Изучение устойчивости сортов земляники к воздействию солей тяжёлых металлов

УДК 634.75:581.1.05 2008
Авторы: Абызов В.В., м. н. с.

ГНУ ВНИИ генетики и селекции плодовых растений им.И.В. Мичурина. Мичуринск, 393770, Россия, cglm@rambler.ru

Проведено изучение сортов земляники по устойчивости к солям тяжёлых металлов. Объектами служили 11 сортов земляники. На основе исследований выделены сорта Фейерверк и Привлекательная, как наиболее устойчивые.

The study of strawberries varieties according to the resistance to salts of heavy metals has been made. The objects have been 11 varieties of strawberries. The varieties «Feyerverk» and «Privlekatelnaya» have been pointed out as the most resistant ones.

Почвенный покров Земли играет решающую роль в обеспечении человечества продуктами питания и сырьем для жизненноважных отраслей промышленности. Между тем именно он в конечном итоге и принимает на себя давление потока промышленных и коммунальных выбросов и отходов, в составе которых наиболее опасными загрязнителями являются тяжёлые металлы (ТМ). Загрязнение почв ТМ является необратимым видом деградации. В их круговороте участвуют различные биологические барьеры, вследствие чего происходит выборочное бионакопление, защищающее живые организмы от избытка этих элементов. Все же деятельность биологических барьеров ограничена, и чаще всего тяжелые металлы концентрируются в почве. Пока нет экономически приемлемых способов снижения содержания ТМ в загрязнённых почвах (Лукин, 2007). На сегодняшний день известно, что уровень токсичности тяжелых металлов неодинаков для разных видов растений. Среди дикорастущих растений и сельскохозяйственных культур выявлен ряд видов и сортов, устойчивых к загрязнению ТМ. К ним относятся свекла, хлопчатник и некоторые бобовые. Однако работ по изучению этого вопроса у плодовых и ягодных культур проведено очень мало.

В условиях техногенного загрязнения окружающей среды повышены требования к экологической устойчивости создаваемых форм плодовых растений. Возделываемые и новые сорта должны обладать толерантностью к загрязнению среды обитания и минимально накапливать токсиканты в товарной продукции (Мотылёва, 2000). В связи с этим необходимо всестороннее изучение особенностей адаптивности плодовых и ягодных культур к условиям загрязнения почвы ТМ, а также выделение устойчивых форм для дальнейшего использования в селекционном процессе (Леонченко и др., 2007). . Работа была проведена в ГНУ ВНИИГиСПР имени И.В. Мичурина, объектами исследований являлись 11 сортов земляники. При изучении устойчивости сортов земляники к воздействию солей ТМ была использована методика В.Г. Леонченко (2007), являющаяся модификацией метода разработанного Б.П. Строгановым (1970), для определения солеустойчивости, основанного на скорости и степени выцветания хлорофилла. Листья растений срезали под водой и ставили черешками в колбы, содержащие растворы 0,125,0,25 мМ (NH4)2Cr2O7 и 1,25 мМ Pb(NO3)2. Концентрации солей подобраны опытным путём. Контролем служили образцы, помещенные в дистиллированную воду. Оценку устойчивости растений земляники к тяжёлым металлам проводили на четвёртый день эксперимента, являющегося наиболее показательным для данной культуры. Дальнейшее проведение опыта (до полной гибели большинства изучаемых образцов) подтвердило правильность выбора дня. Каждый лист рассматривали в отдельности, по 5-бальной шкале:

0 – отсутствие поражений;
1,0 – поражения 10% листовой пластинки;
2,0 – поражения 25% листовой пластинки;
3,0 – поражения 50% листовой пластинки;
4,0 – поражения 75 % листовой пластинки;
5,0 – поражения 100% листовой пластинки.

