Определение степени устойчивости сортов декоративного льна к загрязнению медью

Представители семейства льновых известны ценными сельскохозяйственными качествами, используются как медоносы и кормовые культуры, являются источниками растительного масла, волокна. Однако в последнее время, набирает популярность использование льна в декоративном озеленении, благодаря неприхотливости и хорошей сочетаемостью с растениями-солистами. Например, однолетние сорта Linum grandifl orum Desf. и многолетние Linum perenne L. выращивают в мавританском газоне, миксбордере, альпинарии.

Среди основных загрязнителей почв городов – тяжелые металлы, которые могут негативно влиять на растения [1-2]. Высокой фитотоксичностью обладает медь. Фитотоксичность меди проявляется в способности данного металла подавлять рост и развитие растений. Устойчивость растений фактически проявляется в способности сохранять нормальные физиологические функции при высоком содержании меди в окружающей среде, то есть противостоять фитотоксическому действию металла. Учитывая, что торможение роста является общим проявлением токсичности тяжелых металлов для растений, поэтому среди основных критериев устойчивости рас-

тений рассматривают влияние меди на рост побегов и корней.

Целью нашей работы была оценка фитотоксичности меди для декоративного льна и определение наиболее устойчивых сортов для использования в городском озеленении.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В работе использованы семяна льна однолетнего Linum grandifl orum Desf. сорт Атласный Голубой, Голубой, Рубрум и льна многолетнего Linum perenne L. сорт Синий шелк, Диамант, Небесная лазурь . Для определения влияния ионов меди в водном растворе семена проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге, смоченной растворами CuSO₄*5H₂O в концентрациях 20, 30, 50 мг/л в пересчёте на металл. Культивировали при дневной температуре 23-25°С и ночной 18-20°С в контролируемых условиях в камере фитотрон, продолжительность фотопериода составляла 12 часов при интенсивности освещения 350 мкмоль/м²с. Измерения высоты проростков и длины корней проводились на 14 сутки. Данные по водным опытам представлены в пяти аналитических повторностях и их стандартные ошибки.

Для оценки фитотоксичности меди в почвенных условиях семена исследуемых растений проращивали в сосудах объемом 200 мл с добавлением раствора CuSO4*5H2O в концентрациях 20, 30, 50 мг/кг в пересчёте на чистый металл. На 14 сутки, после появления всходов, оценивали характер развития проростков, измеряли высоту побега. Растения проращивали в теплице с естественным освещением при температуре 20-25 °С. Данные по почвенным опытам представлены в четы- рех аналитических повторностях и их стандартные ошибки.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Все исследованные сорта льна декоративного продемонстрировали высокую чувствительность к ионам меди. Однако степень устойчивости различалась в зависимости от сорта. При концентрации ионов меди в водном растворе 50 мг/л наиболее устойчивыми оказались Атласный голубой, Рубрум, Синий шелк. Атласный голубой при концентрации 50 мг/л имел высоту побегов – 60,8 % от контроля (рис. 1).

Среди растений льна многолетнего большая толерантность показана для сорта Синий шелк, в отличие от сортов Диамант и Небесная лазурь, продемонстрировавших высокую чувствительность. При концентрации 50 мг/л высота побегов сорта Небесная лазурь составляла 17,9 %, Диамант 14,7 %. Среди сортов льна однолетнего наиболее устойчивыми были Атласный Голубой и Рубрум.

В водном растворе токсическое действие ионов меди вызывало замедление роста и изменение морфологии корня, видимо, обусловленное нарушением структуры и метаболизма клеток. Подобное токсическое действие меди на развитие главного корня описано в работах на проростках череды [3]. Длина корней не превышала 15% при концентрации 30 мг/л, максимальная длина главного корня составляла 14,9% от контроля (сорт Синий шелк). При увеличении содержания меди у ряда сортов корни

концентрация меди, мг/л

Рис. 1. Влияние меди на высоту побегов льна многолетнего и льна крупноцветкового в водном растворе через 14 суток:

1 – Атласный голубой; 2 – Голубой; 3 – Рубрум; 4 – Диамант; 5 – Небесная лазурь; 6 – Синий шелк

концентрация меди, мг/л

Рис. 2. Влияние меди на длину корней льна многолетнего и льна крупноцветкового в водном растворе через 14 дней:

1 – Атласный голубой; 2 – Голубой; 3 – Рубрум; 4 – Диамант; 5 – Небесная лазурь; 6 – Синий шелк

концентрация меди, мг/кг

Рис. 3. Влияние меди на рост побегов льна крупноцветкового и льна многолетнего в почве через 14 суток:

1 – Атласный голубой; 2 – Голубой; 3 – Рубрум; 4 – Диамант; 5 – Небесная лазурь; 6 – Синий шелк

не образовывались. При концентрации 50 мг/л, у наиболее устойчивого сорта Атласный голубой, длина главного корня составляла 7,6% от 1. контроля (рис. 2).

Устойчивость декоративных сортов льна к меди также различалась в почвенных условиях. У большинства исследуемых растений существенное ингибирование роста наблюдалось при концентрации – 50 мг/кг, наиболее чувстви- 2. тельным оказался сорт Диамант (рис.3). Среди многолетних сортов Синий Шелк показал большую толерантность к ионам меди, сопоставимую с сортами однолетников.                   3.

Таким образом, нами была оценена фитотоксичность меди для двух видов льна декоративного. Ингибирование роста побегов наблюдалось уже при содержании 30 мг/л меди для большинства исследуемых объектов. Замедление роста побегов и корневой системы, вероятно, связано с действием высоких кон- 4. центраций меди на растяжение клеток, обусловленное нарушением водного режима и вызывающее снижение эластичности клеточных стенок [4-5]. Согласно полученным результатам, среди однолетних и многолетних видов льна можно выделить сорта обладающие высокой (Рубрум, Диамант, Небесная ла- 5. зурь) и средней чувствительностью (Голубой, Синий шелк). Наиболее толерантные сорта возможно использовать в местах невысокой техногенной нагрузки (парках, скверах, на 6. придомовых территориях). Для повышения степени устойчивости растений можно использовать клеточную селекцию [6].

Часть работы была выполнена в Московском государственном университете инженерной экологии, который на данный момент реорганизован.