УДК [582.711.71:581.5](470.325)
ПОКАЗАТЕЛИ СОДЕРЖАНИЯ ЖЕЛЕЗА В ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНАХ GEUM URBANUM И GEUM RIVALE, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
Т. В. Бурченко, к. б. н., преподаватель, Областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение «Белгородский педагогический колледж», tanya.burchenko@yandex.ru
На примере двух видов G. urbanum L. и G. urbanum L. (Rosaceae) выявлен видоспецифичес-кий характер поступления железа в вегетативные органы из почвы в растение. Отражена зависимость фитометаллоаккумуляции видов от места произрастания. Исследовано влияние почвенных показателей на поглощение железа растениями. Изучение уровня накопления железа в вегетативных органах G. urbanum L. и G. urbanum L. (Rosaceae), произрастающих на территории Белгородской области, показало, что в зависимости от экологических условий произрастания и почвенных составляющих содержание железа в листьях и корневищах родственных видов различается. Во всех исследуемых районах Белгородской области отмечается превышение условной нормы содержания железа в вегетативных органах G. urbanum и G. rivale.
In the case study of two species: G. urbanum L. and G. urbanum L. (Rosaceae) a species-specific pattern of iron distribution in plant vegetative organs has been revealed. It has been shown that metal accumulation in the plants depends on the habitat. This investigation has also examined soil characteristics impact on iron accumulation by the plants. A study of iron levels in the vegetative organs of G. urbanum L. and G. urbanum L. (Rosaceae) growing in the Belgorod Region has demonstrated that iron content in leaves and roots of the related species may differ due to the environmental conditions and soil materials of the habitat. In all the districts under study of the Belgorod Region iron content in the vegetative organs of G. urbanum L. and G. urbanum L. (Rosaceae) exceeded the conventional standard.
Ключевые слова: минеральные вещества, микроэлементы, железо, гравилат городской, гравилат речной.
Keywords: mineral substances, micro-elements, iron, G. urbanum L., G. urbanum L. (Rosaceae).
Актуальность исследования. Целью данного исследования является изучение способности двух видов рода Geum: G. urbanum и G. rivale (Rosaceae) адаптироваться к содержанию железа в почве и установление зависимости содержания железа в вегетативных органах гравилатов от почвенных составляющих.
Новый фактический материал по химическому составу изученных видов представляет интерес для медицины, так как они являются пищевыми и лекарственными растениями, содержащими ценные биологически активные соединения. Сведения по содержанию железа в лекарственном сырье позволяет осуществлять сбор растений с учетом нормативных и экологических требований. Полученные данные также можно использовать для оценки обеспеченности почв важнейшими питательными веществами. С учетом того, что микроэлементы являются одним из факторов плодородия почв, теоретический и практический интерес представляет изучение их содержания в основных типах почв, распространенных в ЦентральноЧерноземном регионе [1]. Нами предпринята попытка установления зависимости содержания железа в вегетативных и генеративных органах G. urbanum и G. rivale в результате их произрастания в разных районах Белгородской области, наличия железа в почве, а также оценки накопительной способности железа растениями, относящимися к родственным видам.
Материал и методы. В качестве объектов исследования были выбраны растения G. urbanum и G. rivale (Rosaceae) с малоизученным микроэлементным составом. Исследования проводили в период 2010—2014 гг. на различных участках территории г. Белгорода и Белгородской области в естественных условиях.
Навеска измельченных органов по методике составила 10 г в одной вытяжке для железа в соответствии с ГОСТ 26930. Содержание железа в наземных органах изучаемых видов определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии на спектрометре С-115 в аналитической лаборатории ФГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная лаборатория» после сухого озоле-ния материала и переведения в раствор в соответствии с требованиями [2]. Анализы проводили в 4-кратной пов-
торности. Рассчитывали среднее содержание каждого элемента и стандартную ошибку.
Для установления связи содержания железа в почве и растениях определяли его концентрацию в почве по общепринятым методикам. Образцы почвы отбирались в момент заготовки сырья с соответствующих территорий. Отбор, хранение и транспортировку проб почв проводили в соответствии с общепринятыми требованиями (пробоотбор, консервирование и хранение) согласно методическим рекомендациям по выявлению деградированных и загрязненных земель [3]. Для выявления подвижности микроэлементов в почве устанавливали уровень ее pH.
Для изучения концентрации железа в подземных органах G. urbanum L. и G. rivale L. в зависимости от почвенных составляющих места сбора растительного сырья вычисляли коэффициент биологического поглощения по формуле:
КБП = Cp/Cra,
где Cp — содержание элемента в золе растения, Cn — валовое содержание элемента в почве в месте произрастания растения.
Аналогично коэффициент биологического поглощения определяли и для листьев растений, так как КБП является характеристикой соотношения между содержанием изучаемого элемента в почве и надземной фитомассе растений [4].
