|
Закорчевний І.І., студент
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут»
м.
Київ, Україна
ДОСЛІДЖЕННЯ ЗНИЖЕННЯ ФІТОТОКСИЧНОЇ ДІЇ СІРЧАНОКИСЛОЇ МІДІ
ПІД ВПЛИВОМ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК – СКЛАДОВИХ КОРЕНЕВИХ ЕКСУДАТІВ
Для пошуку засобів захисту рослин від негативного впливу важких металів та
зменшення їх накопичення в сільськогосподарській продукції необхідним є
вивчення механізмів надходження останніх до рослинного організму, їх
фітотоксичної дії, способів підвищення стійкості до їх дії, що виробились у
рослинах в процесі еволюційного розвитку [1].
На
поглинання хімічних елементів рослинами значний вплив чинять процеси, які
відбуваються в ризосфері - зоні, що безпосередньо оточує кореневу систему. Відомо, що до 20-30 % загальної кількості вуглецю, асимільованого вищими
рослинами, вивільняється в ризосферу у вигляді різноманітних ексудатів,
включаючи СО2, що виділяється в процесі дихання. Досліджено, що деякі
кореневі ексудати володіють комплексоутворюючими та хелатуючими властивостями
по відношенню до іонів важких металів. Це стосується, в першу чергу, органічних
кислот та фітосидерофорів [2].
Виділення коренями хелатуючих лігандів чи органічних кислот визначає їх
зв’язування з важкими металами, у результаті чого поглинання останніх рослинами
може збільшуватись або зменшуватись. Однак, кількість даних про зв'язок між стійкістю рослин до важких металів і виділенням хелатів з кореневим ексудатом досить обмежена та потребує подальшого вивчення.
Одним з можливих
шляхів зниження фітотоксичності важких металів, зокрема міді, є вплив на них
органічними кислотами (яблучної або лимонної), сполуками фенольної природи
(фталевий ангідрид та ін.), амінокислотами та антиоксидантами (глутатіон) -
складовими кореневих ексудатів, що може бути використаним з метою підвищення
стійкості рослин до стресових факторів навколишнього середовища [3].
Нами було досліджено вплив різних складових кореневих
ексудатів на проростання насіння та деякі морфо-фізіологічні параметри озимої
пшениці сорту Смуглянка в присутності 0,05 мМ концентрації сірчанокислої міді у
водній культурі. Попередньо
відібране (за критерієм схожості та маси зерна) та стерилізоване насіння озимої
пшениці сорту Смуглянка (по 25 насінин в чотирьохразовій повторності)
пророщували в стерилізованих чашках Петрі у 0,05мМ водному розчині
сірчанокислої міді (II) в присутності 0,01 мМ розчину лимонної кислоти; 0,01 мМ розчину
глутатіону відновленого; 0,05 мМ розчину амінокислоти аргініну та 0,005 мМ
розчину фталевого ангідриду відповідно. В кожну з чашок наливали по 25 мл
відповідного розчину, тоді як в контрольному досліді в якості середовища
пророщування використовували дистильовану воду. Пророщування проводили за
температури 25 оС, при освітленні 20 000 лк.
Виміряні, оброблені та усереднені значення лінійної довжини
кореня та стебла на 7-й день експерименту представлені в табл.
1.
Таблиця 1
Усереднені
значення лінійної довжини проростків насіння озимої пшениці сорту Смуглянка, см
Виходячи з аналізу отриманих даних, можна зробити
висновок про відчутну фітопротекторну дію лимонної кислоти в концентрації 0,01
мМ на ріст та розвиток проростків озимої пшениці в присутності сірчанокислої
міді, адже пригнічення лінійного росту кореня порівняно з контролем не
спостерігалося. Всі інші використані в досліді складові кореневих ексудатів
проявляли слабку фітопротекторну дію у заданих концентраціях. Отримані дані
свідчать про визначну роль органічних кислот в детоксикації та зв′язуванні
важких металів, зокрема міді, що може знижувати їх доступність для рослин. Для
остаточної перевірки дії інших складових кореневих ексудатів слід задати їх
інші концентрації або застосовувати у комбінаціях з лимонною кислотою, що може
виявитись більш ефективним.
Таким чином, знаходить підтвердження думка проте те, що більшість
рослин шляхом виділення в ризосферу хелатуючих лігандів, органічних кислот та
інших речовин можуть через кореневу систему частково регулювати (збільшувати
або зменшувати) надходження важких металів і, таким чином, знижувати їх
фітотоксичний вплив. У разі ефективної роботи
зазначених механізмів рослина може цілком успішно рости і розвиватися на ґрунтах, забруднених важкими металами, що є одним з
найперспективніших напрямків дослідження [4].
Література
1. Гуральчук
Ж. З. Фітотоксичність важких металів та стійкість рослин
до їх дії / Ж. З. Гуральчук – К.: Логос, 2006. – 208 с.
2. Титов А. Ф. Устойчивость растений к тяжелым металлам
/ А. Ф.
Титов и др. - Институт биологии КарНЦ РАН, Петрозаводск:
Карельский научный центр РАН, 2007. - 172 с.
3.
Salt D. E. Phytoremediation
/ D. E.
Salt, R. D. Smith, I.
Raskin // Annu. Rev.
Plant. Physiol. Plant
Mol. Biol.,1998. - V.49. - P. 643–668.
4. Петербургский
А. В. Агрохимия и физиология питания растений / Петербургский А. В. - М.:
Россельхозиздат, 1981. – С. 193-198.
| 
