CC BY
27
© О. О.Перепелиця УДК 581: 504(477. 85)
О. О. Перепелиця
РОДИННА СПЕЦИФІКА ПОГЛИНАННЯ ФЛУОРИДІВ РОСЛИНАМИ ЛУЧНИХ БІОТОПІВ ЧЕРНІВЕЦЬКОЇ ОБЛАСТІ
Буковинський державний медичний університет (м. Чернівці)
Дана робота є фрагментом НДР Чернівецького національного університету імені Юрія Федько-вича «Біоіндикація природних, урбо- та агроеко-систем Чернівецької області», № держ. реєстрації 010311001966.
Вступ. Елементний хімічний склад, за переконаннями А. П. Виноградова, є важливою систематичною ознакою і відображає геохімічні умови регіону, в якому виник і сформувався конкретний вид рослин [2]. У літературі описано більше 20 чинників, що впливають на хімічний склад рослин [1, 3, 4, 6, 10]. Одним із пріоритетних чинників поглинання флуоридів є біологічний (фізіологічний, генетичний) чинник [9, 12, 13, 14, 15]. Попередніми дослідженнями здійснено ранжування видів рослин лучних біотопів Чернівецької області за комплексом критеріїв - вмістом флуоридів у рослинах, коефіцієнтом специфічного відносного накопичення (КСВН), коефіцієнтом біологічного накопичення (КБН) й встановлено, що для рослин лучних біотопів Чернівецької області властива видова специфіка поглинання флуоридів [7, 8, 11].
Мета дослідження - дослідити закономірності поглинання флуоридів трав’янистими рослинами лучних біотопів Чернівецької області залежно від їх таксонометричної (родинної) приналежності.
Об’єкт і методи дослідження. Серед досліджуваних видів рослин, зібраних із 13 ділянок 3-х клі-мато-географічних областей Чернівецької області найчисельнішими родинами є Айстрові (Ав1:егасеае, п=29), Бобові (РаЬасеае, п=18), Губоцвіті (І_атіасеае, п=8), Пасльонові (Боїапасеае, п=5) та Подорожникові (РІап1:адіпасеае, п=5). Забір рослин і ґрунту проводили за загальноприйнятими методиками. Вміст різних форм Флуору в ґрунті (мг/кг сух. маси) та вміст флуоридів у рослинах визначали потенціометричним методом із флуоридселективним електродом. Результати цих досліджень висвітлені в попередніх публікаціях [7, 8, 11].
Результати досліджень та їх обговорення. Родинну специфіку поглинання флуоридів рослинами оцінювали за вмістом флуоридів у рослинах різних родин, КБН, КСВН та варіабельністю цих показників.
Аналіз рівня надходження флуорид-йонів у рослини за родинною приналежністю свідчить, що найширші межі вмісту флуоридів у надземній та підземній частинах встановлено для представників РІап1:адіпасеае, що становить 0,52 - 7,47 мг/кг сух. маси та 0,90 - 7,74 мг/кг сух. маси, відповідно (рис. 1).
Широкі діапазони коливань вмісту і розмаху вмісту флуоридів свідчать про вплив зовнішніх чинників на накопичення флуоридів рослинами. Найменший вміст та розмах флуоридів виявлено для рослин родини І_атіасеае, що свідчить про пріоритетніший вплив на накопичення флуоридів біологічного чинника у порівнянні з іншими. При цьому, рослини родин _атіасеае та Боіапасеае більше накопичують у підземній частині а рослини РаЬасеае -у надземній.
Для виявлення родини, види якої мали б вибіркову здатність до поглинання флуоридів, побудовано рейтинг родин за середнім вмістом флуоридів (табл.). Із представленого ряду видно, що найменший середній вміст флуоридів як у підземній, так й у надземній частинах властивий рослинам родин _атіасеае та Ав1:егасеае. Очолюють цей рейтинго-вий ряд родина Ріапіадіпасеае.
При порівнянні середнього вмісту флуоридів у надземній частині серед досліджуваних видів найчи-сельніших родин встановлено, що у Ріапіадіпасеае у 2,4 раза (Р < 0,01) вміст флуоридів більший, ніж у Авіегасеае, і в 3,1 раза (Р < 0,05) більший, ніж у _атіасеае. Вміст флуоридів у Боїапасеае у 1,7 раза, а в РаЬасеае у 1,5 раза більший, ніж вміст флуоридів у Авіегасеае (Р < 0,01), і в 2,1 раза та в 1,9 раза (Р < 0,05), відповідно, більший, ніж у _атіасеае.
