Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Оценка влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность сои в условиян Уссурийского района Приморского края

У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Оценка влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность сои в условиян Уссурийского района Приморского края

Количество страниц	136

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	24562.doc

Содержание	Содержание ВВЕДЕНИЕ 5 ГЛАВА 1. Хозяйственно-биологическая характеристика сои, ее значение в земледелии Приморского края. Проблемы выращивания сельскохозяйственных культур в связи с загрязнением почв тяжелыми металлами (обзор литературы) 9 1.1. Народнохозяйственное значение, ботаническая характеристика и биологические особенности сои 9 1.2. Биологическая роль тяжелых металлов, их накопление растениями в зависимости от содержания в почве 13 1.3. Отношение сельскохозяйственных культур к загрязнению почвы тяжелыми металлами 17 ГЛАВА 2. Условия, материалы и методы исследований 22 2.1. Условия проведения экспериментов 22 2.2. Материалы и методы исследований 25 2.2.1. Методика исследований роста, развития, урожайности и качества семян сои при выращивании на почве, загрязненной ТМ с применением бактериальных удобрений 25 2.2.2. Методика исследования последействия тяжелых металлов на растения сои 26 2.2.3. Методика исследования адаптации потомства первого поколения сои, выращенной на загрязненной Cd, Pb, Zn, Си почве к естественному (фоновому) содержанию металлов в почве 26 2.2.4. Методика исследования адаптации потомства сои, выращенной на загрязненной ТМ почве к условиям загрязненной Cd, Pb, Zn, Си почвы 27 2.2.5. Методика исследования надземной и корневой массы растений сои 28 2.3. Методики учетов и определений 28 3 ГЛАВА 3. Рост и развитие сои на загрязненной тяжелыми металлами Cd, Pb, Zn, Си почве с применением бактериальных удобрений 30 3.1. Полевая всхожесть семян 3 0 3.2. Изреженность посевов сои 31 3.3. Образование клубеньков на корнях растений 34 3.4. Влияние солей ТМ на изменение рН почвенного раствора и цел-люлозоразлагающую способность почвы 35 3.5. Влияние ТМ на рост, формирование надземной и корневой массы сои 38 3.6. Образование боковых ветвей и высота прикрепления нижнего боба 46 3.7. Прохождение фенологических фаз растениями сои 47 3.8. Урожайность и структура урожая 48 3.9. Биохимический состав семян 51 3.10. Содержание кадмия, свинца, цинка и меди в семенах сои 58 3.11. Влияние условий выращивания на сортовые признаки и посевные качества семян сои 59 ГЛАВА 4. Рост и развитие потомства сои, выращенной на почвах с повышенным содержанием кадмия, свинца, цинка и меди. Последействие тяжелых металлов 64 4.1. Полевая всхожесть, сохранность, выживаемость растений 64 4.2. Образование клубеньков на корнях сои, рН почвенного раствора и целлюлозоразлагающая способность почвы 67 4.3. Рост растений, нарастание надземной и корневой массы 69 4.4. Изменение морфологических и биологических признаков растений сои 72 4.5. Урожайность и качество урожая 75 4. 6. Биохимический состав семян 79 4 4.7. Влияние условий выращивания на сортовые признаки и посевные качества семян сои 84 ГЛАВА 5. Исследование изменений сортовых признаков растений сои при выращивании на загрязненной Cd, Pb, Zn, Си почве 87 5.1. Изменения морфологических признаков у растений 87 5.2. Изменение продуктивности растений 96 5.3. Корреляция количественных признаков 105 5.4. Изменение сортовых признаков семян 107 ГЛАВА 6. Хозяйственно-экономическая оценка выращивания сои на загрязненной тяжелыми металлами почве 110 6.1. Изменение хозяйственно-ценных признаков семян сои 110 6.2. Экономическая оценка выращивания сои на почве, загрязненной тяжелыми металлами 113 ВЫВОДЫ 116 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 118 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 119 ПРИЛОЖЕНИЯ 136 Введение 5 ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследований. Сельскохозяйственное производство становится все более