:

1. Выявить синтаксономическую приуроченность растительных сообществ с участием растений I. helenium L.

2. Исследовать особенности содержания ТМ (Zn, Cu, Fe, Mn, Pb, Ni) в почвах Зауральского и Предуральского регионов Южного Урала.

3. Охарактеризовать особенности распределения Zn, Cu, Fe, Mn, Pb и Ni в органах растений I. helenium L. в разных фитоценотических условиях.

4. Выявить отношение растений I. helenium L. к исследуемым металлам с помощью коэффициента биологического накопления и коэффициента передвижения.

5. Изучить особенности биоморфологических параметров растений I. helenium L. и их взаимосвязь с содержанием ТМ в почвах и органах растения.

6. Определить содержание эфирных масел в подземных органах растений I. helenium L. и выявить влияние исследуемых элементов на их накопление.

- органы растения I. helenium L.». Определен коэффициент биологического накопления и коэффициент поглощения тяжелых металлов в растении как показатель отношения вида к исследуемым элементам, выявлены пути поступления ТМ в организм растения. Проведен детальный морфологический анализ и установлены корреляционные взаимосвязи биометрических показателей растения с содержанием элементов. На основе интегрального анализа исследованных ценопопуляций (ЦП) I. hele nium L. установлены специфические особенности исследуемого вида по отношению к наиболее распространенным металлам в медно-цинковой провинции Южного Урала.

Практическая значимость. Детальное изучение содержания тяжелых металлов в различных органах I. helenium L. в зависимости от их содержания в почве позволяет провести топографию мест заготовки сырья, а также паспортизацию угодий с указанием содержания в почве потенциально опасных для здоровья человека элементов. Полученные данные помогут разработать научно обоснованные величины предельно-допустимых концентраций (ПДК) элементов и внести дополнения в инструкции по заготовке I. helenium L. Материалы исследований используются при преподавании курсов экологии, ботаники, лекарственного ресурсоведения. Информация, содержащаяся в данной работе, полезна биологам, экологам, работникам санитарных служб, лесного хозяйства, заготовителям растительного лекарственного сырья.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации апробированы на ежегодной Всероссийской научно-практической конференции «Устойчивое развитие территорий: теория и практика» (Сибай, 2010, 2011, 2012, 2013); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы методико-экологических наук» (Уфа, 2010); Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие малых городов России: научный, технологический и образовательный потенциал» (Мелеуз, 2012); Международной научно-практической конференции «Стратегические направления и инструменты повышения эффективности сотрудничества стран-участников Шанхайской организации сотрудничества: экономика, экология демография» (Уфа, 2013): Региональной научно-практической конференции «Уральский регион Республики Башкортостан: человек, природа, общество» (Сибай, 2013).

По результатам исследований опубликовано 12 работ, в т.ч. 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы и приложений. Работа изложена на 168 страницах, включает 5 таблиц, 53 рисунка и 5 приложений. Список литературы содержит 209 источника, в том числе 36 на иностранных языках.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность к.б.н., доценту A.A. Амииевой за неоценимую помощь, участие и постоянную поддержку на всех этапах работы. Также благодарит сотрудников химической лаборатории Сибайского филиала Учалинского горно-обогатительного комбината (СФ УГОК; за оказанную помощь при проведении анализов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА I. INULA HELENIUM L. И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

В главе приводится обзор литературы по теме исследований, дана краткая характеристика систематического положения I. helenium L., описаны морфология, химический состав, распространение, агротехника выращивания, заготовка сырья и хранение, экология и онтогенез вида, его фармакологические свойства, применение в медицине и отраслях промышленности (Нухимовский, Нухимовская, 1979; Ловкова и др., 1989; Еленевский и др., 2000; Носов, 2001; Кочетков, 2002; Миркин и др., 2002; Сергиевская, 2002; Усманов и др., 2002; Preventative effects..., 2002; Королюк, 2003; Лекарственные растения, 2003; Лесиовская, Пастушенков, 2003; Литвинова, 2003; Курганская, 2004; Лавренова, Онипко, 2004; Телятьев, 2004; Александрова, 2005; Ахмедов, 2006; Зеленская, 2006; Энциклопедия..., 2006; Jun-Ле S han, 2006; Sulborska, 2007; Лавренов, Лавренова, 2007; Дергачёва, Турина, 2008; Олейников и др., 2008; Bharathi, 2009; Ботоева и др., 2010; Курманов, 2010).

ГЛАВА II. ПРИРОДНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЮЖНОГО

УРАЛА

В главе представлены материалы о географическом положении, рельефе, климате Южного Урала. Охарактеризованы почвы и растительность региона (Кучеров и др., 1976; Юнусбаев, 2000; Левит, 2001; Суюндуков, 2001; Мукатанов, 2002; Атлас..., 2005; Левит, 2005; Хазиев, 2007; Фаткуллин и др., 2009; Миркин и др., 2010).

Зауральский регион Южного Урала - специфическая биогеохимическая провинция, для которой характерно уникальное сочетание территорий различной степени антропогенной нарушенности с разнообразным спектром полиметаллического оруднения: техногенные геохимические аномалии накладываются на природные, что увеличивает разнообразие экологических условий (Шагиева, Суюндуков, 2001). Регион является одним из основных промышленных районов России: здесь находятся богатейшие месторождения черных и цветных металлов, разработка которых ведется издавна. Зауралье богато медными, никельсодержащими рудами, золотом. Данный регион - один из основных поставщиков концентратов медно-цинкоколчеданных руд металлургическим предприятиям. Наличие медно-колчеданных месторождений и связанное с этим развитие горнодобывающей промышленности, а также активное функционирование горно-обогатительных комбинатов привело к техногенному загрязнению почв региона металлами (Опекунова и др., 2002). Предуралье отличается дефицитом многих биогенных металлов (Гирфанов, Ряховская, 1975).

