211 / 512
Экологическая физиология
Образцы пшеницы, выращенной при искусственном внесении кадмия в почву, были проанализиро
ваны методом хроматографии на бумаге (М инаева и др ., 1967). Было вы явлено, что кадмий
концентрируется в пятне, где ему сопутствуют полифенольные соединения - флавоноиды. Установлено,
что при увеличении содержания кадмия в почве наблюдается рост концентрации полифенолов в растении.
Однако, начиная с некоторого значения концентрации кадмия, уровень полифенолов падает ниже исходных
концентраций. Визуально у таких растений отмечались признаки угнетения, вплоть до некроза корней.
Таким образом, можно предположить, что в пшенице ответом на кадмиевый стресс является повышение
концентрации полифенолов. Анализ полифенолов в пшенице методом ВЭЖХ показал, что среди данных
соединений преобладает трицин.
Были проведены сравнительные опыты с выращиванием растений разных видов - гороха посевного,
ярутки полевой, пшеницы (твердый сорт) - на почве с искусственным внесением разных количеств
кадмия.
Развитие растений ярутки полевой проходило без изменений даже при самой высокой концентрации
кадмия в почве. Методом ВЭЖХ было установлено, что в ярутке присутствуют полифенольные соединения
с большой молекулярной массой, а также соединения, содержащие SH-Труппы.
Растения гороха нормально развиваются при концентрации кадмия в почве до 1,0 мг/кг. При
превышении этого уровня перестают образовываться плоды. При внесении кадмия выше 1,5 мг/кг у растений
на стадии цветения наблюдается частичная гибель корней. Методом ВЭЖХ было установлено наличие
соединений, содержащих SH-группы, которые были связаны с кадмием.
При содержании кадмия в почве до 0,5 мг/кг растения пшеницы развиваются нормально и образуют
зерновки. Выше этих значений зерновки перестают образовываться, наблюдается некроз корней. Методом
ВЭЖХ было показано, что при увеличении содержания кадмия в почве наблюдается увеличение
содержания трицина в стеблях и листьях пшеницы; концентрации других соединений класса полифенолов
не изменяются.
Различия в развитии и устойчивости ярутки, гороха и пшеницы при их росте в почве, обогащенной
кадмием, обусловлены синтезом разных защитных агентов. В пшенице это полифенолы (трицин), в горохе
- соединения с сульфгидрильными группами, в ярутке - соединения, содержащие как фенольные, так и
сульфгидрильные группы.
Были проведены сравнительные опыты по выращиванию данных растений на почве с одновременным
внесением кадмия и цинка.
При выращивании пшеницы на почвах с постоянным содержанием кадмия и разными концентрациями
цинка развитие растений происходило без заметных изменений, по сравнению с развитием контрольных
растений. При выращивании пшеницы на почве с постоянным уровнем цинка и разными концентрациями
кадмия было замечено, что при концентрации кадмия в почве более 1,5 мг/кг почвы происходит некроз
корней, образуются колосья меньших размеров, содержащие малое количество зерновок по сравнению с
контрольными растениями.
При выращивании ярутки полевой на почве с постоянным содержанием кадмия и повышающимся
содержанием цинка происходит угнетение роста и развития растений.
При выращивании гороха посевного на почве с постоянной концентрацией кадмия и возрастающим
уровнем цинка никаких существенных изменений в росте и развитии растений не обнаружено. При
выращивании гороха на почве с постоянным уровнем цинка и повышающейся концентрацией кадмия
происходит пожелтение листьев растений.
Увеличение концентрации цинка в почве приводит к резкому возрастанию уровня этого металла в
корнях всех исследованных растений. В случае ярутки полевой концентрация этого металла возрастает и в
других органах (стебле и листьях). Вероятно, в корнях растений пшеницы и гороха происходит
комплексообразование цинка с органическими лигандами, препятствующими передвижению металла вверх
по растению, а у ярутки этот механизм отсутствует.
Увеличение уровня цинка в почве приводит к снижению концентрации кадмия в корнях растений
пшеницы и гороха, что, вероятно, может указывать на то, что в тканях этих растений происходит замещение
кадмия цинком.
ЛИТЕРАТУРА
'
Кабата-Пендиас А., Пендиас Х.
Микроэлементы в почвах и растениях. - М., 1989.
Минаева ВТ., Волхонская Т.А., Валуцкая А.Г., КиселееаА.В.
О количественном определении флавоновых веществ в
растениях // Полезные растения природной флоры Сибири. - Новосибирск, 1967. - С. 273-278.
209
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиот ка