зависимым от экологических факторов антропогенного происхождения, которые в значительной степени изменяют свойства почвы, продуктивность растений и качество продукции. Тяжелые металлы (ТМ) - одна из опаснейших групп веществ, загрязняющих окружающую среду. В повышенных концентрациях они способны накапливаться в почве, растениях, и, естественно, в продуктах питания человека, вызывая необратимые процессы, отрицательно влияющие на его жизнедеятельность [1,2]. В Приморском крае к зонам повышенного антропогенного загрязнения относится Уссурийский район [2,3]. Промышленное и сельскохозяйственное производство, автомобильный транспорт, несанкционированные свалки приводят к загрязнению территории, в том числе пахотных земель, тяжелыми металлами Cd, Pb, Zn, Си и другими элементами, что может привести к необратимым изменениям агроценозов. В земледелии Приморского края соя (Glycine hispida (Moench.) Max.) является основной сельскохозяйственной культурой и занимает свыше 34% площади пашни [4], имеет большое значение как продовольственная, техническая и кормовая культура. Являясь источником ценного белка и масла, соя пользуется спросом на внутреннем и внешнем рынках. Расширение посевных площадей этой ценной культуры неизбежно приведет к размещению ее на почвах, загрязненных ТМ. С целью повышения урожайности сои некоторые хозяйства применяют бактериальные удобрения азотовит и бактофосфин фирмы «Биолин». В связи с этим актуальными являются исследования, которые позволят оценить влияние загрязнения почвы ТМ на развитие сои, адаптацию потомства к измененным условиям выращивания, сохранение сортовых признаков и посевных качеств семян, хозяйственно-ценных показателей, а также способность бактериальных удобрений повышать устойчивость сои к загрязнению почвы. Полученные результаты дадут представление о последствиях выращивания сои на загрязненных тяжелыми металлами почвах. В Приморском крае подобные исследования проведены впервые. Цель работы - дать оценку влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: 1. Установить влияние Cd, Pb, Zn, Си на рост и развитие растений сои, посевные качества и сортовые признаки семян во времени в экспериментальных условиях; 2. Выявить влияние бактериальных удобрений азотовита и бактофосфина на растения сои в условиях повышенного содержания в почве Cd, Pb, Zn, Cu; 3. Установить последействие загрязнения почвы Cd, Pb, Zn, Cu на растения сои; 4. Оценить адаптацию потомства сои, выращенной на загрязненной Cd, Pb, Zn, Си почве к естественному (фоновому) и повышенному содержанию металлов в почве; 5. Определить накопление токсичных элементов в семенах сои и их биохимический состав; 6. Дать хозяйственно-экономическую оценку выращивания сои на загрязненных тяжелыми металлами почве. Научная новизна. Впервые дана оценка влияния загрязнения почвы Cd, Pb, Zn, Cu в дозе 2 ПДК на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района. Установлено, что загрязнение почвы ведет к подавлению роста и развития растений, снижению урожайности до 38% и изменению сортовых признаков сои. Zn и Си проявляют наибольшее токсическое действие в период «посев - всходы», Cd и Pb - «всходы - полная спелость». Выявлены морфологические изменения растений сои. Впервые получены данные по влиянию Cd, Pb, Zn, Cu на сроки и продолжительность прохождения фенологических фаз роста и вегетационного периода. 7 Установлено повышение токсического действия тяжелых металлов на растения сои при применении бактериальных удобрений азотовита (Azotobacter chroococcum) и бактофосфина (Megaterium phosphaticum). Установлено, что при посеве семян первого поколения сои, полученных на загрязненной ТМ почве в предыдущем году, в почву с фоновым содержанием ТМ и Загрязненную теми же элементами, увеличивается продуктивность растений, содержание белка и жира в семенах и сохраняются измененные признаки. Практическая значимость. Полученные результаты представляют собой новую информацию и могут быть использованы при решении многих конкретных задач. При выращивании сои на