doi: 10.15389/agrobiology.2014.5.113rus

УДК 634.75:631.81.081:581.192.6

НАКОПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ОРГАНАХ ЗЕМЛЯНИКИ САДОВОЙ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

О.А. ВЕТРОВА, М.Н. КУЗНЕЦОВ, Е.В. ЛЕОНИЧЕВА, С.М. МОТЫЛЕВА,
М.Е. МЕРТВИЩЕВА

Крупные промышленные плантации и участки садоводов-любителей часто расположены в зоне влияния промышленных центров, где велик риск накопления тяжелых металлов (фоновые показатели по Cu, Zn и Pb могут быть превышены в 4-55 раз). В растительном организме на границах «корень—стебель», «стебель—лист» и «стебель—репродуктивные органы» существуют физиологические барьеры, препятствующие поступлению токсикантов в плоды. В 2006-2008 годах в Мценском районе Орловской области в условиях полиэлементного техногенного загрязнения светло-серой лесной почвы нами изучено содержание свинца, никеля, цинка, железа и меди в вегетативных органах (корни, корневища, черешки листьев, листья) и плодах у четырех сортов земляники садовой Fragaria × ananassa (Duchesne ex Weston): Рубиновый кулон, Мамочка, Былинная и Богема. Для каждого элемента наблюдали специфическое распределение в органах растений, особенности которого зависели от физиологического значения элемента, его химических свойств и техногенной нагрузки. В то же время были отмечены существенные сортовые различия. У сортов Рубиновый кулон, Мамочка и Былинная листья содержали больше свинца, чем корни, что может объясняться дополнительным фолиарным поглощением элемента из атмосферы. У сорта Богема наблюдалось постепенное снижение аккумуляции свинца в ряду корни—корневища—листья—плоды. Заметная фиксация никеля в корнях отмечена только у сорта Мамочка. У остальных сортов плоды содержали достоверно больше никеля, чем подземные органы. Распределение цинка и железа по органам было обусловлено генетическими особенностями сортов земляники. Цинк не накапливался в вегетативных органах у сортов Рубиновый кулон и Мамочка. В корнях у сорта Богема и в корневищах у сорта Былинная, напротив, наблюдалась высокая аккумуляция этого элемента. Растения сортов Рубиновый кулон, Мамочка и Богема содержали железо преимущественно в корнях и плодах, сорт Былинная — в корневищах и черешках листьев. Для Pb — НСР А = 0,24; НСР В = 0,27; НСР АВ = 0,53; для Ni — НСР А = 0,04; НСР В = 0,05; НСР АВ = 0,10; для Zn — НСР А = 0,24; НСР В = 0,27; НСР АВ = 0,53; для Fe — НСР А = 0,79; НСР В = 0,89; НСР АВ = 1,77; для Cu — НСР А = 0,47; НСР В = 0,52; НСР АВ = 1,05 (фактор А — сорта земляники; фактор В — органы растения). Сортовые различия в накоплении тяжелых металлов свидетельствуют о возможности уменьшить экологический риск загрязнения плодов земляники при помощи целенаправленного подбора сортов.

Ключевые слова: земляника, ягодный агроценоз, техногенное загрязнение, тяжелые металлы.

 

Полный текст

 

ACCUMULATION OF HEAVY METALS IN THE STRAWBERRY PLANTS GROWN IN CONDITIONS OF ANTHROPOGENIC POLLUTION

O.A. Vetrova, M.N. Kuznetsov, E.V. Leonicheva, S.M. Motyleva,
M.E. Mertvishcheva


In case the large strawberry plantations and the plots of amateur gardeners are located in the areas, influenced by industrial centers, the risk of soil and air pollution with heavy metals is high, and the background values of Cu, Zn and Pb, for instance, can be 4-55 times increased. In plant there are physiological barriers between the root and the stem, the stem and the leaf, and the stem and reproductive organs, which prevent penetration of the toxicants into fruits. During 2006-2008 we evaluated the accumulation of Pb, Ni, Zn, Fe, and Cu in roots, rhizomes, petioles, leaves and fruits in four strawberry Fragaria× ananassa (Duchesne ex Weston) varieties, grown on the light gray forest soil under multielement anthropogenic pollution in Orlovskaya Province. The accumulation of each element was shown to be specific, depending on its physiological effect and chemical properties, and on the anthropogenic load. Significant differences among the varieties were also observed. In Rubinovii kulon, Mamochka, and Bylinnaya varieties the Pb content in leaves was higher than in the roots, probably due to extra foliar absorption from air. In Bogema variety the Pb accumulation gradually decreased from the roots to rhizomes, then to leaves and finally to fruits. Considerable Ni content in the roots was indicated only in Mamochka variety. In other tested varieties the Ni accumulation in fruits was significantly higher than in the underground organs. Zn and Fe distribution among strawberry plant organs was specified by the varietal genetic features. Zn was not accumulated in the vegetative organs of Rubinovii kulon and Mamochka plants. Conversely, the high accumulation of Zn was found in the roots of Bogema plants and in the rhizomes of Bylinnaya plants. In Rubinovii kulon, Mamochka and Bogema plants the Fe accumulation was mainly detected in the roots and in the berries, whereas in Bylinnaya plants this element was mainly concentrated in the rhizomes and petioles. The least significant difference for factor A (strawberry varieties), factor B (plant organs) and their combination (AB) makes for Pb 0.24, 0.27, and 0.53, respectively; for Ni — 0.04, 0.05, and 0.10, respectively; for Zn — 0.24, 0.27, and 0.53, respectively; for Fe — 0.79, 0.89, and 1.77, respectively; for Cu — 0.47, 0.52, and 1.05, respectively. An unequal accumulation of toxicants among the varieties, which were not bred with a view to low heavy metal penetration under soil and air pollution, shows that the ecological risk of the heavy metal accumulation in fruits could be decreased by purposeful choosing varieties for cultivation with respect to their physiological features.

Кеywords: strawberry, berry agrocoenosis, technogenic pollution, heavy metals.

ГНУ Всероссийский НИИ селекции плодовых
культур Россельхозакадемии,

302530 Россия, Орловская обл., Орловский р-н, п/о Жилина,
e-mail: agro@vniispk.ru

Поступила в редакцию
17 января 2012 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало