Биологические науки/ 2. Структурная ботаника и биохимия растений

 

Магистрант Қалиева С.С., б.ғ.к. Дурмекбаева Ш.Н. , магистр биологии Тасова А.С.

 

Ауыр металдармен ластану жағдайында Salvia stepposa Shost. өсімдігінің анатомиялық ерекшеліктері

 

Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университеті, Қазақстан

 

Қазіргі таңда топырақтың ауыр металдармен ластануы кең таралған. Топырақтың антропогендік өзгерісі үрдісінде олардың технологиялық қалдықтармен ластануы маңызды рөл атқарады/1,2/. Ластаушы заттардың негізгі тобын ауыр металдар құрайды, олардың негізгі бөлігі индустриалдық кәсіпорындардың шығарылымдарымен тропосфераның төменгі қабаттарына түсіп, аэралдық жолмен көшіп-алмасып, топырақтың беткі қабаттарына шөгеді. Кеңістіктегі ластаушы металдардың жайғасуы өте күрделі және көптеген факторларға байланысты болады. Алайда кез - келген жағдайда да топырақ ауыр металдардың техногендік бөлігінің басты қабылдаушысы және жинақтаушысы болып табылады. Топырақтың ауыр металмен өнеркәсіптік ластануының кез келген түрі өсімдік және жануарлар ағзалары ұзақ уақыт бойы бейімделген бастапқы табиғи шоғырлануымен салыстырғанда металдың шоғырлануының артуымен бағаланады/3-5/. Нақты жағдай топырақтың құрамының күрделілігінен және шашырау жағдайындағы металдың әр түрлі сипатта болуымен қиындай түседі. Топырақ елеулі дәрежеде, өсетін өсімдіктің микроэлементтік құрамын айқындайды, сонымен қатар қала топырағы үлкен өзгеріске ұшыраған. Қазіргі кезде ауыр металдардың топырақта жинақталуын және олардың қоректік тізбек арқылы ауысуын зерттеу маңызды мәселелердің бірі болып табылады, себебі олар барлық тірі ағзаларға, оның ішінде адамдар ағзасына ұзақ уақыт бойы уытты әсер етеді /7/.

Осыған байланысты зерттеу жұмысымыздың мақсаты антропогенді ластанған аймақтардан алынған өсімдіктердің морфо-анатомиялық ерекшеліктерін анықтау.

Salvia stepposa Shost. өсімдігі бақылау және ауыр металдармен ластанған жерлерден алынып, салыстырмалы анатомиялық зерттеулер мынадай нүктелерде жүргізілді:

 1-ші нүкте Ақмола облысы Зеренді курорттық аймағының маңайындағы табиғи фитоценоздар (бақылау нүктесі).

2-ші нүкте Ақмола облысы Степногор тау кен-химиялық зауыты маңайындағы табиғи фитоценоздар.

3-ші нүкте Ақмола облысы Алтынтау кен-байыту комбинаты (бұрынғы  Васильков КБК)  маңайындағы табиғи фитоценоздар.  

4-ші нүкте Солтүстік Қазақстан облысы Тайынша ауданы бұрынғы «Биохим» зауыты маңайындағы табиғи фитоценоздар.

Гамма – сәулеленудің эквиваленттік мөлшер қуаты РКСБ – 104 құралы көмегімен есептелді. Өлшеу жұмыстары төрт нүктеде жүргізілді (төрт бұрышында және ортасында). Бес рет  өлшеніп орташа мәні алынды. Зерттеу нүктелеріндегі гамма-сәулеленудің эквиваленттік мөлшер қуаты: 1- нүктеде  – 0,31 мкзв/сағ; 2-нүктеде  – 1,31 мкзв/сағ; 3-нүктеде  – 1, 08мкзв/сағ; 4-нүктеде - 0,89 мкзв/сағ.

Зерттелген нүктелерден топырақ үлгілері алынды. Топырақ үлгілері 25 см тереңдіктен жиналды. Топырақ үлгілері құрамындағы ауыр металдар мен микроэлементтердің мөлшері бірлескен түрде  «А.И. Бараев атындағы астық шаруашылығы ғылыми-өндірістік орталығы (АШҒӨО)» жауапкершілігі шектеулі серіктестігінің экологиялық және топырақтану агрохимиялық зерттеулер зертханасында жалынды атомизация әсерімен атомдық – адсорбционды әдіс арқылы анықталды. Талдау ауылшаруашылығына жарамды топырақтарда және өсімдік шаруашылығы өнімдеріндегі ауыр металдарды анықтау бойынша әдістемелік нұсқауларға сәйкес жүргізілді (Москва, МСХ РФ от 10 марта 1992 г).

