CC BY
16
Здоровье людей - один из приоритетов современного политического курса. В архангельской области фиксируется высокий уровень заболеваемости, инвалидности, смертности от сердечнососудистой патологии. В регионе выявлен высокий уровень заболеваемости щитовидной железы, мочекаменной болезнью, высокий уровень алкогольных психозов, уровень которых выше среднестатистического. По России ситуация повышенного загрязнения атмосферного воздуха и воды на фоне общей неблагоприятной экологической обстановки, имеют тенденцию к обострению.
Таким образом, космическая деятельность создает дополнительные нагрузки для весьма уязвимых экосистем Севера, космодром «Плесецк» выступает в качестве одного из источников техногенного воздействия на Окружающую Среду.
Список литературы:
1. Красная Книга Архангельской области. - Архангельск, 2008. - 480 с.
2. Кузнецов В.М. Ядерная опасность. - М., 2003. - 460 с.
3. Шатров Я.Т. Обеспечение экологической безопасности ракетно-космической деятельности. Часть 1. - Королев, 2010. - 260 с.
4. Стышнева Е. 12 фактов о ядерном полигоне на Новой Земле // Российская Газета. - 17.09.2013.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ СЕЛЕНА ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ ПОЧВЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
© Надежкина Е.С.*
Российский государственный аграрный заочный университет, г. Балашиха
Установлено действие Бе, внесенный в почву в дозе 400 мг/кг почвы положительно влиял на рост и развитие озимой пшеницы. В комбинации с кадмием и свинцом Бе способствовал снижению неблагоприятного воздействия ТМ на рост и продукционный процесс. Высокая доза 800 мг/кг Бе, внесенная на естественном фоне чернозема выщелоченного как в одностороннем порядке и в составе полиэлементной смеси усиливала негативное действие ТМ.
Из большого числа разнообразных веществ, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников, особую роль играют тяжелые металлы (ТМ). Они, загрязняя атмосферу и гидросферу, попадают в почву, а затем в растения и организм животных и человека [1].
* Аспирант.
Известно, что высокие концентрации ТМ вызывают стресс у культурных растений. Стрессор усиливает образование активных форм кислорода: супероксиданиона, гидроперекисных радикалов, синглетного кислорода, перекиси водорода. Несбалансированный избыток этих веществ инициирует окислительный свободно радикальный распад биомембран, дистрофию клеток, замедленное развитие растений и даже их гибель [2, 3].
В связи с этим особый интерес и важное практическое значение имеет изучение приемов, снижающих негативное действие ТМ.
Работами многих исследователей установлено, что микроэлемент селен способен активизировать антиоксидантную систему клетки противостоять абиотическому стрессу, который вызывается засухой, засолением, кислотностью, светом повышенной интенсивности и другими стрессорами [4-6].
Роль селена при стрессе, вызванном тяжелыми металлами, остается мало изученной.
Цель нашей работы - оценить влияние селена на адаптацию озимой пшеницы к условиям загрязнения почвы тяжелыми металлами.
Исследования проводились в вегетационном опыте, заложенном по методике З.И. Журбицкого [7], в сосудах, вмещающих 5 кг сухой почвы. Растения озимой пшеницы сорта Скипетр выращивались в естественных условиях фотопериода, температуры и влажности до полной спелости зерна.
Одними из серьезных стрессоров являются кадмий и свинец. Загрязнение ими моделировали путем внесения в почву Сd(NOз)2 и Pb(NOз)2 в дозе 50, 150 мг/кг соответственно; селен - в виде Na2SeO4 400 и 800мг/кг почвы. Повторность в опыте пятикратная. Схема представлена в таблицах.
Почва в опыте - чернозем выщелоченный среднегумусный тяжелосуглинистый - характеризовалась следующими показателями: содержание гумуса 6,19 %, подвижных форм Нцг - 111 мг/кг (Корнфилду), P2O5 - 93 и K2O -140 по (Чирикову), Se - 59, Cd - 0,47, Pb - 15,6 мг/кг почы; рНкс1 - 5,1, Нг -4,95 мг / экв. 100 г, S - 30,70 мг / экв. 100 г почвы.
Результаты исследования показали, что ТМ оказывали негативное влияние на всхожесть семян озимой пшеницы. Всхожесть семян уменьшилась под действием кадмия на 15,5 %, свинца на 11,6 % к контролю. Селен в дозе 400 мг/кг почвы достоверно повышал всхожесть семян на 1,40 %, а при 800 мг- снижал на 1,7 %. Внесенный в одинарной дозе совместно с кадмием, он уменьшал негативное действие последнего. Всхожесть семян увеличивалась на 2,7 %. Высокая доза Se усугубляла действие кадмия, всхожесть снижалась на 3,4 %. Более эффективным было действие селена при совместном использовании со свинцом (табл. 1).
Селен, внесенный на естественном фоне в низкой концентрации, увеличивал как массу зерна, так и соломы на 17,1 и 28,9 % соответственно. При повышении концентрации его в 2 раза масса зерна снижалась на 0,15 г (14,3 %), соломы - на 0,12 г/растение (15,4 %) по сравнению с контролем.