Порівняльний аналіз вмісту флуоридів у підземній частині рослин досліджуваних родин (табл.) свідчить, що середній вміст флуоридів для Ріапіадіпасеае у 2,7 раза (Р<0,01) більший, ніж для Авіегасеае. Достовірні відмінності, встановлені для Ріапіадіпасеае, Боїапасеае та РаЬасеае при порівнянні з Авіегасеае і _атіасеае, свідчать про
Таблиця
Рейтинг родин рослин за середнім вмістом
№ з/п Родина Середній вміст у надземній частині Середній вміст у підземній частині
1 Ріапіадіпасеае 2,02 ± 0,692*# 2,99 ± 1,174*
2 Боїапасеае 1,4 ± 0,298*# 1,35 ± 0,482
3 РаЬасеае 1,24 ±0,151*# 1,28 ± 0,381
4 ДБІегасеае 0,83 ± 0,065 1,10 ±0,154
5 _атіасеае 0,66 ± 0,096 0,92 ± 0,297
Примітка: * Р <0,01 - значення достовірне у порівнянні з Аsteraceae; # Р <0,05 - значення достовірне у порівнянні з _атіасеае.
Воіапасеае
Р ІагЛад і пасеає
4 5 6 7 8
Вміст флуоридів, мг/кг сух.маси
Рис. 1. Межі вмісту флуоридів у рослинах різних родин Чернівецької області: А) у надземній частині; Б) у підземній частині.
Зоїапасеае
Ріапіадіпасеае
2 3 4 5 6 7 8
Коефіцієнт біологічного поглинання флуоридів
Коефіцієнт біологічного поглинання флуоридів
Рис. 2. Коефіцієнти біологічного поглинання флуоридів у рослинах різних родин Чернівецької області: А) у надземній частині;
Б) у підземній частині.
вибірковість поглинання флуоридів рослинами різних родин.
Результати аналізу КБН флуоридів представниками різних родин свідчать про значну варіабельність КБН у надземній і підземній частинах (рис. 2). Родини, всі рослини якої б характеризувались КБН>1 не встановлено. Проте, відмічено високі КБП для Ріапіадіпасеае у надземній і підземній частинах, для РаЬасеае у надземній частині та відносно низькі значення КБН для _атіасеае у надземній частині та РаЬасеае у підземній. Варіабельність КБН у рослинах різних родин свідчить про вплив зовнішніх чинників на поглинання флуоридів рослинами.
КБП є загальноприйнятим показником при оцінці накопичення елементів й, більшою мірою, відображає геохімічну ситуацію території зростання рослин. КСВН, який вираховують як відношення вмісту елемента в рослині до середнього вмісту елемента в усіх рослинах з одного місцезростання характеризує індивідуальні особливості видів рослин стосовно поглинання хімічних елементів [5].
Результати аналізу свідчать (рис. 3), що КСВН варіює в широких межах і немає родини, всі рослини якої б характеризувались КСВП > 1, а тому чіткої тенденції накопичення флуоридів рослинами залежно від родинної приналежності не прослід-ковується, що свідчить про вплив на накопичення флуоридів не тільки одного чинника.
Більша варіабельність КСВН флуоридів рослинами має місце у надземній частині, ніж у підземній, що свідчить про відчутніший вплив зовнішніх чинників на накопичення флуоридів надземною частиною.
Найменша варіабельність КСВН у надземній та підземній частинах властива _атіасеае, у підземній частині - рослинам родини РаЬасеае, що свідчить про низьку (дозовану) потребу рослин цих родин у Флуо-рі. _атіасеае проявляють відносну стабільність щодо поглинання флуоридів і ця тенденція потребує подальшого вивчення. Найбільша варіабельність КСВН флуоридів властива рослинам родини Ріапіадіпасеае, які є чутливими до дії зовнішніх чинників стосовно накопичення флуоридів, особливо у надземній частині.
Отже, аналіз результатів дослідження засвідчує, що на накопичення флуоридів рослинами різних родин впливає комплекс чинників і родинна приналежність як чинник не є пріоритетним. При цьому, найчутливішими до дії зовнішніх чинників щодо накопичення флуоридів є рослини родини Plantaginaceae, які на окремих типах ґрунту накопичували високий вміст Флуору. Відносно малі кількості флуоридів накопичують рослини родини Lamiaceae, які до того ж менш чутливі до дії зовнішніх чинників.
Висновки. Проведені дослідження закономірностей поглинання флуоридів трав’янистими рослинами лучних біотопів Чернівецької області засвідчили про відсутність чіткої залежності між поглинанням флуоридів рослинами та їх родинною приналежністю. За здатністю до нагромадження серед досліджуваних родин рейтинговий ряд очолює родина Plantaginaceae.