ГЛАВА III. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ

Исследованиями охвачены 7 ботанико-географических районов, выделенных А.А. Мулдашевым (2010) на территории РБ, где расположены 18

ЦП Inula helenium L., а также 3 ЦП на территории Гайского района Оренбургской области. Вид изучен в период массового цветения. Самая северная ЦП находится в точке с координатами: 54°33' с.ш., 56°01' в.д.; южная - 51 °46ч' с.ш., 58°29' в.д.; восточная - 52°69' с.ш., 58°65' в.д.; западная - 54°29' с.ш., 54°59'в.д. (рис.1).

Рис. 1. Карта-схема исследованных ценопопуляций Inula helenium L.

Для характеристики экологии вида и фитоценотических условий произрастания были проведены 22 полных геоботанических описаний с участием I. helenium L. стандартными методами (Braun-Blanquet, 1964). Для оценки обилия видов использовалась модифицированная шкала: г - встречается редко, + - незначительное участие ценопопуляций вида в фитоценозе, 1 -проективное покрытие до 5 %, 2 - от 6 % до 15 %, 3 - от 16 до 25 %, 4 - от 26 до 50 %, 5 - более 51 % (Миркин и др., 2002).

Геоботанические описания были введены в базу данных TURBOVEG. Они послужили исходным материалом для ручной обработки фитоценотических таблиц с использованием программы MEGATAB (Hennekens, 1995).

У средневозрастных генеративных растений отмечали 10 вариабельных морфометрических параметров репродуктивных и вегетативных органов: число побегов - ns (шт.), высота побега - h (см), диаметр стебля - ds (см), число прикорневых листьев - пг| (шт.), число стеблевых листьев - п, (шт.), длина листа - а (см), ширина листа' - b (см), число парциальных соцветий - npi (шт.), число корзинок - п; (шт.), диаметр корзинки - dj (см) (Щербаков и др., 1998).

Ра'стения были разделены на органы, и они высушены отдельно согласно требованию Государственной фармакопеи (1989). В каждой ЦП одновременно

были также отобраны почвенные образцы; они были высушены до воздушно-сухого состояния, измельчены и пропущены через сито с размерами ячеек 1-мм.

Содержание эфирных масел в подземных органах I. helenium L. определяли методом Гинзберга, который основан на перегонке эфирного масла с водяным паром и измерении его объема (Государственная фармакопея...,

1991)- ™

Содержание цинка, меди, железа, марганца, свинца и никеля в почвенных образцах, а также отдельно в подземных органах, стеблях, листьях, соцветиях и семенах растения определяли атомно-абсорбционным методом в центральной лаборатории Сибайского филиала Учалинского горно-обогатительного комбината (Аттестат аккредитации № РОСС RU. 0001515358).

Нами использованы официально утвержденные величины предельно-допустимой концентрации (ПДК) подвижных форм тяжелых металлов в почве, мг/кг (Госкомприрода СССР, № 02-2333 от 10. 12. 90). В качестве предельно допустимого содержания Fe, Mn, РЬ и Ni в органах исследуемого использованы

показатели, предложенные В.Б.Ильиным (1991).

Статистическую обработку данных осуществляли общепринятыми методами (Лакин, 1980), с помощью пакета компьютерных программ Microsoft Exsel 2003, Statistica 6,0. Для характеристики изменчивости биоморфологических признаков был использован коэффициент вариации (CV %). Уровни варьирования признаков приняты по Г.Н. Зайцеву (1973). Для оценки координированности морфологических признаков между собой, а также для определения влияния состава почвы на биоморфологические параметры растения использовали корреляционный анализ.

Содержание тяжелых металлов определяли в 11-и ЦП, находящихся на территории Оренбургской области (ЦП 1 и 2) и РБ (ЦП 4, 8, 10, 11, 14, 16, 17, 18 21) При оценке степени химического загрязнения почв и растительности микроэлементами использовался суммарный показатель загрязнения Zc, вычисленный по формуле:

кф

где Ki - фактическое содержание i-ro химического элемента в почвах, мг/кг; Кф - фоновое содержание i-ro химического элемента в почвах, мг/кг; п - число учитываемых химических элементов. Градации уровней загрязнения почв и растительных образцов приняты по СанПиН (2003): Zc < 16 - допустимый; 16 < Zc < 32 - умеренно опасный; 32 < Zc < 128 - опасный; Zc > 128- чрезвычайно

опасный уровень.

Для выявления особенностей аккумуляции металлов в органах растения вычислен коэффициент биологического накопления (КБН) по формуле (Ловкова, 2011):

содержание элемента в растении содержание элемента в почве

При КБН>10 вид является концентратором изучаемого элемента, при 10>КБН>1 металл относится к элементам слабого накопления, если 1>КБН>0,1 - к элементам слабого захвата (Ивлев, 1986; Авессаломов, 1987).

Для оценки процессов передвижения химических элементов в растении использовали коэффициент передвижения (Кп), равный отношению содержания элементов в листьях к таковому в подземных органах (Ковалевский, 1991).

ГЛАВА IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 4.1. Синтаксономическая приуроченность растительных сообществ с участием Inula helenium L.

