ІСТОРІЯ ФІТОРЕКУЛЬТИВАЦІЙНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ І ПРОЕКТНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ КАФЕДРИ БОТАНІКИ ТА ЕКОЛОГІЇ КРИВОРІЗЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ПЕДАГОГІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

Мета роботи – проаналізувати основні напрямки науково-дослідницької діяльності кафедри ботаніки та екології в історичній ретроспективі. Кафедра впродовж свого існування якісно і ефективно виконувала навчально-виховні завдання з підготовки висококваліфікованих вчителів біології для освітянської галузі міста, Дніпропетровської області, України. Розташування в центрі гірничо-видобувної та металургійної промисловості Придніпров’я зумовило наукову відповідальність кафедри за розвиток озеленення території міста, фіторекультивації порушених земель (відвалів, кар’єрів та хвосто- шламосховищ), інвентаризації зелених насаджень промислових підприємств міста. У 50-60-их рр. ХХ ст. професором кафедри І.А. Добровольським були розпочаті практичні роботи з формування системи озеленення міста на основі науково обґрунтованих підходів і розуміння ролі зеленої рослини у формування якості життя людини. Ці роботи знайшли своє продовження у реалізації науково-дослідних тем з фіторекультивації порушених територій. У 70-80-их рр. ХХ ст. професором кафедри В.І. Шандою були розроблені науково-обґрунтовані основи фіторекультивації антропогенно порушених земель Криворіжжя, екологічні підходи до боротьби з бур’яновою рослинністю. У 2011 р. продовжено сучасний етап практичної науково-дослідної роботи кафедри з участі у Міжнародному проекті «Повернути ріку людям Партнерство на користь відновлення р. Саксагань в Кривому Розі як механізм підтримки міжсекторального діалогу». Цей проект був реалізований проекту «Нова Гута-Кривий Ріг. Партнерство у промислових регіонах» за участю Fundacja Miejsc I Ludzi Aktywnych (фундація MILA, (Польща). У цьому проекті кафедру представляв доцент Е.О. Євтушенко У подальшому були реалізовані міжнародні проекти зі збереження біорізноманіття на території Жовтокам’янського кар’єру підприємства Хайдельбергцемент Україна. У 2014 під керівництвом доцента кафедри В.М. Савосько був виконаний проект «Територія кар’єру як депозитарій для рідкісних рослин і основа для екологічної освіти». У 2018 р. під керівництвом доцента кафедри Е.О. Євтушенка був виконаний проект «Створення чагарникових угруповань як нового місця існування для біоти кар’єру». Розширення тематики науково-дослідних тем пов’язано з фіторекультивацією порушених земель та інвентаризацією зелених насаджень, яка була визначена конкретними потребами підприємств. Під керівництвом доцента кафедри Е.О. Євтушенка булі виконані: інвентаризація зелених насаджень промислових майданчиків (2016 рік – ПрАТ Центральний ГЗК, 2018 рік – ПрАТ Південний ГЗК) та фіторекультиваційні дослідження (2018 р. – промислові територій ПАТ Інгулецький ГЗК, 2018 р. – міські території). У 2019 р. розпочата реалізація науково-дослідної теми «Виконання післяпроектного моніторингу впливу планованої діяльності видобування вапняків та глини, придатних для використання у якості цементної сировини, Жовтокам’янського родовища (ділянка №3), розташованого в Апостолівському районі Дніпропетровської області, на стан флори і фауни протягом 3 років (керівник - доцент кафедри Євтушенко Е.О.). Активні фіторекультиваційні дослідження та проектна діяльність кафедри ботаніки та екології мають багату історію та є фундаментом якісної підготовки фахівців з біології та екології.

