Нитрат свинца как фактор изменчивости энергии прорастания и всхожести семян редиса

НИТРАТ СВИНЦА КАК ФАКТОР ИЗМЕНЧИВОСТИ  ЭНЕРГИИ ПРОРАСТАНИЯ И ВСХОЖЕСТИ СЕМЯН РЕДИСА. Автор:  О.Ю. Бутина,              Основные источники антропогенного поступления тяжелых металлов в природную среду – тепловые электростанции, металлургические предприятия, карьеры и шахты по добыче   полиметаллических   руд,   химические   средства   защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей.  Накопление в почве тяжелых металлов, отрицательно сказывается на росте и развитии растений.                       Цель исследования:  определение возможности использования семян редиса в биотестировании уровня загрязнения окружающей среды ионами Pb2+.   транспорт,            Для достижения указанной цели были поставлены и выполнены следующие задачи: выявить концентрацию ионов свинца, летальную для семян редиса; определить влияние различной концентрации ионов свинца на энергию прорастания   и всхожесть семян редиса;  концентрацией ионов свинца и энергией прорастания семян редиса;  концентрацией ионов свинца и всхожестью семян редиса;  биотестирования загрязнения среды растворимыми соединениями свинца. дать   практические   рекомендации   по   использованию   семян   редиса   в   целях проанализировать   наличие   линейной   зависимости   между   действующей проанализировать   наличие   линейной   зависимости   между   действующей                Исследования были организованы в 3 этапа: 1 этап – определение летальной концентрации ионов свинца для семян редиса; 2   этап  –   определение   влияния   возрастающей   сублетальной   концентрации   ионов свинца на энергию прорастания и всхожесть семян редиса; 3 этап – статистическая обработка данных.           В качестве объектов исследования использовали семена редиса (Raphanus sativus L.).                    Методы исследования:  Моделирование загрязнения. В качестве действующего раствора   использовали   раствор   нитрата   свинца   соответствующих   концентраций. Последнюю   рассчитывали   в   процентах   по   общепринятой   методике.  Методика биотестирования   по   проращиванию   семян   редиса.  Стандартная   методика   по биотестированию   водных   сред   с   помощью   проростков   отсутствует,   поэтому   в   своих исследованиях опирались на таковую, разработанную для почв (СанПиН 2.1.7.573­96). Проращивание   осуществляли   согласно   ГОСТ   12038­84.  Статистическая обработка данных .  Биологическая повторность равнялась 120 семян.            При выявлении летальной концентрации нитрата свинца применительно к семенам редиса  анализировали  действие  диапазона концентрации 1,0  – 10 % . Анализ полученных данных показывает, что летальной для семян редиса можно считать концентрацию нитрата свинца 2 %, что в перерасчете на ионы свинца составляет 1 250 мг/л воды или кг почвы. Более высокая  доза  вызывает 100 % гибель семян. В связи с этим, в дальнейшем эксперименте использовали диапазон концентраций нитрата свинца 1 % и менее.           Эффект от воздействия 0,2 и 0,4 % раствора нитрата свинца на энергию прорастания семян   различается   несущественно,   дальнейшее   же   повышение   дозы   воздействия сопровождается значительным (достоверным) различием в ответной реакции.                      По сравнению с контролем (рис. 2), энергия прорастания семян редиса при увеличении концентрации действующего нитрата свинца (0,2 %  1,0 %) уменьшается на 6 – 33 %.             Анализ полученных результатов с позиции представлений ПДК свидетельствует о том, что существующие нормативы применимы и к семенам редиса, поскольку токсичный эффект   (по   показателю   энергии   прорастания)   проявляется     концентрации, превышающей ПДКпитьевая вода в 16 500 раз,  ПДКводы рыбохозяйственного назначения – в 500 раз, ПДКваловая форма   в   почве  – в 15 раз, транслокационный показатель вредности – в 14 раз, миграционный показатель вредности – в 2 раза.   при              Таким образом, показатель энергии прорастания семян редиса можно использовать при   биотестировании   уровня   загрязнения   окружающей   среды   относительно     высокими сублетальными   концентрациями нитрата свинца (более 0,4 %; что в пересчете на ионы свинца составляет 250 мг/л воды или 250 мг/кг почвы).            Действие ионов свинца отражается и на величине всхожести исследуемых семян.                   