По результатам исследований растительные сообщества с участием I. helenium L. отнесены к 4 классам, 5 порядкам, 6 союзам и 6 сообществам в системе единиц эколого-флористической классификации Южного Урала (Миркин, Наумова, 1998; Ямалов и др., 2012). Их положение показано в следующем продромусе:

Класс TRIFOLIO-GERANIETEA SANGUINEI Th. Muller 1962 Порядок ORIGANETALIA VULGARIS Th. Muller 1961 Союз Geranien sanguinei R. Tx. in Th. Muller 1962 Сообщество Dryopteris filix-mas - Inula helenium Сообщество представлено ЦП 17. Класс MOLINIO-ARRHENATHERETEA R. Tx. 1937 Порядок MOLINIET ALIA Koch 1926 Союз Potentillion anserinae R. Tx. 1947

Сообщество Agrostis stolonifera - Inula helenium Сообщество представлено ЦП 1. Порядок ARRHENATHERETALIA R. Tx. 1931 Союз Festucion pratensis Sipajlova et al. 1985 Сообщество Poapratensis - Inula helenium Сообщество представлено ЦП 2, 3, 6, 7, 8, 9, 15, 16, 19, 20 и 21. Класс PHRAGMITI-MAGNOCARICETEA Klika in Klika et Novak 1941 Порядок MAGNOCARICETALIA Pignatti 1953 Союз Magnocaricion elatae Koch 1926

Сообщество Carex rostrata - Inula helenium Сообщество представлено ЦП 4, 5, 10, 13, 18. Союз Nardosmion laevigatae Klotz et Köck 1986 Сообщество Petasites spurius - Inula helenium Сообщество представлено ЦП 11. Класс ARTEMISIETEA VULGARIS Lohmeyer et al. ex von Rochow 1951 Порядок ARTEMISIETALIA VULGARIS Lohmeyer in R. Tx 1947 Союз Arction lappae R. Tx. 1937

- ■ Сообщество Arctium lappa - Inula helenium Сообщество представлено ЦП 12 и 14.

4.2. Анализ биоморфологических параметров растений Inula helenium L. в условиях Южного Урала

Биоморфологические параметры I. helenium L. характеризуются в основном высоким и средним диапазоном изменчивости признаков. На величины биометрических показателей влияет локальный комплекс экологических условий, основными из которых являются освещенность, влажность почвы и степень антропогенной нагрузки в виде сенокоса или выпаса скота (рис. 2).

Сообщество Роа pratensis - Inula helenium

Сообщество Arctium lappa - Inula helenium

Сообщество Car ex rostrata - Inula helenium

Рис. 2. Примеры изменчивости биоморфологических признаков

растений Inula helenium L.: n, - число побегов, h - высота побега, ds - диаметр стебля, nri - число прикорневых листьев, П| - число стеблевых листьев, а - длина листа, b - ширина листа, np¡ - число парциальных соцветий, n¡ - число корзинок, d¡ - диаметр корзинки.

4.3. Особенности содержания тяжелых металлов в почвах и органах Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала

Наблюдающиеся значительные различия в содержании тяжелых металлов в почвах объясняется их разнообразием и формированием в различных экологических условиях. Максимальное содержание Zn и Си обнаружено в почвах Оренбургской области, что связано с природным геохимическим фоном, характеризующимся высокой концентрацией месторождений

полиметаллических руд, а также техногенным загрязнением окружающей среды при добыче и переработке медно-цинковых руд (рис. 3).

Си и Мл во всех ЦП, цинк в ЦП 1, 2 8, 10, 11, 14, 18 и 21 содержатся в количестве, выходящим за пределы ПДК. Концентрация Fe во всех изученных ЦП не достигает фонового содержания, оцененного В.А. Черниковым с соавт., (2000) в количестве 3800,0 мг/кг. Исключение составляет ЦП 1 из Оренбургской области, расположенная недалеко от , Ишкининского

месторождения полиметаллических руд, находящаяся на заливном влажном лугу, рядом с распаханным полем и грунтовой дорогой.

80 - гЬ *---1

60 — н ь

50 — 40 І-30 -Ц -- г г и 1:

У I -

о 5 -п-Я й №И П Г

§! * 2 і

14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0

10 11 14 16 17 18 21 Ценопопуляции

фон

10 11 14 16 17 18 Ценопопуляции

Цій .

10 11 14 16 17 18 51 Ценопопуляции

1 14 16 17 16 21 Ценопопуляции

10 11 14 16 17 18 21 Ценопопуляции

Рис. 3. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почвах Южного Урала (--ПДК, мг/кг, и- почвы Зауралья, Ц- почвы Предуралья).

Содержание РЬ в основном зависит от уровня техногенного воздействия. Его высокие показатели связаны с нахождением ценопопуляции /. кеіепіит Ь. недалеко от автомобильной трассы (ЦП 4, 14), у МУП КомСервисСтрой, занимающегося ремонтом автомобилей (ЦП 10) и рядом с грунтовой дорогой (ЦП 17). Многие ЦП с высоким содержанием РЬ находятся в поймах рек и характеризуются повышенной влажностью почвы.

Содержание никеля в почвах Зауральского региона РБ (ЦП 4 и 8) и в ЦП 11 в Предуралье находится на уровне ПДК, а в Оренбургской области и в Предуралье превышает ПДК. Максимально высокое содержание данного металла в почвах Оренбургской области (ЦП 1, 2) объясняется близким расположением Ишкйнинского месторождения колчеданных и медно-никелевЫх руд.