МІЖНАРОДНІ ЕКОЛОГІЧНІ ПРОЕКТИ КАФЕДРИ БОТАНІКИ ТА ЕКОЛОГІЇ КРИВОРІЗЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ПЕДАГОГІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

Мета роботи проаналізувати результати участі викладачів і співробітників кафедри ботаніки та екології Криворізького державного педагогічного університету у міжнародних екологічних проектах, які були реалізовані у ХХІ ст. Міжнародний науковий проект «Територія кар'єру як депозитарій для рідкісних рослин і основа для екологічної освіти» був виконаний в рамках програми The Quarry Life Award 2014 (організатор – «HeidelbergCement»). Під час реалізації проекту його команда (основу якої складали викладачі і співробітники кафедри ботаніки та екології) на Жовтокам'янському кар'єрі здійснила наступне: 1) провела еколого-ландшафтний аналіз території, 2) дослідила фіторізноманіття, 3) створила депозитарій «Рослини Червоної книги», 4) розробила екологічну стежку «Зелений шлях», 5) запропонувала напрямки подальшого розвитку проекту. Реалізація міжнародного наукового проекту «Створення чагарникових угруповань як нового місця існування для біоти кар’єру» в рамках програми The Quarry Life Award 2018 (організатор – «HeidelbergCement») дозволила колективу дослідників: 1) створити окремі біогрупи з 8 гарно квітучих ранньовесняних чагарників, в тому числі хвойних, на 5 ділянках; 2) результати проекту внести до навчально-методичних матеріалів дисципліни «Біорізноманіття і стратегія сталого розвитку»; 3) провести семінари зі збереження біорізноманіття з вчителями біології та екології, учнями та студентами закладів середньої і професійно-технічної освіти; 4) рекомендувати види для фітомеліорації інших кар’єрів компанії ХайдельбергЦемент.

ВМІСТ МАКРОНУТРІЄНТІВ ТА ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ЛИСТКАХ ДЕРЕВ З ДЕВАСТОВАНИХ ЗЕМЕЛЬ КРИВОРІЗЬКОГО РЕГІОНУ (ЦЕНТРАЛЬНА УКРАЇНА)

Актуальність досліджень була зумовлена необхідністю уточнення біогеохімічних характеристик деревних видів рослин, які природно зростають на девастованих землях. Метою роботи було проведененя порівняльного аналізу вмісту макропоживних речовин (макронутріентів) та важких металів у листках дерев, що спонтанно поширені на девастованих землях Криворізького регіону. Дослідження проводилося на Петровському відвалі, центральна частина Криворізького залізорудного та металургійного регіону (Дніпропетровська область, Україна). Вміст макронутрієнтів (K, Ca, Mg, P та S) і важких металів (Fe, Mn, Zn, Cu, Pb та Cd) у листках трьох видів дерев (клен ясенелистий Acer negundo L., береза повисла Betula pendula Roth., робінія звичайна Robinia pseudoacacia L.) були зібрані на девастованих землях. Встановлено, що вміст макроелементів (K, Ca, Mg, P, S) та важких металів (Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Cd) в листках деревних видів рослин маніфестує важкі екологічні умови на девастованих землях Петровського відвалу. Дерева, які природно зростають на цьому відвалі, мають очевидну нестачу поживних речовин (особливо К і Р) та надлишок токсичних металів (особливо Fe, Mn та Zn). Беручи до уваги виявлені значення оптимальних концентрацій макронутрієнтів та виявлений вміст важких металів у листках, ми припускаємо, що клен ясенолистий та робінія звичайна сарана (в порівнянні з березою повислою) більш стійкі до геохімічних умови девастованих земель.

СЕЗОННІ РИТМИ ОКРЕМИХ ВИДІВ РОСЛИН ЗАХИЩЕНОГО ҐРУНТУ БОТАНІЧНОГО САДУ ДНШРОВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ОЛЕСЯ ГОНЧАРА

Актуальність наших досліджень зумовлено необхідністю розуміння особливостей змін сезонного росту та розвитку тропічних та субтропічних видів рослин з врахування змін довжини дня та мінливість ґрунтових умов при вирощуванні рослин в штучних умовах – оранжереях. Мета роботи – проаналізувати вплив зміни умов зростання на фенологічні ритми рослин у захищеному ґрунті ботанічного саду Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара. Польові та камеральні етапи досліджень проведено за загальноприйнятими методиками з використанням 260 таксонів тропічних та субтропічних рослин захищеного ґрунту ботанічного саду з урахуванням ритмів цвітіння та періодів повного і відносного спокою. Встановлено, що більшість з досліджених таксонів є мезофільними рослинами, батьківщиною яких є тропічні вічнозелені ліси Америки, Південно-Східної Азії, екваторіальної Африки, північно-східної області Австралії та островів Тихого океану. Показано, що періодичність розвитку окремих таксонів, окрім «генетичної» пам'яті, також пов’язана із умовами їх вирощування, терміном розмноження та додатковими агротехнічними прийомами, які здатні істотно змінювати феноритми багатьох тропічних і субтропічних рослин. Знання фенології, а також добір видів і сортів дозволить досягнути безперервного квітування колекції покритонасінних в умовах закритого ґрунту впродовж всього року.

