Содержание фотосинтетических пигментов в листьях «здоровых» и «ослабленных» деревьев тополя бальзамического (Populus balsamifera L.), произрастающих в условиях промышленного загрязнения (Республика Башкортостан, Стерлитамакский промышленный центр)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе представлены результаты исследований по оценке относительного жизненного состояния насаждений тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) в условиях полиметаллического загрязнения Стерлитамакского промышленного центра (СПЦ). Насаждения тополя санитарно-защитной зоны СПЦ относятся к категории «ослабленные». Внешние признаки угнетения проявляются в уменьшении густоты кроны, увеличении количества мертвых ветвей, поражении ассимиляционного аппарата хлорозами и некрозами. В насаждениях произрастают деревья, относящиеся к категории «здоровые». Показано, что среднее содержание хлорофиллов (а + b) в листьях «здоровых» деревьев тополя варьировало в пределах от 25,0 до 28,0 мкг/см² сырой массы, в то время как у «ослабленных» деревьев было сравнительно низким и составляло 17,2–22,6 мкг/см² сырой массы. Снижение суммарного содержания хлорофиллов и ухудшения относительного жизненного состояния деревьев взаимосвязаны. Установлено, что в период активного роста листьев (в июне и начале июля) высокое содержание хлорофиллов и индекса азотного баланса (NBI) отмечается в листьях как «здоровых», так и «ослабленных» деревьев тополя бальзамического. Взаимосвязь рассматриваемых показателей подтверждаются уравнениями регрессии полиноминальной функции (у = −2,15х² + 8,05х + 23,2; у = −2,35х² + 8,75х + 19,9 для листьев «здоровых» деревьев; у = −3,1х² + 11,1х + 13,4; у = −3,9х² + 14,1х + 10 для листьев «ослабленных» деревьев), а также коэффициентами детерминации (R² = 1 для листьев «здоровых» деревьев; R² = 1 для листьев «ослабленных» деревьев). Максимальные различия по соотношению содержания хлорофиллов (а + b) и азотного баланса в листьях «здоровых» и «ослабленных» деревьев тополя отмечены в конце августа. В течение вегетационного периода в листьях «ослабленных» деревьев по сравнению с листьями «здоровых» деревьев тополя наблюдается снижение значений NBI и содержания хлорофиллов. При этом существенных изменений в содержании хлорофиллов адаксиальной и абаксиальной стороны листьев «здоровых» и «ослабленных» деревьев тополя бальзамического в течение вегетации не наблюдается.

Об авторах

Рафак Хизбуллинович Гиниятуллин

Уфимский институт биологии Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: grafak2012@yandex.ru

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории лесоведения

Россия, Уфа

Руслан Сергеевич Иванов

Уфимский институт биологии Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: ivanovirs@mail.ru

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физиологии растений

Россия, Уфа

Олеся Васильевна Тагирова

Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы; Уфимский институт биологии Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: olecyi@mail.ru

кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии, географии и природопользования, научный сотрудник лаборатории лесоведения

Россия, Уфа; Уфа

Алексей Юрьевич Кулагин

Уфимский институт биологии Уфимского федерального исследовательского центра РАН; Уфимский государственный нефтяной технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: coolagin@list.ru

доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией лесоведения; ведущий научный сотрудник лаборатории мониторинга климатических изменений и углеродного баланса экосистем