В сырье подземных и надземных частей растений I. heleniumL. содержание цинка находится в пределах ПДК (250 мг/кг; Sauerbeck 1982, Лукина и др., 1993). Металл может концентрироваться в соцветиях (ЦП 1), в стеблях (ЦП 2, 4), в листьях (ЦП 8, И, 14, 18), в семенах (ЦП 16, 17) или довольно равномерно распределяться по вегетативным органам (ЦП Ю, ¿1) растения. При этом почвы или подземные органы растения не являются барьером на пути транспортировки элемента в надземные органы Девясилу присущ акропетальный тип распределения анализируемого элемента (рис. 4).

1. helenium L. концентрирует Zn в своем организме при дефиците элемента в почвах, т.е. вид является аккумулятором данного металла ГКБН7 >1) Корреляционный анализ обнаружил, что Zn способен ингибировать рост растения: установлена достоверная обратная корреляция между содержанием элемента в семенах с шириной листовой пластинки (г - -0,76; р 0 028) и с числом парциальных соцветий (г - -0,77; р - 0,027).

Содержание меди во всех органах растения превышает ПДК, установленную в пределах 20 мг/кг (Sauerbeck, 1982; Ильин, 1991; рис. 5).

Си имеет тенденцию накапливаться акропетально в стеблях и листьях,

Исследования показали, что суммарный показатель химического загрязнения почв тяжелыми металлами находится в пределах допустимых значений {1л < 16) и имеет большой размах колебаний, варьируя от 0,1 до 12,0 (таблица 1). Таблица {

Суммарный показатель химического загрязнения почв

ЦП 1 ЦП 2 ЦП 8 ЦП16 ЦП21

Рис. 4. Распределение цинка по органам 1пи1а кектит Ь. (а - подземные органы, б -стебли, в - листья, г - соцветия, д - семена).

редко - в корнях (ЦП 21; рис. 5), предпочитая в основном фолиарный путь поступления в организм растения. Кп в разных ЦП варьирует от 0,4 (ЦП 21) до 41,5 (ЦП 14). Вид является накопителем меди (КБНСи>1), лишь при сверхвысоком содержании элемента в почвах (ЦП 2) растение его отвергает.

Ценопопуляции

в Подземные органы И Стебли К Листья Ш Соцветия И Семена

Рис. 5. Содержание меди в органах /им/а кекпшт Ь. (--ПДК, мг/кг).

Содержание железа в органах I. Ие1епшт Ь. уменьшается в ряду: подземные органы —> листья —» соцветия —> стебель —> семена. Характерно базипетальное распределение элемента. Во всех исследованных пробных площадках почвы, задерживая в себе Бе, выступают в роли защитника растения от его негативного влияния. Подземные органы растения являются концентратором железа и также выполняют барьерную функцию. Везде КБНРе<1. Таким образом, I. Ие1епшт Ь. - растение - отражатель железа.

В сырье I. ке1епшт Ь. содержание Мп составляет лишь 6,0-187,3 мг/кг (при ПДК = 500 мг/кг согласно В.Б. Ильину, 1991), и растение испытывает дефицит марганца. Для марганца характерен фолиарный тип поступления в растение и следующий ряд распределения по органам: листья —> корневища —► стебли соцветия семена. КБНМп<0,5. Установлена отрицательная связь между содержанием Мп в листьях и длиной листа (г = -0,69; р = 0,038).

Повышенное содержание свинца обнаружено в основном в надземных органах: в листьях - в ЦП 4 и 8; в стеблях-в ЦП 1, 4, 8, 10, 11, 14, 17, 18 и 21; в соцветиях - в ЦП 4, 8, 10, 11, 14, 17, 18 и 21; в семенах - в ЦП 8, И, 14, 17, 18 и 21. В ЦП, расположенных рядом с полями или дорогами, где наблюдается фолиарное поступление элемента, величина Кп достигает до 131,8 (ЦП 8) и 244,0 (ЦП 4). КБНрЬ варьирует от 0,002 до 4,25 в зависимости от локальных экологических условий. РЪ способен подавлять развитие растения: проявляется отрицательная корреляция между содержанием элемента в листьях с числом стеблевых листьев (г = -0,68, р = 0,042) и числом корзинок (г = -0,73, р = 0,025).

Содержание никеля в органах растения не превышает ПДК (80 мг/кг; по В.Б. Ильин, 1991). Распределение металла по органам растения разное в разных

ЦП, при этом везде почва является фактором, сдерживающим в себе основное

количество элемента.

Общеизвестно, что № - токсический элемент, который при низкои концентрации в почве выступает как стимулятор роста растения. Нами выявлена достоверная положительная корреляционная связь между содержанием никеля почвах с высотой побега (г = 0,85, р = 0,016) и числом корзинок (г = 0,78, р = 0,038), между содержанием N1 в подземных ^органах с высотой побега (г = 0,90, р = 0,006), числом корзинок (г = 0,78, р - 0,038) и диаметром стебля (г = 0,87, р = 0,012) (рис. 6).

не

3 114

18 «2

S 110

CQ 108 106

О ^ - ** о *

□

о и

Содержание никеля в подземных органах, мг/кг

Рис 6 Корреляционная связь никеля с морфометрическими параметрами Inula helenium L. ( \> - высота побега, см, число корзинок, шт.,

* & - диаметр стебля, мм).

Видоспецифическим для /. helenium L. являются следующие признаки: почвы из-под растения и корневая система девясила не всегда являются препятствием на пути движения ТМ в надземные органы; при загрязнении воздуха ТМ ведущим становится фолиарный путь поступления и акропетальное распределение элементов в организме растения.

