Анализ ростовых процессов Pinus sylvestris L. на ранних стадиях онтогенеза в условиях хронического действия цинка

УДК

630*174.754:504.054:669.5

DOI:

Аннотация

Изучено влияние ZnSO4 на рост и развитие всходов сосны обыкновенной в условиях водной культуры. Выявлен предел летальных и сублетальных концентраций препарата. Показано ингибирование роста органов всходов, в особенности корневой системы. Обоснована возможность использования сосны обыкновенной в качестве биоиндикатора токсического действия тяжелых металлов.

Сведения об авторах

Иванов Юрий Валерьевич родился в 1983 г., окончил в 2005 г. Брянскую государственную инженерно-технологическую академию, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН. Имеет 48 печатных работ в области физиологии растений.

E-mail: ivanovinfo@mail.ru

Савочкин Юрий Валерьевич родился в 1986 г., окончил в 2008 г. Брянскую государственную инженерно-технологическую академию, аспирант Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН. Имеет 3 печатные работы в области лесной таксации и физиологии древесных растений.

E-mail: savochkin@mail.ru

Марченко Сергей Иванович родился в 1961 г., окончил в 1983 г. Брянский технологический институт, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесоводства, лесных культур и почвоведения Брянской государственной инженерно-технологической академии. Имеет более 50 печатных работ в области лесовосстановления, лесного почвоведения, оценки окружающей природной среды методами дендроиндикации.

E-mail: mars_bryansk@mail.ru

Иванов Валерий Павлович родился в 1947 г., окончил в 1971 г. Брянский технологический институт, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой лесоводства, лесных культур и почвоведения Брянской государственной инженерно-технологической академии. Имеет более 100 печатных работ в области лесного хозяйства и экологии.

E-mail: ivpinfo@mail.ru

Ключевые слова

сосна обыкновенная, тяжелые металлы, токсический эффект, ингибирование роста

Литература

1. Антиоксидантная система в корнях двух контрастных экотипов Sedum alfredii при повышенных концентрациях цинка / Т.К. Ли [и др.] // Физиология растений. 2008. Т. 55, № 6. С. 886–894.
2. Иванов Ю.В., Карташов А.В., Савочкин Ю.В. Устойчивость всходов Pinus sylvestris и Picea abies к солевому стрессу // Лесн. вестн. 2010. № 3 (72). С. 119–123.
3. Рассеянные элементы в бореальных лесах / В.В. Никонов [и др.]; отв. ред. А.С. Исаев. М.: Наука, 2004. 616 с.
4. Холодова В.П., Волков К.С., Кузнецов В.В. Адаптация к высоким концентрациям солей меди и цинка растений хрустальной травки и возможность их использования в целях фиторемедиации // Физиология растений. 2005. Т. 52, № 6. С. 848–858.
5. Abushama F.T., Kambal M.A. The role of zinc in the activation of the enzyme cellulose in termites // Cellular and Molecular Life Sciences. 1976. Vol. 32, N 1. Р. 19–20.
6. Adriaensen K., Vangronsveld J., Colpaert J.V. Zinc-tolerant Suillus bovinus improves growth of Znexposed Pinus sylvestris seedlings // Mycorrhiza. 2006. Vol. 16. P. 553–558.
7. Altaf W.J. Botanical environmental monitors for zinc pollution resulting from vehicular traffic // Journ. of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2007. Vol. 271, N 3. P. 665–670.
8. Colpaert J.V., Van Assche J.A. Zinc toxicity in ectomycorrhizal Pinus sylvestris // Plant and Soil. 1992. Vol. 143. P. 201–211.
9. Hartley-Whitaker J., Cairney J.W.G., Meharg A.A. Sensitivity to Cd or Zn of host and symbiont of ectomycorrhizal Pinus sylvestris L. (Scots pine) seedlings // Plant and Soil. 2000. Vol. 218. P. 31–42.
10. Hell R., Mendel R.-R. Cell biology of metals and nutrients // Springer, 2010. 285 p.
11. Impact of excess zinc on growth pa-rameters, cell division, nutrient accumulation, photosynthetic pigments and oxidative stress of sugarcane (Saccharum spp.) / R. Jain [а.о.] // Acta Physiol. Plant. 2010. Vol. 32. P. 979–986.
12. Kabata-Pendias A., Mukherjee A.B. Trace elements from soil to human // Springer, 2007. 576 p.
13. Krupa P., Kozdroj J. Ectomycorrhi-zal fungi and associated bacteria provide protec-tion against heavy metals in inoculated pine (Pi-nus sylvestris L.) seedlings // Water, Air, and Soil Pollution. 2007. Vol. 182. P. 83–90.
14. Leaf responsiveness of Populus tremula and Salix viminalis to soil contaminated with heavy metals and acidic rainwater / S. Her-mle [а.о.] // Tree Physiology. 2007. Vol. 27. P. 1517–1531.
15. Mineral commodity summaries // U.S. Geological Survey, 2010. 193 p.
16. Muschitz A., Faugeron C., Morvan H. Response of cultured tomato cells subjected to excess zinc: role of cell wall in zinc compartmen-tation // Acta Physiol. Plant. 2009. Vol. 31. P. 1197–1204.
17. Physiology of cotton / J. McD. Ste-wart [а.о.] // Springer, 2010. 564 p.
18. Response of antioxidant enzymes in Nicotiana tabacum clones during phytoextraction of heavy metals / L. Lyubenova [а.о.] // Environ. Sci. Pollut. Res. 2009. Vol. 16. P. 573–581.
19. Seedling responses of three Australi-an tree species to toxic concentrations of zinc in solution culture / S.M. Reichman [а.о.] // Plant and Soil. 2001. Vol. 235. P. 151–158.
20. Setaria viridis tolerance of high zinc concentrations / N.M. Kaznina [а.о.] // Biology Bulletin. 2009. Vol. 36, N 6. P. 575–581.
21. Sustainable agriculture / E. Lichtfouse [а.о.] // Springer, 2009. 919 p.
22. Zinc and cadmium effects on growth and ion distribution in Populus tremula х Populus alba / T.C. Durand [а.о.] // Biologia Plantarum. 2010. Vol. 54(1). P. 191–194.

Ссылка на английскую версию:

Analysis of Growth Processes of Scots Pine at Early Ontogeny Stages in Conditions of Chronic Zinc Effect

Yu.V. Ivanov1, Yu.V. Savochkin1, S.I. Marchenko2, V.P. Ivanov2

1 K.A. Timiryazev Institute of Plant Physiology, Russian Academy of Science
2 Bryansk State Academy of Engineering and Technology

Analysis of Growth Processes of Scots Pine at Early Ontogeny Stages in Conditions of Chronic Zinc Effect

The influence of zinc sulphate on Scots pine sprouts growth and development in water culture conditions is investigated. The limit of lethal and sublethal zinc sulphate concentrations is revealed. The inhibition of sprouts body growth, especially the root system, is demonstrated. The possibility of using Scots pine as bioindicator of heavy metals toxic effect is justified.