CC BY
27
7. Wang L. et al. A review of soil cadmium contamination in China including a health risk assessment //Environmental Science and Pollution Research. 2015. T. 22. №. 21. C. 16441 - 16452.
8. Cui X. et al. Potential mechanisms of cadmium removal from aqueous solution by Canna indica derived biochar // Science of the Total Environment. 2016. T. 562. C. 517 - 525.
9. Hu R. et al. Intercropping with hyperaccumulator plants decreases the cadmium accumulation in grape seedlings // Acta Agriculturae
Scandinavica, Section B-Soil & Plant Science. 2019. T. 69. № 4. C. 304 - 310.
10. Benavides M. P., Gallego S. M., Tomaro M. L. Cadmium toxicity in plants // Brazilian journal of plant physiology. 2005. T. 17. № 1. C. 21 - 34.
11. Sharma V., Naugraiya M. N., Tomar G. S. Toxic effects of cobalt, chromium, lead and nickel chloride on growth performance of siris (Albizia spp.) // IJCS. 2018. T. 6. № 2. C. 2407 - 2410.
Немерешина Ольга Николаевна, кандидат биологических наук ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6 E-mail: [email protected]
Гусев Николай Фёдорович, доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет» Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18 E-mail: [email protected]
Accumulation of cobalt and cadmium in plants and soils of technogenic zones
Nemereshina Olga Nikolaevna, Candidate of Biologу
Orenburg State Medical University
6 Sovetskaya St., Orenburg, 460000, Russia
Email: olga [email protected]
Gusev Nikolay Fedorovich, Doctor of Biologу, Professor
Orenburg State Agrarian University
18 St. Chelyuskintsev, Orenburg, 460014, Russia
E-mail: [email protected]
The purpose of the study was to assess the content of HM (cobalt and cadmium) in the organs of medicinal plants (for example, Polygonum amphibium L.), soil and wastewater in the irrigation fields of the Orenburg gas processing plant, to study the features of translocation of elements depending on the taxonomic affiliation of plant species. The analysis of soil samples and medicinal plant materials Polygonum amphibium made it possible to establish the levels of cobalt and cadmium in the studied samples. The results showed that the concentration of cadmium and cobalt in wastewater and soil does not exceed the maximum permissible levels (GN 2.1.7.2041-06). The soil in the OGPZ irrigation fields in the study area is characterized by a pronounced cumulation coefficient for Cd, while the accumulation of cobalt was relatively small. The level of contamination of HM specimens of LRS samples in the irrigation fields was estimated in comparison with GN 2.1.5.1315-03. The cadmium and cobalt content does not exceed established standards. Underground organs of plants are characterized by higher concentrations of cobalt and cadmium than ground organs, which coincides with published data.
Key words: cobalt, cadmium, heavy metals, plants, soil, industrial waste water, Polygonum amphibium.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-83-3-122-126
-♦-
УДК 581.1
Изучение динамики содержания некоторых микроэлементов в растении и тепличном грунте
О.Ю. Ширяева1, канд. биол. наук; М.М. Ширяева2, соискатель
1 ФГБОУ ВО ОГПУ
2 ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева
Представлены результаты исследования содержания железа, цинка и меди в тепличном грунте и растении. В качестве объекта исследования выбрано цветковое растение семейства Горечавковые (Gentianáceae), род Эустома (Eustoma), сорт Aube Pink Picotee. Во время вегетационного опыта в условиях тепличного хозяйства выращивание эустомы производилось в закрытом грунте. Количественное определение железа, цинка и меди проведено на атомно-абсорбционном спектрометре в корне, надземной части и цветке исследуемого растения. Отбор проб растительного сырья и тепличного грунта проводился с периодичностью в четыре недели - от высадки рассады в грунт до начала цветения. Согласно полученным данным, в разные периоды
вегетативного развития наблюдается неодинаковая интенсивность накопления железа, меди и цинка, что, вероятно, связано с их антагонистическим влиянием друг на друга. При этом наибольшее количество исследуемых элементов аккумулируется в корневой системе, что подтверждается результатами исследования. Ключевые слова: микроэлементы, железо, медь, цинк, эустома (лат. Eustoma).
