Способ определения интегрального эффекта воздействий неблагоприятных факторов внешней среды

)5 А 01670 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР И СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОР 662 6,904,92. Бюлтовскийсельскотвен ныйогоНечкина15 (088,8)рское св1, кл. АО и П.Г:Куприяно детельство СССН 1/00, 1975. Изобретение относитсжающей среды, экологичесгу, растениеводству, селерастений.Известны способы контроля неблагоприятных факторов внешней среды, которые основаны на определении содержания конкретных веществ или иных факторов физическими и химическими методами, а также на оценке их действия на некоторые биологические объекты.В результате их использования складываются представления о предельно допустимых дозах действия или присутствия вредных факторов в среде,Недостатком известных способов является их большая сложность, а также то, что каждый из них нацелен на выявление одного или нескольких вредных факторов. Между тем в большинстве случаев конкретные повреждающие факторы антропогенного я к охране окру- кому мониторинкции и генетике 21) 485 22) 18.0 46) 15,0 71) Сар институ государ нышевс 72) М.А 53) 632 56) Авт В 5333 Е ИЗОБРЕ,%14научно-исследовательскийй гигиены и Саратовскийуниверситет им, Н.Г.ЧерЫ 1725785 А 1 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОГО ЭФФЕКТА ВОЗДЕЙСТВИЙ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к охране окружающей среды, селекции и генетике растений, Цель изобретения - повышение надежности, достоверности, расширение зоны и временных интервалов применения способа, Способ определения интегрального эффекта неблагоприятных факторов внешней среды включает сбор соцветий, цветков или отдельных пыльников дикорастущих цветковых растений, оценку и отбор амфиктичных растений и исследование реакции их пыльцы на состояние окружающей среды. или естественного происхождения не являются заранее известными. Кроме того, повреждающий эффект может быть обусловлен и взаимодействием безвредных по отдельности факторов. Поэтому для первичной оценки среды, а также организации систем постоянного долговременного контроля за ее состоянием, интерес представляют способы регистрации интегрального действия неблагоприятных факторов.К таким способам относится определение мутагенного эффекта факторов среды, основанный на учете показателей нарушения процессов формирования зародышевого мешка и раннего эмбриогенеза в 1 - 2 день цветения под влиянием мутагенных факторов. Сложность приготовления препаратов, необходимость высокой квалификации специалистов для проведения анализа делают целесообразным использование предложенного способа для прогнозирования потенциальной продуктивности и по-. севных качеств семян последующих поколений культурных растений, но не в целях оценки окружающей среды и контроля за ее состоянием.Существует метод определения загрязнения окружающей среды пестицидами-мутагенами путем определения уровня стерильности пыльцы дикорастущих видов растений,Недостатком метода является отсутствие критерия пригодности видов для биондикации, вследствие чего проводилась большая и недостаточно эффективная работа по определению возможности использования ряда растений в качестве индикаторов загрязнения пестицидами-мутагенами окружающей среды.Наиболее близким по технической сущности является способ определения мутагенного, канцерогенного и тератогенного эффекта химических соединений в воздухе по частоте встречаемости многоклеточных аномальных пыльцевых зерен в мужском половом поколении хвойных растений. Чем больше процент аномальных пыльцевых зерен, тем выше степень загрязненности воздуха.Однако возможности применения этого способа ограничены сроками цветения и районами распространения хвойных растений, индикацией химических соединений только в воздушной среде. Кроме того, в этом способе не учитывается тот факт, что не все виды хвойных пригодны для использованияв качестве индикаторных. В частности, таковыми являются интродуцированные виды хвойных растений, для которых нормальные характеристики среды данной местности являются мало подходящими. Не учитывается и тот факт, что некоторые виды хвойных могут оказаться апомиктичными и иметь из-за этого повышенную частоту встречаемости аномальных пыльцевых зерен.Цепью изобретения является повышение надежности достоверности, расширения зоны и временных. интервалов применения способа.