В ходе опыта все симптомы токсического отравления дихроматом аммония, как и при воздействии хлорида натрия, проявлялись на листе в направлении от периферии к центру. Эти участки теряли зелёную окраску и приобретали светло-жёлтый оттенок. При длительном воздействии соли наблюдали изменение цвета до коричнево-бурого и дальнейшее засыхание поражённых тканей листа. В отличие от воздействия (NH4)2Cr2O7, признаки отравления нитратом свинца отразились на листовой пластинке в направлении от центра к периферии. В первую очередь происходило потемнение прожилок, и только лишь затем изменение окраски тканей и дальнейшее отмирание поражённых участков.

Большую чувствительность листья проявляли к растворам соли хрома. Несмотря на то, что земляника в слабой степени устойчива к ТМ, среди изучаемых сортов наблюдалось значительное варьирование этого признака. В ходе эксперимента было установлено, что среди изученных форм при концентрации дихромата аммония 0,125 мМ лучшие показатели устойчивости (1,7 – 2, 7 балла) выявлены у сортов Фейерверк, Золушка, Мармион.

Рис. 1. Воздействие 0,125 мМ раствора дихромата аммония на сорта земляники в течение 6 дней.

Средний показатель этого признака (2,8 – 3,7 балла) отмечен у сортов Зенга Зенгана, Царскосельская, Редгонтлит, Источник, Фестивальная; низкий (3,8 – 4,7 балла) – у сортов Привлекательная, Урожайная ЦГЛ, Марышка (рис. 1). При концентрации дихромата аммония 0,25 мМ относительно высокой устойчивостью характеризовались сорта Фейерверк и Мармион, у которых некроз тканей листовой пластинки составляет 2,5 – 3,3 балла. Среднюю устойчивость к засолению (3,4 – 4,2 балла) проявили сорта Редгонтлит, Фестивальная, Зенга Зенгана. Cлабо устойчивыми оказались сорта Источник, Царскосельская, Привлекательная, Марышка, Золушка, Урожайная ЦГЛ (рис. 2).

Рис. 2. Устойчивость сортов земляники к 0,125 мМ растворадихромата аммония

Среди изучаемых образцов земляники наиболее высокой устойчивостью (0,5 – 1,4 балла) к Pb(NO3)2 отличаются сорта Привлекательная, Золушка, Зенга Зенгана, Редгонтлит. Сорта Марышка, Фестивальная и Урожайная ЦГЛ обладают средней металлоустойчивостью. Нитрат свинца при данной концентрации вызывает гибель ткани на 3,5 – 2,4 балла. Слабоустойчивыми оказались сорта Источник, Мармион, Царскосельская, Фейерверк (средний балл повреждений 2,5 – 3,3 балла) (рис. 3).

Рис. 3. Устойчивость сортов земляники к 1,25 мМ растворанитрата свинца

В результате проведённых исследований установлено, что сорт Фейерверк наиболее устойчив к соли хрома, а сорт Привлекательная к нитрату свинца.

Литература:

Леонченко В.Г. Предварительный отбор перспективных генотипов плодовых растений на экологическую устойчивость и биохимическую ценность плодов (Методические рекомендации) / В.Г. Леонченко, Р.П. Евсеева, Е.В. Жбанова, Т.А. Черенкова.- Мичуринск, 2007.- 72 с.
Лукин В.Д. Проблемы техногенного воздействия на экосистемы / В.Д. Лукин // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: сб. мат. IV Международной практической конф. – Пенза: РИО Пензенский ГСХА, 2007. – С. 28-29.
Мотылёва, С.М. Особенности содержания тяжёлых металлов (Pb, Ni, Zn, Fe, Cu) в плодах, ягодах и атмосферных осадках в связи с оценкой сортов для использования в селекции / С.М. Мотылёва // Автореф. дис…канд. с.-х. наук.- СПб., 2000.- 23 с.
Строганов, Б.П. Солеустойчивость растений / Б.П. Строганов // Методика диагностики устойчивости растений (засухо-, жаро-, соле- и морозоустойчивости). – Л., 1970. – С. 47.