В.И. Вернадский писал, что химический состав живых организмов значительно связан с химическим составом земной коры, а сами организмы приспосабливаются к нему. В основном химические элементы неравномерно распределяются в земной коре и представлены в виде минералов. По количественному содержанию химические элементы условно делят на две группы: макроэлементы и микроэлементы. Необходимыми микроэлементами для растений являются железо, медь, цинк, причём некоторые авторы считают, что железо занимает пограничное положение между макроэлементами и микроэлементами [1].
Железо в земной коре встречается в форме минералов (гематит Fe2O3, сидерит FeСО3, пирит FeS2, магнетит FeO • Fe2O3). Железо содержится в почвенном растворе в основном в виде устойчивых комплексов с органическими веществами, а в кислых почвах представлено в виде катионов.
Цинк в земной коре находится в составе цинксодержащих минералов, таких, как сфалерит ZnS, цинкит 2п0, благородный галмей 2пС03, госларит ZnSO4 • 7Н2О. Он способен аккумулироваться в поверхностных горизонтах и образовывать ассоциации с гидроксидами железа и алюминия, а также с глинистыми минералами.
В земной коре медь может находиться в соединениях в одновалентном и двухвалентном состоянии, также встречается в самородном виде. Наиболее распространёнными являются соединения двухвалентной меди. Основными минералами, содержащими медь, являются азурит Си3(С03)2(0Н)2, хризоколла CuSiO3 • 2Н20, ковеллин CuS, малахит СиС03 • Си(ОН)2, халькозин Си^. Также в почвах и природных водах присутствуют растворимые соединения меди, причём растворимость этих соединений зависит от величины рН. В системе вода - твёрдая фаза основными неорганическими соединениями меди являются Си2+, СиС03, СиОН+. Также медь может связываться с гуминовыми и фульвокислотами
[2 - 4].
Содержание и распределение химических элементов в различных типах почв оказывают существенное влияние на состав живых организмов, в частности растений, которые способны избирательно поглощать и накапливать в своих тканях химические элементы. Микроэлементы содержатся в растительном организме в небольшом количестве, но обеспечивают регуляцию различных биохимических процессов, выполняя роль кофактора ферментов. Ионы металлов входят в состав активного центра ферментов, обеспечивая связывание и активацию субстрата, а также вы-
полняют важную роль при переносе электронов, атомов и молекулярных групп.
Железо, являясь переходным элементом, имеет переменную валентность и способно к комплексообразованию. Эти химические свойства и определяют основные функции железа в растениях. Железо является обязательным компонентом некоторых соединений клетки, к которым относятся различные соединения пор-фирина. Например, гемовые группы цитохромов и других ферментов, таких, как каталазы и пе-роксидазы, а также леггемоглобинов. Биосинтез гемовых форм связан с синтезом хлорофилла. Конечная стадия биосинтеза гема - включение Fe2+ в протопорфирин IX - осуществляется с помощью феррохелатазы.
В составе негемовых белков данный элемент координирован в железосерные кластеры тиоло-выми группами цистеина или неорганической серой, О- и ^лигандами, синтез которых протекает в митохондриях и пластидах растений. В негемовой форме (ферредоксин) железо участвует в функционировании основных редокс-систем процессов фотосинтеза и дыхания. Например, аконитаза катализирует изомеризацию лимонной кислоты до изоцитрата в цикле трикарбоновых кислот, при этом процесс не сопровождается изменением степени окисления железа.
Также в тканях растений, большей частью в строме пластид, присутствует белок запасного характера - ферретин, который содержит негемо-вое железо. На долю железа может приходиться 23 % массы ферритина. Ферритин является источником железа для процесса фотосинтеза, поэтому его обнаруживают в зрелых хлоропла-стах листьев молодых растений.