Перспективи подальших досліджень. Тенденція рослин окремих родин до накопичення флуоридів потребує детальнішого вивчення, зважаючи на вплив едафічних та орографічних чинників.
Література
1. Башмаков Д. И. Эколого-физиологические аспекты аккумуляции тяжелых металлов цветковыми растениями / Д. И. Башмаков, Д. C. Лукаткин // Биотехнология на рубеже двух тысячелетий : материалы международной научной конференции, Cаранск, 12-15 сент., 2001. - Cаранск, 2001. - C. 21б-21В.
2. Виноградов Д. П. Основные закономерности в распределении микроэлементов между растениями и средой / Д. П. Виноградов // Микроэлементы в жизни растений и животных. - Изд. ДН CCCP, 1952. - C. 17.
3. Волошин О. І. Оздоровчі ресурси Буковини: стан та перспективи розвитку / О. І. Волошин, В. П. Пішак / Матеріали II науково-практичної конференції з міжнародною участю, Чернівці, б-7 жовтня 2005 року. - Чернівці, 2005. - C. 5-8.
4. Зависимость накопления флавоноидов и аскорбиновой кислоты в дикорастущих растениях Якутии от условий произрастания / C. C. ^зьмина, Д. C. Попова // Наука и образ. - 2001. - № 1. - C. 80-84.
5. ^бата-Пендиас Д. Фитоиндикация как инструмент для изучения окружающей среды / Д. ^бата-Пендиас / ^бир-ский экологический журнал. - 2001. - № 2. - C. 125-130.
6. ^валевський Д. Л. Биогеохимия растений / Д. Л. ^валевський. - Улан-Уде, 19б9. - 224 с.
7. ^стишин C. C. Виділення екологічних груп рослин лучних біотопів Чернівецької області за потребою у Флуорі / C. C. ^стишин, О. О. Перепелиця // Вісник Львівського університету. Cерія біологічна. - 2008. - Вип. 47. - C. 110-115.
В. Перепелиця О. О. Вміст фторидів у рослинах лучних біотопів Чернівецької області / О. О. Перепелиця, C. C. Pуденко // Вісник Запорізького національного університету. - Запоріжжя, 2007. - № 1. - C. 159-1б4.
9. Помазкина Л. В. Мониторинг загрязнения пахотных почв и полевых культур в зоне выбросов Иркутского алюминиевого завода / Л. В. Помазкина, Е. В. Лубнина // Дгрохимия. - 2002. - № 2. - C. 59-б5.
10. Pуденко C. C. Длюміній у природних біотопах: Біохімічна адаптація тварин / C. C. Pуденко. - Чернівці: вид-во ЧНУ «^ута», 2001. -300 с.
11. Pуденко C. C. Видова специфіка накопичення фторидів рослинами лучних біоценозів Чернівецької області / C. C. Pу-денко, О. О. Перепелиця // Проблеми екології та медицини. - 200б. - № 5-б. - C. 25-28.
12. Тригуб В. І. Географічні закономірності поширення і динаміка фтору у чорноземах південних північно-західного Причорномор’я: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. геогр. наук: спец. 11. 00. 05 «Біогеографія і географія ґрунтів» / В. І. Тригуб. - Львів, 2005. - 18 с.
13. Шелепова О. В. Дгроэкологическое значение фтора / О. В. Шелепова, Ю. Д. Потатуева // Дгрохимия. - 2003. - № 9. -C. 78-87.
14. Weinstein L. H. Fluorides in the Environment: Effects on plants and animals / L. H. Weinstein, A. W. Davison. // CAB International. - 2004. - C. 4-5.
15. Shashi A. Toxic effects of fluoride on rabbit kidney / A. Shashi // Fluoride. - 2002. -Vol. 35, N 1. - P. 38-50.
УДК 581: 504(477. 85)
РОДИННА СПЕЦИФІКА ПОГЛИНАННЯ ФЛУОРИДІВ РОСЛИНАМИ ЛУЧНИХ БІОТОПІВ ЧЕРНІВЕЦЬКОЇ ОБЛАСТІ
Перепелиця О. О.
Резюме. Pобота присвячена дослідженню закономірності поглинання флуоридів трав’янистими рослинами лучних біотопів Чернівецької області залежно від їх таксонометричної (родинної) приналежності. Проведені дослідження засвідчили відсутність залежності між поглинанням флуоридів рослинами та їх родинною приналежністю. За здатністю до нагромадження серед досліджуваних родин рейтинговий ряд очолює родина Plantaginaceae. Тенденція Plantaginaceae до накопичення флуоридів потребує подальшого вивчення.
Ключові слова: рослини, флуориди, накопичення.
Рис. 3. Коефіцієнти специфічного відносного поглинання флуоридів у рослинах різних родин Чернівецької області.
