CC BY
67
устарников Caragana korshinskii и C. stenophylla, но и повышается их статус до уровня основного доминанта растительных ассоциаций. Наиболее ярко этот процесс выражен в экосистемах с опесчаненной поверхностью.
Работа выполнена в рамках Программы РАН «Биологические ресурсы: фундаментальные основы рационального использования», а авторы статьи выражают глубокую благодарность и признательность руководителям исследований докторам биологических наук П.Д. Гунину и Т.И. Казанцевой.
Литература
1. Геоморфология Монгольской Народной Республики. - М.: Наука, 1982. - 259 с.
2. Горшкова, А.А. Изменение экологии и структуры степных сообществ Забайкалья под влиянием пастбищного режима / А.А. Горшкова, И.Н. Лобанова // Докл. ин-та географии Сибири и Д. Востока. - Иркутск, 1972. - С. 38-43.
3. Гунин, П.Д. Охрана экосистем внутренней Азии / П.Д. Гунин, Е.А. Востокова, Е.Н. Матюшкин // Тр. Рос.-Монг. компл. биол. экспедиции рАн и АНМ. - М., 1998. - Т. 40. - 220 с.
4. Гунин, П.Д. Современные процессы деградации и опустынивания экосистем Восточно-Азиатского сектора степей и лесостепей / П.Д. Гунин, И.М. Микляева // Современные глобальные изменения природной среды. - М., 2006. - Т. 2. - С. 389-412.
5. Казанцева, Т.И. Продуктивность фитоценозов степей и пустынь МНР / Т.И. Казанцева, Ц. Даваажамц // Природные условия, растительный покров и животный мир Монголии. - Пущино, 1988. - С. 242-256.
6. Казанцева, Т.И. Пастбищные экосистемы пустынной зоны МНР и оценка их состояния / Т.И. Казанцева, Г.Н. Якунин, Б. Амаржаргал // Экология и природопользование в Монголии. - Пущино, 1992. - С. 122-133.
7. Лавренко, Е.М. Степи Евразии / Е.М. Лавренко, З.В. Карамышева, Р.И. Никулина // Тр. Сов.-Монг. компл. биол. экспедиции АН СССР и АН МНР. - Л., 1991. - Т. 35. - 145 с.
8. Мирошниченко, Ю.М. О распространении Artemisia frigida Willd. в МНР / Ю.М. Мирошниченко // Бот. журн. - 1964. - Т. 50. - №3. - С. 420-425.
9. Чогний, О. Закономерности пастбищной дигрессии и пастбищной демутации пастбищ / О. Чогний // Тр. сов.-монг. компл. биол. экспедиции АН СССР и АН МНР. - М., 1988. - С. 45-81.
10. Юннатов, А.А. Основные черты растительного покрова Монгольской Народной Республики / А.А. Юна-тов // Тр. сов.-монг. компл. биол. экспедиции АН СССР и АН МНР. - 1950. - Вып. 39. - 223 с.
11. Mongolia Environment Monitor. The World Bank Office. - Ulaanbaatar, 2003. - 37 p.
12. State of Environment Mongolia. - UNEP, 2002. - 79 p.
---------♦'----------
УДК 581.192.8+581.5 О.В. Нестеренко
НАКОПЛЕНИЕ И ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В КЛУБНЯХ ТОПИНАМБУРА (HELIANTHES TUBEROSUS L)
Изучены особенности кумулятивной активности клубней топинамбура (Helian-thes tuberosus L) в отношении ионов кобальта, йода и селена, а также их взаимовлияние в условиях дополнительного внесения в почву солей этих микроэлементов.
В настоящее время большое внимание уделяется проблемам экологии питания и здоровья населения. Особенно остро стоит вопрос по нехватке микроэлементов в организме человека. Это обусловлено тем,
что прогрессирующий дефицит микроэлементов в пище человека является причиной нескольких десятков заболеваний, что явно выражено в регионах с неблагоприятной экологической обстановкой. В связи с этим весьма важным является потребление в повседневном рационе продуктов растительного происхождения, обогащенных эссенциальными микроэлементами. Поэтому становятся актуальными исследования, направленные на определение содержания и накопления микроэлементов в растениях в зависимости от сорта и условий выращивания, а также разработку приемов оптимизации их содержания. В Сибирском регионе с его экологическими условиями среди таких растений, которые можно употреблять как самостоятельный продукт,
является топинамбур. Топинамбур (НеНапИ^ tuberosus L) обладает низким коэффициентом накопления токсических веществ, не оказывает местного и общего токсического и аллергического действия. Благодаря набору биологически активных веществ, ему приписывается регулирующее действие функции многих органов и систем (противовоспалительное, антиоксидантное, иммуностимулирующее и др.). Отсутствие противопоказаний позволяет рекомендовать топинамбур к применению в лечебной практике в экологически неблагополучных регионах [2-3; 5].