ЕКОЛОГО-АГРОНОМІЧНІ СКЛАДОВІ ЕКСПОРТНОГО ПОТЕНЦІАЛУ ТЕПЛИЧНОГО КОМПЛЕКСУ РЕСПУБЛІКИ БІЛОРУСЬ

Актуальность наших исследований обусловлено необходимостью поиска резервов для увеличения экспортного потенциала тепличного комплекса Республики Беларусь. Целью работы было проведение анализа экспортного потенциала и технической оснащенности тепличного овощеводства Республики Беларусь и выявление резервов для повышения эффективности функционирования отрасли. Тепличное овощеводство Республики Беларусь, как отрасль, характеризуется стабильностью производства и динамичным развитием. В настоящее время тепличный комплекс этой страны включает 21 крупнотоварное предприятие, которые производят на общей площади 250,5 га более 94 % тепличной продукции. В среднем за 2016-2018 гг. ими произведено около 135 тыс. тон такой продукции (при средней урожайности 46,92 кг /м2). Значимая ее часть поступает на внешний рынок. Мы полагаем, что основой развития тепличного комплекса республики Беларусь должно стать изыскание возможностей наращивания экспортного потенциала. При этом реальный путь повышения эффективности отрасли – это использование инновационных эколого-агрономических технологических решений.

ОСОБЛИВОСТІ ВОДООБМІННИХ ПРОЦЕСІВ НЕТРАДИЦІЙНИХ МАЛОПОШИРЕНИХ ПЛОДОВИХ РОСЛИН В УМОВАХ СТЕПОВОГО ПРИДНІПРОВ’Я ЯК КРИТЕРІЙ РОЗШИРЕННЯ АСОРТИМЕНТУ ПРОДУКЦІЇ З ВИСОКОЮ БІОЛОГІЧНОЮ ЦІННІСТЮ

. У степовій зоні України використання у міських фітоценозах нетрадиційних малопоширених плодових рослин останнім часом набуло широких масштабів. Проте, на території степового Придніпров’я інтродукована недостатня для промислового садівництва кількість видів, включаючи природні та гібридні види родів Chaenomeles Lindl. і Berberis L. Метою роботи було – порівняння показників водного обміну в листках п’яти видів барбарисів і шести видів хеномелесів, які зростають у Ботанічному саду Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара. Континентальність клімату регіону може неоднаково сприятливо впливати на всі інтродуковані види рослин навіть у межах роду. Оскільки оптимальні умови росту і розвитку представників родів Chaenomeles і Berberis залежать від багатьох чинників, передусім від водного режиму, актуальним є вивчення особливостей процесів водообміну рослин, який може характеризувати пристосованість цих видів до складних кліматичних умов південного сходу України. Визначено показники інтенсивності транспірації та водного дефіциту у листках п’яти видів барбарису і шести видів хеномелесу. Встановлено загальну антиоксидантну здатність плодів. Для порівняння середніх значень вибірок застосовували критерій достовірно значущої різниці групових середніх Тьюкі. Реакція інтродукованих рослин родів Chaenomeles і Berberis на рівень вологи у степовому регіоні підтвердила універсальний механізм адаптації рослин до аридних умов. Оскільки для цих видів відмічений помірний водний дефіцит в посушливих умовах, що визначає їх високу стійкість до кліматичних умов Степового Придніпров’я, вони можуть бути рекомендованими для інтродукції в сільськогосподарське та індивідуальне садівництво як з метою отримання біологічно цінної сировини для промислового виробництва функціональних продуктів, так і розширення асортименту плодової продукції для власників присадибних ділянок.

