Аккумуляция свинца и кадмия в вегетативных органах овса посевного - Влияние свинца и кадмия на активность окислительно-восстановительных ферментов урбанозема и фитоэкстракция тяжелых металлов

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием промышленности во всем мире наблюдается значительное возрастание содержания ТМ в окружающей среде. Наиболее токсичными среди них считаются Pb и Cd.

Их опасность усугубляется тем, что Pb и Cd сохраняют свои токсические свойства в течение продолжительного времени и обладают кумулятивным действием (Минеев и др., 1989).

Как сказано выше, прямым следствием действия ТМ на растения являются - замедление процессов роста и развития, снижение их продуктивности, изменение скорости процессов фотосинтеза и дыхания, уменьшение оводненности тканей. Вместе с тем, нельзя не отметить, что в процессе адаптации растения выработали определенные механизмы для защиты от стресса, вызванного действием ТМ. То есть способность организмов адаптироваться к воздействию ТМ, без каких либо заметных нарушений физиологических функций (Кожанова, Дмитриева, 1989). Как показывают исследования разных авторов, металлоустойчивость связана с определенными изменениями, происходящими на клеточном, тканевом, органном и организменном уровне.

Одним из распространенных методов очистки почв от ТМ является фитоэкстрация, которая основана на способности растении аккумулировать ТМ. При использовании фитоэкстрации важно знать о локализации ТМ в разных частях растении. Наиболее удобными для фитоэкстрации являются растения аккумулянты, ТМ накапливаются в наземной биомассе, что облегчает методы их утилизации (Трибис, 2015).

Для определения степени и места аккумуляции ТМ во всех растениях мы выращиваем овес посевной, который часто высаживается вдоль автотрасс. Известно, что интенсивность автомобильного движения приводит к загрязнению от 150 м от автодорог. Определение содержания Pb в вегетативной массе и корневой части овса показывает, что образец контрольной почвы имеет фоновое загрязнение, ввиду того, что почва изменена в результате строительных работ, проводимых на данной территории. Учитывая также, что основная часть ТМ свойственно накапливается в надземной части овса посевного. Проведенные нами исследования подтверждают эту закономерность, во всех наблюдаемых образцах, значение токсиканта в побеге превышает значения в корне, это видно из рис. 13.

содержание свинца в вегетативных органах овса посевного

Рис. 13. Содержание свинца в вегетативных органах овса посевного

Значения Pb в надземной и корневой массе при концентрации 40мг/кг почвы достоверно изменяется. Показатели Pb по сравнению с контролем в надземной части при концентрации 40 мг/кг почвы превышает в 2,2 раза и в 2,4 раз при 60 мг/кг.

Содержание металла в корне также увеличивается, при концентрации 40 мг/кг почвы - 1,9 раза, при 60 мг/кг - 2,1раза. Для более наглядного анализа, приводится рис. 13.1 в процентном соотношении.

Содержание свинца в побеге при концентрации 40 мг/кг почвы составляет 120%, в корне 93%. При увеличении концентрации в 60 мг/кг почвы, содержание токсиканта также увеличивается прямопропорционально и составляет в побеге - 140%, в корне - 106%.

процент повышения содержания свинца в вегетативных органах овса посевного

Рис. 13.1. Процент повышения содержания свинца в вегетативных органах овса посевного

Хотя Cd не является необходимым для растений элементом, но он эффективно аккумулируется в листьях и корнях. Известно, что растения легко усваивают растворимые формы Cd из почвы. Преобладающая доля Cd поглощается корнями и метаболическим путем (Передерий, Мишкевич, 1991).

Как видно из рис. 14 содержание Cd в надземной части овса посевного показывает увеличение его концентрации относительно контроля в 6,1 раз при 40 мг/кг почвы, при 60 мг/кг почвы в 8,5 раз. В корневойой массе при концентрации 40 мг/кг в 5,4 раз и в 7,8 раз при 60 мг/кг.

содержание кадмия в вегетативной и корневой массе овса посевного

Рис. 14. Содержание кадмия в вегетативной и корневой массе овса посевного

Как видим Cd локализуется, главным образом в надземной части, как и Pb и в меньших количествах в корнях. Установлена прямая зависимость увеличения концентрации Pb и Cd как в надземной части, так и в корнях.

процент повышения содержания кадмия в вегетативных органах овса посевного

Рис. 14.1. Процент повышения содержания кадмия в вегетативных органах овса посевного

Из рис. 14.1 видим, что Cd в сотни раз превышает значения контроля. Процентное содержание Cd при концентрации 40 мг/кг почвы составляет: в побеге - 510%, в корне - 436%. При 60 мг/кг в побеге - 747%, в корне - 689%. Это в свою очередь подтверждает его нахождение в более доступной форме по сравнению с Pb (рис. 13.1).

Таким образом, нами показано более токсическое действии Cd на растения по сравнению со Pb, что подтверждает мнение многих исследователей (Сенцова, Максимов, 1985; Понизовский, Мироненко, 2001; Гальченко, 2002; Водяницкий и др., 2008;). Овес посевной, являясь хорошим гиперроаккумулятором, у которого большая часть концентрации Pb и Cd находится в надземной части, можно рекомендовать как одно из средств для понижения содержания металлов в почве. Посаженный овес в загрязненной почве не рекомендуется использовать как зеленную массу для корма животных. ТМ в дозах 40, 60 мг/кг почвы ухудшают параметры корня и стебля овса посевного.

Похожие статьи




Аккумуляция свинца и кадмия в вегетативных органах овса посевного - Влияние свинца и кадмия на активность окислительно-восстановительных ферментов урбанозема и фитоэкстракция тяжелых металлов

Предыдущая | Следующая