4 4 Содержание эфирных масел в сырье Inula helenium L.

Содержание эфирных масел (ЭМ) в подземных органах I. helenium L. в разных ЦП колеблется в широких пределах. Так, в ЦП 21 их содержание в 4 8 раза больше, чем ЦП 18 и 3,1-3,5 раза выше, чем в ЦП 1, 10, 13, 15, 16, 20. Установлено, что ЭМ больше у растений, произрастающих на открытых участках. Прослеживается увеличение содержания ЭМ в градиенте север - юг (рис. 7).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Ценопопуляции

Юг <-------------------Север

Рис. 7. Содержание эфирных масел (в объемно-весовых процентах) в изученных ЦП и его изменение в градиенте север - юг.

Высокое содержание эфирных масел характерно для растений в составе сообщества Arctium lappa - Inula helenium, находящегося в Предуралье. Для данных сообществ характерны низкое количество атмосферных осадков и сухость почвы. Растения сообщества Petasites spurius - Inula helenium содержат низкое, чем в остальных сообществах, количество эфирных масел (рис. 8).

о4

1 2 3 4 5 6

Рис. 53. Содержание эфирных масел (в объемно-весовых процентах) в растениях изучаемых сообществ (1 - сообщество Dryopteris filix-mas - Inula helenium, 2 -.сообщество Poa pratensis - Inula helenium, 3 - сообщество Agrostis stolonifera - Inula helenium, 4 - сообщество Carex rostrata - Inula helenium, 5 -сообщество Petasites spurius - Inula helenium, 6 - сообщество Arctium lappa - Inula helenium).

Достоверных взаимосвязей между содержанием эфирных масел и количеством металлов в почвах не обнаружено. Выявлено, что накопление эсЬирных масел в основном зависит от географического положения ЦІЇ, от количества осадков и уровня влажности почвы. В южных районах, на открытых местах и сухой почве содержание эфирных масел повышается.

выводы

1 По результатам исследований растительные сообщества с участием Inula helenium L. отнесены к 4 классам, 5 порядкам, 6 союзам и 6 сообществам в системе единиц эколого-флористической классификации Южного Урала.

2 Почвы Зауралья в основном загрязнены медью, цинком и железом, почвы Предуралья - марганцем, свинцом и никелем. Суммарный показатель химического загрязнения почв находится в пределах допустимых значении (Zc< 16).

3 В растительных сообществах, находящихся рядом с автодорогами или сельскохозяйственными угодьями, преобладает фолиарный путь поступления металлов в организм Inula helenium L. и акропетальное распределение элементов. Корневое поступление металлов и базипетальное распределение элементов характерно для растений ЦП, расположенных в условиях низкого антропогенного пресса. Корни являются барьером на пути поступления в

надземные части только для железа.

4 Inula helenium L. выступает в роли концентратора цинка, меди, свинца и отражателя железа и никеля. Отношение вида к марганцу изменяется в зависимости от локальных экологических условий. Вид не является

индикатором содержания исследуемых металлов.

5 Биометрические параметры растений Inula helenium ь. характеризуются высоким и средним диапазоном изменчивости признаков. Цинк марганец и свинец способны ингибировать рост длины и ширины листа, числа парциальных соцветий, корзинок и стеблевых листьев. Никель при низкой концентрации в почве выступает как стимулятор роста растения^ Достоверного влияния меди и железа на биометрические параметры растении не выявлено.

6 Накопление эфирных масел в подземной части растения в растительных сообществах образует ряд: Arctium lappa - Inula helenium -> Carex rostrata - Inula helenium - Poa pratensis - Inula he emum - Dryopte is filix-mas - Inula helenium - Agrostis stolonifera - Inula helenium - Petasites spurius - Inula helenium. Достоверного влияния исследуемых тяжелых металлов на содержание эфирных масел в подземных органах растении Inula helenium L. не обнаружено.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Янтурин, И.Ш. Аккумуляция железа, марганца и никеля в подземных и надземных органах Inula helenium L. в условиях Южного Урала / И.Ш.Янтурин, А.А.Аминева // Фундаментальные исследования - 2013 - №6 (часть 6).-С. 1456-1461.

2. Янтурин, И.Ш. Особенности содержания тяжелых металлов в почвах в местах произрастания Inula helenium L. на Южном Урале / И.Ш.Янтурин // Аграрная наука. - 2013. - № 8. - С. 8-9.

В других изданиях:

3. Аминева, A.A. Экологическая морфология Inula helenium L. в естественных условиях их произрастания в Зауральском регионе / А.А.Аминева, И.Ш.Янтурин // Актуальные проблемы медико-экологических наук / Материалы Всероссийской научно-практической конференции (апрель 2010 года). - Уфа: РИЦ БашГУ, 2010. - С. 65-70.

4. Аминева, A.A. Оценка качества лекарственного сырья Inula helenium L. в^ условиях Зауралья /A.A. Аминева, И.Ш.Янтурин, Г.Г.Бускунова // Устойчивое развитие территорий: теория и практика / Материалы II Всероссийской научно-практической конференции (20 мая 2010 г.). - Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2010. - С. 122-123.

5. Янтурин, И.Ш. Особенности содержания меди и цинка в органах Inula helenium L. в эдафических условиях Южного Урала / И.Ш.Янтурин, А.А.Аминева // Устойчивое развитие территорий: теория и практика / Материалы III Всероссийской научно-практической конференции (19 мая 2011 г.). - Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2011. - С. 311-315.