Железо не входит в состав хлорофиллов, но катализирует начальные этапы синтеза хлорофилла. Поэтому дефицит железа приводит к снижению интенсивности дыхания и фотосинтеза, что характеризуется проявлениями недостатка хлорофилла (хлорозама). Наибольшая часть железа сосредоточена в хлоропластах листа, что свидетельствует о роли ионов железа в биосинтезе хлорофилла и в процессе фотосинтетического транспорта электронов.
Содержание железа в корневой системе в несколько раз превышает показатель в надземной части растения. Дефицит железа у растений, как правило, наблюдается на щелочных почвах, где оно преципитируется карбонатами и бикарбонатами (щелочный хлороз). Также оказывает влияние повышенное содержание марганца или других тяжёлых металлов, ионы которых конкурируют с железом за поглощение и зону
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 • № 3 (83)
действия в физиологических процессах. В почве ионы железа ^е3+, Fe2+) содержатся в основном в составе комплексов. Корневая система растений, за исключением злаковых, способна поглощать в основном ион Fe2+, поэтому ион Fe3+ предварительно восстанавливается на поверхности корня. В пределах органов растения ион Fe2+ транспортируется преимущественно в форме хелатных комплексов.
Из почвы поступление цинка в растение осуществляется в виде катиона Zn2+. Цинк в растении транспортируется как по ксилеме, так и по флоэме. Наибольшее содержание его наблюдается в листьях, репродуктивных органах и семенах. Цинк входит в состав большого количества ферментов, таких, как карбоксипеп-тидаза, алкогольдегидрогеназа, супероксиддис-мутаза, карбоангидраза, альдолаза, фосфолипаза. Данные ферменты необходимы для нормального протекания многих биохимических процессов. Так, он принимает участие в процессе гидратации оксида углерода (IV) и переносе ионов водорода к карбонат-иону, оказывает влияние на проницаемость клеточных мембран. Цинк принимает участие в синтезе аминокислоты триптофана, которая необходима для образования важного фитогормона индолилуксусной кислоты. Важная роль отводится ему в белковом обмене, так как он является структурным элементом рибосом, поэтому недостаток цинка приводит к нарушениям биосинтеза белка. Кроме того, он является компонентом некоторых транскрипционных факторов.
Водорастворимые и обменно-сорбированные почвой соединения меди наиболее доступны для растений. В растительную клетку медь поступает в виде двухвалентных катионов Си2+, а в проводящих тканях растения она преимущественно связана в комплексы. Медь обладает наибольшей биофильностью по сравнению с другими микроэлементами. Большая её часть находится в листьях в составе хлоропластов. Почти половина этого элемента сосредоточена в пластоцианине, который осуществляет перенос электронов между первой и второй фотосистемой. Медь входит в состав многих медь-зависимых ферментов, таких, как цитохромоксидаза, аскор-батоксидаза, полифенолоксидаза, тирозиназа, супероксид-дисмутаза, и, следовательно, принимает участие в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании, фотосинтезе. Этот элемент входит в состав нитратредуктазного комплекса, участвуя в азотном обмене.
Согласно литературным данным, количественное содержание этих биогенных элементов в растении неодинаково. Так, содержание цинка в растениях примерно в 10 раз превышает концентрацию меди и составляет 1/10 часть концентрации железа. Однако при очень низ-
кой концентрации биогенных элементов или их низкой доступности растительные организмы могут испытывать дефицит данных элементов, что приводит к изменению внутриклеточного метаболизма в живом организме и возникновению различных заболеваний. Поступление в растение избыточных количеств микроэлементов способно оказывать токсическое действие. Недостаточное и избыточное поступление биогенных элементов в растительный организм может оказывать влияние на процессы вегетативного развития [3, 5 - 9].
В связи с этим целью экспериментальной работы явилось изучение динамики содержания биогенных элементов (железо, цинк, медь) в растении и тепличном грунте.
Материал и методы исследования. Для изучения динамики содержания микроэлементов железа, цинка и меди в растениях и тепличном грунте вегетационные опыты проводили в вегетационных домиках в условиях ООО «Тепличное хозяйство «Айсберг», расположенном в Оренбургской области (Сакмарский р-н, пос. Светлый. В тепличном хозяйстве выращиваются цветы на срезку. Наибольший интерес представляет цветковое растение семейства Горечавковые (Gentianáceae), род Эустома (Eustoma), сорт Aube Pink Picotee. Оно было выбрано в качестве объекта исследования.