загрязненных Cd, Pb, Zn, Си почве (особенно Zn и Си), необходимо увеличивать норму высева на 20...40%. Размещать посевы сои с учетом степени загрязнения почры и токсичного элемента. Загрязнение почвы Си способствует растрескиванию бобов, что приводит к потерям урожая. На почвах, загрязненных Zn и Си снижается высота прикрепления нижних бобов, что может привести к значительным потерям урожая при уборке. Во избежание потери ценных хозяйственных признаков сорта сортовые посевы не размещать на почвах, загрязненных тяжелыми металлами. Рекомендовано в селекционной работе применять Cd, Pb, Zn, Си в качестве химических мутагенов. Защищаемые положения. 1. При загрязнении почвы токсическими элементами Cd, Pb, Zn, Си в дозе 2 ПДК подавляется рост и развитие растений, снижается урожайность и качество урожая, изменяется морфология сои, утрачиваются сортовые признаки. Zn и Си проявляют наиболее токсическое действие в период «посев -всходы», Cd и Pb - «всходы - полная спелость». 2. Бактериальные удобрения азотовит (Azotobacter chroococcum) и бактофосфин (Megaterium phosphaticum) не снижают токсического действия ТМ на растения сои. 3. Потомство первого поколения сои, выращенной на почве, загрязненной Cd, Pb, Zn, Cu увеличивает продуктивность растений, содержание белка и жира в семенах, повышает качество масла. 4. Выращивание сои на загрязненной Cd, Pb, Zn, Cu почве экономически убыточно. Апробация работы. Результаты исследований доложены на Международной научно-практической конференции «Аграрная политика и технология производства сельскохозяйственной продукции в странах Азиатско-Тихоокеанского региона», в Приморской государственной сельскохозяйственной академии (г. Уссурийск, 2001 г.), научной сессии Общего годичного собрания Дальневосточного научно-методического центра Россельхозакадемии (2002, 2003 гг.). В 2003 г. семена второй генерации, полученные с растений, выращенных на загрязненной ТМ почве, высеяны в СХПК «Алексеевка» Ханкайского района Приморского края на площади 0,60 га с целью проверки в условиях производства на урожайность и качество продукции (Акт прилагается). Публикации. По материалам диссертации опубликовано восемь работ. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 170 стр. и состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы (200 источников, в том числе 40 иностранных) и 44 приложений. Работа иллюстрирована 27 рисунками и 48 таблицами. 9 ГЛАВА 1. ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОИ, ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ ПРИМОРСКОГО КРАЯ. ПРОБЛЕМЫ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В СВЯЗИ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ПОЧВ ТМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 1.1. Народнохозяйственное значение, ботаническая характеристика и биологические особенности сои Народнохозяйственное значение. Многие исследователи отмечали большое значение сои как продовольственной, масличной, технической и кормовой культуры [5, 6, 7, 8, 9, 10]. Родина сои - Восточная Азия. Как культурное растение соя известна уже 6-7 тысяч лет [11]. По мнению китайского ученого Сунь Син-Дуна соя в Китае возделывается уже более 5 тысяч лет [12]. В Европе соя стала известна благодаря трудам естествоиспытателя Е. Каефа. Однако об её пищевых достоинствах стало известно немногим более 50 лет назад. В результате всесторонних исследований химического состава зерна сои установлено, что эта самая богатая культура по содержанию белка, в котором представлены все незаменимые аминокислоты. Белок сои характеризуется высокой перевариваемостью и усвояемостью, по биологической ценности он стоит на первом месте среди белков других важнейших сельскохозяйственных культур. К тому же соевый белок - один из самых дешевых [13]. Соевый белок по своему аминокислотному составу близок к белкам животного происхождения [14, 15]. Белок сои используют для лечебных целей как сырье для приготовления препаратов, применяемых при лечении диабета и лучевой болезни. Из растений сои производят более 