Целью настоящего исследования было изучение особенностей кумулятивной активности клубней топинамбура в отношении ионов кобальта, йода и селена, а также взаимовлияние этих микроэлементов.
Объектом исследований служили клубни топинамбура (сорт Интерес). Место проведения исследований - опытное поле в Емельяновском районе Красноярского края (56о04' с.ш., 92045' в.д.). Почвы серые лесные, слегка оподзоленные, окультуренные.
Климатические особенности территории определяются расположением района в центре Азии и удаленностью от морей и океанов, с чем связана основная черта климата региона - резкая континентальность, возрастающая с запада на восток. Континентальность выражена большой годовой (+38°С) по средним месячным значениям и суточной (+12 - +14°С) амплитудой колебаний температуры воздуха. Сумма активных температур за период с температурой выше +100С - 18000 - 19000. Холодный период длится с октября по апрель, теплый - с мая по сентябрь. Продолжительность безморозного периода - 100-120 дней. Первые осенние заморозки наблюдаются в середине сентября. Хотя в сентябре средняя месячная температура еще довольна высокая - 9-10°С. Наряду с частыми заморозками весной наблюдается очень интенсивное повышение температуры в дневные часы суток. В годовом ходе самая низкая средняя температура приходится на январь. Лето в районе начинается в третьей декаде мая. Самым жарким месяцем является июль, где в среднем в течение 26 дней суточная температура выше +15°С, их них в течение 10 дней выше +20°С. В отдельные летние дни температура воздуха над территорией может превышать +35°С. За теплый период года выпадает от 250 до 350 мм осадков. Годовое количество осадков колеблется от 500 до 600 мм. Средняя месячная относительная влажность воздуха в летние месяца составляет 80% [1].
Растения топинамбура выращивали на делянках площадью 10 м2 с густотой посадки 60x40 см. В процессе эксперимента было заложено десять участков (далее варианты) с посадками топинамбура. Варианты с 1-го по 9-й три раза за летний период обрабатывались водными растворами разной концентрации солей микроэлементов кобальта, йода и селена по следующей схеме: вариант 1-й - 0,01%-й СоСЬ;, вариант 2-й - 0,1%-й СоСЬ; вариант 3-й - 1,0%-й СоСЬ; вариант 4-й - 0,01%-й К1; вариант 5-й - 0,1%-й К1; вариант 6-й - 1,0%-й К1; вариант 7-й - 0,01%-й Na2 SeO4; вариант 8-й - 0,1%-й Na2 SeO4; вариант 9-й - 1,0%-й Na2 SeO4. Участок 10-й поливали дистиллированной водой и использовали в качестве контроля.
Первая обработка топинамбура водными растворами солей микроэлементов производилась в день высадки клубней. Вторая перед окучиванием, когда растения достигли в высоту 30 см. По литературным данным, эффективнее вносить минеральные удобрения перед окучиванием [8]. Третья обработка растений проводилась, когда растения достигли в высоту 60 см.
Посев осуществляли в последней декаде мая каждого года эксперимента, урожай убирали в последней декаде сентября. Для эксперимента использовали клубни топинамбура. Каждый анализ проводили в десяти повторностях.
Количество йода определяли методом инверсионной вольтамперометрии. Содержание кобальта и селена определяли методом атомной абсорбции [6]. Данные представлены таблице.
Известно, что природа генетической специфики минерального питания включает в себя многие функционально-структурные особенности растений, характер физиологических и биохимических процессов, сказывающихся на поглощении, концентрации и содержании определенных элементов в тех или иных тканях и органах.
Найдено, что обработка растений водными растворами хлористого кобальта 0,01, 0,1 и 1,0%-й концентрации повышала уровень кобальта в клубнях исследуемых растений в 2,7, 4,6 и 6,1 раза соответственно относительно контроля. Максимальный эффект достигнут при обработке опытного участка 1,0%-м раствором хлористого кобальта. Минимальный - при обработке опытного участка 0,01%-м раствором хлористого кобальта.
