Исследование фитотоксического действия ионов цинка и калия на тест-объекты

«Исследование  фитотоксического действия  ионов цинка и калия на тест­ объекты» Научный руководитель : Парикянц Н.А., Учитель химии МБОУ г.Астрахани « Лицей № 1»

Цель Изучение влияния ионов цинка и калия на  длину, массу побегов и корней тест­культур  – пшеницы, фасоли, а также сравнение  общепринятых показателей токсического  действия с предлагаемым нами –  определением уменьшения содержания  фотосинтетических пигментов.

Задачи  1.  составить  литературный  обзор  по  воздействию  ионов Zn и К на растения; 2.  освоить  методику  экстракционного  выделения  фотосинтетических пигментов (ФСП) из зелёных частей  растений; 3. изучить влияния ионов Zn и К на содержание в них  фотосинтетических пигментов; 4.  определить,  как  ионы  Zn  и  К  влияют  на  рост  и  развитие растений. обработать  5.  полученные  экспериментально  результаты методами математической статистики; 6.  иллюстрировать  результаты  в  виде  таблиц,  анализировать полученные зависимости.

При  проведении  Объекты и методы исследования опытов  «контактным  методом»  использовались  образцы  грунт  почвы  «Огородник».  универсальный  лабораторных  питательный  Объектом  исследования  выбраны  семена  –  пшеницы, пророщенные бобы фасоли. В каждый сосуд равномерно высаживали по 25  семян; глубина заделки семян пшеницы 15 мм.  Образцы  комнатного  растения  монстеры  отбирали в различных кабинетах Лицея №1.   Выбор  указанных  ионов  металлов  обусловлен  их биогенным и токсическим действием.

Масса и длина образцов, угнетаемых ионами цинка и калия Ион металла Длина корня, см Масса корня, г Длина побега, см Масса побега, г Zn2+ К+ Zn2+ К+ Zn2+ К+ Zn2+ К+ Пшеница, контроль (вода) 9,35±1,03 11,25±1,3 3,15±2,49 1,02±0,14 30,73±1,77 34,6±1,24 Пшеница, ионы Меп+ (С = 10­3 моль/ л) 10,75±4,38 6,90±1,2 9,5±0,57 1,207±0,156 33,5±6,92 26,0±2,08 Фасоль, контроль (вода) 0,4±0,03 0,57±0,08 0,89±0,42 0,41±0,2 6,33±0,3 0,29± 0,08 10,3± 1,44 1,66± 0,03 10,07±0,94 0,4± 0,03 11,86±0,13 1,95±0,01 Фасоль, ионы Меп+ (С = 10­3 моль/ л) 5,6±0,5 9,1±0,3 0,16±0,04 13,83±4,19 1,81± 0,07 0,23± 0,01 12,5±0,23 1,18±0,01

Методика определения ФСП Концентрации Chlα, Chlb и  ­кβ   определяли по формулам: Chlα = 12,7∙А663 – 2,69∙А645 (мг/100 г); Chlb = 22,9∙А645 – 4,68∙А663 (мг/100 г); m ­кβ  = 2057∙А450 (мг/100 г).

Влияние ионов металлов на содержания ФСП в тест­объектах Ион/ место отбора проб Содержание ФСП, мг в 100 г исходного образца Chla Chlb m ­кβ Zn2+ К+ Zn2+ К+ Zn2+ К+ Zn2+ К+ Контроль вода (ПШЕНИЦА) 1,47±0,46 7,01±0,524 0,76±0,09 4,68±0,62 Ионы Меn+ (ПШЕНИЦА) 0,29±0,09 9,89±0,49 0,11±0,08 2,56±0,42 Контроль вода (ФАСОЛЬ) 4,09± 0,52 3,88± 0,47 9,05± 0,4 1,33± 0,23 Ионы Меn+ (ФАСОЛЬ) 4,94± 0,44 3,85± 0,21 9,83± 0,39 4,04±0,38 527,97±53,9 687,7±71,5 418,94±56,7 548,53±76,8 22,63± 7,65 90,51± 10,4 88,45± 11,6 63,77± 5,33

ТМ/ место  отбора проб Длина корня,  Масса корня,  см г Длина  побега, см Масса  побега, г Chl Chlb ­kβ Фитотоксический эффект, ФЭ, % Zn2+ К+ Zn2+ К+ ­14,9 15,6 11,53 9,63 ­119,1 ­18,13 44,83 42,5 ПШЕНИЦА ­9,01 24,86 ­34,27 ­5,4 ФАСОЛЬ ­122,5 28,1 ­9,04 39,5 МОНСТЕРА 80,3 ­41,1 ­20,8 0,8 85,3 46,3 20,65 20,16 ­8,62 ­203,8 ­290,85 29,54 38,25 51,46 90,88 Кабинет  №418* Коридор, 3  этаж* Коридор, 4  этаж* Данные показатели не определяли 11,29 29,13 ­25,43 30,88 38,84 40,03 *  ­  Кабинет  химии  №302  (контроль)  МОУ  «Лицей №1».

Выводы •Составлен литературный обзор по воздействию ионов Zn и К на растения; •Освоена  методика  экстракционного  выделения  фотосинтетических  пигментов  (ФСП)  из  зелёных частей растений; •Установлено,  что  для  ростков  пшеницы,  которые  поливали  раствором  с  ионами  Zn2+  ,  наблюдается  увеличение,  до  15%  ,  длины  корня  и  побега,  и    значительное  увеличение  массы  корня  и  побега,  что  свидетельствует  о  накоплении  данными  частями  растений  ионов  Zn2+  .  Содержание  хлорофиллов в значительной степени,  более 80%, понизилось. Так же понизилось  содержание β­каротина более 20%. •Для  ростков  пшеницы,  угнетаемые  ионами  К+,  наблюдается  незначительное  увеличение  массы  корня.  Это  может  быть  вызвано  стимулирующим  действием  ионов  К+.  В  растении  функционирование  многих  ферментов  нуждается  в  участии  калия,  поэтому,  содержание  Chl    повысилось. По остальным показателям наблюдается фитотоксический эффект более 20%. •Исследуя  образцы  тест­объекта  –  фасоли,  можно  отметить  фитотоксический  эффект  при  воздействии  ионов  цинка  на  длину  и  массу  корня.  По  остальным  показателям  наблюдается  положительное действие  ионов Zn2+ при вносимой концентрации 10­3 моль/л. •Положительное влияние ионов калия наблюдается в увеличении длины побега и содержании  Chlb, по остальным показателям явно выраженный фитотоксический эффект более 20%. •Экспериментально установлено, что наиболее эффективным и статистически достоверным  критерием  является  определение  фотосинтетических  пигментов  (ФСП),  что  даёт  основание  рекомендовать  в  качестве  основного  показателя  оценки  фитотоксического  действия  тяжёлых  металлов – уменьшение ФСП.

Перспективы дальнейших  исследований  изменения  биомассы  1.  Изучение  и  содержания  ФСП  в  корнеплодах  (морковь,  свекла, картофель),  овощах (томат, огурцы) и  др. тест­объектах. 2.  Исследование  влияния  ионов  других  металлов:  свинца,  кадмия,  меди,  магния,  железа. 3.  Проведение  эксперимента  в  полевых  условиях.