УДК 631

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НАКОПЛЕНИЯ РАСТЕНИЯМИ СВИНЦА И КАДМИЯ В ТЕПЛИЦЕ И ОТКРЫТОМ ГРУНТЕ

Еськов Е.К., Еськова М.Д., Серая Л. В.

Российский государственный аграрный заочный университет,

E-mail: ekeskov@yandex.ru

Атомно-абсорбционным методом проведен сравнительный анализ накопления свинца и кадмия в течение периодов произрастания в теплице и открытом грунте. Обнаружены видовые различия у растений по интенсивности накопления изучаемых элементов.

Ключевые слова: растения, теплица, автомагистраль, свинец, кадмий, корни, вегетативные органы

В условиях закрытого грунта применение известкования, фосфорных и калийных удобрений способствует аккумуляции в грунте высоких концентраций свинца и кадмия (Глунцов, Макарова, 2000) На селитебных территориях значительный вклад в загрязнение этими элементами сельскохозяйственной продукции вносит автотранспорт (Еськов, Еськова, 2009; Еськов, Евтюхин, 2010). Ежегодное поступление токсических веществ от эксплуатации автотранспорта, превышают 10 млн. т (Гальченко, 2008; Денисов и др., 2008; Матузова, 2009).

В задачу исследования входило изучение динамики содержания свинца и кадмия в рассаде, высаженной из теплицы в открытый грунт. Изучали также связи между загрязнением этими элементами корней и вегетативных органов растений.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Рассаду растений, выращенных в теплице, высаживали на расстоянии 10 – 50 м вдоль автомагистрали, интенсивность движения по которой автотранспорта находилась на уровне 4.76±0.03 тыс./ч. Теплица была удалена от автотрассы на 30 – 50 м. Продолжительность роста и развития растений после пересаживания из теплицы в открытый грунт составляло около двух месяцев.

Содержание свинца и кадмия в растениях определяли атомно-абсорбционным методом. Отобранные для анализов растения промывали в дистиллированной воде, высушивании до постоянной массы и минерализовали в герметически закрытых реактивных камерах аналитического автоклава (МКП-04) смесью азотной кислоты и пероксида водорода в соответствии с МУК 4.1.985-00 и МИ 2221-92. Минерализаты переводили на требуемый объем деионизированной водой. Контрольный раствор, представлявший собой смесь азотной кислоты и пероксида водорода, помещали в одну из ячеек реактивной камеры.

В качестве атомно-абсорбционного анализатора использовали спектрометр КВАНТ–Z. ЭТА. В анализаторе этого типа перевод пробы в состояние атомного пара производится в графитовой трубчатой электротермической печи, нагреваемой до температуры атомизации анализируемого элемента. В нее микропипеткой вводили минерализованные пробы анализируемых веществ объемом 5 мкл. Значение массовой концентрации элемента в пробе вычисляли по градуировочной кривой, получаемой в процессе измерения нескольких калибровочных точек с ошибкой, не превышающей 8%. Управление прибором, обработка результатов анализа, отображение и хранение информации в спектрометре указанного типа производится персональным компьютером с программным обеспечением QUANT ZEEMAN 1.6.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Корни и вегетативные органы растений содержали разное количество свинца и кадмия. Их концентрация у одних растений уменьшалась, у других возрастала в течение периодов произрастания вблизи автомагистрали. Но свинца всегда было значительно больше чем кадмия.

За время произрастания в теплице корнями календулы, укропа и томатов свинца было накоплено больше чем вегетативными органами соответственно в 1.3 (Р≈0.9), в 1.4 (Р≥0.9) и томатами – в 2.3 (Р≥0.99) раза. У редиса и, особенно у салата, наибольшей активностью накоплением элемента отличались вегетативные органы. Они у редиса содержали свинца в 1.4 (Р≥0.9), у салата – в 2.1 (Р≥0.99) раза больше по сравнению с корнями.

За два месяца произрастания растений в открытом грунте происходило разнонаправленное изменение содержания свинца в корнях и вегетативных органах. У салата за первые 30 – 36 суток содержание элемента в корнях уменьшилось в 1.7 (Р≥0.99), а в вегетативных органах – в 3 (Р≥0.99) раза. В дальнейшем примерно еще за месяц аккумуляция свинца в растениях сильно возросла и превзошла исходные значения в корнях в 2 (Р≥0.99) и вегетативных органах – в 1.4 (Р≥0.9) раза.

У укропа и календулы за первый месяц произрастания в открытом грунте, как и у салата происходило уменьшение содержания свинца и в корнях, и в вегетативных органах. Но в дальнейшем увеличение количества элемента не достигло исходного уровня, достигнутого за время произрастания в теплице. У томатов в корнях содержание свинца уменьшалось, а в вегетативных органах вначале немного уменьшалось, а затем - несущественно возрастало. У редиса в течение всего периода произрастания в корнях и вегетативных органах загрязнение свинцом неуклонно уменьшалось (табл. 1).