400 видов изделий, а белок и масло используют во многих пищевых продуктах. Соя является сырьем для получения масла, в состав которого входят полноценные ненасыщенные жирные кислоты [16]. Семена содержат 18 - 22% жира. Около 5% ценных минеральных веществ: кальция, фосфора, калия, серы и 10 других, а также около 25 различных углеводов. В состав сои входят витамины А, В, В2, С, Д, Е, К. Содержание витаминов в группе в три раза больше, чем в коровьем молоке [6, 17]. Соевое масло занимает первое место в мире среди производимых пищевых масел. Доля его в мировом производстве составляет 30,3%. По данным химика Эдварда Эмкена соевое масло по питательным свойствам не уступает рыбьему жиру [18]. Наиболее важным показателем качества растительного масла является его жирнокислотный состав, особенно содержание в нем ненасыщенных жирных кислот (линолевой и линоленовой). Количественное соотношение этих веществ в масле указывает направление в использовании его для тех или иных целей. Следует отметить, что линолевая кислота играет важную роль в холестериновом обмене организма человека; линоленовая придает неприятный привкус и является нежелательным компонентом [19]. Соя широко используется в пищевой промышленности. На международном рынке наряду с разными видами соевой муки широко представлены соевые концентраты, молочные продукты, такие как молоко, творог, сыр, продукты-дополнители или заменители мяса. Сою используют как кормовую культуру. Соевые жмых и шрот - важнейшие белковые ингредиенты, улучшающие качество комбикормов [10, 19]. Усвояемость аминокислот соевого шрота для животных составляет 85 - 92%, поэтому его вводят в комбинированные корма в количестве 10 - 20% [19]. Зеленая масса сои является хорошим дополнением к кукурузе в смешанных посевах [20]. Агротехническое значение сои определяется, прежде всего, способностью накапливать в почве азот (20 - 45 кг/га) [21, 22, 23, 24]. Обладая активной усвояющей способностью корней, соя использует малодоступные и труднодоступные фосфаты не только из пахотного, но и из более глубоких слоев почвы. Она является прекрасным предшественником для многих культур, и может применяться в качестве сидерального удобрения [22, 24]. 11 Из выше сказанного следует, что соя остается одной из важнейших белко-во-масличных культур в мировом земледелии и играет важную роль в решении проблемы дефицита белка. В Приморском крае соя является важнейшей культурой, спрос на которую постоянно увеличивается. Создание благоприятных условий выращивания сои в целях повышения урожайности и качества зерна является важной задачей земледелия края. Краткая ботанико-биологическая характеристика. Соя относится к семейству бобовых - Fabaceae Lindl; подсемейству мотыльковых -Papilionacae L.; трибе фасолевых - Phaseoleae L.; роду соя - Glycine L.; виду соя культурная - Glycine hispida (Moench.) Max. [25]. В результате своих исследований Н.К. Корсаков [26] относит виды рода Glycine к трем очагам происхождения: Австралийскому, Восточно-Африканскому и Юго-Восточно-Азиатскому. По его мнению, все известные возделываемые сорта культурной сои относятся к юго-восточно-азиатскому очагу формообразования. Существует свыше 40 отечественных и зарубежных работ по внутривидовой классификации и определению сортов культурной сои. Наиболее полную научную классификацию культурной сои разработал В.Б. Енкен, который положил в ее основу принципы систематики культурных растений, предложенные Н.И. Вавиловым. По мнению В.Б. Енкена [5], наиболее правильное название культурной сои - Glycine hispida (Moench.) Max. Соя - однолетнее растение с прямостоячим стеблем высотой от 30 см до 1,5 м. Куст хорошо облиствен. Листья тройчатые. Корневая система стержневая. По данным Т.Т. Слугина [27] и В.Б. Енкена [5], основная масса корней залегает в слое почвы глубиной до 20 см. По данным ученых США [28], корневая система на плодородных почвах штата Иллинойс располагается в слое от 30 до 60 см и может проникать до 1,5 м. По данным И.Ф. Беликова и И.