CC BY
66
Аминева А.А., Бускунова Г. Г.
Сибайский институт (филиал)
ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Сибай
ОСОБЕННОСТИ АККУМУЛЯЦИИ И ТРАНСПОРТА ЖЕЛЕЗА В ПОЧВАХ И В ОРГАНАХ ACHILLEA NOBILIS L. В УСЛОВИЯХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЮЖНОГО УРАЛА
Особенности почв Южного Урала уменьшают подвижность железа. Корневая система тысячелистника благородного является барьером в пути транспортировки металла в надземные органы. Ключевые слова: концентрация металла, коэффициент биологического накоплении.
Почва как основа экотопа в значительной мере определяет макро- и микроэлементный состав произрастающих на ней растений [2]. Преобладающими почвами в степной зоне Южного Урала являются черноземы, среди которых распространены выщелоченный, обыкновенный и южный подтипы [3; 5]. Миграция элементов в системе «почва - растение» определяется типом почвы, свойствами, характером почвообразующих пород, а также спецификой вида растения и другими факторами [6]. Изучение влияния геохимических особенностей почв на экологическое состояние и чистоту сырья лекарственных растений представляет актуальную проблему.
Целью работы является определение специфики транспортировки железа в системе «почва-растение» на территории степной зоны Южного Урала. Объектом исследования выбран тысячелистник благородный Achillea nobilis L. -один из распространенных перспективных лекарственных растений, имеющий обширный диапазон лечебного действия.
Пробные площадки (ПП) расположены на территории Республики Башкортостан (РБ), Оренбургской и Челябинской областей. Для анализа на содержание железа соцветия, листья, стебли и корни тысячелистника были собраны отдельно. Параллельно на тех же участках отобраны пробы почв. Почва и растительный материал подготовлены к анализу по стандартным методикам [1]. В почвах и в отдельных органах тысячелистника определяли подвижную кислоторастворимую форму железа методом атомной абсорбции в лаборатории Центра Агрохимической службы «Башкирский» РБ (N POCC. PV. 0001.21 ПП24). Интенсивность поглощения железа Achillea nobilis L. оценивалась с помощью коэффициента биологического накопления (КБН). Первичный циф-
ровой материал обрабатывали с использованием пакета программ Statistica 6,0 и Microsoft Excel 2003.
В качестве контроля принято фоновое содержание железа в почвах, оцененного В.А. Черниковым с соавторами (2000) в количестве 3800 мг/кг.
Концентрация Fe в почвах Южного Урала не достигает фонового содержания и варьирует от 326,0 до 1212,0 мг (Cv = 49,7%) (рис. 1). Высокая вариабельность концентрации элемента отражается на контрастности содержания металла в разных частях растения. Содержание железа в соцветиях колеблется от 13,1 до 141,7 мг/кг (Cv = 67,9%), в листьях - от 51,0 до 400,3 мг/кг (Cv = 60,8%), в стеблях - от 29,6 до 119,4 мг/кг (Cv = 49,6%), в корнях - от 126,2 до 306,9 мг/кг (Cv = 28,5%).
Для травянистых растений нормой считается содержание Fe в их надземной фитомассе от 50,0 до 240,0 мг/кг сухого вещества [2]. В исследованных нами ценопопуляциях Achillea nobilis L. концентрация железа в органах растения не превышает норму, за исключением ПП 5 (Fe в листьях = 325,3 мг/кг), ПП 11 (Fe в листьях = 400,3 мг/кг). ПП 5 расположена на пастбище с интенсивным выпасом скота, ПП 11 - на
Пробные площадки —Фон
Рисунок 1. Содержание кислоторастворимой подвижной формы Ре в почвах исследуемой территории
обочине и вдоль автомобильной дороги. Высокая изменчивость содержания металла в органах вида связана с особенностями геохимии Южного Урала.
Содержание железа в Achillea nobilis L. уменьшается в ряду: корни ^ листья ^ соцветия ^ стебли, это свидетельствует о том, что корневая система растения является концентратором железа и выполняет барьерную роль на пути транспортировки элемента в надземные органы. Блокируя поступление избыточного количества железа в надземные части, она выполняет защитную функцию от токсического влияния элемента.
Изучение корреляционной зависимости биоморфологических признаков от концентрации железа в почвах показало, что имеется достоверная зависимость высоты побега (г = 0,59; р = 0,05), толщины стебля (г = 0,74; р = 0,008) и числа корзинок (г = 0,74; р = 0,008) от данного
0,90
н
я
о
к
я
к
Л
О
$ 0,80
ё 0,70 о
Щ 0,60
§ 0,50
щ 0,40 д 0,30
8 0,20
cd
Я 0,10
9 10 11
Пробные площадки
♦ соцветия ■ листья А стебли корни
Рисунок 2. Аккумуляция железа в различных органах Achillea nobilis L.
показателя: высокая концентрация элемента в субстрате приводит в целом к увеличению габитуса растения.
Элементы, присутствующие в почвах, комплексно действуют на растения и при этом усиливают или ослабляют действие друг друга. Величина Ре/Мп имеет решающее значение при оценке устойчивости растений к железистой токсичности. Для нормального развития растений необходимо соотношение Ре/Мп, равное 1,5-2,5 [4]. В эдафических условиях Южного Урала соотношение Ре/Мп во всех органах превышает данный показатель.
КБН железа во всех органах тысячелистника благородного в исследованных ПП находится в пределах 1, что указывает на слабую концентрационную роль растения по отношению к данному металлу (рис. 2).
Таким образом, концентрация железа в почвах Южного Урала не выходит за пределы фонового содержания; КБНре во всех органах исследуемого вида находится в пределах 1. В системе «почва - растение» в условиях Южного Урала имеются несколько барьеров, способствующих защите органического мира от чрезмерного накопления в растениях металлов. Во-первых, почвы региона в основном нейтральные, карбонатные, что уменьшает подвижность элементов, связывает их, образуя неподвижные формы, это препятствует передаче их растениям. Во-вторых, корневая система тысячелистника благородного выполняет барьерную функцию на пути транспортировки железа в надземные органы. Эта особенность накопления металлов в растении крайне важна, так как именно надземная часть вида используется в лечебных целях.
Список использованной литературы:
1. Государственная фармакопея СССР. - М.: Медицина, 1990. - 573 с.
2. Матвеев Н.М., Павловский В.А., Прохорова Н. В. Экологические основы аккумуляции тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями в лесостепном и степном Поволжье. - Самара: СГУ, 1997. - 100 с.
3. Почвы Башкортостана. Т. 1: Эколого-генетическая и агропроизводственная характеристика / Ф.Х. Хазиев, А.Х. Мука-танов, Г.А. Кольцова, И.М. Габбасова, Р. Я. Рамазанов / Под ред. Ф.Х. Хазиева. - Уфа: Гилем, 1995. - 384 с.
4. Старова М.В. Проблема экологии: принципы их решения на примере Южного Урала. - М.: Наука, 2003. - 287 с.
5. Суюндуков Я. Т. Экология пахотных почв Зауралья РБ. - Уфа: Гилем, 2001 - 256 с.
6. Черников В.А., Алексахин Р. М., Голубев А.В. и др. Агроэкология / Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекериса. - М.: Колос, 2000. - 536 с.
