Біологічні науки

Легостаєва Т. В.

Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара

Структурно-функціональні показники пагонів деревних рослин на промислових територіях

Вивчення впливу важких металів у складі промислових емісій на процес адаптації та стійкості рослин проводиться для локального моніторингу навколишнього середовища.

Об'єктами наших досліджень були шовковиця біла (Morus alba), липа широколиста (Tilia plаtyphyllos), горобина проміжна (Sorbus x intermedia) на промисловій території АТ Дніпроважмаш та ботанічного саду ДНУ ім. Олеся Гончара (контрольна ділянка) м. Дніпропетровська.

Концентрація елементів у ґрунті промислової зони перевищує фонові значення (Zn в 4,91-7,62; Cu в 2,64-4,67; Ni в 2,14-2,53; Рb в 9,26-52,24 та Cd в 2,00-3,67 разів). Вміст рухомих форм важких металів у промисловому едафотопі під досліджуваними рослинними об’єктами перевищує такий у контрольному ґрунті – Zn - у 6, Cu - у 3, Ni - у 2,5, Рb - у 29, Cd - у 3 рази.

Відомо, що в залежності від концентрації важких металів змінюються фізіолого-біохімічні процеси в рослинах [Бессонова В.П., 1999; Мартынов О. Л., 2002; Серегин И.В., Иванов В.Б., 2001]. Найбільша кількість важких металів нами відмічена в едафотопі промислової ділянки під шовковицею білою. Ми зафіксували також найвищий вміст важких металів у листках шовковиці білої на обох дослідних ділянках (по відношенню до інших об’єктів дослідження), який становить на контрольній ділянці – Zn - 59,17; Cu - 6,85; Рb - 0,55; Ni - 0,87; Cd - 0,09; на промисловій території – Zn - 62,15; Cu - 10,42; Рb - 1,00; Ni - 1,56; Cd - 0,27 мг/кг сухої ваги листків. Це майже вдвічі більше ніж у листках липи широколистої та горобини проміжної на забрудненій та умовно чистій територіях.

Біоіндикаторною ознакою забруднення навколишнього середовища може слугувати зниження концентрації хлорофілу в листках рослин. Вміст хлорофілів у рослинах доцільно використовувати для характеристики стану довкілля, особливо в індустріальних регіонах [Долгова Л.Г., Мазуніна Т.О., 2002].

За даними деяких авторів [Мартынов О. Л., 2002; Серегин И.В., Иванов В.Б., 2001] важкі метали (кадмій, свинець) викликають зміну ліпідного складу мембран тилакоїдів, що безпосередньо впливає на розвиток пластид. Під їх дією вміст кількості хлорофілу b зменшується більш суттєво, ніж хлорофілу а. Це обумовлено інгібуванням ферментів синтезу хлорофілу b, нестачею Мg і Fе. У різних видів рослин при одній і тій же концентрації металу в середовищі вміст хлорофілу змінюється по-різному. Інгібування синтезу хлорофілу важкими металами часто візуально виражається у вигляді хлорозу.

Ми встановили, що найбільша кількість фотосинтезуючих пігментів хлорофілів a+b – 2,843 мг/г (у контрольному зразку) і 1,421 мг/г (у дослідному зразку) характерна для липи широколистої. Це підтверджує наші дані морфометричного аналізу, згідно з якими на промисловій ділянці спостерігається збільшення довжини, ваги та площі листової пластини липи широколистої. Можливо ці зміни (збільшення хлорофілоносної тканини) відбуваються у рослинах на промислових територіях як адаптація до великої кількості забруднювачів в атмосфері та ґрунті.

За нашими даними важкі метали із складу промислових емісій значно не вплинули на співвідношення хлорофілів a і b у листі горобини проміжної з контрольної ділянки, але сума хлорофілів з промислової ділянки (0,413 мг/г) в 3 рази нижча ніж в листі з контрольної ділянки (1,205 мг/г).

Не дивлячись на те що шовковиця біла, за нашими даними акумулює найбільшу кількість важких металів серед досліджуваних рослин на промисловій ділянці, це суттєво не вплинуло на співвідношення кількості фотосинтезуючих пігментів хлорофілу а (0,505) та хлорофілу b (0,350 мг/г).

Нами виявлено, що в листках горобини проміжної на промисловому едафотопі зменшується кількість хлорофілу b по відношенню до хлорофілу а, в липі широколистій збільшується вміст хлорофілу b по відношенню до хлорофілу а, в шовковиці білій ці показники майже однакові.

Нами відмічено найвищій вміст хлорофілів a+b на одиницю площі (1 см²) у листі шовковиці білої, що можливо як прояв адаптації рослини до високої кількості важких металів у ґрунті, атмосферному повітрі та в листках шляхом збільшення кількості хлорофілу. Отримані нами дані підтверджуються даними інших авторів [Гуральчук Ж. З., 1994; Долгова Л.Г., Мазуніна Т.О., 2002].

Таким чином, ми зафіксували зменшення вмісту хлорофілів a+b в листках досліджуваних рослин в промисловій зоні по відношенню до контрольної ділянки, що складає для липи широколистої 52,03–69,16, горобини проміжної 50,42–52,73 та шовковиці білої 29,55–30,70 %.

Кращими показниками стійкості до впливу важких металів із складу промислових викидів характеризується шовковиця біла. Ми вважаємо, що доцільно використовувати шовковицю білу для озеленення санітарно – захисних смуг промислових підприємств.