Результаты исследования. Места и условия произрастания оказывают влияние на изменчивость химического состава растений и накопление в их органах микро- и макроэлементов. Нами предпринята попытка установления зависимости содержания железа в вегетативных органах G. urbanum и G. rivale (Rosaceae) от произрастания в разных районах Белгородской области (табл. 1, 2).
Результаты исследований показали, что содержание железа в листьях Geum urbanum, произрастающего на территории Белгородской области, варьировало в диапазоне 353,5— 765,0 мг/кг, а Geum rivale — 297,5—437 мг/кг соответственно. Причем на всех представленных в исследовании территориях наблюдается аккумуляционная способность железа листьями G. urbanum выше, чем у G. rivale (табл. 2). Не меньший интерес представляет фиксация железа подземными органами изучаемых растений.
Из полученных результатов следует, что содержание железа в подземных органах Geum urbanum, произрастающего на территории Белгородской области, варьировало в диапазо-
не 2300,0—3812,5 мг/кг, а Geum rivale — 1220—3465,0 мг/кг соответственно. Причем на всех представленных в исследовании территориях наблюдается аккумуляционная способность железа подземными органами G. urbanum выше, чем у G. rivale (табл. 2). Результаты табл. 1 и 2 подтверждают положение о том, что корневая система является главным накопителем микроэлементов, перераспределение которых происходит в дальнейшем по всем органам растения. Можно сделать вывод, исходя из полученных результатов, что содержание микроэлементов в растениях рода Rosaceae колеблется в зависимости от видовой специфичности. Различия в концентрации железа настолько велики, что придают черты химической неповторимости видам Geum urbanum и Geum rivale. Видовая специфичность растений по микроэлементному составу и их количественному содержанию представляет существенный интерес как с теоретической точки зрения, так и для использования в практической медицине [5].
Таблица 1
Среднее содержание (мг/кг возд. сух. вещества) железа в листьях Geum urbanum и Geum rivale, произрастающих на территории Белгородской области
Место произрастания Geum urbanum Geum rivale
п. Крейда, г. Белгород, 647,5 ± 8,01 437 ± 0,9
х ± т
Урочище Сосновка, 765,0 ± 19,5 297,5 ± 26,0
г. Белгород, х ± т
п. Комсомолец, 570,0 ± 8,3 325,0 ± 0,8
г. Белгород, х ± т
Урочище Сосновка 381,2 ± 1,5 318,3 ± 4,0
п. Разумное, х ± т
с. Ольховатка (Губкин- 353,5 ± 7,8 347,0 ± 8,2
ский р-н), х ± т
Таблица 2
Среднее содержание (мг/кг возд. сух. вещества) железа в подземных органах Geum urbanum и Geum rivale, произрастающих на территории Белгородской области
Место произрастания Geum urbanum Geum rivale
п. Крейда, г. Белгород, х ± т Урочище Сосновка, г. Белгород, х ± т п. Комсомолец, г. Белгород, х ± т Урочище Сосновка п. Разумное, х ± т с. Ольховатка (Губ-кинский р-н), х ± т
2300 ± 283,0 2925,0 ± 1283,5 3812,5 ± 1994,8 1817,5 ± 156,8 3710,0 ± 5,53
1220,5 ± 140,3 2012,5 ± 1002,0 1735,0 ± 2,9 1220 ± 128,7 3465,0 ± 26,42
Исходя из нормирования железа в растениях по Meisted (1973), нормальное содержание составляет 20—300 мг/кг сухого вещества, предположительно максимальное — 750 мг/кг. По сведениям, данным Рейграсом (Cotlenie et al, 1976), дефицитное содержание железа в растении предполагает <50, нормальное — 50— 240 мг/кг, токсичное авторами точно не установлено [6].
Из данных, приведенных в таблице, можно сделать вывод о превышении нормальной концентрации железа в подземных органах растений рода Geum (по Meisted) (1973), произрастающих на территории Белгородской области, G. urbanum — в 6,0—12,7 раз и G. rivale — в 4,0—11,5 раз. Исходя из других требований (Cotlenie et al, 1976) нормальные показатели железа в подземных органах G. urbanum превышены в 7,8—15,4 раза, G. rivale — в 5,0—14,4 раза.
Питательные вещества поступают в растения непосредственно через почвенный раствор. Свойства и состав почв определяют поступление различных химических элементов в растение, и именно почвенный раствор предопределяет химический состав растения. На подвижность микроэлементов в почве и на поступление их в растение влияют следующие свойства самой почвы: реакция почвенной среды (pH), содержание в почве органического вещества, гранулометрический состав и емкость поглощения катионов почвой [7].
Исследуемые растения произрастают преимущественно на черноземах типичных различной степени смытости (Губкинский, Белгородский районы Белгородской области). Почвообразующими породами являются лесс и лессовидный суглинок. Гранулометрический состав — глинистый. Количество гумуса в этих почвах высокое и колеблется от 5 до 10 %. Почвы с высоким содержанием органического веще
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.