Таблица 1
Влияние селена на показатели роста и продуктивности пшеницы в условиях загрязнения почвы тяжелыми металлами
Тяжелый металл Доза селена, мг/кг почвы Всхожесть семян, % от высеянных Сохранность растений к уборке взошедших Высота растений, см Масса, г/растение
зерна солома
0 0 97,8 94,8 62,7 1,05 0,90
0 400(1) 99,2 97,1 65,9 1,23 1,16
0 800(2) 96,1 94,5 63,5 0,90 0,78
Cd 0 83,4 80,3 57,3 0,53 0,67
Cd 400 86,1 83,6 60,8 0,84 0,80
Cd 800 80,0 76,1 56,9 0,46 0,72
Pb 0 86,2 80,9 60,7 0,78 0,76
Pb 400 89,7 86,5 61,9 0,97 0,82
Pb 800 88,6 84,3 60,3 0,79 0,71
НСР05 1,24 1,12 1,73 0,14 0,08
Под действием кадмия и свинца уменьшалась продуктивность пшеницы. Масса зерна снижалась на 0,52 г (на 50 %) и 0,27 г (на 25,6 %) с 1 растения, соломы - на 0,23 г (на 25,6 %) и на 0,14 г (на 15,6 %) соответственно.
Механизм токсического действия кадмия на рост и продуктивность растений пшеницы, возможно, заключается в негативном влиянии на углеводный и фосфатный обмен в растениях, ингибировании фосфорорганических соединений и фракции нуклеиновых кислот, в снижении содержания сахаров [8].
При добавлении Se1 к кадмию масса зерна оказалась на 20 %, соломы на 11,2 % ниже по сравнению с контролем, но выше, чем при загрязнении почвы только кадмием.
Селен также уменьшал негативное действие свинца на формирование продуктивности озимой пшеницы. Масса зерна в варианте Pb+Se1 была меньше по сравнению с контролем на 7,6 %, соломы на 9,9 %.
Таблица 2
Показатели площади листьев и фотосинтезирующая деятельности озимой пшеницы в фазу колошения
Тяжелый металл Доза селена, мг/кг почвы Ассимиляционная площадь листьев, см2 растение Фотосинтетический потенциал, см2/сутки Чистая продуктивность фотосинтеза, г/см2/сутки
0 0 9,8 83,5 0,54
0 400(1) 11,3 90,4 0,65
0 800(2) 9,0 78,5 0,49
Cd 0 6,5 60,3 0,37
Cd 400 7,6 69,6 0,46
Cd 800 5,2 56,1 0,24
Pb 0 8,1 77,9 0,48
Pb 400 9,4 82,5 0,52
Pb 800 6,7 72,0 0,39
НСР05 1,19 8,12 0,12
Загрязнение, вызванное Cd+Se2, снижало массу зерна больше, чем один кадмий (на 13,2 %). Se2 в полиэлементной смеси Pb+Se2 наоборот уменьшал негативное действие свинца.
Такое действие связано, в первую очередь, с ослаблением фотосинтетической активности растений пшеницы (табл. 2).
На основании результатов исследования можно заключить, что Se внесенный в почву в дозе 400 мг/кг почвы, положительно влиял на рост и развитие озимой пшеницы. В комбинации с кадмием и свинцом Se способствовал снижению неблагоприятного воздействия ТМ на рост и продукционный процесс. Высокая доза 800 мг/кг Se, внесенная на естественном фоне чернозема выщелоченного в одностороннем порядке и в составе полиэлементной смеси усиливала негативное действие ТМ.
Список литературы:
1. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение / В.Б. Ильин. -Новосибирск: Наука, 1991. - 149 с.
2. Ермаков В.В. Биологическое значение селена / В.В. Ермаков, В.В. Ковальский. - М., 1974. - 300 с.
3. Никитина Л.П. Селен в жизни человека и животных / Л.П. Никитина, В.Н. Иванов. - М., 1995. - 121 с.
4. Кузнецов В.В. Защитное действие селена при адаптации растентий к условиям засухи: автореф. дисс. ... к.б.н. - М.: МСХА, 2004. - 21 с.
5. Скрыпник Л.Н. Микроэлемент селен и устойчивость растений ячменя к окислительному стрессу, вызванному светом повышенной интенсивности и дефицитом цинка / Л.Н. Скрыпник, Г.Н. Чупахина // Регуляция роста, развитие и продуктивности растений: материалы V Международной научной конференции (г. Минск, 28-30 ноября 2007). - Мн.: ИООО «Право и экономика», 2007. - С. 186.
6. Клейменова Т.В. Обработка семян пшеницы селенсодержащими препаратами / Т.В. Клейменова, В.А. Вихрева, Т.Б. Лебедева // Плодородие. -2007. - № 3 (36). - С. 16-17.
7. Журбицкий З.И. Теория и практика проведения вегетационных опытов / З.И. Журбицкий. - М.: Наука,1968. - 266 с.
8. Минеев В.Г. Экологические функции известкования кислых почв, загрязненных кадмием и цинком / В.Г. Минеев, Л.А. Лебедева, Ю.Б. Соловьев // Доклады РСХН. - 2000. - № 6. - С. 30-32.