В условиях тепличного хозяйства эустому выращивают круглогодично. Согласно технологии возделывания в теплицах необходимо поддерживать определённую температуру. В ночное время требуется поддерживать температуру от 15 °С, а в дневное время - от 21 - 22 °С. Почву хорошо выравнивают перед посадкой. В качестве поддерживающего материала используют сетки. Рассаду эустомы высаживают в увлажнённую и прогретую почву. После посадки рассады в тепличный грунт осуществляют полив сверху, с начала бутонизации используют полив снизу, при этом осуществляют равномерную подачу воды. В зависимости от сезона года выращивают разные сорта эустомы. При выращивании эусто-мы в теплице круглый год часто применяется искусственное освещение, которое приравнивается к выращиванию в естественных условиях. Также качество урожая эустомы будет зависеть от состава и аэрации почвы, микроклимата в теплице (освещённость, температурный режим, вентиляция, влажность), биологической особенности сорта.
Выделяют несколько стадий при выращивании эустомы: 0 - 10 неделя - стадия сеянцев, 11 - 23 неделя - стадия вегетативного роста, 24 - 27 неделя - стадия бутонизации и с 28-й недели - стадия цветения. В условиях тепличного хозяйства рассаду начинают высаживать в заранее подготовленный грунт на 13-й неделе без нарушения земляного комка.
Экспериментальная часть включала в себя несколько этапов. На первом этапе осуществлялась высадка рассады цветкового растения в тепличный грунт.
Во время вегетационного опыта в условиях тепличного хозяйства выращивание эустомы производили в закрытом грунте с высотой слоя 35 см. Используемый тепличный грунт представлял собой смесь, состоящую из 80 % перегноя КРС, 10 % грибного субстрата и 10 % субстрата шампиньонов. В качестве подкормки растений до начала бутонизации использовали кальциевую селитру, с появлением первого бутона - удобрение Растворин. На основании результатов листовой диагностики и анализа почвы через неделю после посадки рассады в грунт и перед стадией бутонизации применяли микроэлементную подкормку.
На следующем этапе проводили отбор проб растительного сырья и тепличного грунта с периодичностью в четыре недели от высадки рассады в грунт до начала цветения - 14-я неделя, 19-я неделя, 23-я неделя, 27-я неделя. Первоначальный отбор образцов осуществлялся в вегетационных домиках.
На заключительном этапе эксперимента осуществляли отбор средних проб и проводили их анализ на базе биохимической лаборатории (ОГПУ) и межкафедральной комплексной аналитической лаборатории (ОГАУ).
Предметом исследования было количественное содержание железа, цинка и меди в тепличном грунте и растительном объекте. Этот показатель определяли на атомно-абсорбционном спектрометре «Спектр-5».
Результаты исследования. Согласно литературным данным, содержание железа в почвах намного больше, чем содержание цинка и меди. По данным А.П. Виноградова (1959), среднее содержание в почвах железа составляет 3,8 % массы, цинка - 0,005 % массы, меди - 0,002 % массы [4]. Однако тепличные грунты отличаются от естественных почв, имеют разный состав.
0,208
Первый отбор проб тепличного грунта и растения осуществляли после адаптации рассады в 14 недель. Количественный анализ используемого в эксперименте тепличного грунта показал, что содержание железа в нём ниже, чем цинка, но выше, чем меди. Содержание исследуемых биогенных элементов в растении меньше, чем в тепличном грунте. Причём показатели содержания железа и цинка в растении имеют близкие значения. (рис. 1, 2).
Согласно рассмотренным ранее данным, количественное содержание цинка в тепличном грунте постепенно снижалось за весь период эксперимента от 4,567 до 1,877 мг/кг [10]. Содержание меди и железа в тепличном грунте резко повысилось на 19-й и 27-й неделе, причём содержание железа в тепличном грунте на 27-й неделе имело максимальное значение, что связано, вероятно, с микроэлементной подкормкой растений (рис. 3, 4).