Выявлено, что кобальт является антагонистом в процессах аккумуляции по отношению к йоду. Причем 1,0%-я концентрация раствора хлористого кобальта проявила больший антагонистический эффект, уменьшив количество йода в 2,3 раза по сравнению с контролем.
Накопление микроэлементов в клубнях топинамбура, мг/кг
Вариант Кобальт Йод Селен
0,01% СоС12 (вар. 1) 0,041 ±0,0005 0,040±0,0005 0,023±0,0003
0,1% СоС12 (вар. 2) 0,069±0,0010 0,029±0,0004 0,026±0,0003
1,0% СоС12 (вар. 3) 0,091±0,0010 0,021±0,0001 0,034±0,0005
0,01% К1 (вар. 4) 0,011±0,0001 0,098±0,0010 0,052±0,0005
0,1% К1 (вар. 5) 0,008±0,0001 0,165±0,0020 0,070±0,0009
1,0% К1 (вар. 6) 0,005±0,0001 0,407±0,0050 0,103±0,0010
0,01% Na2SеО4 (вар. 7) 0,017±0,0001 0,053±0,0005 0,038±0,0006
0,1% Na2SеО4 (вар. 8) 0,019±0,0002 0,058±0,0005 0,105±0,0010
1,0% Na2SеО4 (вар. 9) 0,022±0,0002 0,063±0,0008 0,332±0,0040
Контроль - вода (вар. 10) 0,015±0,0002 0,049±0,0005 0,020±0,0003
По отношению к ионам селена действие кобальта было синергическим. Обработка растений 0,01, 0,1 и 1,0%-м раствором хлористого кобальта статистически достоверно увеличила содержание селена в 1,2, 1,3 и 1,7 раза соответственно относительно контроля.
Сопоставляя относительное содержание йода в исследуемых растениях, выращенных под влиянием разных концентраций йодистого калия, наиболее высокое статистически достоверное содержание этого биоэлемента отмечено в варианте при обработке участка 1,0%-м раствором. Наименьшее содержание этого биоэлемента отмечено в варианте при обработке участка 0,01%-м раствором. По сравнению с контролем концентрации йода увеличились: в четвертом варианте - в 2 ,0 раза; в пятом - в 3,4; в шестом - в 8,3 раза.
Результаты изучения влияния растворов йодистого калия на содержание кобальта в клубнеплодах растений показали, что статистически достоверно наблюдалось уменьшение элемента. Причем 1,0%-я концентрация проявила больший ингибирующий эффект.
Все концентрации йодистого калия проявили синергический эффект в процессах аккумуляции селена. Зарегистрировано статистически достоверное максимальное влияние 1,0%-го раствора, минимальное -
0,01%-го. По сравнению с контролем количество селена в опыте с 1,0%-й концентрацией йодистого калия увеличилось в 5,1 раза, с 0,1%-й - в 3,5 раза, с 0,01%-й - в 2,6 раза.
Все концентрации используемых растворов селената натрия оказали положительный эффект на накопление исследуемых биоэлементов. Статистически достоверно максимальный эффект достигнут при обработке опытных участков 1,0%-м раствором. Минимальный эффект достигнут при обработке опытных участков 0,01%-м раствором селената натрия.
Обработка растений селенатом натрия по сравнению с контролем статистически достоверно увеличила содержание:
- селена в седьмом варианте в 1,9 раза, в восьмом - в 5,3, в девятом - в 16,6 раза;
- кобальта в седьмом варианте в 1,1 раза, в восьмом - в 1,3, в девятом - в 1,5 раза;
- йода в седьмом варианте в 1,1 раза, в пятом - в 1,2, в шестом - в 1,3 раза.
Таким образом, обработка топинамбура водными растворами хлористого кобальта, йодистого калия, селената натрия статистически достоверно способствует непосредственному обогащению клубней топинамбура кобальтом, йодом и селеном, при этом отмечается прямая зависимость между используемыми концентрациями растворов солей микроэлементов и их накоплением в клубнях растений.
