Активность ферментов в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного - Влияние свинца и кадмия на активность окислительно-восстановительных ферментов урбанозема и фитоэкстракция тяжелых металлов
В результате поступления ТМ в клетку происходит активация механизмов устойчивости к данному фактору и включение различных систем защиты, которые характерны для адаптации растений к другим факторам среды (Wu et al., 2003). В частности, ТМ стимулируют образование в клетках активных форм кислорода, вызывающих окислительное повреждение липидов, белков и нуклеиновых кислот и нарушение клеточного метаболизма (Кузнецов, Дмитриева, 2005). При окислительном стрессе увеличивается активность антиоксидантных ферментов - каталазы, пероксидаз, полифенолоксидаз, глутатионредуктазы, которые нейтрализуют свободные радикалы и пероксиды (Шевякова и др., 2003; Балахнина и др., 2005). Ввиду этого, активация антиоксидантных ферментов является важнейшим неспецифическим механизмом защиты растений от окислительной деструкции, возникающей под влиянием различных по своей природе стрессоров. Кроме того, активация пероксидазы в присутствии ТМ приводит к развитию процессов суберинизации и лигнификации, что также способствует повышению устойчивости к стресс-факторам различной природы (Кузнецов, Дмитриева, 2006).
Определение активности каталазы в урбанизированной почве под посевами овса посевного, загрязненного свинцом, показывает, что если без посевов активность снижается, то под посевами выравнивается (рис.15).
Рис. 15. Активность каталазы в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного
Восстановление перекисного окисления в загрязненной почве под посевами овса связано с тем, что в ризосфере растения отмечается рост численности и функциональной активности микроорганизмов, что ведет к выделению большого количества каталазы в почву в стадию кущения.
Процентное соотношение без посевов в обеих дозах снижается: при 40 мг/кг почвы на 21%, при 60 мг/кг - 24%. Тогда как с посевом активность выравнивался и ее снижение составляет в обоих вариантах 11% (рис. 15.1).
Рис. 15.1. Процент снижения активности каталазы в урбаназеме, загрязненном различными концентрациями свинца под посевами овса посевного
Отмечается умеренное повышение активности пероксидазы как с посевом, так и без посевов овса посевного (рис. 16).
Рис. 16. Активность пероксидазы в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного
Как сказано выше, повышение активности пероксидазы связано с накоплением перекиси водорода в почве, загрязненной ТМ, которая стимулирует повышение активности пероксидазы, так как перекись водорода является одним из составляющих реакции пероксидазы (Плешакова и др., 2010; Новоселова и др., 2014). В рис. 16.1 приводится процент повышения активности, из которого видно, что без посевов при концентрации 40 мг/кг почвы оно составляет 15%, при 60 мг/кг - 21%. С посевом активность незначительно увеличивается и составляет при 40 мг/кг почвы - 9%, при 60 мг/кг - 15%.
Рис. 16.1. Процент повышения активности пероксидазы в урбаназеме, загрязненном различными концентрациями свинца под посевами овса посевного
Посев овса посевного меняет направленность протекания биохимических процессов с участием полифенолоксидазы при всей дозе концентрации в эксперименте. Активность фермента в контроле с посевом ниже по сравнению вариантом опыта без посева, однако, при попадании загрязнителя в почву овес посевной стимулирует на незначительную величину увеличение активности полифенолоксидазы при концентрации 40 и 60 мг/кг почвы по сравнению с контролем (рис. 17).
Рис. 17. Активность полифенолоксидазы в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного
Предполагается, что в корневой системе овса посевного образуется среда способствующая понижению воздействия Pb на ферментативную активность почв или же часть токсиканта ввиду своей подвижности мигрирует из почвенной среды в растения, и это способствует уменьшению содержания Pb в почве.
Рис. 17.1. Процент снижения активности полифенолоксидазы в урбаназеме, загрязненном различными концентрациями свинца под посевами овса посевного
Процент снижения полифенолоксидазы без посевов при концентрации 40 мг/кг почвы составляет 10%, при 60 мг/кг - 11%, под посевами активность при 40 мг/кг почвы - 3%, при 60 мг/кг - 6% (рис. 17.1).
Таким образом, нами установлено, что активность каталазы в загрязненной почве выше, чем в почве с посевами.
Активность пероксидазы в обоих вариантах имела тенденцию к повышению. Полифенолоксидаза также увеличивает свою активность под посевами овса посевного по сравнению с почвой без посевов.
Похожие статьи
-
Кадмий - ТМ, который даже в низких концентрациях действует как кумулятивный яд, оказывает токсичное воздействие на живые организмы (Волошин, 1998)....
-
Окислительно-восстановительные ферменты участвуют в разложении токсических соединений H2O2 (каталаза), формировании почвенного плодородия (пероксидаза,...
-
ТМ способны вызывать изменения на клеточном уровне, их мишенями являются многие химические вещества и органоиды клетки, наиболее опасны для живой клетки...
-
В последние десятилетия в связи с быстрым развитием промышленности во всем мире наблюдается значительное возрастание содержания ТМ в окружающей среде....
-
Чувствительным индикатором антропогенного загрязнения почв является ее ферментативная активность (Хазиев, 2005). Ведущую роль в почвенной биодинамике...
-
Для снижения отрицательного последствия распространения ТМ в природной среде используются мероприятия, которые направлены на предотвращение объектов...
-
Важное место за оценкой экологического состояния природной среды и создания методик по охране окружающей среды от загрязнения ТМ отведено огромное место...