Россия, Уфа; Уфа

Список литературы

  1. Горчаковский П.Л., Шурова Е.А., Князев М.С. и др. Определитель сосудистых растений Среднего Урала. М.: Наука, 1994. 525 с.
  2. Кулагин А.Ю., Гиниятуллин Р.Х., Уразгильдин Р.В. Средостабилизирующая роль лесных насаждений в условиях Стерлитамакского промышленного центра. Уфа: Гилем, 2010. 108 с.
  3. Тарчевский И.А., Андрианова Ю.Е. Содержание пигментов как показатель мощности развития фотосинтетического аппарата у пшеницы // Физиология растений. 1980. Т. 27, вып. 2. С. 341-348.
  4. Иванов Л.А., Иванова Л.А., Ронжина Д.А., Юдина П.К. Изменение содержания хлорофиллов и каротиноидов в листьях степных растений вдоль широтного градиента на Южном Урале // Физиология растений. 2013. Т. 60, № 6. С. 856-864. doi: 10.7868/S0015330313050072.
  5. Młodzińska E. Survey of plant pigments: molecular and environmental determinants of plant colors // Acta Biologica Cracoviensia. Series Botanica. 2009. Vol. 51 (1). P. 7-16.
  6. Tran T.A., Popova L.P. Functions and toxicity of cadmium in plants: recent advances and future prospects // Turkish Journal of Botany. 2013. Vol. 37. P. 1-13. doi: 10.3906/bot-1112-16.
  7. Кириенко Н.Н., Терлеева П.С. Влияние техногенного загрязнения территории на содержание фотосинтетических пигментов в листьях лекарственных растений // Проблемы современной аграрной науки: мат-лы междунар. заоч. науч. конф. Красноярск: КрасГАУ, 2009. С. 50-54.
  8. Kvíčala M., Lacková E., Urbancová L. Photosynthetic active pigments changes in Norway spruce (Picea abies) under the different acclimation irradiation and elevated CO₂ content // International Scholarly Research Notices. 2014. Vol. 2014. doi: 10.1155/2014/572576.
  9. Major J.E., Barsi D.C., Mosseler A., Campbell M. Genetic variation and control of chloroplast pigment concentrations in Picea rubens, Picea mariana and their hybrids. I. Ambient and elevated [CO₂] environments // Tree Physiology. 2007. Vol. 27 (3). P. 353-364. doi: 10.1093/treephys/27.3.353.
  10. Муратова А.Ю., Любунь Е.В., Сунгурцева И.Ю., Нуржанова А.А., Турковская О.В. Физиолого-биохимические реакции Miscanthus × giganteus на загрязнение почвы тяжелыми металлами // Экобиотех. 2019. Т. 2, № 4. С. 482-493.
  11. Кадильникова И.П., Тайчинов С.И. Условия почвообразования на территории Башкирии и его провинциальные черты // Почвы Башкирии. Т. 1. Уфа: БФ АН СССР, 1973. С. 15-62.
  12. Зейферт Д.В., Бикбулатов И.Х., Рудаков К.М., Григорьева И.Н. Растительные сообщества и почвенная мезофауна территорий химических предприятий в степной зоне Башкирского Предуралья / под ред. Б.М. Миркина. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2000. 166 с.
  13. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение / под ред. В.А. Алексеева. Л.: Наука, 1990. 200 с.
  14. Cartelat A., Cerovic Z.G., Goulasa Y. et al. Optically assessed contents of leaf polyphenolics and chlorophyll as indicators of nitrogen deficiency in wheat (Triticum aestivum L.) // Field Crops Research. 2005. Vol. 91, iss. 1. P. 35-49. doi: 10.1016/j.fcr.2004.05.002.
  15. Гиниятуллин Р.Х., Емшина Е.А., Файрузов И.И. Содержание и особенности распределения марганца, никеля в органах у здоровых и ослабленных деревьев тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) // Экобиотех. 2020. Т. 3, № 3. С. 488-496.
  16. Тарабрин В.П., Кондратюк Е.Н., Башкатов В.Г. и др. Фитотоксичность органических и неорганических загрязнителей. Киев: Наук. думка, 1986. 216 с.
  17. Куркаев В.Т., Шеуджен А.Х. Агрохимия. Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2000. 552 с.
  18. Шеуджен А.Х. Биогеохимия. Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2003. 1028 с.
  19. Croft H., Chen J.M. Leaf pigment content // Comprehensive Remote Sensing / S. Liang (ed.). Oxford: Elsevier, 2018. P. 117-142. doi: 10.1016/B978-0-12-409548-9.10547-0.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1 – Среднее содержание хлорофиллов (а + b) (мкг/см²) в листьях «здоровых» и «ослабленных» деревьев тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) в течение вегетационного периода в условиях полиметаллического загрязнения Стерлитамакского промышленного центра

Скачать (26KB)
3. Рисунок 2 – Изменение индекса азотного баланса (NBI) в листьях «здоровых» и «ослабленных» деревьев тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) в течение вегетационного периода в условиях полиметаллического загрязнения Стерлитамакского промышленного центра

Скачать (22KB)
4. Рисунок 3 – Изменение суммарного содержания хлорофиллов в листьях «здоровых» (ЗД) и «ослабленных» (ОД) деревьев тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) в течение вегетационного периода в условиях полиметаллического загрязнения Стерлитамакского промышленного центра. Примечание. Пунктиром обозначены линии тренда

Скачать (20KB)
5. Рисунок 4 – Изменение индекса азотного баланса (NBI) в листьях «здоровых» (ЗД) и «ослабленных» (ОД) деревьев тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) в течение вегетационного периода в условиях полиметаллического загрязнения Стерлитамакского промышленного центра. Примечание. Пунктиром обозначены линии тренда

Скачать (18KB)

© Гиниятуллин Р.Х., Иванов Р.С., Тагирова О.В., Кулагин А.Ю., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».