Поставленная цель достигается тем, что в способе, основанном на определении качества пыльцы индикаторных растений, в качестве последних выбирают дикорастущие амфимиктичные цветковые растения, у которых наличие амфимиксиса определяют по частоте встречаемости дефектных пыльцевых зерен (ЧВДПЗ) в серии различных выборок. Амфимиктичными являются те виды, у которых средняя ЧВДПЗ вида достоверно меньше пограничной величины5 10 15 20 25 действующих в них неблагоприятных факто 30 ров,35 40 45 50 55 10,2 , доверительные интервалы истинного значения которой простираются приР = 0,95 8,1 ф - 12,3 Р = 0,99 7,1 ф - 13,3 ф Р = 0,999 5,8 ф - 14,6,где Р - уровень достоверности различий,О силе воздействия неблагоприятныхфакторов среды судят по величине среднейЧВДПЗ у выборки особей вида в исследуемом местообитании, Если средняя ЧВДПЗвыборки меньше пограничной величиныпри избранном доверительном уровне, тоусловия среды для данного вида в исследуемом местообитании находятся в пределах нормы. Если средняя ЧВДПЗ. исследуемой выборки не отличается или достоверно больше пограничной величины, то налицо действие каких-,либо неблагоприятных факторов. Таким образом, место обитания, выборки особей амфимиктичных видов, из которых имеют средние ЧВДПЗ меньшие, чем. пограничная величина, отличаются только по степени благоприятности условий среды, в целом находящихся в пределах нормы, а местообитания, для которых получены значения средних ЧВДПЗ, не отличающиеся от пограничной величины или превышающие ее, отличаются уже по силе Способ осуществляют следующим образом.Сбор материала для исследования качества пыльцы, В исследуемом местообитании соответствующих видов у групп особей, составляющих выборки среднего объема и отобранных случайным образом, собирают части соцветий, цветки или отдельные пыльники, содержащие зрелую, не еще не высыпавшуюся пыльцу.Приготовление препаратов и изучение качества пыльцы. Для каждой исследуемой особи готовится индивидуальный препарат зрелых пыльцевых зерен из мужских или обоеполых цветков, Для скрашивания пыльцевых зерен могут быть использованы любые красители, связываемые цитоплазмой и ядрами, но не оболочкой. Разделение пыльцевых зерен на нормально выполненные и дефектные производится на основе обычных цитологических критериев. Для каждой особи необходимо просчитать не менее 100 пыльцевых зерен в полях зрения, равномерно расположенных по поверхности препарата, Частота встречаемости дефектных пыльцевых зерен у особи, выраженная в процентах, называется степенью дефектности пыльцы, или сокращенно СДП. Каждая исследованная выборка особей одного вида, или видообразец, может быть охарактеризована средней СДП.Оценка амфи- или апомиктичности видов. Осуществляется на основе вариационного ряда средних СДП его видообразцов, которые были собраны в различных место-. обитаниях, по возможности удаленных друг от друга, или же в различные годы, Если средняя СДП такого вариационного ряда, или средняя СДП вида, достоверно меньше пограничной СДП, доверительные интервалы истинного значения которой при доверительных уровнях 0,95, 0,99, 0,999 простираются соответственно от 8,1, 7,1 и 5,8 до 12,3, 13,3 и 14,6 , а сама величина равна 10,2 о , то вид амфимиктичен с соответствующим уровнем надежности. Он может быть использован в тест-системе. 8 противном случае следует либо увеличить число выборок, по которым была определена средняя СДП вида и ее доверительные интервалы, либо, убедившись в том, что вид апомиктичен, отказаться от возможности его использования в тест-системах.Сравнительная оценка местообитаний по уровню благоприятности или неблагоприятности действующих в них факторов среды. Осуществляется на основе сравнения средних СДП видообразцов одного или нескольких из обитающих в них амфимиктичных видов. Если средние СДП видо- образцов достоверно ниже пограничной средней СДП, то факторы среды в период формирования пыльцы соответствующих видообразцов не выходили за пределы нормы. Условия среды в этих случаях отличаются лишь по уровню благоприятности, если, конецно, средние СДП соответствующих видообразцов отличаются между собой. Сравнение средних СДП видообразцов осуществляется на основе использования обычных статистических методик и не представляет трудности, особенно при использовании пщграммируемых ЗКВМ.