Влияние гумусовых кислот низинного торфа на ремедиационные свойства растений пшеницы при комплексном загрязнении тяжелыми металлами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Фиторемедиация является перспективной технологией очистки почвы и воды от тяжелых металлов. Несмотря на свидетельства повышения накопления тяжелых металлов культурными растениями под влиянием природных комплексообразователей - гумусовых кислот, их эффективность в фиторемедиации остается малоизученной. В связи с этим цель настоящей работы состояла в выяснении особенностей влияния препарата гумусовых кислот торфа на ремедиационный потенциал растений пшеницы (Triticum aestivum L.) при комплексном загрязнении тяжелыми металлами. Влияние полиметаллического загрязнения на ремедиационные свойства пшеницы изучали в модельных вегетационных экспериментах с использованием водной культуры. Растения выращивали на питательном растворе Хогланда. Комплексное действие тяжелых металлов создавали при использовании 10 мкмоль/л CdSO4, 25 и 50 мкмоль/л CuSO4, 500 и 1000 мкмоль/л Pb(NO3)2 в различных сочетаниях с добавлением препарата гумусовых кислот торфа (0,005%) или без него. Фиторемедиационную эффективность препарата гумусовых кислот определяли по выносу тяжелых металлов в фазу колошения пшеницы. В результате исследований установлено, что фиторемедиационная эффективность препарата гумусовых кислот определяется как усилением поглощения тяжелых металлов, так и снижением их токсического действия на растения. При комплексном загрязнении раствора тяжелыми металлами, которое характеризовалось высокой токсичностью, в вариантах с добавлением гумусовых кислот накопление растениями пшеницы меди и кадмия повысилось в 1,2-2,5 раза. Данные свидетельствуют о возможности использования препарата гумусовых кислот торфа в фиторемедиационных технологиях в качестве эффектора фитоэкстракции тяжелых металлов.

Об авторах

Т. А. Кирдей

Ивановская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.К. Беляева

Email: t.a.kirdey@mail.ru

Список литературы

  1. Lyanguzova I.V. Dynamic trends of heavy metal contents in plants and soil under different industrial air pollution regimes // Russian Journal of Ecology. 2017. Vol. 48. Issue 4. P. 311-320. https: //doi.org/10.1134/S1067413617040117
  2. Гиниятуллин Р.Х., Бактыбаева З.Б. Особенности накопления Cd и Ni лиственницей Сукачева (Larix sukaczewii Dyl.) в условиях техногенеза // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2020. N 51. C. 141-161. https://doi.org/10.17223/19988591/51/8
  3. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях / пер. с англ. Д.В. Гричука, Е.П. Янина; под ред. Ю.Е. Саета. М.: Мир, 1989. 439 с.
  4. Prasad M.N.V. Phytoremediation of metal-polluted ecosystems: hype for commercialization // Russian Journal of Plant Physiology. 2003. Vol. 50. Issue 5. Р. 686-701. https://doi.org/10.1023/A:1025604627496
  5. Baker A.J.M. Accumulators and excluders -strategies in the response of plants to heavy metals // Journal of Plant Nutrition. 1981. Vol. 3. Issue 1-4. P. 643-654. https://doi.org/10.1080/01904168109362867
  6. Pilon-Smits E. Phytoremediation // Annual Review of Plant Biology. 2005. Vol. 56. P. 15-39. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.56.032604.144214
  7. Prieto M.J., Acevedo SOA, Prieto G.F., Nallely T.G. Phytoremediation of soils contaminated with heavy metals // Biodiversity International Journal. 2018. Vol. 2. Issue 4. P. 362-376. https://doi.org/10.15406/bij.2018.02.00088
  8. Yan A., Wang Y., Tan S.N., Mohd Yusof M.L., Ghosh S., Chen Z. Phytoremediation: A promising approach for revegetation of heavy metal-polluted land // Frontiers in Plant Science. 2020. Vol. 11. Р. 359. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00359
  9. Evangelou M.W.H., Robinson B.H., Gunthardt-Goerg M.S., Schulin R. Metal uptake and allocation in trees grown on contaminated land: implications for biomass production // International Journal of Phytoremediation. 2012. Vol. 15. Issue 1. P. 77-90. https://doi.org/10.1080/15226514.2012.670317
  10. Salt D.E., Blaylock M., Kumar N.P., Dushenkov V., Ensley B.D., Chet I., Raskin I. Phytoremediation: a novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants // Biotechnology. 1995. Vol. 13. Issue 5. P. 468-475. https://doi.org/10.1038/nbt0595-468
  11. Vamerali T., Bandiera M., Mosca G. Field crops for phytoremediation of metal-contaminated land. A review // Environmental Chemistry Letters. 2010. Vol. 8. Issue 1. P. 1-17. https://doi.org/10.1007/s10311-009-0268-0
  12. Lee M., Yang M. Rhizofiltration using sunflower (Helianthus annuus L.) and bean (Phaseolus vulgaris L. var. vulgaris) to remediate uranium contaminated groundwater // Journal of Hazardous Materials. 2010. Vol. 173. Issue 1-3. P. 589-596. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.127
  13. Jensen J.K., Holm P.E., Nejrup J., Borggaard O.K. A laboratory assessment of potentials and limitations of using EDTA, rhamnolipids, and compost-derived humic substances (HS) in enhanced phytoextraction of copper and zinc polluted calcareous soils // Soil and Sediment Contamination: an International Journal. 2011. Vol. 20. Issue 7. P. 777-789. https://doi.org/10.1080/15320383.2011.609198
  14. Halim M., Conte P., Piccolo A. Potential availability of heavy metals to phytoextraction from contaminated soils induced by exogenous humic substances // Chemosphere. 2003. Vol. 52. Issue 1. P. 265-275. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(03)00185-1
  15. Evangelou M.W.H., Daghan H., Schaeffer A. The influence of humic acids on the phytoextraction of cadmium from soil // Chemosphere. 2004. Vol. 57. Issue 3. P. 207-213. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.06.017
  16. Кирдей Т.А. Влияние гумата на фиторемедиационные свойства пшеницы при возрастающих концентрациях нитрата свинца // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7. N 4. С. 110-115. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-4-110-115
  17. Чураков А.А. Запасы торфа в России // Лесной вестник. 2003. N 3. С. 22-25.
  18. Пат. № 2310633, Российская Федерация. Способ получения жидких торфяных гуматов / Ю.А. Калинников, И.Ю. Вашурина, Т.А. Кирдей; патентообладатель ООО «Научно-производственная фирма “Недра”»; заявл. 15.06.2006; опубл. 20.11.2007. Бюл. № 32. 4 с.
  19. Hoaglond DR, Arnon DE. The water-culture method for growing plants without soil. California Agriculture Experimental Station. 1950. Available from: https://ia800306.us.archive.org/6/items/watercultureme3450hoag/watercultureme3450hoag.pdf.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».