Данные элементы являются антагонистами в парах железо - медь, железо - цинк, медь - цинк. При выращивании эустомы оптимальное значение рН тепличного грунта составляло 6,0 - 6,5. Данный показатель будет способствовать повышению подвижности элементов, находящихся в грунте.
Кислые почвы наиболее обогащены растворимым неорганическим железом и его хелатными формами. Поглощение и перенос железа в органах растения определяется многими факторами, из которых наибольшее значение имеют рН среды, содержание кальция и фосфора, соотношение некоторых тяжёлых металлов. Также важным условием поглощения железа корневой системой является процесс восстановления ионов.
Согласно полученным данным, в первые четыре недели исследования наблюдалось незначительное повышение содержания железа в растении, хотя в почве в этот период (19 недель) показатель был выше в 4 раза. Вероятно, это связано с взаимным влиянием элементов. С развитием вегетационной массы и повышением интенсивности процессов фотосинтеза на 23-й
0,101
|~| Железо |~| Цинк
Медь
Рис. 1 - Содержание элементов в тепличном грунте, мг/кг
I I Железо □ Цинк ^ Медь
Рис. 2 - Содержание биогенных элементов в растении
30 25 20 15 10
2,5
I 119 неделя ЕПИ 23 неделя Е^Ц 27 неделя
Рис. 3 - Динамика содержания железа в тепличном грунте
1,5
0,5
Г~119 неделя ЕЦЦ 23 неделя ЕЗ 27 неделя
Рис. 4 - Динамика содержания меди в тепличном грунте
неделе наблюдается повышение содержания железа в надземной части, причём показатель был выше, чем в корне. Перед бутонизацией осуществляли подкормку комплексным удобрением, что способствовало поглощению корневой системой большого количества железа. В период 27 недель содержание железа в корне было выше, чем в надземной части и цветке. Так, содержание железа в цветке составило в среднем 4,451 мг/кг (рис. 5).
Наибольшее поглощение меди корневой системой наблюдалось после первой подкормки в период 19 недель, и показатель составлял в среднем 2,775 мг/кг. Затем отмечалось незначительное снижение данного показателя в корне, что, вероятно, связано с антагонистическим влиянием высокого содержания железа в почве. Также данный эффект может быть обусловлен эволюционно сформированными механизмами, основанными на блокировании поступления излишних количеств микроэлементов, что способствует поддержанию в тканях растений оптимальных концентраций данных элементов. За весь период исследования
14
12
10
»
^„в /
........*
г".........
14 неделя 19 неделя 23 неделя 27 неделя Корень Надземная часть «Цветок
Рис. 5 - Динамика содержания железа в растении, мг/кг
в надземной части растения наблюдалось постепенное увеличение содержания меди, в цветке концентрация данного показателя составляла в среднем 0,003 мг/кг (рис. 6).
Цинк, находящийся в кислой почве преимущественно в виде катиона цинка, легко поглощается корневой системой, что сказывается на повышении содержания данного показателя в растении, особенно в корне. Содержание цинка в корневой системе имело максимальное среднее значение на 27-й неделе и составляло в среднем 8,860 мг/кг, что, вероятно, связано с использованием комплексного удобрения. В надземной части данный показатель изменялся неоднозначно, максимальное значение отмечалось в период 27 недель (рис. 7). Содержание цинка в цветке составляло 0,090 мг/кг [10].
Согласно литературным данным, интенсивность поглощения необходимых элементов корневой системой из почвы характеризуется коэффициентом биологического поглощения. В зависимости от величины данного показателя, а следовательно, от способности растений аккумулировать элементы в своих органах, все элементы делят на две группы - биологического накопления и биологического захвата. Расчёт коэффициента биологического накопления показал, что цинк относится к элементам биологического накопления, а медь и железо - к элементам биологического захвата. Прослеживается разная степень накопления исследуемых элементов в растении на разных периодах развития. При этом наиболее интенсивная аккумуляция для всех исследуемых элементов наблюдается в корне, а максимальное значение характерно для цинка. Данные коэффициента биологического поглощения на конец эксперимента (27-я неделя) представлены в таблице 1.
