Тяжелые металлы в окружающей среде
Содержание тяжелых металлов в растениях разных геоботанических подпровинций
жүктеу/скачать 6.49 Mb. Pdf көрінісі
|
| Содержание тяжелых металлов в растениях разных геоботанических подпровинций
Горного Алтая, мг/кг сухого вещества Вариационно- статистические показатели * Mn Zn Cu Pb Cd Hg Северный Алтай n 101 102 102 99 87 84 Lim 7-1587 11-76 1,3-26,0 0,1-11,4 0,004-1,6 0,004-0,120 X± m 117,2±15,1 29,2±1,4 6,8±0,4 1,97±0,15 0,123±0,031 0,018±0,002 V,% 215,7 51,4 63,7 78,3 237,4 86,6 Центральный Алтай n 32 32 32 29 25 24 Lim 5-1367 9-45 1,8-7,5 0,9-3,8 0,001-0,344 0,009-0,070 X± m 150,5±16,4 22,5±1,5 4,1±0,2 1,85±0,14 0,043±0,003 0,018±0,002 V,% 241,6 37,7 40,0 40,8 156,3 65,6 Юго-Восточный Алтай n 77 80 78 80 81 71 Lim 26-2083 9-58 1,0-16,7 0,5-7,5 0,004-0,95 0,003-0,180 X± m 204,1±16,4 32,2±2,7 4,7±0,3 1,57±0,11 0,082±0,014 0,020±0,003 V,% 177,1 76,0 62,3 63,0 162,1 112,6 В совокупности n 210 214 212 208 193 179 Lim 5-2083 9-58 1,0-26,0 0,1-11,4 0,001-1,600 0,003-0,180 X± m 154,1±16,7 29,3±1,2 5,6±0,3 1,80±0,09 0,095±0,015 0,019±0,001 V,% 204,4 63,8 66,1 70,8 226,3 97,1 Примечание * Здесь и далее: n – число исследованных проб; Lim – пределы колебаний; Х – средняя арифметическая, ошибка средней арифметической; V – коэффициент варьирования. В формировании элементного химического состава растений участвуют два ведущих фактора – генетический и экологический. В зависимости от обстоятельств их соотношение меняется. Если геохимическая обстановка соответствует требованиям растений, то в эле- ментном химическом составе, главным образом, отражается влияние генетического фактора. При этом, как отмечает В.Б. Ильин (1985), осуществляется генотипическая программа по- глощения химических элементов, выдерживается качественный и количественный регламент насыщения тканей ионами. Экологический же фактор мешает этому, особенно в тех случаях, когда среда обитания обогащена соединениями этих элементов. Последнее возможно в ме- стах выхода к поверхности рудных тел, а также при антропогенном загрязнении окружаю- щей среды. 208 209 Загрязнение атмосферы, почвы и воды в ландшафтах вызывает тревогу не только по- тому, что оно может заметно снизить продуктивность растений, нарушить естественно сло- жившиеся фитоценозы, привести к нарушению нормальных процессов органогенеза, но и потому, что оно неизбежно ухудшает гигиеническое качество среды обитания человека, включая и гигиеническое качество продуктов сельского хозяйства. Дело усугубляется тем, что высшие растения без каких-либо признаков отравления и патологических изменений мо- гут содержать опасные для животных и человека концентрации химических элементов. По- этому знание природных концентраций элементов в растениях дает возможность судить о состоянии чистоты или загрязненности региона. Содержание тяжелых металлов (ТМ) в растениях Горного Алтая в системе высотной поясности по геоботаническим подпровинциям приведено в табл.1. Впервые на содержание марганца в растениях было указано в 1804 г. швейцарским физиологом Н.Т. Соссюром. Марганец является необходимым элементом в питании расте- ний. Он принимает участие в окислительно-восстановительных процессах: фотосинтезе, ды- хании, образовании хлорофилла, витаминов, ферментов, белковом, углеводном обмене и в усвоении минерального азота. Марганец отличается активным поглощением и быстрым пе- реносом в растительных организмах (Битюцкий, 2005). При недостатке марганца в почвах у растений наблюдаются хлорозы, серая пятни- стость, угнетается рост корневой системы и происходит снижение урожайности сельскохо- зяйственных культур. Марганцевая недостаточность у растений обостряется при низкой тем- пературе и высокой влажности (Школьник, 1974). Признаки дефицита марганца у растений чаще всего наблюдаются на карбонатных, сильно известкованных, а также на некоторых торфяных и других почвах при рН выше 6,5. Наиболее типичным проявлением токсического воздействия марганца является желе- зистый хлороз. Накопление марганца в токсических для растения концентрациях (более 150 мг/кг) наблюдается на кислых дерново-подзолистых почвах. При известковании почв марга- нец переходит в малодоступные для растений формы (Пейве, 1980; Анспок, 1990). Содержание марганца в растениях зависит от видовой принадлежности, их биологи- ческих особенностей и содержания его в почвах. По данным М.