УДК 582.4:504.054:574.3

Биологические науки/ 2. Структурная ботаника и биохимия растений

к.б.н. Дурмекбаева Ш., магистр естественных наук Калиева С.

магистр биологии Шакиржанова И.С.

Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова, Казахстан

АНТРОПОГЕНДІК ФАКТОРЛАРҒА БАЙЛАНЫСТЫ Capsella bursa-pastoris ӨСІМДІГІНІҢ АНАТОМИЯЛЫҚ – МОРФОЛОГИЯЛЫҚ ҚҰРЫЛЫС ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

Қазіргі таңда өндірістік дамыған елдерде ауыр металдармен топырақтың ластануы кең таралған [1].

Бұл ағзаның тіршілігіне, клеткалардың бөлінуіне, дифференциялануына және тұқым қуалаушылық қасиеттерінің өзгерісіне әкеледі. Биоценоздың құрамы мен сапасының, толық экожүйенің деградациясына әкеліп соғады [2,3].

Топырақтың антропогенді ластану жағдайына байланысты ауыр металдардың жоғарғы қозғалғыштығы байқалады, сол топырақта өсетін өсімдіктердің құрамында ауыр металдар концентрациясының жоғарлауы да анықталады. Топырақтың ауыр металдармен ластануы тірі ағзаларға кері әсерін тигізеді. Топырақ және өсімдіктер дүниесі табиғатта бір жүйеге байланысқан /4/.

Топырақтың ауыр металмен өнеркәсіптік ластануының кез келген түрі өсімдік және жануарлар ағзалары ұзақ уақыт бойы бейімделген бастапқы табиғи шоғырлануымен салыстырғанда металдың шоғырлануының артуымен бағаланады. 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 өсімдіктерге ұзақ уақыт бойы уытты әсер етеді /5,6/.

ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ МЕН ӘДІСТЕРІ

Солтүстік Қазақстанның антропогендік ластану аймағындағы өсімдіктер өркендерінің анатомиялық құрылысы ерекшеліктерін сипаттау үшін зерттеу жұмыстары мынадай нүктелерде жүргізілді:

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

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

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

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

Антропогенді ластану жағдайына байланысты, өсімдіктер өркендерінің морфологиялық және анатомиялық құрылымының қазіргі кездегі ерекшеліктерін сипаттау үшін, 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 – абсорбционды 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 Capsella bursa-pastoris өсімдігі алынды. Анатомиялық зерттеулер гүлдену кезеңінде жиналған өсімдіктер өркендерінде жүргізілді.

Өсімдіктер жалпыға бірдей қабылданған ботаникалық әдістер арқылы зерттелді /7/. Анатомиялық құрылысын сипаттауда Эзау К. (1980) /8/, математикалық өңдеуде Г.Ф.Лакин /9/ еңбектері қолданылды.

ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОНЫ ТАЛҚЫЛАУ

Антропогенді ластану жағдайына байланысты, Euphorbia waldsteinii (Sojak) Czer. өсімдігінің қазіргі кездегі ерекшеліктерін сипаттау үшін, зерттелген нүктелерден топырақ үлгілері алынды. Бақылау нүктесіндегі топырақ үлгілерінің құрамындағы ауыр металдардың мөлшері – Со – 4,2 мг/кг; Cd – 0,25 мг/кг; Cu – 6,51 мг/кг; Zn – 6,44 мг/кг болса, ал екінші нүктедегі топырақ үлгілеріндегі ауыр металдардың мөлшері – Со – 12,87 мг/кг; Cd – 0,94 мг/кг; Cu – 185,84 мг/кг; Zn – 254,7 мг/кг ШМК-нан бірнеше есе артық болатыны анықталды.

Кәдімгі жұмыршақ – Capsella bursa-pastoris. Крестгүлділер (Вгаssicaceae) тұқымдасына жатады.

Capsella bursa-pastoris – биіктігі 50 сантиметрге жуық. Сабақтары жалаң немесе бұтақты болады. Гүлдері ұсақ ақ түсті, ұзын, шашақ тәрізді жиналып тұрады. Жемісі үшбұрышты бұршақ. Сәуір айынан бастап, күзге дейін гүлдейді.

Capsella bursa-pastoris – сабағының көлденең кесіндісі эпидермис, алғашқы қабық және орталық шеңберден тұрады. Эпидермис бір–біріне жанаса орналасқан бір қатар клеткалардан құралған. Оның астыңғы жағында бір қатар арқаулық ұлпа клеткалары колленхима орналасқан. Алғашқы қабықты паренхималық клеткалардың 4-5 қатары түзеді. Өткізгіш шоқтар бірігіп, сабақтың шоқсыз немесе ауыспалы құрылысын түзеді. Өзек ірі, жұқа қабықшалы паренхимадан құралған.

