Қазақстан республикасы ғылым және жоғары білім министрлігі ш. УӘлиханов атындағы
ВЛИЯНИЕ КАДМИЯ НА ПЛОЩАДЬ ЛИСТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ
жүктеу/скачать 19,8 Mb. Pdf көрінісі
|
| ВЛИЯНИЕ КАДМИЯ НА ПЛОЩАДЬ ЛИСТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ПШЕНИЦЫ ТВЕРДОЙ (TRITICUM DURUM DESF.) Мустафина А. Е. Научный руководитель: Сафронова Н. М. ассоциированный профессор Кокшетауский университет им. Ш. Уалиханова, г. Кокшетау alinamustafina02@gmail.com Нынешнее состояние окружающей среды находится на грани экологического кризиса в силу стремительного роста населения и, как следствие, ускорения роста промышленных производств. Состояние растительных сообществ является прямым индикатором экологической обстановки. Тяжелыми металлами называются химические элементы периодической системы Д. И. Менделеева, имеющие массу атомов свыше 50 а. е. Тяжелые металлы обладают токсичностью и способны по пищевым цепям попадать в живые организмы, оказывая пагубное влияние на их жизнедеятельность [1]. Установлено, что токсичность тяжелых металлов для живых организмов обусловлена целым рядом их физических и химических особенностей: электронной конфигурацией, электроотрицательностью, а также способностью проникать через клеточную оболочку и образовывать прочные соединения на поверхности и внутри клетки [2]. Накоплению тяжелых металлов в природных объектах способствуют как естественные процессы, так и антропогенное воздействие, в частности активное развитие промышленности. К естественным процессам относят тектонические сдвиги с последующим формированием горных массивов, почвообразование, выветривание металлосодержащих пород, вулканическая активность и т.д [3]. Наиболее пристального изучения требуют цинк, медь и кадмий, в силу широкой распространенности в окружающей среде и высокой токсичности. Данные металлы обнаружены в сульфидных осадках и с относительной легкостью попадают в Мировой океан в результате атмосферных преобразований, что обусловлено их высокой летучестью. В данной работе изучали воздействие кадмия на показатели жизнедеятельности растений, т.к. в сравнении с цинком он существенно токсичнее и относится к I классу опасности [4]. Фотосинтез представляет собой биохимический процесс преобразования неорганических веществ в органические с использованием энергии света. Организмы, осуществляющие фотосинтез называются фототрофами, к ним относятся высшие растения, водоросли и некоторые бактерии. Невозможно переоценить важность фотосинтетических процессов для возникновения и поддержания жизни на планете. В процессе фотосинтеза образуются органические вещества, необходимые для питания растений, также в атмосферу выделяется газообразный кислород, необходимый для жизни большинства организмов земли [5; c.72]. Таким образом, фотосинтез наиболее грандиозный естественный процесс на нашей планете, напрямую связанный с превращением космической энергии в виде солнечного света в энергию химических связей. Тяжелые металлы распределяются в растениях неоднородно; большая их часть скапливается в корнях, клубнях и корнеплодах, также их можно определить в надземных зеленых органах растения, в плодах их след практически незаметен [6]. При превышении допустимой концентрации тяжелых металлов в почве биологическая активность последней существенно снижается, что непременно отражается на показателях её плодородия. Растения с избыточным содержанием тяжелых металлов можно определить по внешним признакам, такие растения медленно растут и развиваются, их органы меняют цвет и форму, могут наблюдаться признаки уродливости и недоразвитости как надземных частей растения, так и корневой системы [7; с.11]. 408 Одним из путей решения проблемы загрязнения окружающей среды поллютантами является использование веществ детоксицирующего действия. Одним из таких веществ является растительный пектин, являющийся эффективным сорбентом соединений свинца, цинка, кадмия и многих других тяжелых металлов. Сорбционные свойства пектина обусловлены его способностью к коплексообразованию за счет наличия в молекуле этого биополимера карбоксильных и гидроксильных групп галактуроновой кислоты. Пектины являются природными компонентами растительных организмов и не оказывают токсическое действие [8]. Таким образом, целью нашей работы было изучение влияния кадмия на ассимиляционную поверхность листьев. В качестве объекта исследований использовали пшеницу