БІОІНДИКАЦІЇ СТАНУ ЕДАФОТОПУ ЗА ПОКАЗНИКАМИ АКУМУЛЯЦІЇ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ ВЕГЕТАЦІЙНИМИ ОРГАНАМИ (на прикладі Тaraxacum officinale Wigg.)

Можливість використання розповсюджених видів урбанофлори в біоіндикації для оцінювання рівня забруднення промислових агломерацій актуалізує наші дослідження. Мета роботи – проаналізувати вміст важких металів (Zn, Pb, Cu, Ni, Cd) в зразках ґрунту та рослинного матеріалу Тaraxacum officinale Wigg Криворізького гірничо-металургійному регіону та можливість використовувати з’ясованих закономірностей для здійснення біоіндикації довкілля цього регіону. Пробні площадки закладалися в трьох адміністративних районах м. Кривий Ріг з різним рівнем надходження викидів від стаціонарних джерел забруднення в атмосферне повітря. За загальноприйнятими методиками здійснювали: відбір проб ґрунту (0-10 см), коренів рослин, пробопідготовку. Вміст валових і рухомих (в амонійно-ацетанта витяжка рН=4,8) форм Zn, Pb, Cu, Ni, Cd в ґрунтах та елементів у рослинному матеріалі визначали на атомно-абсорбційному спектрофотометрі С-115 (Україна). Коефіцієнт транслокації розраховували як співвідношення вмісту елемента в коренях рослин до вмісту його рухомих форм у ґрунті. Серед металів першого та другого класів небезпеки відмічаємо пропорційне збільшення їх умісту від умовного контролю до ділянок високого рівня забруднення. Визначено спадаючий ряд рухомих форм важких металів на ділянках з високим та помірним рівнем забруднення: Zn>Pb>Cu>Ni>Cd, а для незначного рівня та умовного контролю він трансформований наступним чином: Zn>Ni>Pb>Cu>Cd. Встановлено, що наявність зв’язку між накопиченням важких металів в ґрунті та коренях рослин дозволяє використовувати Тaraxacum officinale Wigg для здійснення біоіндикації.

ЕКОЛОГО-АГРОНОМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ВРОЖАЙНОСТІ ТА ЯКОСТІ СУЧАСНИХ СОРТІВ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ

В наш час використання локальних генетичних ресурсів та відновлення високого рівня генетичного різноманіття і використання адаптивного потенціалу місцевих генотипів. Так як таки генотипи більш пристосовані до локальних екологічних умов зростання. Все це актуалізує наші дослідження. Мета публікації – в умовах північного Степу України проаналізувати мінливість основних параметрів врожайності та якості зерна, межі адаптивності існуючого матеріалу, а також прояв в комплексі господарсько-цінних ознак для 14 сучасних сортів пшениці м'якої озимої. Дослідження проведено упродовж 2017-2019 років в умовах Навчально-наукового центру Дніпровського державного аграрно-економічного університету. З використання класичних методик виконано визначення в польових умовах врожайності та параметрів її структури, лабораторний аналіз показників седиментації, вмісту білка та клейковини. Отримано дані щодо можливості формування високої врожайності в наших умовах при наявності не лише високої ваги зерна з колосу та маси тисячі зерен, але й без перевищення стандарту за цими показниками. Також отримано зерно високої якості (достатній вміст білку та клейковини) як при підвищенні врожайності так і підвищення врожайності та якості зерна в порівнянні зі стандартом разом. Встановлено, що в екологічних умовах Північного степу України за комплексом ознак якості зерна та врожайності самим перспективним слід вважати сорт АС Маккінон, а також варто використовувати сорти Носівчанка, Овідій, Мілена, що здатні формувати врожайність вищу за стандарт при збережені якості зерна на його рівні. З метою поліпшення якості зерна при одночасному збережені врожайних показників на рівні стандарту перспективними є сорти Панна та Акорд. Провідними еколого-агрономічними особливостями цих сортів, є те що їх висока зернова врожайність формується перш за все за рахунок маси тисячі зерна та зерна з головного колосу, параметрів кількість продуктивних стебел з метру квадратного та маси зерна з метру квадратного метру. Набули подальшого розвитку уявлення щодо можливостей формування основних агрономічно-цінних ознак. Виявлено нові цінні донори цих ознак для селекційних досліджень.