Вопрос о физиологических причинах синергического или антагонестического взаимодействия ионов в процессах поглощения до настоящего времени не решен. Известно, что поглощение одного иона зависит от присутствия других. Ионы с одинаковым зарядом обычно конкурируют между собой, однако в некоторых случаях наблюдается противоположная закономерность [4; 7]. Поступление солей через мембрану клеток мезодермы происходит с помощью переносчиков как пассивно по градиенту электрохимического потенциа-
ла, так и активно, с использованием метаболической энергии. Конкуренция между ионами может возникать за возможность вступить в реакцию с переносчиком.
В нашем случае заимодействие микроэлементов в процессе поглощения их из почвы дифференцированное. Выявлено, что кобальт является синергистом по отношению к селену и антагонистом по отношению к йоду. Йод является синергистом по отношению к селену и антагонистом по отношению к кобальту. Селен является синергистом по отношению к кобальту и йоду.
Литература
1. Герасимова, А.О. Справочник по климату СССР. Красноярский край и Тувинская АССР. Температура воздуха и почв / А.О. Герасимова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 504 с.
2. Кривицкая, Е.И. Перспективы использования порошка топинамбура для профилактики заболеваний органов пищеварения / Е.И. Кривицкая // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. - 2001. - №5. - С. 14-16
3. Пасько, Н.М. Топинамбур - на кормовые, технические, пищевые, лекарственные и экологические цели / Н.М. Пасько // Топинамбур и тописолнечник - проблемы возделывания и использования: тез. докл. -Одесса, 1991. - С. 9-15.
4. Полевой, В.В. Физиология растений / В.В. Полевой. - М.: Высш. шк., 1992. - 466 с.
5. Гепатозащитное действие топинамбура / И.Ф. Сацыперова, Д.С. Молоковский, А. Ю. Лимаренко [и др.] // Топинамбур и тописолнечник - проблемы возделывания и использования: тез. докл. Всесоюз. науч.-производствен. конф. - Одесса, 1991. - С. 124-126.
6. Хавезов, И. Атомно-абсорбционный анализ / И. Хавезов, Д. Цалев. - Л.: Химия, 1983. - 144 с.
7. Школьник, М.Я. Микроэлементы в жизни растений / М.Я. Школьник. - Л., 1974. - 324 с.
8. Эйхе, Э.П. Топинамбур или зеленая груша / Э.П. Эйхе. - М.- Л.: Изд-во академии наук СССР, 1957. - 193 с.
--------♦-----------
УДК 582.52/.59:581.456:581.526.535(571.63) Е.В. Бурковская
МЕЗОСТРУКТУРА ЛИСТА СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ СУПРАЛИТОРАЛИ ЯПОНСКОГО МОРЯ
В статье представлены результаты исследований структурно-функциональных характеристик ассимиляционного аппарата характерных представителей сосудистой флоры песчано-галечной супралиторали Японского моря на юге Приморского края. Определены коэффициенты вариации исследованных признаков в пределах группы видов с дорзовентральным типом строения мезофилла листа.
Морские побережья занимают значительную часть территории Приморского края. Прибрежно-морская растительность высокоспецифична и состоит из настоящих галофитов и видов, переносящих большее или меньшее засоление почвы [1-2]. Растительность супралиторали составляет особую эколого-фитоценотическую свиту [3], представленную исключительно галофитами [4-6]. На Российском Дальнем Востоке давно изучаются таксономический состав, распространение, экология и кариология данной группы сосудистых растений [7-12]. Однако структурные адаптации, связанные с фотосинтетической деятельностью и играющие важную роль в приспособлении растений к условиям существования, в данном регионе мало изучены. Их исследование ограничено работами с авторским участием [13-15].
Целью настоящей работы было изучение структурно-функциональных характеристик ассимиляционного аппарата характерных представителей сосудистой флоры песчано-галечной супралиторали.
Материал и методика исследований. Объектами исследований служили сосудистые растения, характерные для супралиторали Японского моря: колосняк мягкий Leymus mollis (Trin.) Hara (Poaceae), гонке-ния продолговатолистная Honckenya oblongifolia Torr. et Gray (Caryophyllaceae), чина японская Lathyrus ja-ponicus Willd. (Fabaceae), гления прибрежная Glehnia littoralis Fr. Schmidt ex Miq. (Apiaceae), мертензия приморская Mertensia maritima (L.) S. F .Gray (Boraginaceae), льнянка японская Linaria japonica Miq. (Scrophulari-
