УДК 581.2.02 + 581.5

Т. І. Юсипіва, Ю. П. Коваль

Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара

СПІВВІДНОШЕННЯ РІЗНИХ ФОРМ НЕСТРУКТУРНИХ ВУГЛЕВОДІВ У пагонах лип (Tilia L.)

в умовах ТЕХНОГЕНЕЗУ

Забруднення довкілля промисловими емісіями призводить до порушення функціонування лісових екосистем [2]. Крім того, полютанти можуть посилювати вплив на деревні рослини інших несприятливих факторів середовища, в тому числі дію високих та низьких температур, що властиве для Південного степу України [4]. Оскільки накопичення та перетворення запасних речовин, в першу чергу крохмалю та розчинних цукрів, має важливе значення у стійкості рослин до екстремальних умов існування [4; 5; 8], метою роботи було дослідити вплив комплексного забруднення середовища токсичними газами, фенолами та завислими частками на співвідношення різних форм вуглеводів у пагонах представників роду Tilia L. в умовах степового Придніпров’я.

Об’єкти дослідження – однорічні пагони двох інтродукованих видів роду Tilia L.: липи європейської T. europaea L. та широколистої T. platyphyllos Scop.

Збирання матеріалу проводилось у період з вересня 2011 р. по березень 2012 р. на двох пробних ділянках: моніторинговій точці, розміщеній на прилеглій до ВАТ “Дніпрококс” м. Дніпропетровська території (пріоритетні забруднювачі: SO₂, NO_x, H₂S, NH₃, феноли, завислі частки) та контрольній (умовно чистій) зоні – Ботанічному саду ДНУ ім. О. Гончара, де, за даними міської СЕС, концентрації токсичних речовин не перевищують ГДК. Вміст розчинних вуглеводів визначали за методикою Х. Г. Починка [6], крохмалю – об’ємним методом [6]. Результати експерименту оброблені статистично [7].

Результати досліджень свідчать (рис. 1–2), що в умовно чистій зоні загальний вміст неструктурних вуглеводів у T. europaea з вересня по грудень не змінюється, а з січня по березень – зростає. В зоні техногенезу цей показник не змінюється протягом всього періоду досліджень. У T. platyphyllos в контролі загальний вміст цукрів в осінні місяці залишається практично незмінним, а, починаючи з грудня, і до березня – підвищується порівняно з осінніми значеннями показника приблизно на 11 % (залежно від дати відбору проб). В умовах проммайданчика має місце така ж динаміка дослідженого параметра. В обох видів лип концентрація всіх форм цукрів і загальна їх кількість під дією промислових викидів суттєво зменшуються порівняно зі значеннями відповідних показників у чистій зоні.

Співвідношення крохмалю та розчинних вуглеводів у контролі в обох видів лип істотно не змінюється протягом вересня – листопада (рис. 1–2), а починаючи з грудня, під впливом низьких температур, частка полісахариду стрімко зменшується, сягаючи мінімального значення в березні, а частка розчинних вуглеводів, особливо, відновлюючих цукрів, – різко зростає і стає максимальною також в березні.

В умовах коксохімічного виробництва у T. europaea спостерігається така ж спрямованість змін крохмалю і розчинних цукрів, але в лютому і березні частка полісахариду падає суттєвіше, ніж у контролі. Відповідно з’являється вищий рівень моно- і дисахаридів. Також слід відзначити, що протягом всієї фази глибокого спокою і на початку фази вимушеного спокою пагонів (ІХ – І місяці) у цього виду частка крохмалю в стеблах рослин забрудненої зони вища, ніж у контролі (рис. 1), що свідчить про знижену інтенсивність гідролізу полісахариду, ймовірно, за рахунок зменшення активності амілолітичних ферментів. У виду T. platyphyllos протягом всього періоду досліджень частка крохмалю в стеблах дослідних рослин менша, ніж у рослин умовно чистої зони, а темпи падіння рівня полісахариду в зимові місяці майже однакові (рис. 2).

