Головна » Статті » Конференція_2016_03_24-25 » Секція_1_Екологія_і_природокористування

ВПЛИВ ІОНІВ СВИНЦЮ І КАДМІЮ НА КАТІОННО-ОБМІННУ ЗДАТНІСТЬ ТА ПОВЕРХНЕВИЙ ЗАРЯД КОРЕНІВ ЯЧМЕНЮ

Качмар Наталія

 к.с.-г.н, старший викладач

Львівський національний аграрний університет

м. Дубляни

 

ВПЛИВ ІОНІВ СВИНЦЮ І КАДМІЮ НА КАТІОННО-ОБМІННУ ЗДАТНІСТЬ ТА ПОВЕРХНЕВИЙ ЗАРЯД КОРЕНІВ ЯЧМЕНЮ

 

Найчастіше рослини поглинають кадмій і свинець прямо пропорційно до їх кількості в середовищі. Будь-які стресові умови в клітині рослини спричиняють низку різних біохімічних процесів, які невластиві їй за нормальних умов. З фізико-хімічного погляду такі величини, як катіонно-обмінна здатність, поверхневий заряд і площа поверхні коренів, є одними з основних показників, які визначають сорбційні і транспортні можливості коренів рослини. Кислотність ґрунту в межах  pH 4,5 – 5,5 вважається одним з основних чинників, що підвищує здатність рослин до поглинання певного важкого металу з ґрунту [1, 2, 4].

Метою дослідження було вивчення впливу різних значень водневого потенціалу і вибраних концентрацій кадмію і свинцю на криві потенціометричного титрування, на основі яких встановлено катіонно-обмінну здатність коренів і залежність поверхневого заряду коренів від pH.

         Для дослідження використано корені ячменю ярого. Ріст рослин відбувався в культурах водних з чітко контрольованим їх складом  і pH 7. Коли рослини досягли початку фази кущення, до культури водної додавали кадмій в концентрації 30 мг/дм3  розчину у вигляді CdCl2  і свинець в концентрації 320 мг/дм3 розчину у вигляді Pb(NO3)2. Одночасно в частині посудин  pH розчину знижено до 4,5. Час інкубування в умовах стресу становив 10 днів.

Присутність іонів кадмію в культурі водній вплинула на зміни кривих залежності поверхневого заряду від pH. Для коренів досліджуваного сорту ячменю повний поверхневий заряд знижується під впливом іонів кадмію (значення поверхневого заряду (Q) на контролі становить  –  0,595 ммоль/г, а на варіанті досліду, де до культури водної було додано кадмій  –  0,464 ммоль/г). Проте не відмічено істотних різниць між зарядом коренів, що росли (10 днів) при pH 7+Cd2+ і pH 4,5+Cd2+.

Застосовуваний у досліді кадмій у формі CdCl2 є формою легкообмінною, а отже, й поглинається коренями пропорційно до його концентрації в розчині. Саме це може бути причиною недостатнього впливу кислотності культури водної на хід кривих титрування, а далі й на такі величини (які були вилічені з цих кривих), як заряд поверхні, катіонообмінна здатність коренів ячменю [4, 5].

 Зниження катіонообмінної здатності  (з 0,437 мМ/г – на контролі до 0,334 мМ/г – на варіанті досліду pH7+ Cd+2) найшвидше може бути результатом блокування негативного заряду груп –COO- через іони кадмію.

         Із 60-х рр. XXст. вважається, що основними чинниками, які відповідають за катіонно-обмінну здатність коренів, є карбоксильні групи. Від’ємний заряд поверхні коренів утворюється в результаті дисоціації цих груп [3, 5].

Додавання до культури водної іони свинцю спричинило підвищення таких показників, як загальний поверхневий заряд (з 0, 871 мМ/г – на контролі, до 0,912 мМ/г – на варіанті досліду pH7+Pb2+) і катіонно-обмінна здатність коренів (з 0,546 мM /г – на контролі, до 0,594 мM /г – на  варіанті досліду pH7+Pb2+). Не виявлено істотних різниць між досліджуваними показниками для коренів, які росли при pH 7+Pb2+ і pH 4,5+Pb2+.

Підвищення катіонно-обмінної здатності в присутності іонів свинцю є наслідком мінливості поверхневого заряду досліджуваних коренів ячменю.

Токсичні концентрації свинцю спричиняють порушення процесу фотосинтезу, поділу клітини і процесу водообміну в рослині. Свинець також може потрапляти всередину клітини і фіксуватись у вакуолі. Ці зміни у свою чергу стають причиною зміни показників, які досліджувались, −  загальний поверхневий заряд, катіонно-обмінна здатність коренів. Крім того, така зміна загального поверхневого заряду в присутності іонів свинцю може спричинятись  екстрагуванням пектину і (або) осідання свинцю в кристалічній формі на мембранах клітин [1, 2, 5].

 

Література

1. Влияние свинца на фотосинтетический аппарат однолетних злаков / Н. М. Казнина, Г. Ф. Лайдинен, А. Ф. Титов, А. В. Таланов // Известия РАН. – 2005. – № 2. – С. 184–188. – (Серия биологическая).

2. Мусієнко М. М. Екологія рослин : підручник / М. М. Мусієнко. – К. : Либідь, 2006. – 432 с.

3. International agrophysics // A quarterly journal on physics in environmental and agricultural sciences. Institute of agrophysics, polish academy of sciences. – 2007. – Vol. 21,  № 4. – Р. 311–422.

4. Szatanik-Kloc A. Właściwości powierzchniowe korzeni wybranych roślin jednoliściennych i dwuliściennych; oznaczane metodą adsorpcji-desorpcji pary wodnej i azotu / A. Szatanic-Kloc // Acta Agrophysics 135. –  2006. – Vol. 7, №4. –  S. 1015–1027.

5. Szatalnik-Kloc A. Effect of pb-stress of selected physicocemical surface properties of barley (hordeum vulgare l.) / A. Szatalnik-Kloc, Z. Sokołowska, N. Hrebelna // International agrophysics. A quarterly journal on physics in environmental and agricultural sciences. – Lublin, 2007. – Vol. 21, № 4. – Р. 399–408.

Категорія: Секція_1_Екологія_і_природокористування | Додав: Admin (23.03.2016)
Переглядів: 192
Всього коментарів: 0