З. В. Грицай

Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара

Динаміка вмісту відновлюючих цукрів у листках представників роду Асеr в умовах техногенного забруднення

Вуглеводи займають одне із центральних місць у метаболізмі рослинної клітини [4]. Разом з тим, з літературних джерел відомо, що за дії різного роду екстремальних екологічних чинників у адаптивних реакціях рослинних організмів до умов довкілля найважливіша роль належить вуглеводному обміну [3,6]. Отже, для пізнання механізмів, що лежать у основі пристосування рослин до дії негативних чинників середовища, зокрема такого сильнодіючого фактора як токсичні речовини техногенних викидів, значний інтерес представляє дослідження впливу промислового забруднення на зміни вмісту різних форм вуглеводів у органах деревних рослин. Виходячи з вищевказаного, мета даної роботи – дослідити вплив забруднення довкілля викидами коксохімічного підприємства на динаміку вмісту відновлюючих цукрів у листках деревних рослин роду Acer.

Об’єктами дослідження були клен гостролистий (Acer platanoides L.), клен несправжньоплатановий (Acer pseudoplatanus L.), клен ясенелистий (Acer negundo L.). Дослідні дерева росли на пробних ділянках санітарно-захисної зони навколо коксохімічного заводу м. Дніпропетровськ, де основними забруднюючими речовинами є диоксид сірки, оксиди азоту, сірководень, фенол, аміак, аерозолі. Контрольна ділянка розташована в умовно чистій зоні, де концентрація забруднюючих речовин не перевищує ГДК.

Проби відбирали з декількох модельних дерев, гілок одного порядку галуження середньої частини крони, з південно-східного боку. Вміст відновлюючих цукрів визначали за методикою Х.Н. Починка [5]. Отримані результати опрацьовані статистично [2].

Аналіз результатів дослідження динаміки відновлюючих цукрів у листках A. negundo свідчить про певне зниження їх вмісту від фази початкового росту листка до логарифмічного періоду, підвищення – на стадії сповільненого росту листка та значне зменшення на кінцевому етапі вегетації (табл. 1). Зниження вмісту даної форми цукрів на стадії інтенсивного росту листка, ми вважаємо, може бути пов’язане з посиленим використанням асимілятів у процесі росту листків і плодів, а в кінці вегетації – зі зниженням інтенсивності фотосинтезу.

В A. platanoides і A. pseudoplatanus спостерігається поступове зменшення концентрації відновлюючих цукрів у онтогенезі листка (див. табл. 1).

Слід відзначити, що в умовах впливу на рослини інгредієнтів промислових викидів динаміка вмісту відновлюючих цукрів має подібну з контролем закономірність, за винятком A. negundo в фазу інтенсивного росту листка, де, на відміну від контролю, в зоні забруднення кількість даної форми цукрів не зменшується, а підвищується порівняно з попередньою стадією.

Аналіз вмісту відновлюючих цукрів у листках на окремих стадіях їх росту в рослин дослідного та контрольного варіантів свідчить про те, що характер змін цього показника різниться залежно від видової належності дерева та від стадії росту листка. Так, в A. negundo на початковій стадії онтогенезу листка вміст відновлюючих цукрів у досліджуваних органах рослин дослідного варіанту практично не відрізняється від контролю. На стадіях інтенсивного та сповільненого росту листкової пластинки у цього виду відмічається підвищення концентрації відновлюючих цукрів у листках за дії промислових токсикантів (див. табл. 1). Причиною збільшення показника вмісту відновлюючих цукрів у листках A. negundo на дослідній ділянці в вищезазначені фази онтогенезу може бути гідроліз сахарози та крохмалю. Це узгоджується з даними В. П. Бессонової [1], згідно з якими в умовах техногенного забруднення в листі деревних порід, толерантних до промислових викидів, спостерігається підвищення активності амілази в літні місяці, що, відповідно, може активізувати гідроліз крохмалю.

Таблиця 1.