-
Основная часть миграции ТМ в биосфере (биологические, атмосферные, водные) берет свое начало в почве, т. к. в ней наблюдается мобилизация металлов, и...
-
Объект исследования В качестве объекта исследований была использована урбанизированная почва (среднемощная, малогумусная, среднесуглинистая), отобранная...
-
Растения являются маркерами геохимического состояния среды, ввиду аккумуляции металлов из воздуха и загрязненных почв, способны накапливать разные виды...
-
Техногенное загрязнение почв с каждым годом катастрофически возрастает, особенно в мегаполисах с преобладанием промышленных центров. Это свою очередь,...
-
Для проведения лабораторного опыта почва отбиралась из верхнего горизонта ( 0-20см). Перед проведением анализа почву предварительно высушили, очистили от...
-
Биогеохимические свойства свинца и кадмия - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Свинец - голубовато-серый, мягкий, но тяжелый металл. Среднее содержание свинца в земной коре составляет 1,6-10-3%, его количество в почве колеблется от...
-
Свинец (Pb), Свинец и почвы - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Свинец и почвы Из атмосферы в почву свинец попадает чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяется, переходя в гидроксиды, карбонаты или форму...
-
Общие сведения. Тяжелый металл голубовато-серого цвета, очень пластичный, мягкий. Т. плавл. 327,4 °C; т. кип. 1725 °C; плотность 11,34 г/см? (20°C)....
-
Кадмий и растения - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Кадмий поступает в растения, в основном, за счет почвы. Значительная доля Cd, попадающего в почву, связывается с почвенными химическими комплексами,...
-
Свинец и растения - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
По современным представлениям, свинец не является физиологически необходимым элементом для растений. Однако есть и другое мнение, согласно которому...
-
Заключение - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Неконтролируемое загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами (ТМ) угрожает здоровью людей. В данной работе были представлены сведения о двух тяжелых...
-
Кадмий и удобрения - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
В зависимости от доз и наличия фосфорных удобрений, кадмий в почве накапливается в разных количествах. Опасным накоплением кадмия считается 3 мг/кг, в...
-
Незамкнутость техногенного круговорота приводит к загрязнению природной среды, в том числе почвы, различными химическими веществами: тяжелыми металлами,...
-
С исторической точки зрения интерес проблеме загрязнений почв появился с исследованием плодородия, поскольку такие элементы, как железо, марганец, медь,...
-
Оценка последствий воздействия автотранспорта на придорожные участки включает в себя исследование механизмов распространения загрязнителей в окружающей...
-
Введение - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Хозяйственная деятельность человека приводит к загрязнению компонентов окружающей среды. Одним из таких компонентов является почва. Почвы - это не только...
-
Словарь терминов - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry) - Агентство по токсическим веществам и регистрации заболеваний. Основано в Атланте, штат...
-
Кадмий (Cd), Кадмий и почвы - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Кадмий и почвы В почвы кадмий поступает в составе отходов, образующихся при добыче и переработке цинковых, свинцово-цинковых, медно-цинковых руд; в виде...
-
Свинец и человек - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями во всем мире признается одной из главных проблем экологии и охраны здоровья населения. Свинец...
-
Благодаря вышеперечисленным свойствам, почва обеспечивает живущим в ней организмам водоснабжение и минеральное питание. Недостаток воды в почве угнетает...
-
Почва - это поверхностный слой литосферы, твердой оболочки Земли, контактирующий с воздушной средой. Почва - плотная среда, состоящая из отдельных...
-
Приземный слой атмосферы довольно сильно загрязнен катионами тяжелых металлов. Источником такого загрязнения являются как различные предприятия, так и...
-
Загрязнение почв тяжелыми металлами - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Тяжелые металлы могут сильно понижать биологическую активность почв. Прежде всего, они понижают ферментативную активность почв, снижают уровень...
-
Микробиологическое состояние и ферментативная активность нефтезагрязненных почв
Основное содержание исследования Казахстан на длительную перспективу предусматривает увеличение добычи "черного золота", а это, в свою очередь, ведет к...
-
Деятельность человека оказывает значительное влияние на состояние литосферы. При этом наибольшую антропогенную нагрузку испытывает ее поверхностный слой...
-
Наряду с зелеными растениями большую роль в почвообразовательном процессе играют микроорганизмы. Это преимущественно одноклеточные, лишенные хлорофилла...
-
Роль зеленых растений в почвообразовании Основное значение в почвообразовании принадлежит зеленым растениям, особенно высшим. Прежде всего, их роль...
-
Тяжелые металлы. - Мировой океан
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк), относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко...
-
Источники загрязнение почвы - Атмосфера, гидросфера, литосфера
Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна...
-
Химическое загрязнение почв - Литосфера и ее загрязнение
Химическое загрязнение почв. При оценке токсического воздейст - вия тяжелых металлов или других веществ на ценотическом уровне необходимо оценить не...
-
ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ И ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВЫ - Антропогенное загрязнение литосферы
Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он...
-
Состав почвы - Источники загрязнения почвы, последствия загрязнения
Почва состоит из твердых частиц, почвенной воды, воздуха и живой части. Твердая часть, или твердая фаза почвы. Минеральная часть почвы. Твердые частицы в...
-
ПОЧВА - ВАЖНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ. - Состояние окружающей среды
Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он...
Активность ферментов в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного - Влияние свинца и кадмия на активность окислительно-восстановительных ферментов урбанозема и фитоэкстракция тяжелых металлов