Среди поллютантов агроценоза особое положение занимают соли тяжелых
металлов. Показано, что не только виды растений, но и отдельные сорта
и даже клоны различаются по чувствительности к определенному загрязнителю.
Специальные биотесты для определения эффективности общего действия
поллютантов сводятся к оценке степени изменения морфометрических и биохимических
показателей, оценке энергии прорастания, энергии роста корней, поражаемости
растений под влиянием загрязнителя. Степень депрессии растений после
обработки определяется физиологическими методами.
В цель проводимых нами исследований входило поиск быстрых и адекватных
тестов с помощью которых можно было бы определять загрязнение почвы и
воды солями тяжелых металлов, пестицидов, анализировать почву с различных
вариантов полевого мониторинга с комплексным загрязнением.
Удачной тест-объектом послужили различные виды рясок, встречающиеся на
территории Краснодарского края.
На первом этапе работы стала задача определить реакцию каждого вида на
конкретный загрязнитель (металл или пестицид), а затем проводить
комплексное тестирование почвы.
Реакция на металлы.
Для исследований были взяты водные растворы солей ZnSO4, CuSO4, CuCl2, Co(NO3)2, BaCl2,
MnSO4, Fe2(S04)3. Показать реакцию рясок на металлы мы решили посредством таблицы.
Представленный таким образом материал позволил на наш взгляд, наиболее полно
отразить весь спектр ответа каждого вида на концентрацию того или иного металла.
Два вида - Ряска тройчатая (Lemna trisulca) и Вольфия бескорневая
(Wolffia arrhiza) реагировали на воздействие поллютантов изменением цвета
листецов и информации была мало. Мы ограничились только кратким
описанием, без введения таблицы.
Ряска тройчатая полностью погружена в воду, поэтому она быстрее отвечает
на загрязнение - либо полностью отмирает, либо меняет интенсивность окраски.
Видимо для этого вида нужно искать иные критерии оценки, с использованием
окраски и другие цитологические методы, способные дать полную информацию о
степени загрязнения воды.
Вольфия бескорневая - растение очень маленькое, без корней, что
затрудняет анализ при переходе с одной концентрации металла на другую.
Это растение, тем не менее, может быть, по-видимому, удачно использовано
для фитотестирования при пассивном мониторинге загрязнения природных
водоемов.
Концентрации 0,1- 0,25 по всем металлам для всех представителей рясковых
оказались летальными, в этой связи мы объединили их в одной графе
(Табл. 1, 2, 3).
|
Рис. 1. Lemna minor. Cu - медь - 0,001-0,0001 мг/мл (реакция через пять часов после
эксперимента) Листецы обесцвечиваются от переферии к центру,
рассоединение полное.
|
Медь (Cu) - первая реакция на металл при концентрациях:
0,1 - 0,25 - 0,025 - появилась через 4 часа после начала эксперимента.
Листецы обесцветились, (Рис. 1)
а на следующий день приобрели голубую
окраску. У ряски малой, тройчатой и вольфии при концентрации 0,001 листецы
обесцветился, только в точках роста сохранилась зеленая окраска, полное
рассоединение, у многокоренника - листецы светло-зеленые и рассоединились
также (Рис. 2).
|
a) |
b) |
Гиалиновая нить, соединяющая четыре листеца и два туриона. |
Специфическая реакция на медь:
a) эталон, все листецы ряски маленькой собраны в группы;
b) вариант с медью, все ратения рассоединились и листецы побурели.
|
Рис. 2.
|
Таблица 1
Реакция ряски малой (Lemna minor) на соли тяжелых металлов.
Металл и его концентрации |
Показатели по тестам |
специфическая окраска листецов |
рассоединение листецов |
коэфф. роста |
реакция |
Эталон | Интенсивно зеленая | нет | 1,55 | нет |
Cu 0,1-0,25 | белая | нет | нет | нет |
0,025 | белая | 100% | нет | нет |
0,001-0,0001 | потеря окраски от переферии к центру | 100% | нет | нет |
Fe 0,1-0,25 | белая | 100% | нет | корни белые |
0,025 | -- | -- | -- | -- |
0,001 | светло-зеленая | нет | 1,2 | |
0,0001 | белая | нет | 1,55 | |
Zn 0,1-0,25 | обесцветились от переферии к центру | нет | нет | корни белые |
0,025 | -- | нет | нет | нет |
0,001 | зеленая | нет | 1,2 | нет |
0,0001 | светло-зеленая | нет | 1,1 | нет |
Ba 0,1-0,25 | от белой до темно-желтой | 100% | нет | нет |
0,025 | белая, но концы листеца зеленые | 100% | нет | нет |
0,001 | белая, зеленая только точка роста | 70% | нет | нет |
0,0001 | зеленая | нет | 1,4 | нет |
Co 0,1-0,025 | белая, зеленые только жилки | 100% | нет | нет |
0,001 | светло-зеленая | 100% | нет | нет |