Г. Ткаченко, в Приморском крае на оподзоленных почвах корневая система сои развивается преимущественно на глубине 5-10 см, а на аллювиальных почвах часть корней 12 проникает на глубину до 2 м и более [29]. Растение покрыто рыжеватыми или белесыми жесткими волосками. Цветки белые или светло-фиолетовые. Плод -чаще всего 2-3 семенной боб. Масса 1000 семян колеблется от 50 до 400 г. Соя - теплолюбивая, влаголюбивая и светолюбивая культура короткого дня. Семена лучше прорастают при температуре 12 - 14°С [30], в период цветения, плодообразования и созревания бобов требуется больше всего тепла (21 -25°С)[16,28]. Период вегетации у сои колеблется от 75 до 280 дней в зависимости от сорта и условий возделывания. Соя влаголюбивая культура [31]. Переувлажнение почвы оказывает влияние на метаболизм в растениях сои. При избытке влаги возрастает содержание в растениях крахмала [32], затрудняется поступление азота [33], значительно снижается азотфиксация [34]. Минеральное питание сои связано с ее биологическими особенностями и абиотическими факторами экологии. Поглощение биофильных элементов соей в течение вегетации идет неравномерно [35, 36, 37]. В работах А.Дж. Олрогге [38], Ю.И. Слабко [39], В.А. Тильбы, С.А. Бегуна [40] отмечается, что соя удовлетворяет от 50 до 75% общей потребности в азоте за счет симбиотического азота. Установлено, что соя оказывает благоприятное влияние на размножение азотфиксирующих бактерий в почве, прилегающей к корням. На поверхности корней она не препятствует распространению этих бактерий, но ограничивает их численность [41]. Взаимоотношения соевого растения с клубеньковыми бактериями имеют изменчивый характер, который определяется фазой развития растений, особенностями физиологии бактерий, наличием питательных веществ в почве [42, 43, 44,45, 46]. При содержании в почве подвижного фосфора ниже 50 мг/кг соя испытывает недостаток этого элемента. Условия питания сои фосфором, степень усвоения его из почвы и удобрений зависят от почвенных условий, особенно от 13 влажности почвы [47]. Н.А. Пенчукова и Г.К. Шелевой [47] указывают, что недостаток калийного питания сои может проявляться при низком содержании обменного калия в почвах ниже 70 мг К2О на 1 кг почвы. Из приведенного обзора следует, что на Дальнем Востоке, в т.ч. в Приморском крае глубоко и всесторонне изучены требования растений сои к эдафиче-ским факторам жизни. В то же время отсутствуют данные об отношении сои к загрязнению почвы ТМ. 1.2. Биологическая роль ТМ, их накопление растениями в зависимости от содержания в почве Загрязнение окружающей среды приобретает глобальный характер и вызывает обоснованную обеспокоенность человечества. На известной конференции ООН (1992 г.) по окружающей среде и устойчивому развитию в Рио-де-Жанейро, провозглашена «Декларация РиО», «Повестка дня на XXI век». В соответствии с этим документом была принята Концепция перехода Российской Федерации на модель устойчивого развития [48]. Сельскохозяйственное производство становится все более зависимым от экологических факторов антропогенного происхождения, которые в значительной степени изменяют свойства почвы, продуктивность растений и качество продукции [49, 50, 51]. Почва - важнейший компонент природной среды. Благодаря особым свойствам она играет исключительную роль в хозяйственной деятельности, являясь основным средством производства. По мнению В.И. Кирюшина, состояние почв во многом определяет экологическое равновесие в целом [52]. М.М. Овчаренко, В.Г. Минеев, В.Б. Ильин и ряд других авторов считают, что из всего комплекса загрязнения окружающей среды наиболее опасной составляющей являются ТМ, которые способны накапливаться в почве, растениях и, естественно, продуктах питания человека, вызывая необратимые процессы, 14 отрицательно влияющие на его жизнедеятельность [53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60]. Имеется обширная отечественная и зарубежная литература по фактам загрязнения почвенного покрова ТМ [61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72]. В почву они могут поступать с отходами промышленности; из атмосферы, со сточными водами, выбросами транспорта, минеральными удобрениями, пестицидами [73, 74, 75, 76, 77, 78, 79]. ТМ являются протоплазматическими ядами, токсичность которых возрастает по мере увеличения относительной атомной массы. Наиболее опасными являются: кадмий, ртуть, свинец, цинк, мышьяк и др. Примерно 90% ТМ аккумулируется почвами. По данным О.