2
1
5
0
0
8
6
4
з
2,5 2
1,5 l
о,5 о
1 11НЯ1 ETÊTÎ 1Ш
14 19 23 27
недель недель недели недель
G Корень
Надземная часть
Рис. 6 - Динамика содержания меди в растении, мг/кг
1. Коэффициент биологического поглощения в период 27-я неделя
Орган КБП^п) КБИ^) KБП(Fe)
растения
Корень 4,720 0,140 0,449
Надземная 0,646 0,033 0,397
часть
Цветок 0,048 0,0004 0,162
10 8 6 4 2 о
ш №
14 19 23 27
недель недель недели недель
G Корень
Надземная часть
Выводы. Содержание железа, цинка и меди в тепличном грунте определяется его составом и зависит от количества вносимых удобрений. Поступление микроэлементов в растение осуществляется преимущественно в виде ионов. Железо, цинк и медь содержатся в растительном организме в небольшом количестве, но обеспечивают регуляцию различных биохимических процессов. В органах исследуемого растения (семейства Горечавковые (Gentianáceae), род Эустома (Eustoma), сорт Aube Pink Picotee) в разные периоды вегетативного развития наблюдалась неодинаковая интенсивность накопления железа, меди и цинка, что, на наш взгляд, связано с их антагонистическим влиянием друг на друга. При этом наибольшее количество исследуемых элементов аккумулируется в корневой системе, что подтверждается результатами исследования.
Рис. 7 - Динамика содержания цинка в растении, мг/кг
Литература
1. Ботаника: учебник для вузов: в 4 т. / П. Зитте, Э.В. Вайлер, Й.В. Кадерайт [и др.]; на основе учебника Э. Страсбургера [и др.]; пер. с нем. О.В. Артемьевой [и др.]. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 496 с. Т. 2. Физиология растений / под ред. В.В. Чуба.
2. Башкин В.Н. Биогеохимия: учеб. пособие. М.: Высш. шк., 2008. 423 с.
3. Васильев А.А., Романова А.В. Железо и тяжёлые металлы в аллювиальных почвах Среднего Предуралья: монография. Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2014. 231 с.
4. Самофалова И.А. Химический состав почв и почвообразую-щих пород: учебное пособие. Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2009. 132 с.
5. Бускунова Г.Г., Аминева А.А. Содержание меди и цинка в системе «почва - растение» в условиях геохимической провинции Южного Урала // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 1. С. 31 - 35.
6. Сравнительный анализ способности представителей флоры урбанизированных территорий к аккумуляции тяжёлых металлов / Л.В. Галактионова, М.А. Степанова, А.В. Тесля [и др.] // Вестник ОГУ. 2013. № 10 (159). С. 186 - 188.
7. Гусев Н.Ф., Филиппова А.В., Трубников В.В., Немерешина О.Н. Содержание тяжёлых металлов в сырье тысячелистника обыкновенного в зоне влияния Гайского горно-обогатительного комбината // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 6 (56). С. 218 - 220
8. Дрогайцева А.А., Петрова Г.В. Накопление тяжёлых металлов в экосистеме «почва - растение» Melampyrum arvense L. Степной зоны оренбургского Предуралья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 6 (50). С. 144 - 146.
9. Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М. Физиологические основы устойчивости растений к тяжёлым металлам: учебное пособие. Институт биологии КарНЦ РАН. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. 2011. 77с.
10. Ширяева О.Ю. Содержание цинка и меди в почве и растении в разные периоды вегетации // Бутлеровские сообщения. 2019. Т. 57. № 2. С. 79 - 84.