твердую ( Triticum durum Desf. ) сорта Одесская. Для эксперимента были отобраны семена среднего размера, чистые, без пятен. Семена твердой пшеницы предварительно обрабатывали в следующей последовательности: мыльный раствор, дистиллированная вода, 95% этанол. Обработанную пшеницу предварительно помещали на воду до появления зачатков листьев, после чего трехдневные проростки помещались на раствор с макро- и микроэлементами. Семена проращивали методом рулонной культуры. В эксперименте создавались три варианта. Первый вариант – контроль, растения выращивались на дистиллированной воде, во втором варианте – на растворе 10 -4 М CdCl 2 , в третьем варианте – на растворе 10 -4 М CdCl 2 с добавлением яблочном пектине (ГОСТ 29186- 91) в 1,5% концентрации. Проростки выращивали в течение 7 суток. Аналитическая повторность трехкратная. По окончании эксперимента у проростков пшеницы определяли ассимиляционную поверхность листьев. Площадь листьев пшеницы определяли расчетным методом [9]. Для этого измеряли длину и наибольшую ширину листа. Для определения площади листьев использовали переводные коэффициенты. Для культур с линейной, продолговатой формой листьев коэффициент составляет 0,67. Данные, полученные в ходе измерения площади листовой поверхности пшеницы твердой ( Triticum durum Desf.), изображены на рисунке 1: Рисунок 1. Изменение площади листьев под влиянием кадмия Было установлено, что площадь первого листа у растений, выращенных на растворе хлорида кадмия, на 17 % меньше площади первого листа контрольной группы. Площадь первого листа у растений группы CdCl 2 + пектин относительно контрольной группы понизилась на 5 %. Разница между первым и вторым листами, выраженная в процентах, у следующих вариантов: контроль, CdCl 2 , CdCl 2 + пектин составляет 24, 63 и 39 % соответственно. Из чего можно сделать вывод о недоразвитости второго листа у растений, выращенных на растворе хлорида кадмия. Это объясняется тем, что кадмий вносили в раствор на стадии формирования второго листа, когда длина первых листьев уже составляла около 1 см. 3,43 2,6 2,86 1,07 3,26 2 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 1 лист 2 лист 1 лист 2 лист 1 лист 2 лист контроль CdCl2 CdCl2 + пектин см 2 409 Таким образом, площадь листовой поверхности растений, на которые воздействовали кадмием, меньше контрольных на 17 %, что доказывает токсическое влияние тяжелых металлов растения. Площадь листьев тех растений, на которые воздействовали раствором хлорида кадмия и пектина, уменьшилась на 5 %, из чего следует вывод о подавлении токсического влияния кадмия под действием пектина, что доказывает сорбционные свойства последнего. Литература 1. Водяницкий Ю.Н. Тяжелые и сверхтяжелые металлы и металлоиды в загрязненных почвах. – М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2009. – 95 с. 2. Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Назаренко О.Г. Состав соединений тяжелых металлов в почвах. – Ростов-на-Дону: Ростов, 2009. – 208 с. 3. Крылова В.С., Маканова А.У., Токмагамбетова Р.Ю. Экологоэкономическое состояние Атырауской области // Гидрометеорология и экология. – 2009. – № 4. – С. 75-86. 4. Абашеева Н.Е. Агрохимия почв Забайкалья. – Новосибирск: Наука, 1992. – 213 с. 5. Физиология растений. В 2-х ч. Ч. 2. Физиология дыхания и фотосинтеза: учебное пособие / Г.Г. Шайдуллина, Н.В. Кудашкина, Э.Х. Галиахметова, К.А. Пупыкина, С.Р. Хасанова, P.P. Шакирова. – Уфа: ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 2020. – 116 с. 6. Воробьев Д.В. Биогенная миграция металлов в грунтах, воде и растениях Нижней Волги/Воробьев Д.В., Андрианов В.А., Осипов Б.Е.// Сб. статей (Составители: В.П. Пилипенко и А.В. Федотова). Астрахань. Издательский дом Астраханского госуниверситета, ч.II. 2007. С. – 16-22. 7. C.Л. Давыдова, В.И. Тагасов Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века: Учеб. пособие. - М.: Издво РУДН, 2002. – 140 с. 8. Кисиева, М. Т., Мыкоц, Л. П., Туховская, Н. А., Бондарь, С. Н., Зяблицева, Н. С., Компанцев, В. А., & Белоусова, А. Л. Исследование сорбционной способности пектина, полученного кислотным экстрагированием из клубней топинамбура (Helianthus tuberosus L.). // Байкальский медицинский журнал, 99 (8), 2010. – 147-150 с. 9. Тарасенко С.А., Дорошкевич Е.И. Практикум по физиологии и биохимии: практическое пособие. Гродно: Облиздат, 1995. 122 с. жүктеу/скачать 19,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|