А. Соколова, Н.З. Милащенко и др. фито-токсичность металлов и устойчивость к ним растений зависит от многих факторов, в том числе от типа почвы, концентрации в ней металлов, вида растений [80,81]. Почвы являются природными накопителями ТМ в окружающей среде и основным источником загрязнения сопредельных сред, включая высшие растения. В связи с обострением обсуждаемой проблемы загрязнения почв ТМ актуальными являются исследования реакции растений сельскохозяйственных культур на повышенные концентрации ТМ в почвах. В работах М.М. Овчаренко, И.А. Шильникова и многих других отечественных и зарубежных авторов [82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93] показана зависимость поступления ТМ в растения через корневую систему от количества этих металлов в почве. По данным Р. Хамидовой, Р. Мирсалимовой [94], Adams [95], Bai [96], Petzuzzelli [97], Xian [98] коэффициенты корреляции между содержанием металлов в растениях и средах при разных условиях (тип почвы, влажность, кислотность и др.) могут быть достаточно высоки - в некоторых случаях превышают величину 0,80. Одни авторы [99, 100, 101] отмечали как линейное, так и нелинейное возрастание содержания металлов при увеличении их концентрации в растворах. Leonardi [102] считает, что сравнение содержания ТМ в почвах и растениях, выраженное в обычных единицах измерения (мг/кг 15 сухого вещества) не позволяет установить статистически достоверные связи между ними. По данным японских ученых Kuboi, Noguchi [103] содержание кадмия в растительных тканях коррелировало с его содержанием в почве. В опытах Н.А. Черных [104] показано, что поступление ТМ в растения определяется в основном активностью их ионов в почвенном растворе, а не концентрацией. Различные виды растений в значительной степени различаются по способности поглощать ТМ. По данным Л.Л. Захаровой [105], при одинаковом уровне загрязнения почвы кадмием наибольшее его количество содержалось в овсе, а наименьшее - в ячмене. По мнению К. Рэуце и С. Кырстя [106], наиболее чувствительны к избытку кадмия соя, салат, шпинат. С.В. Лукин и др. [53], СЕ. Головатый и др. [107], также отмечают различную способность культур к накоплению кадмия. О накоплении основных загрязнителей - кадмия, свинца, цинка, меди различными культурами сообщается в многочисленных публикациях [82, 108, 109, ПО, 111, 112,113,114]. К почвенным факторам, влияющим на поступление ТМ в растения, многие авторы относят: реакцию почвенного раствора, гранулометрический состав, содержание органического вещества и катионно-обменную способность [75, 83, 106, 115, 116, 117, 118, 119]. По мнению Adams [95], доступность ТМ растениям, в первую очередь, определяется щелочно-кислотными условиями почв. С увеличением кислотности повышается содержание большинства ТМ в почвенном растворе и, следовательно, в растениях\|ИДО422*123]. При уменьшении рН увеличивается растворимость соединений большинства элементов, в том числе Cd, Pb, Zn, Си, а, следовательно, и их мобильность в системе твердая фаза -раствор (Cavallaro, Mc.Bride, Pelzer) [124, 125]. Минимальная доступность токсичных металлов для растений отмечается при рН около 6,5 [106, 126]. Прямое влияние на фиксацию ТМ и их мобилизацию оказывает гранулометрический состав почв [103, 106, 127,128]. В почвах с высоким содержанием гумуса ТМ менее доступны для растений [106, 117, 129]. Кислотно-основные свойства и содержание гумуса являются 16 основными показателями, определяющими устойчивость почв к загрязнению ТМ и характеру их поведения в почве и доступность растениям. Содержание ТМ в почвах, превышающее фоновое в четыре и более раз, приводит к резкому