Ширяева Ольга Юрьевна, кандидат биологических наук, доцент
ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный педагогический университет»
Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Советская, 19
E-mail: [email protected]
Ширяева Мария Михайловна, соискатель
ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - Московская сельскохозяйственная
академия имени К.А. Тимирязева»
Россия, 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49
E-mail: [email protected]
The study of the dynamics of certain trace elements content in plants and greenhouse soil
Shiryaeva Olga Yurevna, Candidate of Biology, Assistant Professor Orenburg State Pedagogical University 19 Soviet St., Orenburg, 460014, Russia E-mail: [email protected] Shiryaevа Maria Mikhaylovna, Applicant
Russian state agrarian University - Moscow Timiryazev agricultural Academy 49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127550, Russia E-mail: [email protected]
The paper presents the results of a study of the content of iron, zinc and copper in greenhouse soil and plants. As an object of study, a flowering plant of the family Gentian (Latin Gentianaceae), the genus Eustoma (Latin Eustoma), and the variety Aube Pink Picoteewere selected. During the growing season in the conditions of LLC "Aisberg" greenhouse facility, eustomas were grown indoors. The quantitative determination of iron, zinc, and copper was carried out on an atomic absorption spectrometer in the root, aerial part, and flower of the studied plant (Gentian family (lat. Gentianaceae), genus Eustoma (lat. Eustoma), cultivar Aube Pink Picotee). Sampling of plant materials and greenhouse soil was carried out with a frequency of four weeks from the planting of seedlings in the ground until flowering. According to the data obtained, at different periods of vegetative development, unequal intensities of the accumulation of iron, copper and zinc are observed, which is probably due to their antagonistic effect on each other. In this case, the largest number of studied elements accumulates in the root system, which is confirmed by the research results.
Key words: trace elements, iron, copper, zinc, eustoma (Eustoma).
-♦-
УДК 581.522
Состояние ценопопуляции лекарственного вида Chamaecytisus ruthenicus (Fisch. ex Wol.) Klask в Уктусском лесопарке г. Екатеринбурга*
Е.А. Тишкина12, канд. с.-х. наук; Л.П. Абрамова2, канд. с.-х. наук
1 ФГБУН Ботанический сад УрО РАН
2 ФГБОУ ВО Уральский ГЛТУ
Представлены результаты оценки состояния ценопопуляции Chamaecytisus ruthenicus (ракитник русский) в Уктусском лесопарке г Екатеринбурга. Культура является своеобразным соэдификатором коренных типов леса подзоны южной тайги. В Уктусском лесопарке особи ракитника произрастают на бурой лесной, типичной, обычной, маломощной, легкосуглинистой почве. Исследованные фрагменты ценопопуляции Chamaecytisus ruthenicus являются нормальными в большинстве местообитаний полночленными с одновершинными онтогенетическими спектрами, которые способны формировать самоподдерживающиеся в течение нескольких поколений местообитания и распространяться на значительной территории. В онтогенезе ракитника русского выделены три периода и шесть онтогенетических состояний. Возрастная структура ракитника имеет три типа спектра - левосторонний, центрированный и правосторонний. Различие в онтогенетической структуре местообитаний зависит от степени антропогенной нагрузки, экологических условий обитания и колебания погодных условий, которые непосредственно влияют на прорастание семян и темпы развития растений. Показатель индекса виталитета тесно связан с возрастом ракитника в ценопопуляции, высокой виталитетностью характеризуются те местообитания, где преобладают прегенеративные особи. Оценка ор-ганизменных и популяционных показателей фрагментов ценопопуляции показало, что оптимальные условия для существования являются в сосняке вейниковом (ФЦП2), где местообитания характеризуются высокими морфологическими показателями, плотностью и высокой долей прегенеративных и генеративных фракций.
Ключевые слова: Chamaecytisus ruthenicus, ракитник русский, ценопопуляция, морфологические параметры, онтогенетический спектр, жизненное состояние.
Интересным видом подлеска подзоны южной тайги Урала является ракитник русский Chamaecytisus ruthenicus (Fisch. ex Wol.) Klask [1 - 3]. Он высоко ценится в фармакологии, так как содержит в надземной части хинолизидино-
вые алкалоиды, обладающие спазмолитической, холинэргической, анальгетической активностью и другими полезными свойствами [4]. Поэтому актуальна оценка его современного состояния, особенно на урбанизированных территориях,
* Работа выполнена в рамках государственного задания Ботанического сада УрО РАН.
