Сравнительный анализ накопления тяжелых металлов в системе «почва - растение» по индексу геоаккумуляции и коэффициенту транспирации Zea mays L

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Целью работы являлась оценка влияния дефицита воды в почве с учетом особенностей миграции тяжелых металлов в системе «почва - растение» на примере сахарной кукурузы ( Zea mays L.). Исследуемые образцы произрастали на прибрежных территориях рек Дебет, Шнох и Аракс. Отбор растительного материала осуществлялся в течение вегетационного периода на опытных площадках в ясную сухую погоду. Выполнен анализ прибрежной почвы и однолетнего растения по содержанию Mn, Cu, Co, Zn, Mo с помощью Thermo Scientific Niton XRF Portable Analyser. На основании полученных результатов рассчитан коэффициент индекса геоаккумуляции, выявляющий основные миграционные характеристики тяжелых металлов в системе «почва - растение». Толерантность к засухе идентифицирована на стадии рассады путем изменения условий произрастания посредством изменения режима полива контрольных вазонов. Расчет интенсивности транспирации показал изменения водного баланса у растений в зависимости от почвенно-климатических условий произрастания. На основе полученных результатов отмечено, что при повышении значения индекса геоаккумуляции тяжелых металлов в почве у растения наблюдается значительное снижение интенсивности транспирации. Так, в ходе экспериментов установлено, что образцы кукурузы из засушливого региона Ушакерта имели низкий уровень транспирации, по сравнению с образцами из умеренно-влажного региона Шноха. Объединение данных о содержании тяжелых металлов в зернах кукурузы с интенсивностью транспирации позволило исследовать корреляцию между накопительной способностью исследуемых химических элементов и регуляцией водного баланса в растении в ответ на засуху. Среди основных факторов, способствующих повышению миграции тяжелых металлов, можно выделить содержание калия и кальция в растительном образце.

Об авторах

Астгик Рафиковна Сукиасян

Национальный политехнический университет Армении

Автор, ответственный за переписку.
Email: sukiasyan.astghik@gmail.com

кандидат биологических наук, доцент факультета химических технологий и природоохранной инженерии