Capsella bursa-pastoris екінші нүктеден алынған өсімдік сабағының ішкі құрылысын бақылау нүктесіндегі өсімдік сабағының ішкі құрылысымен салыстырғанда, екінші нүктедегі сабақтың алғашқы қабық қалыңдығында айырмашылықтарды байқауға болады. Бақылау нүктесінде алғашқы қабық қалыңдығы 59,47±2,68 мкм болса, екінші нүктеде - 38,28±1,1 мкм, яғни алғашқы қабық қалыңдығында айырмашылықтар бар. Екінші, үшінші, төртінші нүктелерден алынған өсімдіктер сабағында эпидерма қалыңдығы бақылау нүктесімен салыстырғанда азайған (екінші нүктеде - 6,46±0,03мкм, үшінші нүктеде -7,17±0,48 мкм, төртінші нүктеде - 8,2±0,67, бақылау нүктесінде - 10,94±0,71) (1-кесте).

Кесте 1 - Capsella bursa-pastoris өсімдігі сабағының анатомиялық көрсеткіштері

Нүктелер	Эпидерма қалыңдығы, мкм	Алғашқы қабық қалыңдығы, мкм	Ксилема түтік ауданы·10^-3 мм^2	Өзек паренхимасының мөлшері, мкм
1 нүкте	10,94±0,71	59,47±2,68	3,81±0,26	43,06±2/ 39,64±1,78
2 нүкте	6,46±0,03	38,28±1,1	2,02±0,14	31,78±1,27/ 29,39±0,91
3 нүкте	7,17±0,48	42,72±1,74	2,5±0,15	34,18±1,11/ 32,13±1,16
4 нүкте	8,2±0,67	49,9±1,86	2,82±0,2	38,62±1,31/ 36,23±1,25

Өзек паренхимасының мөлшері бақылау нүктесімен салыстырғанда екінші, үшінші, төртінші нүктелерде азайған. Ксилема түтік ауданы барлық нүктелерде шамамен бірдей (1- сурет).

А Б

Сурет 1 - Зерттеу нүктелерінен алынған Capsella bursa-pastoris өсімдігі сабағының анатомиялық құрылысы. А- Бақылау нүктесі, В- 3-нүкте Алтынтау кен-байыту комбинаты

Зерттеу нүктелерінен алынған Capsella bursa-pastoris өсімдігі жапырақтар тақтасының ұзындығы мен енінде айтарлықтай айырмашылықтар байқалмады

Зерттеу нүктелерінен алынған Capsella bursa-pastoris өсімдігі сабағының биіктігі екінші нүктеде - 36,8±0,88 см, үшінші нүктеде - 35,17±0,81см, төртінші нүктеде - 32,57±1,27см, бақылау нүктесінде - 28,63±1,92см айтарлықтай айырмашылықтар байқалмады.

Ауыр металдармен ластану аймағындағы Capsella bursa-pastoris өсімдігінің анатомиялық құрылысында бақылау нүктесімен салыстырғанда сабағындағы сандық көрсеткіштердің өзгеруі (алғашқы қабықтың қалыңдығы, эпидерма қалыңдығы, өзек паренхимасының мөлшері) анықталды.

Жаппай гүлдену кезеңі екінші нүктеде – 4-10 маусым (2011 жыл) күндері, ал бақылау нүктесінде – 20-26 маусым (2011 жыл) күндері аралығында болды. Екінші нүктедегі өсімдіктің гүлдену фазасы ерте басталады.

Сонымен, ауыр металдармен ластану аймағындағы Capsella bursa-pastoris өсімдігінің анатомиялық құрылысында бақылау нүктесімен салыстырғанда сабағындағы сандық көрсеткіштердің өзгеруі анықталды. Екінші нүктеден алынған өсімдік сабағының ішкі құрылысын бақылау нүктесіндегі өсімдік сабағының ішкі құрылысымен салыстырғанда, екінші нүктедегі сабақтың алғашқы қабығының қалыңдығы, эпидерма қалыңдығы, өзек паренхимасының мөлшері азайғандығы анықталды. Морфологиялық құрылысында (өсімдік биіктігі, жапырақтар тақтасының ұзындығы мен енінде) айтарлықтай айырмашылықтар байқалмады, екінші нүктедегі өсімдіктің гүлдену фазасы ерте басталатыны анықталды.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

1. Ермохин Ю.И. Баланс строения и кальция в почве и растениях: монография / Ю.И. Ермохин. А.Ф.Иванов. – Омск: Изд-во ОмГАУ, 2003. – 106с.

2. Гулякин И.В., Юдинцева Е.В. Сельскохозяйственное радиобиология. М.-«Колос», 1973. – 272с.

3. Позолотина В.Н. Адаптационные процессы у растений в условиях радиационного воздействия. Экология, 1996. - №2. - 111-116с.

4. Антропогенная радионуклидная аномалия и растения. Под.ред.акад. УССР Д.М.Гродзинского, Киев. Лыбидь,1991. - 160с.

5. Шильников Л.А. Проблемы снижения подвижности тяжелых металлов при известковании / Л.А.Шильников, Н.И.Аканова // Химия в сел.хоз-ве. – 1995. - № 4 – 29-2с.

6. Добровольский В.В. Проблема водной миграции масс тяжелых металло в биосфере / В.В. Добровольский // Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде: материалы ІІ Междунар. науч.-практ.конф. (16-18 окт. 2002 г.) – Семипалатинск, 2002. – Т.1. 23-33с.

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

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

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