Если средние СДП видообразцов не отличаются от пограничной средней СДП или достоверно превышают ее, то факторы среды в соответствующих местообитаниях выходят за допустимые для видов рамки. Сравнение СДП видообразцов в этих случаях позволяет оценить силу действия неблагоприятных факторов среды и ранжировать исследование местообитания по степени нарушенности, загрязненности и т.п, Чем больше величина средней СДП видообразца, тем более неблагоприятными были условия среды в период формирования пыльцы. Таким образом, в любом районе, на лю;бой территории, где обитают цветковые10 15 20 25 30 35 40 50 55 растения, могут быть отобраны группы амфимиктичных видов, пригодные для создания тест-систем контроля благоприятности факторов среды для обитающих в этих районах растений. Выявление конкретных факторов, ухудшающих качество среды обитания, может быть осуществлено дополнительным анализом погодных, хозяйственных и других условий соответствующих районов. При необходимости могут быть использованы и специализированные способы оценки и выявления отдельных факторов среды обитания.Для цицербиты кистевидной, козельца Мейера и цикория обыкновенного из семейства сложноцветных, а также для борца ладьевидного из семейства лютиковых.по данным о ряде различных выборок из этихвидов при доверительном уровне 0,95 было показано отсутствие апомиксиса, т.е, былоустановлено, что эти виды амфимиктичны и пригодны для использования в качестве индикаторных П р и м е р 1. Цицербита кйстевидная. Для видообразца были собраны на высоте 2100 м н.у.м, в окрестностях п.Терскол. Оба они имеют средние СДП менее 1,0%. Дисперсии у них мало отличаются от величин средних СДП, а именно; Х = 0,7%, о 2 = 0,672 и Х=0,7%, о= 0,563, Распределение особей по величине СДП соответствует здесь распределению Пуассона, которое характерно для редких случайных событий. Та- ким образом, появление. отдельных стерильных пыльцевых зерен у особей этих видообразцов обусловлено случайными не превышающими пределов нормы нарушениями в их развитии,Один видообразец был собран на высоте 2800 м н,у,м. в ущ. Адыл-су, Средняя СДП у него 5,7% и достоверно больше таковой у первых двух выборок, Использование критерия трех сигм дает возможность разделить особи этой выборки на две подгруппы. Из них большая имеет среднюю СДП = 2,9% и о 2 = 3,312, т,е. распределение особей по качеству пыльцы в ней соответствует Пуассонову. Однако и в этой подгруппе доля дефектных зерен достоверно выше (РЕ. 0,001), чем у двух первых видообразцов. Вторая подгруппа из 3 особей имеет сред-. нюю СДП = 28,7%. Здесь одна из особей имеет практически стерильную пыльцу (СДП = 61,1 ), Таким образом, выборка из более высоко расположенного местообитания имеет худшее качество пыльцы. Хотя условия здесь не выходят за рамки нормы, но они в целом менее благоприятны для исследованного вида.1725785 10 25 30 35 40 50 Составитель М.НечкинаТехред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец Редактор Н.Горват Заказ 1213 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Расширены временные интервалы использования способа за счет более широкого диапазона цветения цветковых растений.Сбор материала для сравнения местообитаний был осуществлен в то время, когда цветение хвойных не наблюдалось,Расширены границы использованияспособа за счет возможности определениякомплексного действия отрицательных факторов, которые могут присутствовать не 10только в воздухе, но и в почве, воде.В рассмотренном примере определяется загрязненность листьев самих растений,почвы, воздуха остатками ядохимикатов илипродуктами их трансформации при сравнении двух местообитаний, отличающихсятолько уровнем использования пестицидов. Исключена возможность полученияошибочных данных, так как в качестве индикаторных растений избираются только те, у которых собственная, обусловленная их внутренними биологическими причинами, изменчивость изучаемого и зависимого от условий среды параметра, стремится к нулю. В рассмотренном примере произвольный выбор в качестве индикаторных растений каких-либо видов из рода Ястребинка привел бы к грубым ошибкам при оценке условий среды в различных местообитаниях,формула изобретения Способ определения интегрального эффекта неблагоприятных факторов внешней среды, включающий анализ реакции пыльцы индикаторных растений, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, достоверности, расширения эоны и временных интервалов применения способа, предварительно отбирают амфиктичные цветковые растения и используют их в качестве индикаторных,