снижению микробиологической активности почв [80]. Установлена мутагенная активность у целого ряда ТМ: кадмия, меди, свинца и др. Мутации микроорганизмов, вызываемые ТМ, проявляются в возникновении устойчивости к этим элементам. Наиболее токсичными элементами для почвенных микроорганизмов является Cd, a Pb и Си - менее токсичны [80]. Поступление и накопление ТМ в растениях определяется рядом закономерностей - это неодинаковая способность различных видов растений поглощать и накапливать ТМ, наличие физиолого-биохимических защитных механизмов в растениях и отсутствие прямой связи между уровнем загрязнения и интенсивностью поступления ТМ в растения [81]. Поступая в растения, ТМ распределяются в их органах и тканях неравномерно. В работах многих авторов показано, что максимальное их количество содержится в корнях, минимальное - в генеративных органах [87, 96, 99, 128, 130, 131, 132]. По данным М.Г. Мер-кушевой и др. [133], запасы ТМ в корневой массе растительных сообществ многократно превышали их накопление в надземной фитомассе. В.В. Степанок приводит данные о накоплении Cd, Pb, Zn преимущественно в корнях растений овса и гороха, а в меньшей степени - в зерне [134]. В условиях вегетационного опыта установлено накопление Pb в корневой массе на порядок больше, чем в надземной биомассе [135]. О преимущественном накоплении ТМ в вегетативной и корневой массе, а не в генеративных органах сообщается в работах Катре [136] за счет защитных барьеров на границах корень - стебель и стебель - плод [137, 138]. При сверхвысоких концентрациях металлов физиологические барьеры не срабатывают: содержание металлов в корнях и надземных органах резко повышается, выравнивается и в итоге растения погибают [139]. 17 1.3. Отношение сельскохозяйственных культур к загрязнению почвы ТМ Многочисленные исследования по выявлению влияния ТМ на рост и мор-фофизиологические показатели растений различных культур свидетельствуют об усилении негативного воздействия на ростовые процессы с увеличением концентрации металла в почве [57, 140, 141, 142]. Реакция растений на повышение дозы ТМ проявляется в нарушении нормального хода биохимических процессов, синтеза и функции ферментов, витаминов [120]. Снижается количество хлорофилла при высоких концентрациях кадмия, свинца, меди, цинка, поступление железа у ряда растений (клевер, салат, ячмень). Снижается содержание фосфора, кальция, магния в растениях, при этом ТМ тормозят синтез фосфорорганических соединений клетки. Авторы, ссылаясь на Wellace указывают, что под действием ТМ происходит изменение мембран [81]. Увеличивается поступление азота в растения клевера под действием возрастающих доз ТМ, в то же время, снижается количество растворимых Сахаров, сырого жира и клетчатки в листьях клевера [80]. По данным Л.К. Дмитраковой, Л.М. Дмитракова и др. [135, 139, 142, 143, 144, 145], воздействие ТМ в возрастающих концентрациях приводят не только к торможению роста и физиологическим изменениям, но и к нарушению водного обмена растений. По материалам Нестеровой [139], свинец, цинк и кадмий изменяют как процессы пролиферации клеток в меристеме, так и процессы роста клеток растяжения. Кадмий, медь, взаимодействия с клеточными мембранами, изменяют их проницаемость, вызывая разрыв мембран. ТМ конкурируют с необходимыми растению элементами и нарушают их важнейшие функции: кадмий замещает цинк, кадмий вытесняет кальций [120]. В основе токсического действия ТМ лежит их денатурирующее действие на метаболически важные белки. Такие элементы, как Pb, Cd, Zn инактивируют большинство ферментов. Поступление Cd в период прорастания семян вызывает нарушение деления ядра, что является причиной торможения роста пророст-

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	24562.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

15.04.24 Задачи, условия и этапы организации экспериментальной работы

15.04.24 Критерии качества преподавания

15.04.24 Категория нормы в обучающей деятельности

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.