Зерттеуге Salvia stepposa Shost. (Lamiaceae тұқымдасы) өсімдігі бақылау және ауыр металдармен ластанған жерлерден алынды. Өсімдік мүшелері Страсбургер – Флемминг әдісі (1х1х1) бойынша фиксацияланды. Анатомиялық зерттеулер гүлдену кезеңінде жиналған  Salvia stepposa Shost. өсімдігі өркендерінде жүргізілді, сабағынан анатомиялық кесінділер даярланды, қалыңдығы 10-15 мкм. Барлығы 200 уақытша препарат даярланды. Анатомиялық көрсеткіштерді анықтауда сызықтық өлшеуге арналған окулярлы микрометр (окуляр х15, объектив х8) қолданылды. Анатомиялық зерттеулерде Прозина / 8/, құрылысын сипаттауда К.Эзау /9/, зерттеу нәтижелерін математикалық өңдеуде Г.Ф. Лакин /10/ еңбектері қолданылды.

          Зерттеу нүктелерінен алынған топырақ үлгілерінің нәтижелері 1-кестеде көрсетілген.

Кесте 1      

Топырақ құрамындағы ауыр металдар мен микроэлементтердің мөлшері

 

 

№

 

 

Үлгілердің атауы

Микроэлементтердің қышқыл ерітінділердегі қозғалмалы түрі (1М НNО3)

Cu, мг/кг

Co, мг/кг

Cd, мг/кг

Zn, мг/кг

 

ШМК

5,0

2,0

3,0

23,0

1

Зеренді

6,51

4,20

0,25

6,44

2

Степногор

185,84

12,87

0,94

254,7

3

Тайынша

6,68

5,50

0,42

10,24

4

«Алтынтау» кен байыту комбинаты

5,29

6,33

0,40

16,54

 

Зерттеу нәтижелері бойынша ауыр металдардың мөлшері шектік мүмкін концентрациясынан (ШМК) бірнеше есе артқаны көрсетілді.

        

Әртүрлі нүктеден алынған топырақ үлгілерінде ауыр металдардың ШМК-сын негізге ала отырып, өсімдік өркенінің анатомиялық құрылысы сипатталып, салыстырылды.

Salvia stepposa Shost. Сабағының көлденең кесіндісінде эпидермис, алғашқы қабық, орталық шеңберді ажыратуға болады. Эпидермис беткейінде түкшелер кездеседі. Эпидерманың астыңғы жағында төрт бұрышында колленхима 10-12 қатар болады. Алғашқы қабық 4-5 қатар паренхимадан тұрады, өткізгіш шоқтар шоқтық құрылысты, өткізгіш шоқтың үстіңгі жағында механикалық ұлпа склеренхима орналасқан. Өткізгіш шоқтар ашық коллатеральды. Өткізгіш шоқ аралығында негізгі паренхима орналасқан.  Өзек паренхималары ірілеу, өзектің ортасы ауалы қуыс.

Бақылау нүктесінен алынған Salvia stepposa Shost. өсімдігінің сабағын ауыр металдармен ластанған  нүктелерден алынған өсімдік сабағымен салыстырғанда мынадай айырмашылықтар байқалды: эпидерма қалыңдығы барлық нүктелерде шамамен бірдей болды (2 –кесте).

Екінші нүктедегі сабақтың алғашқы қабық қалыңдығында айырмашылықтарды байқауға болады. Бақылау нүктесінде алғашқы қабық қалыңдығы 44,87±2,24 мкм болса, екінші нүктеде -  42,38±1,4 мкм. Екінші, үшінші, төртінші нүктелерден алынған өсімдіктер сабағында ксилема түтігінің ауданы бақылау нүктесімен салыстырғанда азайған (екінші нүктеде - 2,58±0,32*10-3 мм2, үшінші нүктеде -1,48±0,27*10-3 мм2, төртінші нүктеде - 1,23±0,17*10-3 мм2, бақылау нүктесінде -  3,11±0,31 *10-3 мм2). Эпидерма қалыңдығы, өзек паренхимасының мөлшері бақылау нүктесімен салыстырғанда екінші, үшінші нүктелерде азайған (2-кесте).