0,0001 | бледно-зеленая, местами белая | нет | нет | листецы подсохли |
Mn 0,1-0,25 | зеленая, по краям слегка желтая | 100% | нет | корни отпали |
0,025 | зеленая, слегка желтая | нет | нет | нет |
0,001 | желто-зеленая | нет | 1,4 | нет |
0,0001 | светло-зеленая | нет | 1,5 | нет |
|
Таблица 2
Реакция ряски горбатая (Lemna gibba) на соли тяжелых металлов
Металл и его концентрации |
Показатели по тестам |
специфическая окраска листецов |
рассоединение листецов |
коэфф. роста |
реакция |
Эталон | Интенсивно зеленая | нет | 1,35 | нет |
Cu 0,1-0,25 | серо-зеленая | нет | нет | корни белые |
0,025 | белая | нет | нет | нет |
0,001 | оливковая | 100% | нет | нет |
0,0001 | белая | -- | -- | -- |
Fe 0,1-0,25 | белая | 100% | нет | корни белые |
0,025 | -- | -- | -- | -- |
0,001 | потеря окраски от переферии к центру | нет | 1,4 | нет |
0,0001 | зеленая | нет | 1,5 | |
Zn 0,1-0,25 | обесцветились от переферии к центру | нет | нет | корни белые |
0,025 | светло зеленая | нет | нет | корни белые |
0,001 | зеленая | нет | нет | корни белые |
0,0001 | светло-зеленая | нет | нет | нет |
Ba 0,1-0,25 | желто-зеленая | 100% | нет | корни отпали |
0,025 | белая, но концы листеца зеленые | 100% | нет | корни отпали |
0,001 | светло-зеленая | нет | нет | корни отпали |
0,0001 | светло-зеленая | нет | 1,2 | нет |
Co 0,1-0,25 | светло-зеленая | нет | нет | нет |
0,025 | -- | -- | -- | -- |
0,001 | светло-зеленая | нет | нет | нет |
0,0001 | желто-зеленая, местами белая | нет | нет | листецы подсохли |
Mn 0,1-0,25 | зеленая | 100% | нет | корни отпали |
0,025 | бледно-зеленая | нет | нет | нет |
0,001 | желто-зеленая | нет | 1,2 | нет |
0,0001 | светло-зеленая | нет | 1,2 | нет |
|
Таблица 3
Реакция многокоренника (Spirodella pollyrhiza) на соли тяжелых металлов
Металл и его концентрации |
Показатели по тестам |
специфическая окраска листецов |
рассоединение листецов |
коэфф. роста |
реакция |
Эталон | Интенсивно зеленая | нет | 1,25 | нет |
Cu 0,1-0,25 | оливковая | нет | нет | корни белые |
0,025 | оливковая | 100% | нет | нет |
0,001 | оливковая | 100% | нет | листецы сморщились |
0,0001 | светло-зеленая | 70% | 1,2 | нет |
Fe 0,1-0,25 | темно-серая | нет | нет | нет |
0,025 | серая | -- | -- | -- |
0,001 | зеленая | нет | 1,2 | нет |
0,0001 | зеленая | нет | 1,3 | нет |
Zn 0,1-0,25 | обесцветились от переферии к центру | нет | нет | корни белые |
0,025 | светло-зеленая | нет | нет | корни белые |
0,001 | зеленая | нет | нет | корни белые |
0,0001 | зеленая | нет | 1,2 | нет |
Ba 0,1-0,25 | желто-зеленая | нет | нет | корни отпали |
0,025 | желто-зеленая | нет | нет | корни отпали частично |
0,001 | зеленая | нет | 1,5 | корни отпали только у 40% растений |
0,0001 | светло-зеленая | нет | 1,2 | листецы слегка подсохли |
Co 0,1-0,25 | светло-зеленая | нет | нет | листецы вялые |
0,025 | -- | -- | -- | -- |
0,001 | светло-зеленая | нет | 1,3 | нет |
0,0001 | зеленая | нет | 1,5 | нет |
Mn 0,1-0,25 | светло-зеленая, но по краям сильно подсохли и пожелтели | нет | нет | корни отпали, листецы подсохли |
0,025 | желто-зеленая | нет | нет | нет |
0,001 | зеленая | нет | 1,2 | нет |
0,0001 | светло-зеленая | нет | 1,3 | нет |
|
Реакция на железо (Fe) наступила через 6 часов после начала эксперимента.
Листецы у рясок стали белые, а затем на 2 сутки приобрели светло-оранжевый цвет.
Реакция на цинк (Zn) характерна для всех видов рясок.
Листец при концентрациях 0,1- 0,25 - 0,025 (у ряски малой) становится
почти бесцветным, зеленые только точки роста.
|
Рис. 3. Spirodella pollyrhiza. Ba - барий - 0,1-0,25 мг/мл (реакция на 2 сутки). Листецы
светло желтые, полное рассоединение листецов, корни отмирают и отпадают.
|
Действия бария (Ba) на ряски проявляется в потере окраски,
разъединение листецов, отмирании корней (Рис 3).
|
|
Рис. 4. Spirodella pollyrhiza. Co - кобальт - 0,1-0,025 мг/мл (реакция на 2 сутки). Листецы вялые,
но зеленые, прироста листецов нет.
|
Рис. 5. Lemna minor. Co - кобальт - 0,1-0,025 мг/мл (реакция на 2 сутки). Листецы зеленые,
по краям начинают отмирать, все листецы рассоединились.
|
На кобальт (Co) по сравнению со всеми видами рясок, чувствительнее
всех реагирует ряска малая. (Табл. 1, 2, 3). Отмечено: потеря окраски,
листецы подсыхают с краев и разъединяются. Видимо, путь поступления
этого метала проходит по сосудистым пучкам и вызывает посветление
тканей листецы вдоль жилок (Рис 4, 5).
|