Влияние солей тяжелых металлов на всхожесть семян и длину проростков ячменя

В современном мире техногенное загрязнение стало одним из наиболее значимых экологических факторов, определяющих новые условия существования и эволюции всей биоты, включая человека.

Активное отношение растительного организма к воздействию неблагоприятных факторов проявляется в его адаптивных возможностях.

Несмотря на то, что растения способны приспосабливаться к химическим стрессорам, большинство видов растений весьма чувствительны к избытку микроэлементов. Ткани культурных растений могут накопить такое количество токсического элемента, которое будет опасно для здоровья человека, потребляющего эту растительную продукцию. [1,2,3].

Целью данной работы является определение влияния концентрации тяжелых металлов, на примере свинца, кадмия, меди, цинка и их соединений, на процесс формирования проростков ячменя, являющихся тест-объектами.

Для достижения цели данной работы были поставлены следующие задачи:

• 1)    Исследовать влияние соединений свинца, кадмия, меди и цинка на параметры тест-объекта;

• 2)    Выяснить, какая существует зависимость между концентрацией тяжелых металлов и развитием исследуемых семян.

Для достижения этих задач на основе сходных методик, используемых при биологических исследованиях, была разработана и апробирована методика исследования влияния содержания тяжелых металлов на параметры тест-объектов растительного происхождения.

В качестве объекта исследования нами были выбраны проростки ячменя.

Эксперимент проводился по следующей методике. Предварительно отсортированные вымытые, просушенные зерна помещались в чашки Петри на слой фильтровальной бумаги. Бумага смачивалась раствором соли соответствующего металла до полного насыщения, но, чтобы под слоем бумаги не образовывался слой жидкости.

Для эксперимента были взяты соединения свинца, кадмия, меди и цинка в концентрациях 1, 5, 10 и 50 их предельно допустимой концентрации в почве. В качестве среды для контрольных образцов использовалась дистиллированная вода [4].

В ходе эксперимента ежесуточно проводился контроль числа проросших зерен и длинны проростков корней;

Процент всхожести семян был вычислен по следующей формуле:

ω = n/n(общ) х 100 %, где ω - процент всхожести семян, n - количество проросших семян, n (общ) - общее количество семян. Данные занесены в таблицу:

При исследовании влияния солей свинца на контролируемые параметры тест-объекта мы получили данные, которые отражены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты исследований

Раствор	ПДК	Число проросших семян из 50	Всхожесть %	Длинны проростков корней, мм
Рb(NO)3	1ПДК	46	92	26
	5ПДК	42	84	21
	10ПДК	33	66	17
	50ПДК	29	58	10
	Контроль	49	98	32
CdCl2	1ПДК	37	74	12
	5ПДК	34	68	10
	10ПДК	24	48	7
	50ПДК	8	16	4
	Контроль	49	98	30
ZnSO4	1ПДК	47	94	28
	5ПДК	45	90	26
	10ПДК	37	74	23
	50ПДК	23	46	22
	Контроль	48	96	32
CuSO4	1ПДК	47	94	34
	5ПДК	40	80	23
	10ПДК	37	74	19
	50ПДК	24	48	15
	Контроль	48	96	35

Проведен сравнительный анализ влияния солей тяжелых металлов на прорастание семян и на длину проростков ячменя. Результаты исследования представлены на рис. 1 и рис 2.

IIIHull

1ПДК    5ПДК   10ПДК 50ПДК Контроль

ПДК

■ Рb(NO)3 ■ CdCl2 ■ CuSO4 ■ ZnSO4

Рис. 1 Cравнительный анализ влияния солей тяжелых металлов на прорастание семян ячменя, %

1ПДК 5ПДК 10ПДК 50ПДК Контроль

ПДК

Рис. 2 Cравнительный анализ влияния солей тяжелых металлов на длину проростков ячменя, мм

В результате проделанной работы, были сформулированы следующие выводы:

• 1)    Исследование влияния соединений свинца, кадмия, меди и цинка на параметры тест-объекта показало, что наиболее губительными тяжелыми

металлами по всем показателям являются свинец и кадмий.

• 2)    Выявлена явная зависимость длины проростка от концентрации вводимого в среду соединения.

• 3)    Соли меди и цинка в концентрациях превышающих ПДК до 5 раз, могут оказывают стимулирующее влияние практически во всех случаях, тогда как концентрации исследуемых тяжелых металлов превышающие ПДК в 10 и в 50 раз - вызывают явный негативный эффект