Экология/2. Экологические и метеорологические

проблемы больших городов и промышленных зон

К.б.н. Бычко С.В., Бурда А.Е., Панасовская Я.В.

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Украина

Влияние газообразных серосодержащих выбросов на морфологическую структуру и физиологию растений

Зеленые насаждения городов и промышленных зон, выполняя санитарно-гигиенические, микроклиматические, архитектурные и эстетические функции, вместе с тем несут большую нагрузку из-за чрезмерного загрязнения окружающей природной среды. Растения отрицательно реагируют на наличие в воздухе токсических веществ даже в таких малых концентрациях, которые не вызывают нарушений у животных и человека.

Среди серосодержащих газообразных выбросов наиболее фитотоксична двуокись серы, т.к. установлено, что она является сильнодействующим ассимиляционным токсикантом. Сернистый ангидрид в воздухе постепенно окисляется до серного и растворяется в воде, образуя мельчайшие капельки серной кислоты, повреждающей растения [4].

Все морфо-функциональные повреждения, связанные с действием оксидов серы, можно разделить на две группы:

1 - видимые, выражающиеся в деформации, появлении хлорозов и некрозов ассимиляционных органов;

2 - скрытые, проявляющиеся в снижении продуктивности растений за счет угнетения фотосинтеза, изменения метаболизма, увеличения восприимчивости к болезням и вредителям, ускорения старения растений.

Морфологические повреждения обусловлены тем, что оксиды серы адсорбируются на поверхности растения, в основном на его листьях. При этом, чаще всего поражаются края листовой поверхности, а центральные зоны, примыкающие к осевой и главным боковым жилкам, остаются неповрежденными [2]. Появляются пятна на участках между жилками и на краях листа. Потом эти участки приобретают желтый или коричневый цвет и отмирают. При длительном воздействии сернистого газа подавляется рост растений, в некоторых случаях отмирают верхушки побегов.

Проникая в эпидермис листьев, диоксид серы, прежде всего, воздействует на клетки, регулирующие открывание устьиц. Даже при очень малых концентрациях это соединение способно оказывать стимулирующее действие на замыкающие клетки, в результате чего устьица остаются постоянно открытыми. Но в тоже время при высоких концентрациях диоксида серы устьица закрываются.

Попав в межклеточное пространство листа, загрязняющее вещество вступает в контакт с клеточной мембраной. При нарушении целостности полупроницаемой мембраны нарушается процесс транспорта ионов, а также деятельность многих ферментов вследствие изменения рН цитоплазмы.

Также в результате влияния SO₂ обнаружено уменьшение объема межклетников в губчатой ткани, усиленное развитие кутикулы, удлинение клеток палисадной ткани. Уменьшается размер клеток ассимиляционной паренхимы наряду с толщиной столбчатой и губчатой ткани листовой пластины [1].

Проникая внутрь листа, сернистый ангидрид, как и другие кислые газы, нарушает процесс фотосинтеза, связывая каталитически активное железо. Происходит нарушение световой и темновой фаз фотосинтеза в результате воздействия SO₂ на молекулы хлорофилла, активность ферментов, электронтранспортную цепь или ламеллярную структуру гран хлоропластов. Также наблюдается окисление ненасыщенных жирных кислот мембран и изменение их проницаимости, что в дальнейшем отрицательно влияет на процессы дыхания.

Сернистый газ снижает содержание в растениях дисахаров и способствует увеличению количества крахмала. Причиной этого является активизация и дезактивация различных ферментов, стимуляция и подавление синтеза специфических ДНК и РНК [3].

У растений, произрастающих в условиях постоянного загрязнения атмосферного воздуха, выработался ряд адаптаций. Так, под влиянием SO₂ у растений усиливаются признаки ксероморфности: уменьшается площадь листовых пластинок, размер клеток эпидермиса, паренхимы и устьичного аппарата, увеличивается степень жилкования и количество устьиц [4]. Допустимой максимально разовой концентрацией SO₂ для растений считается 0,02 мг/м³. Подавление фотосинтеза у наземных растений уже ощутимо при концентрации SO₂ 0,03 - 0,05 мг/м³. Концентрация SO₂ свыше 0,4 мг/м³ даже при кратковременном воздействии может вызвать тяжелые нарушения в органах ассимиляции и некрозные изменения [3].

Также целесообразно провести анализ механизмов проникновения газообразных загрязняющих веществ в растительные клетки, что поможет прогнозировать возможные повреждения растений и сохранить зеленые насаждения больших промышленных городов.

Литература:

1. Илькун, Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. - Киев: Наукова думка, 1978. - 246 с.

2. Кулагин, Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. - М.: Наука, 1974. - 127 с.

3. Майснер, А.Д. Жизнь растений в неблагоприятных условиях. - Минск: Высш. школа, 1981. - 98с.

4. Сергейчик, С.А. Древесные растения и оптимизация промышленной среды. - Минск: Наука и техника, 1984. - 168 с.