6. Янтурин, И.Ш. Вариабельность биоморфологических параметров Inula helenium L. в Зауральском регионе / И.Ш.Янтурин, А.А.Аминева, Г.Г.Бускунова // Устойчивое развитие территорий: теория и практика / Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции (18 мая 2012 г.). - Уфа: ФГБОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2012. - С. 306-311.

7. Янтурин, И.Ш. Содержание эфирных масел в сырье Inula helenium L. в различных эколого-ценотических условиях Южного Урала / И.Ш.Янтурин, А.А.Аминева // Устойчивое развитие территорий: теория и практика / Материалы V Всероссийской научно-практической конференции (17 мая 2013 г.), г. Сибай. - Сибай: Издательство ГУЛ РБ «СГТ», 2013. - С. 222-227.

8. Янтурин, И.Ш. Содержание тяжелых металлов в корневищах Inula helenium L. в эдафических условиях Южного Урала / И.Ш.Янтурин, А.А.Аминева // Инновационное развитие малых городов России: научный, технологический и образовательный потенциал /Материалы Международной научно-практической конференции (АН РБ, г. Мелеуз, 17-18 мая 2012 г) -Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. - С. 476-480.

9. _ Янтурин, И.Ш. Синтаксономическая приуроченность растительных сообществ с участием Inula helenium L. в условиях Зауралья // Эколого-

биологические и медицинские исследования на Южном Урале //Материалы II

Всероссийской научно-практической конференции, посвященнои 20-летию со

да открытая специальности «Биолошя» в СИ БашГУ. - Уфа: РИЦ БашГУ,

2013.-С. 100-103. г , 1 1 •

10 Янтурин И.Ш. Поведение железа в почвах и органах Inula helenium

L на Южном Урале // Международная научно-практическая конференция «Стратегические направления и инструменты повышения эффективности сотрудничества стран-участников Шанхайской организации сотрудничества: экономика, эколог!, демография» (24-26 сентября 2013 г.). - Уфа: Уфимскии государственный университет экономики и сервиса, 2013. - часть 1. ь. ¿п-349

11 Янтурин И.Ш. Особенности загрязнения почв Южного Урала тяжелыми металлами (на примере Си, Zn, Fe, Мп, Pb и Ni) / ИШ.Янтурин Я Т Суюндуков // Международная научно-практическая конференция «Стратегические направления и инструменты повышения эффективности сотрудничества стран-участников Шанхайской организации сотрудничества: экономика, эколог демография» (24-26 сентября 2013 г.). - Уфа: Уфимски государственный университет экономики и сервиса, 2013. - часть 1. - и. «у-345

12 Янтурин И.Ш. Синтаксономическая приуроченность растительных сообществ с участием Inula helenium L. / И.Ш.Янтурин, ЯТ.Суюндуков, А А Аминева, Р.Т.Муллагулов // Уральский регион Республики Башкортостан, человек, природа, общество / Материалы региональной научно-практическои Гнферёнции (31 октября - 2 ноября 2013 г., г. Сибай). - Сибай: Издательство ГУЛ РБ «СГТ», 2013. - С. 323-327.

Янтурин Ильшат Шафкатович

Эколого-биологические особенности Inula helenium в геохимических условиях Южного Урала

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 021319 от 05.01.99 г.

Подписано в печать 07.10.2013 г. Формат 60 х 84/16. Уч.-изд. л. 1,27. Тираж 100. Заказ №58

Редакционно-издательский центр Башкирского государственного университета 450074, РБ, г. Уфа, ул. З.Валиди, 32.

Отпечатано на множительном участке РИЦ Сибайского института (филиала) БашГУ 453833, РБ, г. Сибай, ул. Белова, 21. Тел. 5-15-37

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Янтурин, Ильшат Шафкатович, Сибай

Академия наук Республики Башкортостан Государственное автономное научное учреждение «Институт региональных

исследований Республики Башкортостан» _Лаборатория экологии и рационального природопользования_

На правах рукописи

04201453066

• » wt L; t^vv J

Янтурин Илыиam Шафкатович

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ INULA HELENWM L. В ГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ЮЖНОГО УРАЛА

Специальность 03.02.01 - ботаника

диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Я.Т.Суюндуков

Сибай - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................................4

Глава 1. INULA HELENIUM L. И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ....................................10

1.1 Систематическое положение............................................................................................................10

1.2 Морфологические особенности Inula helenium L..........................................11

1.3 Химический состав Inula helenium L..................................................................14

1.4 Распространение......................................................................................................................16

1.5 Агротехника выращивания Inula helenium L................................................19

1.6 Заготовка и хранение сырья Inula helenium L................................................20

1.7 Онтогенез Inula helenium L..............................................................................................21

1.8 Фармакологические свойства и применение в медицине..................27

1.9 Применение Inula helenium L. в других отраслях народного хозяйства........................................................................................................................................32

Глава 2. ПРИРОДНО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЮЖНОГО

УРАЛА............................................................................................................................................34

2.1 Географическое положение............................................................................................34

2.2 Рельеф................................................................................................................................................34

2.3 Климат..............................................................................................................................................36

2.4 Почвы..................................................................................................................................................37

2.5 Растительность............................................................................................................................3g

Глава 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА

ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ......................................................................................................42

3.1 Методы исследований........................................................................................................42

3.1.1. Методика полевых исследований............................................................................42

3.1.2. Определение содержания тяжелых металлов в почвах и растительных образцах......................................................................................................43

3.1.3. Определение содержания эфирных масел........................................................45