В. Каталымова (1965), коли- чество марганца в растениях колеблется от тысячных до сотых долей процента на 1 кг сухого вещества. Дефицит, оптимум и избыток марганца в растениях составляют соответственно: 15-25, 20-300 и 300-500 мг/кг сухого вещества (Дуглас, 1988). Критический уровень марганцевой недостаточности для большинства растений нахо- дится в пределах 15-25 мг/кг сухой массы, тогда как уровень токсичной концентрации более изменчив и зависит как от природы растений, так и от почвенных факторов. Большинство растений испытывает вредное воздействие марганца при его содержании около 500 мг/кг су- хой массы. Некоторые более устойчивые виды и генотипы способны накапливать Mn до 1000 мг/кг сухой массы (Кабата-Пендиас и др., 1989). Среднее содержание марганца в совокупности растений Горного Алтая изменяется в очень широких пределах – от 5 до 2083, в среднем составляя 163,9±23,1 мг/кг. Наибольшие концентрации элемента обнаружены в растениях Юго-Восточного (213,8±45,6 мг/кг), наименьшие – Северного Алтая (117,2±15,1мг/кг) (табл. 1). Широкое варьирование концентрации элемента в растениях Юго-Восточного и Се- верного Алтая связано, прежде всего, с местом произрастания и систематической принад- лежностью вида. Наибольшие концентрации элемента обнаружены в представителях се- мейств Ericaceae (Ledum palustre L.) и Vacciniaceae (Vaccinium vitis-ideae L.) (табл. 2). На способность концентрировать марганец в своих тканях этими полукустарничками, относя- щимися к группе так называемых явных манганофилов, указывают многие исследователи (Леванидов, 1961; Мальгин, 1978). Вопрос о том, обусловлена ли эта способность системати- ческим положением вида или экологической обстановкой места произрастания, до настояще- го времени остается спорным. 208 209 Загрязнение атмосферы, почвы и воды в ландшафтах вызывает тревогу не только по- тому, что оно может заметно снизить продуктивность растений, нарушить естественно сло- жившиеся фитоценозы, привести к нарушению нормальных процессов органогенеза, но и потому, что оно неизбежно ухудшает гигиеническое качество среды обитания человека, включая и гигиеническое качество продуктов сельского хозяйства. Дело усугубляется тем, что высшие растения без каких-либо признаков отравления и патологических изменений мо- гут содержать опасные для животных и человека концентрации химических элементов. По- этому знание природных концентраций элементов в растениях дает возможность судить о состоянии чистоты или загрязненности региона. Содержание тяжелых металлов (ТМ) в растениях Горного Алтая в системе высотной поясности по геоботаническим подпровинциям приведено в табл.1. Впервые на содержание марганца в растениях было указано в 1804 г. швейцарским физиологом Н.Т. Соссюром. Марганец является необходимым элементом в питании расте- ний. Он принимает участие в окислительно-восстановительных процессах: фотосинтезе, ды- хании, образовании хлорофилла, витаминов, ферментов, белковом, углеводном обмене и в усвоении минерального азота. Марганец отличается активным поглощением и быстрым пе- реносом в растительных организмах (Битюцкий, 2005). При недостатке марганца в почвах у растений наблюдаются хлорозы, серая пятни- стость, угнетается рост корневой системы и происходит снижение урожайности сельскохо- зяйственных культур. Марганцевая недостаточность у растений обостряется при низкой тем- пературе и высокой влажности (Школьник, 1974). Признаки дефицита марганца у растений чаще всего наблюдаются на карбонатных, сильно известкованных, а также на некоторых торфяных и других почвах при рН выше 6,5. Наиболее типичным проявлением токсического воздействия марганца является желе- зистый хлороз. Накопление марганца в токсических для растения концентрациях (более 150 мг/кг) наблюдается на кислых дерново-подзолистых почвах. При известковании почв марга- нец переходит в малодоступные для растений формы (Пейве, 1980; Анспок, 1990). Содержание марганца в растениях зависит от видовой принадлежности, их биологи- ческих особенностей и содержания его в почвах. По данным М.В. Каталымова (1965), коли- чество марганца в растениях колеблется от тысячных до сотых долей процента на 1 кг сухого вещества. Дефицит, оптимум и избыток марганца в растениях составляют соответственно: 15-25, 20-300 и 300-500 мг/кг сухого вещества (Дуглас, 1988). Критический уровень марганцевой недостаточности для большинства растений нахо- дится в пределах 15-25 мг/кг сухой массы, тогда как уровень токсичной концентрации более изменчив и зависит как от природы растений, так и от почвенных факторов. Большинство растений испытывает вредное воздействие марганца при его содержании около 500 мг/кг су- хой массы. Некоторые более устойчивые виды и генотипы способны накапливать Mn до 1000 мг/кг сухой массы (Кабата-Пендиас и др., 1989). Среднее содержание марганца в совокупности растений Горного Алтая изменяется в очень широких пределах – от 5 до 2083, в среднем составляя 163,9±23,1 мг/кг. Наибольшие концентрации элемента обнаружены в растениях Юго-Восточного (213,8±45,6 мг/кг), наименьшие – Северного Алтая (117,2±15,1мг/кг) (табл. 1). Широкое варьирование концентрации элемента в растениях Юго-Восточного и Се- верного Алтая связано, прежде всего, с местом произрастания и систематической принад- лежностью вида. Наибольшие концентрации элемента обнаружены в представителях се- мейств Ericaceae (Ledum palustre L.) и Vacciniaceae (Vaccinium vitis-ideae L.) (табл. 2). На способность концентрировать марганец в своих тканях этими полукустарничками, относя- щимися к группе так называемых явных манганофилов, указывают многие исследователи (Леванидов, 1961; Мальгин, 1978). Вопрос о том, обусловлена ли эта способность системати- ческим положением вида или экологической обстановкой места произрастания, до настояще- го времени остается спорным. Таблица 2 жүктеу/скачать 6.49 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|