Содержание свинца в почве и в тысячелистнике азиатском в условиях Южного Урала

68

раздел БИОЛОГИЯ и МЕДИЦИНА

ББК 28.5 УДК 581

СОДЕРЖАНИЕ СВИНЦА В ПОЧВЕ И В ТЫСЯЧЕЛИСТНИКЕ АЗИАТСКОМ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОГО УРАЛА Ягафарова Г.А.

Изучено содержание свинца в почве и в тысячелистнике азиатском в условиях Южного Урала. Особое внимание уделено анализу взаимосвязи морфологических параметров растения от концентрации свинца. Выявлена барьерная роль корневой системы тысячелистника азиатского в транспортировке свинца в надземные органы.

В Южном Урале, где имеется достаточная сырьевая база для заготовки многих видов лекарственных растений, есть районы с различной техногенной нагрузкой, поэтому территория может быть использована в качестве модели для проведения исследований по выявлению различий в степени загрязнения лекарственных растений тяжелыми металлами, в том числе свинцом.

Для проведения исследований нами выбрано лекарственное растение тысячелистник азиатский и почва, на которой он произрастает. Изучали растительное сырье, заготовленное в естественных фитоценозах в фазе массового цветения.

Задачей нашей работы являлось определение содержания подвижной формы свинца в образцах почвы и в органах тысячелистника азиатского, собранных в 7 районах Южного Урала. Анализ сырья проводили в лаборатории Центра Агрохимической службы «Башкирский» методом атомно - абсорбционной спектрофотометрии. Всего проанализировано 36 проб растительного сырья и 9 проб почвы. Для оценки вариативности содержания свинца ис-

пользован коэффициент вариации (Су, % ). Уровни варьирования содержания элемента оценивали по Г.П. Зайцеву [1]: Су < 10% - низкий, Су = 1- 20 % средний, Су - 20% - высокий.

Для оценки взаимозависимости морфологических признаков вида, а также для выяснения влияния тяжелых металлов на биоморфологические признаки растения вычисляли коэффициент корреляции (г), которую оценивали по Н.А. Плохинскому [3] : г < 0,20 - низкий; г = 0,25-0,50 - средний; г > 0,50 - высокий уровень зависимости.

Интенсивность поглощения металлов тысячелистником азиатским оценивалась с помощью коэффициента биологического накопления (КБН). Его вычисляли по формуле: Ах = 1х /пх , где Ах -КБН; 1х -содержание элемента х в золе растения, мг/кг; пх - содержание элемента х в почве, мг/кг.

По литературным данным фоновое содержание РЬ для Южного Урала составляет 18,0 мг/кг, ПДК - 20,0 мг/кг [5] . Концентрация свинца в почвах Южного Урала изменяется в широких пределах: от 8,78 до 19,60 мг/кг (Су = 34,6%).

£ 25

Ц 20

иг 15 ю 10

5

СО

о о

і іПочвя

—ПДК

4 5 6

Ценопопуляция

Рис.1. Содержание подвижной формы свинца в почвах Южного Урала

Наиболее загрязненными этим элементом оказались ценопопуляции (ЦП) 1 (Челябинская область) и ЦП 8 (Хайбуллинский район РБ). Видимо, это явление связано с развитием на этих территориях черной и цветной металлургии, т.е. накопление РЬ носит техногенный характер. Наименьшее количество свинца содержат ЦП 6 (Баймакский район) и ЦП 9 (Зианчуринский район), расположенные далеко от промышленных центров (рис.1).

Нормальными для растений считаются концентрации свинца от 0,1 до 5,0 мг/кг сухого вещества [2], критической - 10,0 мг/кг [5].

По нашим данным, содержание РЬ в органах тысячелистника азиатского не достигает критического уровня. Значение концентрации свинца в органах растения лежит в пределах 0,5 - 2,7 мг/кг. Содержание элемента снижается в ряду корень ^ стебель == листья ^ соцветия (рис. 2). Содержание свинца в корневищах растения составляет от 30,0 до 44,9%, в стеблях - от 17,8 до 29,0%, в листьях -от 17,0 до 31,3%, в соцветиях - от 15,2 до 21,6% от общей его концентрации в растении.

При этом не наблюдается прямой зависимости концентрации металла в растении от его содержа-

Вестник Башкирского университета.2006№3.

69

ния в почве. Исключением является отношения грязнения почвы свинцом уменьшается его концен-

«свинец в почве - свинец в листьях»: с ростом за- трация в листьях (рис. 2).

3

* 2,5 1_

^ 2

=г 1,5 ш

i 1

8 0,5

0

шанд

соцветие

листья

стебель

корень

4 5 6

Ценопопуляции

Рис. 2. Содержание подвижной формы свинца в различных органах Achillea asiatica Serg.

Количество Pb в соцветии негативно отражается на характеристиках листовой пластинки вида: концентрация свинца в соцветии отрицательно коррелирует с шириной листа (г = - 0,85), числом стеблевых листьев (г = - 0,81), площадью листа (г = -0,79), весом листьев (г = - 0,79).

Изменение параметров листовой пластинки под действием высоких доз свинца связано с тем, что Pb отрицательно влияет на процесс фотосинтеза [2]. Тем более, как отмечают некоторые авторы [2; 4], определенное количество свинца поступает в растении через листья из атмосферы, а также растения способны выделять Pb через листья в составе фитонцидов. При этом элемент не может не вызвать изменения биоморфологических показателей растения.

Изменение концентрации в органах Achillea asiatica свинца вызывает изменение содержания таких элементов, как Mn, Zn, Cd. Особенно много зависимостей между свинцом и кадмием. При высокой концентрации Cd в почве понижается содержание Pb во всех надземных органах. Отрицательная корреляция содержаний этих элементов в почве и растении является свидетельством нормальной

жизнеспособности организма, отвечающего снижением токсичного свинца в органах при повышенном содержании кадмия в почве. Накопление свинца в почве способствует увеличению диаметра корней и соцветий (r = 0,76).

Как было сказано выше, содержание свинца в органах растений тесно связано с содержанием в них железа. Металл также проявляет отрицательные связи с содержанием кадмия в почве (г = -0,70).

Коэффициент биологического накопления свинца в тысячелистнике очень низок: от 0,03 до

0,3, т.е. вид не является концентратором свинца. КБН корней выше, чем КБН надземных органов, что является доказательством барьерной роли корневой системы Achillea asiatica Serg. в накоплении элемента в органах, используемых в качестве лекарственного сырья.

Таким образом, почвы и тысячелистник азиатский Южного Урала содержат свинца в пределах ПДК. Регион по отношению к данному элементу можно рассматривать как экологически пригодную территорию для сбора данного лекарственного растения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зайцев Г.Н. Методика биометрических расчетов. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. - М. : Наука, 1973. -424 с.

2. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. -Новосибирск: Наука, 1991. -151 с.

3. Плохинский Н.А. Биометрия. -М.: Изд-во Московского государственного университета, 1970. -180 с.

4. Серегин Л.К. и др. Распределение и токсическое действие кадмия и свинца на корни кукурузы //Физиология растений. -2004, №4. -С. 2721-2727.

5. Тарабрин В.П. Физиология устойчивости древесных растений в условиях загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами //Микроэлементы в окружающей среде. -Киев: Наукова думка, 1980. -С. 17.

Поступила в редакцию 28.07.06 г.