Величина всхожести семян редиса практически не отличается от значения энергии прорастания, увеличиваясь на 6 % в условиях действия 0,2 % раствора нитрата свинца и на 3 % – под влиянием 1,0 % раствора нитрата свинца. Это ведет к тому, что   достоверность различий   всхожести   семян   редиса  в  условиях  действия  0,2 – 0,4 % раствора нитрата свинца возрастает, а в диапазоне 0,8 – 1,0 %, наоборот, снижается.                        По сравнению с контролем (рис. 4), всхожесть семян редиса при увеличении концентрации   действующего   нитрата   свинца  (0,2 %  1,0 %)  уменьшается  на  2 – 30 %.                         По  мере  увеличения  дозы  воздействия   ингибирующий   эффект  возрастает. Фитотоксичной   является   концентрация   раствора   нитрата   свинца   1,0   %,   поскольку   ее влияние   проявляется   в   уменьшении   всхожести   семян   редиса   на   30   %   по   сравнению   с контролем.            Анализ полученных результатов с позиции представлений ПДК свидетельствует о том, что существующие нормативы применимы и к семенам редиса, поскольку токсичный эффект   (по   показателю   энергии   прорастания)   проявляется     концентрации многократно  превышающей ПДКпитьевая вода,  ПДКводы рыбохозяйственного назначения, ПДКваловая форма в почве, значение   транслокационного   и   миграционного   показателей   вредности   (значения, сопоставимые с таковыми для энергии прорастания). Вместе с тем, следует отметить, что линейные   размеры   проростков   редиса   в   моделируемых   условиях   существенно   ниже таковых в контроле (приложение А).   при                        Таким образом, показатель всхожести семян редиса можно использовать при биотестировании   уровня   загрязнения   окружающей   среды   относительно   низкими сублетальными   концентрациями нитрата свинца (менее 0,4 %; что в пересчете на ионы свинца составляет 250 мг/л воды или 250 мг/кг почвы). Величина   корреляционного   коэффициента   для   анализируемых   показателей совпадает и свидетельствует о наличии отрицательной корреляционной зависимости между концентрацией действующего нитрата свинца и показателями прорастания семян редиса. Следовательно, возрастание дозы действующего нитрата свинца (в диапазоне 0,2 – 1,0 %) ведет к снижению величины энергии прорастания и всхожести семян редиса. Таким   образом,   наличие   отрицательной   корреляционной   зависимости   между величиной действующего фактора и физиологическим эффектом позволяет использовать семена  редиса  в  качестве  тест­объектов  загрязнения  окружающей  среды  растворимыми соединениями свинца (в частности, нитратом свинца).                      Анализ проведенных исследований свидетельствует о существенном влиянии растворимых соединений свинца (в частности, Pb(NO3)2) на показатели прорастания семян редиса и позволяет сформулировать следующие выводы:      семена   редиса   могут   быть   использованы   для   биотестирования   загрязнения окружающей   среды   ионами  Pb2+  концентрацией   менее   1 250   мг/л   (2%   раствор Pb(NO3)2), поскольку более высокая доза является летальной; показатель   энергии   прорастания   семян   редиса   нагляднее   использовать   при биотестировании   уровня   загрязнения   окружающей   среды   концентрациями   ионов Pb2+ выше 375 мг/л (0,6 – 1,0 % раствор Pb(NO3)2); показатель всхожести семян редиса нагляднее использовать при биотестировании уровня загрязнения окружающей среды концентрациями ионов  Pb2+  ниже 375 мг/л (0,2 – 0,4 % раствор Pb(NO3)2); повышение   в   окружающей   среде   концентрации   водорастворимых   солей   свинца отрицательно   влияет   на   энергию   прорастания   и   всхожесть   семян   редиса,   что объясняется высокой чувствительностью данного растения к ионам Pb2+ . Библиография: 1. ГОСТ   12038­84.   Семена   сельскохозяйственных   культур.   Методы   определения всхожести. – Введ. 01.07.86. – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1986. – 41 с. 2. Мелехова О.П.,  Старапульцева Е.И. Биологический контроль окружающей среды: биоиндекация и биотестирование ­ Академия ­ Москва ­ 2010 ­ 288с. 3. Почва,   очистка   населенных   мест,   бытовые   и   промышленные   отходы,   санитарная охрана почвы // Методические указания МУ 2.1.7.730­99 «Гигиеническая  оценка качества   почвы   населенных   мест»   (утв.   07.02.1999   г.).   –   Режим   доступа: http://www.mhts.ru/BIBLIO/SNIPS/mu/2.1.7.730­99.htm  4. СанПиН 2.1.7.573­96 «Почва. Очистка населенных мест. Бытовые и промышленные отходы. Санитарная охрана почвы». – Введ. 31. 10. 96. – М., 1996. – 31 с. 5. Тяжелые   металлы.   Загрязнение   окружающей   среды.   –   Режим   доступа: http://rudocs.exdat.com/docs/