            Сонымен, топырақтағы ауыр металдардың ШМК-на байланысты, әртүрлі нүктелерден алынған Salvia stepposa Shost. өсімдік сабағының анатомиялық құрылысында мынадай айырмашылықтар бар.

 

 

 

Кесте 2

Salvia stepposa Shost. өсімдігі сабағының анатомиялық көрсеткіштері

 

Нүктелер

Эпидерма қалыңдығы, мкм

Алғашқы қабық қалыңдығы, мкм

Ксилема түтік ауданы*10-3 мм2

Өзек паренхимасының мөлшері, мкм

1 нүкте (бақылау)

9,23±0,76

44,87±2,24

3,11±0,31

36,57±1,23

37,94±1,37

2 нүкте (СТКХЗ)

8,88±0,74

36,57±1,63

1,64±0,29

23±0,86

21,69±0,68

3 нүкте (Ақмола облысы Алтынтау кен-байыту комбинаты)

7,52±0,56

37,94±2,19

1,77±0,26

26,99±1,12

25,79±1,57

4 нүкте (Солтүстік Қазақстан облысы Тайынша ауданы)

8,49±1,14

39,98±3,8

1,83±0,15

26,65±3,71

24,95±3,82

 

Сабақтың ішкі құрылысында өзек паренхималарының мөлшері, ксилема түтігінің ауданы, эпидерма қалыңдығы азайған.

Сонымен, Со, Cd,  Cu, Zn сияқты ауыр металдармен ластанған топырақта өсіп-өнген Salvia stepposa Shost. өсімдігі құрылымында өзгешеліктер байқалған (эпидерма қалыңдығы, өзек паренхимасының мөлшері, ксилема түтігінің ауданы азайған).  Анатомиялық құрылымындағы өзгерістерді зерттелген аймақтың экологиялық жағдайын бағалауда қолдануға болады.

 

 

                                                          

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

1.     Черных Н.А., Овчаренко М.М., Поповичева Л.Л. Приемы снижения фитотоксичности тяжелых металлов // Агрохимия. – 1995. -№9. – С.101-107

2.     Попова А.А. Влияние минеральных органических удобрений на состояние тяжелых металлов в почве // Агрохимия. – 1991. - №3 – С.62-67

3.     Минеев В.Г. Кочетавин А.В. Низен Ван Бо. Использование природных цеолитов для предотвращение загрязнение почвы и растений тяжелыми металлами // Агрохимия. – 1989. - №8. –С.89-95

4.     Неменко Б.А., Грановский Э.И. Критерии оценки загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами // Метод.рекомендации. – Алма-Ата, 1988.

5.     Гончаров П.П., Ахметкалиев М.С., Жакашов Н.Ж., Абишев Б.М. Влияние промышленных выбросов некоторых предприятий химической промышленности Казахстана на загрязнение почвы. // Гигиена окружающей среды.-1998. - №5- С. 18-22

6.     Казымбет П.К., Бахтин М.М., Имашева Б.С. Естественные радионуклиды и тяжелые металлы в обьектах окружающей среды вблизи уранодобывающих предприятий // Астана медициналық журналы. №1, 2005, - С.8-11

7.     С.С. Айдосова, Н.М. Мұхитдинов, Дурмекбаева Ш.Н. Семей полигоны аймағындағы өсімдіктердің морфо-анатомиялық ерекшеліктері. – Алматы: Қазақ университеті. – 2001. – 140 с. (монография)

8.     Прозина М.Л. Ботаническая микротехника. М.: 1960. -208 с.

9.     Эзау К. Анатомия семенных растений. М.: Высшая школа. 1990. -352 с.

10. Гродзинский Д.М. Радиобиология растений. – Киев: Наукова думка, 1989. 380 с.

11. С.С.Айдосова, Н.З. Ахтаева Антропогенді ластанған ортадағы бұта және жартылай бұта өсімдіктері өркендерінің морфологиялық ерекшеліктері // ҚазҰУ хабаршысы. – 2011 ж. №6 (52). Б.-35-41.

12.  Исмаилова Д.С., Айдосова С.С., Ахметова А.Б. Структура Calamagrotis epigeios (L.) roth и Artemisia marshallianna spreng в условиях загрязнения тяжелыми металлами // Вестник КазНУ. – 2008г. №1 (22). Б.-44-50.