Саме перетворення крохмалю під час осінньо-зимового періоду деякі автори [4; 5] пов’язують зі здатністю рослинних тканин протистояти дії низьких температур, тому що кількісні зміни полісахариду знаходяться у взаємозв’язку з функціональним станом тканин і органів.

В літературі є свідчення, що саме зміни в динаміці вмісту крохмалю у вегетативних органах деревних і чагарникових порід визначають зимостійкість рослин в умовах промислового забруднення. Так, В.П. Бессоновою, О.В. Дубовою (1995) показане значне зниження кількості полісахариду в пагонах сортових троянд, що зростали поблизу металургійного підприємства, порівняно з шипшиною (Rosa canina L.). У дослідних рослин відзначалося зміщення осіннього крохмального максимуму з жовтня на листопад і повільніший гідроліз крохмалю протягом зими, що автори пояснюють пригніченням активності амілолітичних ферментів під дією токсикантів [1].

Розщеплення крохмалю здійснюється або до відновлюючих цукрів, або до сахарози [5], які утворюють фракцію розчинних вуглеводів. Що стосується співвідношення різних форм розчинних вуглеводів, необхідно звернути увагу на те, що рівень відновлюючих цукрів перевищує частку сахарози в обох представників роду Tilia L. в обох моніторингових точках протягом усього осінньо-зимового періоду, але в динаміці цього співвідношення в пагонах рослин умовно чистої і забрудненої зон є певні відмінності. Як видно з рис. 1–2, частка моносахаридів під дією промислових емісій SO₂, NO_x, H₂S, NH₃, фенолів і завислих часток зростає більшою мірою, ніж олігосахариду, особливо в стеблах T. platyphyllos.

Зміни співвідношення цукрів у тканинах однорічних пагонів під дією промислових викидів ВАТ «Дніпрококс» відзначають також В. С. Більчук, Л. В. Шупранова (2005) для представників роду Acer L. Автори виявили зменшення частки сахарози порівняно з контролем, що вони пояснюють нижчим рівнем накопичення крохмалю в корі та деревині кленів [3].

Таким чином, вивчення динаміки співвідношення моно-, ди- та полісахаридів в однорічних пагонах T. europaea і T. platyphyllos протягом осінньо-зимового періоду свідчить про високу чутливість цих показників до комплексного забруднення навколишнього середовища токсичними газами SO₂, NO_x, H₂S, NH₃, фенолами і завислими частками. Серед двох досліджених видів лип більша холодо- й морозостійкість за змінами біохімічних показників пагона властива T. platyphyllos.

Список використаної літератури:

1. Безсонова В.П., Дубова О.В. Зміни вмісту вуглеводів у пагонах троянд в умовах забруднення навколишнього середовища // Укр. бот. журн. – 1995. – Т. 52, № 1. – С. 97–103.

2. Бессонова В.П., Юсыпива Т.И. Семенное возобновление древесных растений и промышленные поллютанты (SO₂ и NO₂). – Запорожье: ЗДУ, 2001. – 193 с.

3. Більчук В.С., Шупранова Л.В. Особливості накопичення неструктурних вуглеводів у пагонах різних видів роду Acer в умовах коксохімічного виробництва // Вісник Дніпропетровського ун-ту. Біологія. Екологія. – 2005. – Вип. 2, Т. 4. – С. 19–24.

4. Зайцева І.О., Долгова Л.Г. Фізіолого-біохімічні основи інтродукції деревних рослин у Степовому Придніпров’ї. – Д.:Вид-во ДНУ,2010. – 388с.

5. Мусієнко М.М. Екологія рослин: Підр. – К.: Либідь, 2006. – 432 с.

6. Починок Х.Н. Методы биохимического анализа растений. – К.: Наук. думка, 1976. – 233 с.

7. Приседський Ю.Г. Статистична обробка результатів біологічних експериментів. – Донецьк: ДНУ, 1999. – 210 с.

8. Villanueva V.R., Santerre A. On the mechanism of adaptive metabolism of healthy-resistant trees from forest polluted areas // Water, Air, & Soil Pollution. – Vol. 48, № 1–2, P. 59–75. http://www.springerlink.com/index/r8h35053 w02t9100. pdf