Таблица. 1. Динамика аккумуляции свинца растениями после их пересадки из теплицы в открытый грунт

Растения		После пересадки в грунт, мес.
виды	органы	исходно	1.0 – 1.2	2.0 – 2.2
Салат Lactuca sativa	корни	1.34±0.16	0.79±0.06	2.63±0.16
	вегетативные	2.73±0.25	0.91±0.17	3.77±0.27
Укроп (Anethum graveolens)	корни	2.51±0,21	1.07±0.22	1.62±0.11
	вегетативные	1.84±0.16	0.94±0.17	1.41±0.27
Календула (Calendula officinalis)	корни	3.46±0.34	1.04±0.26	1.34±4.51
	вегетативные	2.61±0.21	0.884±0.18	1.51±6.09
Томат (Lycopersicon esculementum)	корни	1.32±0.29	1.05±0.27	0.77±0.18
	вегетативные	0.56±0.17	0.32±0.09	0.47±0.11
Редис Raphanus sativus	корнеплод	3.53±0.17	2.14±0.35	1.75±0.19
	листья	3.94±0.21	2.48±0.31	2.62±0.33

Что касается кадмия, то наибольшее его количество за время произрастания в теплице накапливали вегетативные органы укропа, календулы и салата. Относительно высоким содержанием элемента в корнях отличались укроп и календула. Существенным различием по содержанию кадмия отличалась рассада салата. В его корнях концентрация элемента в 2.1 (Р≥0.99) раза была выше, чем в вегетативных органах.

Растения		После пересадки в грунт, месс.
виды	органы	исходно	1.0 – 1.2	2.0 – 2.2
Салат (Lactuca sativa)	корни	219±7.44	235±18.7	258±21.1
	вегетативные	463±21.6	247±12.7	198±10.1
Укроп (Anethum graveolens)	корни	564±8.84	422±16.2	375±13.4
	вегетативные	488±7.85	440±13.4	336±13.4
Календула (Calendula officinalis)	корни	427±38.2	307±34.7	488±37.1
	вегетативные	454±36.6	510±43.5	543±39.8
Томат (Lycopersicon esculementum)	корни	287±22.1	278±18.6	307±21.9
	вегетативные	234±18.6	316±22.8	387±26.3

Таблица 2. Динамика накопления кадмия после пересадки из теплицы в открытый грунт

У салата в вегетативных органах содержание кадмия уменьшилась в 2.3 (Р≥0.99) раза. Этому сопутствовало незначительное увеличение содержания элемента в корнях. У редиса и в корнеплодах, и листьях содержание элемента в течение двух месяцев произрастания под открытым небом уменьшалось. Сходная тенденция уменьшения кадмия прослеживалась у укропа. В то же самое время томаты увеличивали накопление элемента (табл. 2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Растения, произрастающие в теплицах, находящихся на селитебных территориях вблизи загруженных автомагистралей, загрязняются свинцом и кадмием сильнее, чем в открытом грунте. В процессе вегетации под открытым небом содержание этих токсикантов в вегетативных органах и/или корнях растений может возрастать или уменьшаться, что, вероятно, определяется их видоспецифическими свойствами.

Особенно высокой активностью поглощения свинца отличается салат, произрастающий в придорожной зоне. Вегетативные органы этого растения за время вегетации в 50-метровой придорожной полосе, аккумулируют свинца в 5 – 10 раз больше предельно допустимой нормы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Глунцов Н.М. Источник загрязнения тяжелыми металлами тепличных грунтов / Н.М. Глунцов, С.Л. Макарова // Материалы научно-практической конференции: «Научное обеспечение и совершенствование методологии агрохимического обслуживания земледелия России. − М., − 2000. − С. 280 − 288.

2. Еськов Е.К. Тяжелые металлы и микроэлементы в объектах наземной и почвенной биоты / Е.К Еськов., М.Д. Еськова //Современные энерго- и ресурсосберегающие экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства. − Рязань. 2009. − С.137 – 139.

3. Еськов Е.К. Балансовый анализ тяжелых металлов искусственно загрязненных почв в условиях естественных агроценозов / Е.К. Еськов, В.Ф. Евтюхин // Аграрная Россия. – 2010. № 6. – С. 16 – 20.

4. Денисов В. В., Курбатова А. С., Денисова И. А., Бондаренко В. Л., Грачев В. А., Гутенев В.В., Нагнибеда Б. А. / В. В. Денисов, А. С. Курбатова, И. А. Денисова и др. Экология города. М.– Ростов-на-Дону: – Март. 2008. – 281 с.