Республика Армения, 0009, Ереван, ул. Терьяна, 105

Список литературы

  1. Ubwa ST, Atoo GH, Offem JO, Abah J, Asemave K. Effect of activities at the Gboko abattoir on some physical properties and heavy metals levels of surrounding soil. Int. J. Chem. 2013;5: 47–57.
  2. Sharma MC, Baxi S, Sharma KK, Singh M, Patel S. Heavy metal ions levels and related physicochemical parameters in soils in the vicinity of a paper industry location in Nahan area of Himachal Pradesh. Environ. Anal. Toxicol. 2014;4: 10.4172/2161– 0525.1000236.
  3. UNEP. The State of the Marine Environment: A regional assessment. Global Programme of Action for the Protection of the Marine Environment from Land-based Activities, United Nations Environment Programme. The Hague, The Netherlands; 2006.
  4. Seaward MRD. The use of lichens for environmental impact assessment. Symbiosis. 2004;37: 293–305.
  5. Wong SC, Li XD, Zhang G, Qi SH, Min YS. Heavy metals in agricultural soils of the Pearl River Delta, South China. Environ Pollution. 2002;119: 33–44.
  6. Vwioko DE, Nliefo GO, Fashemi SD. Metal concentration in plant tissues of Ricinus communis L. (Castor oil) grown in soil contaminated with spent lubricating soil. J. Applied Environ. Manage. 2006;10: 127–134.
  7. Barceló J, Poschenrieder CH. Plant water relations as affected by heavy metal stress: a review. J. Plant Nutr. 1990;13: 1–37.
  8. Titov AF, Talanova VV, Kaznina NM, Laydinen GF. Ustoychivost' rasteniy k tyazhelym metallam [Plant resistance to heavy metals]. Petrozavodsk: Karel'skiy nauchnyy tsentr RAN Publ.; 2007.
  9. Titov AF, Kaznina NM, Talanova VV. Tyazhelyye metally i rasteniya [Heavy metals and plants]. Petrozavodsk: Karel'skiy nauchnyy tsentr RAN Publ.; 2014.
  10. Sukiasyan AR. Antioxidant capacity of maize corn under drought stress from the different zones of growing. International Journal of Biological, Biomolecular, Agricultural, Food and Biotechnological Engineering. 2016;10(8): 413–416.
  11. Unanyan SA. Agromonitoring ekosistemy tekhnogennykh zon Respubliki Armenii i razrabotka meropriyatiy po vosstanovleniyu plodorodiya pochv [Agromonitoring the ecosystem of technogenic zones of the Republic of Armenia and the development of measures to restore soil fertility] (Dissertation of Doctor of Agricultural Sciences). Yerevan; 2010.
  12. Förstner U, Müller G. Concentrations of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in river sediments: geochemical background, man's influence and environmental impact. GeoJournal. 1981;5(5): 417–432.
  13. Sukiasyan AR, Tadevosyan AV, Simonyan GS, Pirumyan GP. Vliyaniye abioticheskogo stressa na rost rasteniy [Impact of abiotic stress on growth of plant]. Uspekhi sovremennogo yestestvoznaniya. 2016;(7): 168–172.
  14. Shumova NA. Metodicheskiye podkhody k otsenke otnositel'noy ploshchadi list'yev rasteniy agrotsenozov [The methodical approaches to evaluation of the plants leaves’ cover relative area in agrocenoses]. Ekosistemy: ekologiya i dinamika. 2017;1(1): 74–92.
  15. Kirakosyan AA, Sukiasyan AR. Ispol'zovaniye yazyka MATLAB v kachestve ekspressmetoda otsenki eksperimental'nykh rezul'tatov [Using MATLAB as an express method for evaluating experimental results]. Informatsionnyye tekhnologii: Materialy Mezhdunarodnaya molodezhnaya konferentsiya (Yerevan, 23–25 iyunya, 2005) [Information technology: Proceeding of International Conference (Yerevan, 23–25 June 2005)]. Yerevan; 2005. p. 34–37.
  16. Kabata-Pendias A, Pendias KH. Mikroelementy v pochvakh i rasteniyakh [Trace elements in soils and plants]. Moscow: Mir; 1989.
  17. Tangahu BV, Abdullah SRS, Basri H, Idris M et al. A review on heavy metals (As, Pb, and Hg) uptake by plants through phytoremediation. International Journal of Chemical Engineering. 2011;2011: 1–32.
  18. Dogru A, Bayram NE. A study on drought stress tolerance in some maize (Zea mays L.) cultivars. Sakarya University Journal of Science. 2016;20(3): 509–519.
  19. Sukiasyan A, Kirakosyan A, Tadevosyan A, Aslikyan M, Gharajyan K. Peculiarities of accumulation of some heavy metals on the chain of water – soil – plant. International Journal of Advanced Engineering and Management Research. 2017;2(5): 1534–1541. Available from: http://ijaemr.com/view1.php?issue=5
  20. Feleafel MN, Mirdad ZM, Hassan ASh. Effecte of NPK fertigation rate and starter fertilizer on the growth and yield of cucumber grown in greenhouse. Journal of Agricultural Science. 2014;6(9): 81–92.
  21. Seregin IV, Ivanov VB. Physiological aspects of cadmium and lead toxic effects on higher plants. Russian Journal of Plant Physiology. 2001;48(4): 523–544.
  22. Rucinska-Sobkowiak R. Water relations in plants subjected to heavy metal stresses. Acta Physiol Plant. 2016;38: 257–269. doi: 10.1007/s11738-016-2277-5
  23. Kaznina NM. Fiziologo-biokhimicheskiye i molekulyarno-geneticheskiye mekhanizmy ustoychivosti rasteniy semeystva Poaceae k tyazhelym metallam [Physiological, biochemical and molecular genetics mechanisms of tolerance of plants of the family Poaceae to heavy metal] (Dissertation of Doctor of Biological Sciences). Saint Petersburg; 2016.
  24. Titov AF, Talanova VV, Kaznina NM. Fiziologicheskiye osnovy ustoychivosti rasteniy k tyazhelym metallam: uchebnoye posobiye [Physiological basis of plant resistance to heavy metals: textbook]. Petrozavodsk: Karel'skiy nauchnyy tsentr RAN Publ.; 2011.

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».