Вплив викидів коксохімічного заводу на вміст відновлюючих цукрів у листках представників роду Acer на різних стадіях онтогенезу листка

Вид	Контроль	Санітарно-захисна зона навколо коксохімічного заводу	% до контролю	T
Стадія початкового росту листка
A. platanoides	1,02 ± 0,008	0,92 ± 0,019	90,2	4,85
A. pseudoplatanus	1,05 ± 0,006	0,98 ± 0,009	93,3	6,48
A. negundo	0,98 ± 0,009	0,96 ± 0,011	98,0	1,41
Стадія інтенсивного росту листка
A. platanoides	0,98 ± 0,016	0,81 ± 0,009	82,7	9,26
A. pseudoplatanus	0,57 ± 0,003	0,57 ± 0,006	100,0	0
A. negundo	0,90 ± 0,008	1,25 ± 0,018	138,9	17,8
Стадія сповільненого росту листка
A. platanoides	0,73 ± 0,006	0,69 ± 0,009	94,5	3,70
A. pseudoplatanus	0,34 ± 0,004	0,48 ± 0,008	141,2	15,7
A. negundo	2,10 ± 0,012	2,24 ± 0,017	106,7	7,0
Стадія стаціонарного стану онтогенезу листка
A. platanoides	0,55 ± 0,011	0,37 ± 0,007	67,3	13,8
A. pseudoplatanus	0,21 ± 0,003	0,18 ± 0,004	85,7	6,0
A. negundo	0,69 ± 0,008	0,65 ± 0,009	94,2	3,33

В A. platanoides даний показник достовірно знижується в дослідному варіанті, порівняно з контрольним, на всіх етапах росту листка, однак найбільшою мірою – на стадіях інтенсивного росту листкової пластинки та в кінці вегетації (див. табл. 1).

В A. pseudoplatanus вміст відновлюючих цукрів у листках рослин, що зростали в сфері дії промислових викидів, порівняно з контрольними, зменшується на стадіях початкового росту та стаціонарного стану онтогенезу листка, не відрізняється від контролю на етапі інтенсивного росту, а в фазу сповільненого росту листкової пластинки – підвищується (див. табл. 1).

Таким чином, наші дослідження свідчать, що хронічний вплив викидів металургійного підприємства на деревні рослини спричинює зміни концентрації відновлюючих цукрів у листках. Зменшення їх вмісту в досліджуваних органах A. platanoides і A. pseudoplatanus може викликати порушення процесів пластичного та енергетичного обміну клітин. Збільшення рівня відновлюючих цукрів у листках A. negundo й A. pseudoplatanus на стадії сповільненого росту, а в A. negundo – також і в фазу інтенсивного росту листка, за дії промислових викидів, порівняно з контролем, може сприяти накопиченню моносахаридів, які є важливим будівельним і енергетичним матеріалом для клітин, а отже – підвищувати адаптивні можливості даного виду в техногенних умовах зростання.

Література:

1. Бессонова В. П. Изменение активности ферментов углеводного обмена в листьях древесных растений в условиях металлургического предприятия / В. П. Бессонова, И. И. Лыженко // Деп. в ВИНИТИ, № 4351. – Днепропетровск: ДГУ, 1986. – 18 с.

2. Лакин Г. Ф. Биометрия. Уч. пос. для биол. спец. вузов. – М.: Высш.шк., 1990. – 352 с.

3. Молотковский Ю. Г. О механизме защитного действия сахаров к высокой температуре / Ю. Г. Молотковский, И. М. Жестова // Физиология растений, 1964. – Т. 2, Вып. 2. – С 301 – 307.

4. Мусієнко М. М. Фізіологія рослин. – К.: Вища школа, 1995. – 504 с.

5. Починок Х. Н. Методы биохимического анализа растений. – К.: Наукова думка, 1976. – 232 с.

6. Трунова Г. И. Сахара как один из факторов, повышающих морозоустойчивость растений // Изд-во АН СССР, сер. Биол. наук. – 1972. – № 2. – С. 185 – 196.