УДК 581: 504(477. 85)
СЕМЕЙСТВЕННАЯ СПЕЦИФИКА ПОГЛОЩЕНИЯ ФТОРИДОВ РАСТЕНИЯМИ ЛУГОВЫХ БИОТОПОВ ЧЕРНОВИЦКОЙ ОБЛАСТИ
Перепелица О. О.
Резюме. Pабота посвящена исследованию закономерностей поглощения фторидов травянистыми растениями луговых биотопов Черновицкой области в зависимости от их таксонометрической (семейственной) принадлежности. Проведенные исследования свидетельствуют об отсутствии зависимости между поглощением фторидов растениями и их семейственной принадлежностью. За способностью к накоплению среди исследуемых семейств рейтинговый ряд возглавляет семейство Plantaginaceae. Тенденция Plantaginaceae к накоплению фторидов требует дальнейшего изучения.
Ключевые слова: растения, фториды, накопление.
UDC 581: 504(477. 85)
Specifics of Absorption of Fluorides by Families of Plants from Meadow Biotopes of Chernivtsi Region
Perepelytsia O. O.
Summary. This work studies regularities of fluorides absorption by herbaceous plants from meadow biotopes of Chernivtsi region depending on the taxon (family) to which they belong. Plants from the most numerous families were studied - Asteraceae (n=29), Fabaceae (n=18), Lamiaceae (n=8), Solanaceae (n=5) та Plantaginaceae (n=5). Familial specifics of accumulation of fluorides were estimated by quantity of fluorides in the plants from different families, by coefficient of biological accumulation (CBA), by coefficient of specific relative accumulation (CSRA), and by variability of these indexes.
Analysis of fluorides income into plants by belonging to certain family shows that the widest ranges of fluorides content in aboveground and underground parts of the plant is shown by plants from family Plantaginaceae, which is 0,52-7,47 mg/kg of dry weight and 0,90-7,74 mg/kg of dry weight respectively. Wide diapasons of fluctuation of content and range of fluorides are an evidence of influence of external factors on accumulation of fluorides by plants. The lowest quantity and range of fluorides are accumulated by plants from family Lamiaceae. This is the evidence that biological factor is the most important one among the others.
Rating of families by average content of fluorides shows that the lowest average content of fluorides in aboveground and underground parts of the plant is characteristic for families Lamiaceae and Asteraceae. The first in the rating is Plantaginaceae family. By comparison of average content of fluorides in aboveground and underground parts among studied species of the most numerous families reliable differences for Plantaginaceae, Solanaceae and Fabaceae in comparison with Asteraceae and Lamiaceae were found, which shows that fluorides are accumulated selectively by plants from different families.
Results of analysis of fluorides CBA by representatives from different families show that CBA has great variability in aboveground and underground parts. There was no family for which all plants from it would be characterized by CBA>1. But high CBA for Plantaginaceae in aboveground and underground parts were found, for Fabaceae - in aboveground parts, and relatively low numbers for CBA are characteristic for aboveground parts of plants from Lamiaceae family, and for Fabaceae - in underground parts. Variability of CBA in plants of different families shows that there are external factors that influence accumulation of fluorides by plants.
Results of analysis show that CSRA has wide variability and there is no family in which all plants would have CSRA>1 and so there is no clear tendency of accumulation of fluorides by plants depending on belonging to certain family. This is evidence that accumulation of fluorides is influenced by many different factors. The lowest variability of CSRA in aboveground and underground parts is characteristic for plants from family Lamiaceae, in underground parts - for plants from family Fabaceae. Lamiaceae show relative stability to accumulation of fluorides which requires further study. The highest variability of CSRA of fluorides is characteristic for plants from family Plantaginaceae, which shows that they are susceptible to influence of external factors that are connected with accumulation of fluorides.
So, analysis of results shows that accumulation of fluorides by plants from different families is influenced by the complex of factors and family to which the plant belongs is not a priority factor. The most sensitive to external factors as to accumulation of fluorides are plants from family Plantaginaceae, which accumulated high quantities of Fluorine on certain types of soils. Relatively low quantities of fluorides are accumulated by plants from family Lamiaceae, which, in addition, are less sensitive to external factors.
Conducted studies of regularities of accumulation of fluorides by herbaceous plants from meadow habitats of Chernivtsy region show absence of clear correlation between accumulation of fluorides by plants and the family, to which they belong. Tendency of plants from certain families to accumulate fluorides requires further study with edaph-ic and orographic factors taken into account.
Key words: plants, fluorides, accumulation.
Рецензент - проф. Дубінін С. I.
Стаття надійшла 18. 04. 2013 р.