3.1.4. Статистическая обработка результатов..............................................................45

3.2 Краткая характеристика исследованных ценопопуляций................47

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. 57

4.1 Синтаксономическая приуроченность растительных

сообществ с участием Inula helenium L..............................................................57

4.1.1. Продромус....................................................................................................................................57

4.1.2. Класс Trifolio-Geranietea sanguinei........................................................................................53

4.1.3. Класс Molinio-Arrhenatheretea..........................................................................................59

4.1.4. Класс Phragmiti-Magnocaricetea..............................................................................51

4.1.5. Класс Artemisietea vulgaris.............................................. 53

4.2 Анализ биоморфологических параметров растений Inula helenium L. в условиях Южного Урала................................ 65

4.3 Особенности содержания тяжелых металлов в почвах и органах Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала.............................................................................................. 77

4.3.1. Факторы, влияющие на содержание тяжелых металлов в почвах и растениях, в условиях Южного Урала..................... 77

4.3.2. Загрязнение почв тяжелыми металлами.............................. g2

4.3.3. Распределение тяжелых металлов в органах Inula helenium L................................................................... 90

4.3.4. Взаимосвязь содержания тяжелых металлов........................

4.4 Содержание эфирных масел в сырье Inula helenium L............................¡26

ВЫВОДЫ....................................................................................................................................................................130

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК........................................................................................132

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................................................................................................................................................153

ВВЕДЕНИЕ

содержащихся в почвах медио-цинковой провинции Южного Урала, на биопараметры растений и на накопление ими некоторых биологически активных веществ. Необходимость изучения содержания тяжелых металлов в растительном лекарственном сырье продиктована также опасностью загрязнения лечебного материала избыточным накоплением химических элементов. Растительная пища является основным источником поступления ТМ в организм человека и животных. По разным данным (Панин, 2000; Ильин, Сысо, 2001), с ней поступает от 40 до 80 % ТМ, и только 20-40 % - с воздухом и водой. Поэтому от уровня накопления металлов в растениях, используемых в пищу, в значительной степени зависит здоровье населения.

В Российской Федерации площадь загрязненных ТМ земель достигла более 70 млн. га, из них около 1 млн. га имеют чрезвычайно опасный уровень загрязнения (Садовникова и др., 2006). В стране необходимы срочные меры по снижению уровня загрязнения ТМ, поэтому оценка их биогенной миграции в системе «почва-растение» и разработка эффективных способов очистки почв в России очень актуальна.

Выбор объектов исследования - тяжелых металлов Си, Zn, Бе, Мп, РЬ и N1 связан с их ролью в жизнедеятельности растений. Как известно, наиболее опасными токсичными ТМ являются элементы I группы опасности, среди которых находятся Zn, РЬ и N1, являющиеся примесными микроэлементами и вызывающие различные нарушения, что может привести к гибели организмов. Наряду с этим важное значение приобретает соединение биогенных элементов, необходимых для нормального функционирования и жизнедеятельности живых организмов, в том числе и растений. К таким биогенным элементам относятся Си, Ре, Мп, относящиеся к III группе опасности (Ильин, Сысо, 2001).

Широко применяемые в народном хозяйстве растения нуждаются в исследовании их с целью определения экологической чистоты сырья, а также выяснения распределения и тенденций накопления в их организме специфических загрязнителей, характерных для геохимических провинций,

каковым является Южный Урал, а также с необходимостью разработки научно обоснованных рекомендаций для населения по заготовке лекарственного сырья с учетом локальной экологической ситуации.

Одним из важнейших лекарственных трав, широко используемых в народной и традиционной медицине, является растущий на Южном Урале Inula helenium L. из семейства Asteraseae. Девясилу высокому отводится важное место в арсенале лечебных средств народной и современной медицины благодаря его высоким фармакологическим свойствам: растение обладает противовоспалительным, отхаркивающим, мочегонным, кровоостанавливающим, антимикробным, противоглистным действием, нормализует работу желудочно-кишечного тракта (Носов, 2001; Лекарственные растения, 2003; Лавренова, Онипко, 2003; Александрова, 2005; Ахмедов, 2006; Попов 2008; Капранова, 2009; Убашеев, 2011). Растение является перспективным при сахарном диабете (Jun-Jie Shan, 2006), оказывает выраженное антитоксическое действие и обладает антиоксидантным свойством (Лесиовская, Пастушенков, 2003; Телятьев, 2004; Зеленская, 2006; Ботоева, 2010). Своеобразный ароматный запах и полезные свойства позволяют использовать девясил как пищевое растение в кондитерской, ликеро-водочной, рыбной, пищеконцентратной, консервной промышленности, в кулинарии, в парфюмерии (Авакаянц, 2003; Королюк, 2003; Литвинова, 2003; Курганская, 2004). Исследуемый вид не внесен в список редких, однако нуждается в особом внимании к состоянию в природной среде и мониторинге (Красная книга..., 2011).

Некоторые вопросы биологии и распространения Inula helenium L. в Республике Башкортостан нашли отражение в работах Е.В. Кучерова (1976, 1991, 1993), Д.Н. Лазаревой (1993) и А.Х. Галеевой (1991). С.С. Киньябулатовым (2010) изучены популяционная структура и вопросы охраны вида. В то же время эколого-биологические особенности Inula helenium L., качество лекарственного растительного сырья в условиях повышенного содержания ТМ в почве изучены недостаточно.

Для достижения этой цели необходимо решение следующих задач:

1. Выявить синтаксономическую приуроченность растительных сообществ с участием растений I. helenium L.