ІСТОРИЧНІ ВІДОМОСТІ МІКРОМОРФОЛОГІЧНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ҐРУНТІВ НА КАФЕДРІ БОТАНІКИ ТА ЕКОЛОГІЇ КРИВОРІЗЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ПЕДАГОГІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

Актуальність досліджень зумовлено необхідністю продовження наукового пошуку методів ранньої діагностики наслідків негативного впливу на ґрунти. Метою роботи було узагальнення хронології й аналіз основних досягнень мікроморфологічних досліджень ґрунтів на кафедрі ботаніки та екології Криворізького державного педагогічного університету. Наведено, що мікроморфологічні дослідження ґрунтів проводилися за участі автора статті впродовж 1975-2005 рр. Результати мікроморфологічних досліджень свідчать, що чорноземні ґрунти при поселенні на них деревних порід не погіршують своїх лісорослинних властивостей, а набувають нові риси лісопокращених. Мікроморфологічні дослідження ґрунтів сприяють виявленню чітких негативних наслідків техногенезу ще на початкових етапах руйнації ґрунтів. Так, під впливом викидів металургійного комбінату в ґрунтах гальмується транзит плазмових фракцій у нижні горизонти ґрунтового розрізу, гумусові фракції у закріпленому стані. Зроблено припущення, що в подальшому доцільно продовжувати традицію мікроморфологічних досліджень ґрунтів на кафедрі ботаніки та екології Криворізького державного педагогічного університету.

СТАНОВЛЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ ОСВІТИ У КРИВОРІЗЬКОМУ ДЕРЖАВНОМУ ПЕДАГОГІЧНОМУ УНІВЕРСИТЕТІ

Політичні та соціально-економічні перетворювання в сучасному суспільстві актуалізують нові запити системі освіти та основні напрямки її реформування. Створена на основі демократичних і еколого-гуманістичних орієнтирів система загальної та вищої освіти покликана забезпечити підготовку творчо активної особистості, здатної будувати свою країну як суспільство, що розвивається на принципах соціоприродної гармонії. Метою роботи було теоретичне обґрунтування актуалізації формування екологічної культури освітянської молоді та узагальнення досвіду кафедри ботаніки та екології щодо організації екологічної діяльності. Дослідження проводилося на основі наукових публікацій, що стосуються екологічної освіти та її розвитку на кафедрі ботаніки та екології Криворізького державного педагогічного університету. Зазначається, що новому періоду розвитку людства має відповідати нова філософія освіти, нові освітні системи, нові моделі навчання. При цьому, одним із найважливіших напрямків модернізації освіти виступає екологічна освіта, котра спрямована на розвиток здібностей та обдарувань вихованців, задоволення їх інтересів та потреб у професійному визначенні. Розвиток екологічної освіти на кафедрі ботаніки та екології Криворізького державного університету мав три етапи: 1) зародження екологічної освіти (1930-1941 рр.); 2) становлення екологічної совіти (1944-1986 рр.); 3) імплементація екологічної освіти (1986 р до нашого часу). Найбільш важливими досягненнями екологічної освіти були: створення та активна діяльність наукового та науково-методичного екологічного центру, ліцензування у 2003-2004 н.р. спеціальність «Екологія та охорона навколишнього середовища» освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр, акредитація у 2008-2009 н.р. цієї спеціальності, проведення у 2002-2009 рр. вісім Міжнародних науково-практичних конференції «Проблеми екології та екологічної освіти», видання у 2002-2015 рр. збірника наукових праць «Екологічний вісник» (у 2015 р. відбувся його ребрендинг – нове видання отримало назву Збірник наукових та науково-методичних праць «Екологічний вісник Криворіжжя»»), видання низки наукових монографій та статей, підручників, навчальних посібників, методичних рекомендацій екологічної тематики. У подальшому екологічна освіта на кафедрі ботаніки та екології Криворізького державного педагогічного університету має бути спрямована на: по-перше, підготовку професійних кадрів; по-друге, формування екологічних знань та екологічної культури на неперервній та міждисциплінарній основі.