Особенности стрессовых реакций однодольных и двудольных растений в присутствии биодоступных соединений свинца на примере салата посевного (Lactuca sativa L.) и пшеницы яровой (Triticum aestivum L.)

Актуальность. Возрастающий спрос на овощные культуры стимулирует развитие круглогодичного производства сельскохозяйственных культур, – в системах открытого и закрытого грунта. Однако техногенное загрязнение тяжелыми металлами, в частности свинцом, представляет серьезную угрозу для безопасности растениеводческой продукции. Свинец относится к приоритетным загрязнителям сельскохозяйственных почв и субстратов, поскольку даже при концентрациях до 50 мг/кг способен вызывать фитотоксичность и аккумулироваться в товарной части урожая. Материалы и методы. В качестве модельных объектов исследования использовались салат посевной (Lactuca sativa L.) сорта Азарт и пшеница яровая (Triticum aestivum L.) сорта Иволга. Растения культивировали в гидропонной системе с использованием стерилизованного торфа в качестве субстрата. Ацетат свинца (Pb(CH3COO)2) вносили в трех вариантах концентраций: 0 (контроль), 25 и 50 мг/кг. Эксперимент проводили в трех повторностях. На 7-й и 45-й дни культивирования определяли биометрические параметры (сырую и сухую массу растений), содержание фотосинтетических пигментов (хлорофиллов a, b и каротиноидов), концентрацию свинца в корнях и надземных органах методом атомно-эмиссионной спектроскопии (ICP-AES), а также активность ключевых антиоксидантных ферментов – каталазы (CAT) и супероксиддисмутазы (SOD). Результаты. На начальном этапе эксперимента (7-й день) существенных различий по биометрическим показателям между однодольными и двудольными культурами не обнаружено. К 45-му дню при средней концентрации свинца снижение сырой массы пшеницы было на 4,9 % меньше по сравнению с салатом, при максимальной концентрации (50 мг/кг) депрессия роста салата достигла 29,7 %, тогда как у пшеницы показатели были значительно ниже. Анализ аккумуляции показал, что пшеница преимущественно локализует свинец в корневой системе, демонстрируя выраженную барьерную функцию, в то время как у салата распределение металла между корнями и побегами более равномерно. Исследование антиоксидантных ферментов выявило, что при усилении стресса активность CAT возрастает, а SOD снижается у обеих культур, при этом у салата преобладает активность CAT, а у пшеницы – SOD, что свидетельствует о сохранении ферментативного баланса и адаптивной регуляции уровня активных форм кислорода.