Экофизиология подземного метамерного комплекса длиннокорневищных растений
Влияние антропогенных факторов на рост и физиолого-биохимические
жүктеу/скачать 3.43 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 6.2.1. Реакция Phalaroides arundinacea на загрязнение почвы нефтью
| 6.2. Влияние антропогенных факторов на рост и физиолого-биохимические
характеристики длиннокорневищных многолетних злаков Устойчивость растений к антропогенным факторам зависит от природы загрязнителя, видовых особенностей организма, его жизненной стратегии. Показано, что многолетние злаковые травы, формирующие мощную корневую систему, устойчивы к неблагоприятным факторам среды, нефтяному загрязнению и перспективны для фиторекультивации нарушенных территорий (Котелина и др., 1998; Barnes, 1999; Назаров, 1999; Евдокимова и др., 2009). Одним из таких видов является двукисточник тростниковидный (Phalaroides arundinacea) – многолетнее, длиннокорневищное растение, характеризуется интенсивным семенным и вегетативным размножением, высокой урожайностью, долголетием, устойчивостью к низким температурам и засухам. Наши исследования показывают, что подземные побеги P. arundinacea отличаются интенсивным метаболизмом, большим запасом вегетативных меристем, способностью к саморегуляции (Маслова и др., 2005). Исследование реакции растений на разного рода загрязнения позволит выявить физиолого-биохимические механизмы устойчивости корневищных злаков и оценить роль подземного метамерного комплекса в адаптации к неблагоприятным факторам. 6.2.1. Реакция Phalaroides arundinacea на загрязнение почвы нефтью Одним из перспективных способов рекультивации земель, загрязненных нефтью является фиторемедиация (Шамаева, 2007; Муратова и др., 2003). Растения ускоряют процессы очистки почвы благодаря корневой системе, которая способствует усилению газообмена почвы, развитию нефтеокисляющей микробиоты. Наиболее перспективными видами для фитомелиорации нефтезагрязненных почв считаются корневищные злаковые травы, что обусловлено способностью этих растений к вегетативному размножению, образованию дернин (Етеревская, Яранцева, 1976; Гашева и др., 1990; Назаров, 1999; Krishman et al., 2000; Шамаева, 2007; Евдокимова и др., 2009). Мы полагаем, что растения длиннокорневищного злака Phalaroides arundinacea проявит устойчивость к негативному влиянию нефти за счет мощного развития подземной сферы, способствующей развитию микробиоты и улучшающей биологические свойства почвы. Для изучения реакции растений на действие стрессовых факторов используют показатели роста и продуктивности, физиолого-биохимические параметры. Оценка 182 жизнедеятельности длиннокорневищных растений, формирующих клоны, только на основе изменения ростовых параметров под влиянием фактора усложняется в связи с многолетним развитием и большим жизненным циклом. В этом случае наиболее информативными для оценки состояния растений и их устойчивости к действию неблагоприятных факторов являются показатели фотосинтеза, дыхания (Larcher, 2003; Головко и др., 2007) и параметры, характеризующие уровень окислительного стресса (Скугорева и др., 2008; Лукаткин, 2002). Для изучения влияния нефтезагрязнения почвы в полевом эксперименте на рост растений двукисточника тростниковидного использовали высокие концентрации нефти (5 и 10%). Показано, что такие концентрации оказывают токсический эффект на растения, что проявляется в подавлении газообмена, снижении содержания пигментов, сырого протеина и, в целом, продуктивности растений (Седых, Игнатьев, 2002; Киреева и др., 2006). Наши исследования показали, что загрязнение нефтью почвы оказало значительное влияние на физиолого-биохимические параметры растений P. аrundinacea, высаженных корневищами. Через 2 месяца после начала эксперимента наблюдали уменьшение содержания хлорофиллов опытных растений, особенно при 10 %-ном загрязнении (рис. 59). Снижение количества хлорофиллов происходило как за счет хлорофилла a, так и хлорофилла b. В результате соотношение хл a/b в опыте и контроле были одинаковыми. Также не обнаружено различий в этот период по содержанию каротиноидов в листьях опытных и контрольных растений. Значительное различие в содержании пигментов в опыте и контроле было отмечено через 4 месяца после начала эксперимента. В опыте с 10%-ным нефтезагрязнением сумма хлорофиллов была почти в 2 раза меньше, чем в контроле. Снижение содержания хлорофиллов происходило в основном за счет хлорофилла b (0.43 0.09 мг/г сырой массы – контроль против 0.32 0.05 – 5%-ное загрязнение, 0.24 0.03 – 10%-ное загрязнение). Через 4 месяца после начала эксперимента содержание каротиноидов в листьях растений на сильно загрязненном участке было в 2 раза меньше, чем в контроле. Содержание хлорофилла в листьях коррелирует с содержанием азота. Листья растений P. аrundinacea характеризовались значительным накоплением азота (3-4%), что обуславливает высокое содержание пигментов и интенсивный фотосинтез растений (табл. 33, рис. 59, Маслова, Табаленкова, 2008). 183 Концентрация общего азота в листьях и корнях опытных растений была достоверно меньше по сравнению с контролем (табл. 33). Снижение уровня азота в листьях, особенно при 10 %-ном загрязнении, согласуется с уменьшением концентрации хлорофиллов в листьях опытных растений (рис. 59). Загрязнение почвы нефтью оказало существенное влияние на содержание азота в корнях: концентрация азота в корнях опытных растений снижалась на 40 % по сравнению с контролем. Рис. 59. Содержание пигментов в листьях Phalaroides arundinacea под влиянием нефтяного загрязнения. 1 – контроль (без нефти), 2 – 5 % нефти, 3 – 10 % нефти. * разница между опытом и контролем статистически значима, Р < 0.05 (Маслова, Табаленкова, 2010б). Значительная часть общего азота в растениях P. аrundinacea представлена азотом аминокислот белковой фракции, количество которого варьирует от 40 до 60% в зависимости от органа растения (табл. 33). Через 4 месяца после начала 2 месяца после обработки 0 1 1.5 2 2.5 хл a + хл b Сумма каротиноидов 0.5 1 2 3* 4 месяца после обработки 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 хл a + хл b Сумма каротиноидов жүктеу/скачать 3.43 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|