2. Исследовать особенности содержания ТМ (Zn, Си, Fe, Mn, Pb, Ni) в почвах Зауральского и Предуральского регионов Южного Урала.

3. Охарактеризовать особенности распределения Zn, Си, Fe, Mn, Pb и Ni в органах растений I. helenium L. в разных фитоценотических условиях.

Научная новизна. Впервые в условиях Зауралья определены синтаксономическая приуроченность растительных сообществ с участием I. helenium L. и выявлены биоморфологические признаки вида; проведены комплексные исследования содержания Си, Zn, Fe, Mn, Pb, Ni в системе «почва - органы растения I. helenium L.». Определен коэффициент биологического накопления и коэффициент поглощения тяжелых металлов в растении как показатель отношения вида к исследуемым элементам, выявлены пути поступления ТМ в организм растения. Проведен детальный морфологический анализ и установлены корреляционные взаимосвязи

биометрических показателей растения с содержанием элементов. На основе интегрального анализа исследованных ценопопуляций (ЦП) I. кеЫтит Ь. установлены специфические особенности исследуемого вида по отношению к наиболее распространенным металлам в медно-цинковой провинции Южного Урала.

Практическая значимость. Детальное изучение содержания тяжелых металлов в различных органах I. ке1етит Ь. в зависимости от их содержания в почве позволяет провести топографию мест заготовки сырья, а также паспортизацию угодий с указанием содержания в почве потенциально опасных для здоровья человека элементов. Полученные данные помогут разработать научно обоснованные величины предельно-допустимых концентраций (ПДК) элементов и внести дополнения в инструкции по заготовке I. ке1етит Ь. Материалы исследований используются при преподавании курсов экологии, ботаники, лекарственного ресурсоведения. Информация, содержащаяся в данной работе, полезна биологам, экологам, работникам санитарных служб, лесного хозяйства, заготовителям растительного лекарственного сырья.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность к.б.н., доценту A.A. Аминевой за неоценимую помощь, участие и постоянную поддержку на всех этапах работы. Также благодарит сотрудников химической лаборатории Сибайского филиала Учалинского горнообогатительного комбината (СФ У ГОК,) за оказанную помощь при проведении анализов.

ГЛАВА I. INULA HELENIUM L. И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

1.1. Систематическое положение

Систематическое положение девясила высокого - Inula helenium L.: царство Растения; отдел Цветковые, или Покрытосеменные растения {Magnoliophyta, или Angiospermae); класс Двудольные (.Dicotylédones); порядок Сростнопыльниковые или Астроцветные (Synandrae, или Asterales); семейство Сложноцветные, или Астровые (Compositae, или Asteraceae); подсемейство Трубкоцветные, или Астровые (Tubuliflorae, или Asteroideae); триб Inuleae; род Девясил {Inula) (Еленевский и др., 2000; Сергиевская, 2002).

Род девясил {Inula), насчитывает около 200 видов, произрастающих в Европе, Азии, Африке. Это многолетние, корневищные, реже однолетние и двулетние травянистые растения, иногда полукустарники. У них стебли прямые, слабоветвистые, гладкие или опушенные. Листья обычно крупные, сердцевидные, продолговатые или ланцетные, цельно-крайные или неравномерно зубчатые. Соцветия представлены корзинками, одиночными на концах стеблей или собранными в свою очередь в щитковидные или метельчатые соцветия. Листочки обертки зеленые, ланцетные. Краевые цветки язычковые, желтые или зеленовато-желтые, вдвое длиннее листочков обертки, редко нитевидные, серединные -трубчатые. Формула цветка хСа(0, pappus)Co(5)A(5)G—(2) (Миркин и др., 2002). Семянки цилиндрические, ребристые, голые или с волосками (Энциклопедия..., 2006).

На территории России произрастает более 30 видов (Сергиевская, 2002), в Республике Башкортостан - 6 видов: девясил британский - Inula britanica L., девясил высокий - I helenium L., девясил германский -I germanica L., девясил иволистный - I salicina L., девясил шероховатый -I aspera Poir., девясил шершавый - I. hirta L. (Определитель высших растений..., 1989).

Девясилы выращиваются в культуре давно, некоторые из них являются лекарственными растениями. Но в последнее время, когда цветоводы увлеклись выращиванием видов природной флоры, девясилы стали выращиваться в цветниках Европы, Азии, Америки. Сортов пока не зафиксировано. В английском языке нет специального названия этого растения, немцы называют его Alant (Энциклопедия..., 2006).

По экологическим признакам I. helenium L. - мезофильный луговой вид. В сообществе с девясилом высоким наиболее часто встречаются: Ranunculus auricomus L., Rumex confertus Willd. Willd., Veratrum lobelianum Bernh., Sanguisorba officinalis L., Agrimonia eupatoria L., Trifolium montanum L., T. repens L., Filipéndula ulmaria (L.) Maxim., Geum rivale L., G. urbanum L., Plantago major L., P. media L., Potentilla anserina L., Prunella vulgaris L., Dactylis glomerata L. и другие (Кучеров, Галеева, 1991). Жизне

Информация о работе

Янтурин, Ильшат Шафкатович
кандидата биологических наук
Сибай, 2013
ВАК 03.02.01

Диссертация

Эколого-биологические особенности Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Эколого-биологические особенности Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Эколого-биологические особенности Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала"

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Янтурин, Ильшат Шафкатович, Сибай

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эколого-биологические особенности Inula helenium L. в геохимических условиях Южного Урала
ВАК РФ 03.02.01, Ботаника