Элементный состав растений рода Geranium L. Бурятии

Главная особенность определения наличия макро- и микроэлементов и их количественного содержания в надземных и подземных органах видов рода Geranium L. Основная характеристика избирательного накопления химических элементов разными видами растений.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 21.06.2018
Размер файла 25,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 581.192: 633.88

Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления

Элементный состав растений рода Geranium L. Бурятии

Ильина Л.П.

Анцупова Т.П.

Биологическая роль элементов, в том числе микроэлементов, содержащихся в тканях живых организмов в небольших количествах (10-3-10-12 %), в настоящее время общеизвестна. Элементы участвуют в различных биохимических процессах, окислительно-восстановительных реакциях и т.д. Но по химическому составу все организмы живой природы отличаются друг от друга, что придает индивидуальность отдельно взятому виду. В зависимости от того, какие химические элементы растения поглощают из почвы, зависит химический состав их биомассы, поэтому количественное содержание элементов у разных видов растений будет разное. Многие авторы рекомендуют применение соединений микроэлементов в терапевтических целях. Растения также обладают лечебными свойствами, и здесь может прослеживаться взаимосвязь между количественным содержанием элементов и терапевтическими свойствами растений, накапливающих то или иное количество элементов, что влияет на ход лечения [1, 2]. Герани относятся к известным лекарственным растениям, обладающим различными свойствами: кровоостанавливающими, ранозаживляющими, вяжущими, мочегонными и т.д. [3, 4]. При изучении литературных источников было выявлено, что элементным составом растений семейства гераниевые (Geraniaceae), произрастающими в Бурятии, никто ранее не занимался. Поэтому определение наличия элементов и их количественного содержания в различных частях растений рода герань (Geranium L.) семейства Geraniaceae является актуальным и своевременным. Изучение растений, произрастающих в условиях Бурятии, позволяет в будущем проводить сравнительный анализ с аналогичными исследованиями в других регионах.

Объекты и методы исследований

Для анализа был использован высушенный растительный материал надземных и подземных органов 9 видов гераней, собранных в 4 административных районах республики и в окрестностях города Улан-Удэ в июле и августе 2014 года. Видовую принадлежность изучали по «Определителю растений Бурятии» [5]. Исследование элементов проводили в растениях 9 видов рода Geranium L.: герань Власова - Geranium wlassovianum Fischer ex Link, г. волосистотычинковая - G. еriostemon Fischer ex DC., г. луговая - G. pratense L., г. Сергиевской - G. pratense subsp. sergievskajae Peschkova, г. Турчанинова - G. transbaicalicum subsp. turczaninovii (Serg.) Peschkova, г. Максимовича - G. maximoviczii Regel et Maack, г. ложносибирская - G. pseudosibiricum J. Mayer [G.coeruleum Patrin], г. забайкальская - G. transbaicalicum Serg.s.str., г. сибирская - G. sibiricum L.

Всего было исследовано 144 образца на выявление количественного содержания 8 макроэлементов и 252 образца на выявление количественного содержания 14 микроэлементов (каждый элемент определяли в 18 растительных образцах, т.е. в надземных и подземных органах 9 видов гераней). Анализ проводили в лаборатории Института геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук (г. Иркутск). От каждого образца брали 2 навески по 0,5 грамм, из этого материала прессовали таблетки-излучатели на подложке из борной кислоты. Далее выполняли измерения недеструктивным методом рентгенофлуоресценции в растительном материале на волновом рентгеновском спектрометре S4 Pioneer (Bruker AXS, Germany) с рентгеновской трубкой мощностью 4 кВт и Rh-анодом. Предварительная запись спектра растительных образцов показала, что в образцах могут быть измерены аналитические линии 22 элементов: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr, Zr, Ba и Pb. Условия измерения: при определении элементов от Na до K напряжение на трубке составляет 30 кВ, сила тока 60 мА; при определении элементов от Ca до Pb - 50 кВ и 40 мА, соответственно. Время набора импульсов изменялось от 10 до 100 секунд в зависимости от содержания элемента. Суммарное время измерения одного образца на спектрометре последовательного действия без учета времени, затраченного на пробоподготовку, составило 25 мин [6].

Результаты исследований и их обсуждение

Видовая особенность растений и, возможно, места их произрастания влияет на элементный состав. Знание таких особенностей имеет существенный теоретический и практический интерес для использования растений в медицинских целях. Виды рода Geranium L. - мезофиты, произрастающие во влажных местах вблизи ручьев и рек в зарослях кустарников, в сосново-кустарниковом, сосново-березовом лесах, на опушке березового леса, как показано в таблице 1.

Таблица 1. Места произрастания растений рода Geranium L., исследованных на содержание элементов

Места произрастания

Виды растений

Дата сбора

Заросли ивы, долина реки Селенга,

с. Вознесеновка Тарбагатайского района

Geranium sibiricum

4.07.2014

Сосново-кустарниковый лес, окрестность г. Улан-Удэ (местность Верхняя Березовка)

Geranium еriostemon

21.07.2014

Заросли ивы, вдоль высохшей речки Харауз, с. Шергино Кабанского района

Geranium pratense subsp. sergievskajae

5.08.2014

Сосново-березовый лес, левый берег реки Селенга, с. Брянск Кабанского района

Geranium pseudosibiricum

6.08.2014

Опушка смешанного леса вдоль ручья, п. Забайкальск г. Улан-Удэ

Geranium transbaicalicum subsp. turczaninovii

15.08.2014

Заросли ивы вдоль ручья, п. Зеленхоз г. Улан-Удэ

Geranium maximoviczii

15.08.2014

Заросли ивы вдоль высохшего ручья, долина реки Уда, п. Хоринск Хоринского района

Geranium transbaicalicum

20.08.2014

Заросли ивы, долина реки Темник Селенгинского района

Geranium wlassovianum

26.08.2014

Опушка березового леса, с. Загустай Селенгинского района

Geranium pratense

27.08.2014

В таблице 2 представлено содержание в растениях макроэлементов, из которых Mg, K, Ca, Fe относятся к биологически важным элементам [2].

Согласно данным таблицы 2, больше всего в растительных тканях отмечено накопление калия и кальция, меньше всего - натрия и железа. Наблюдается большая разница в накоплении хлора (от 60 до 16900 мкг/г) с преимущественным преобладанием его, а также калия в надземных органах.

Таблица 2. Содержание макроэлементов в растениях рода Geranium L., мкг/г воздушно-сухого сырья

Органы растений

Макроэлементы

Na

Mg

P

S

Cl

K

Ca

Fe

Geranium wlassovianum

1

100

1800

1720

2140

4200

21000

20200

300

2

850

2200

1830

1510

430

7100

21000

2530

Geranium еriostemon

1

180

2400

2450

1050

1370

20600

16200

450

2

380

2000

1660

1230

340

9300

11600

1080

Geranium pratense

1

210

2500

3110

2260

680

14800

20000

390

2

660

2400

2590

1620

60

6200

21300

810

Geranium pratense subsp. sergievskajae

1

260

3200

3080

2070

3510

17800

17300

420

2

910

3100

1940

1870

370

7100

17700

2620

Geranium transbaicalicum subsp. turczaninovii

1

290

1800

4910

1570

4230

22600

17800

570

2

360

2200

3050

1490

680

8500

15700

750

Geranium maximoviczii

1

310

4700

2810

2870

16900

17100

23900

340

2

1260

3600

1580

1940

1360

5800

29200

1270

Geranium pseudosibiricum

1

310

2800

3090

1250

500

18000

20500

540

2

380

1800

1630

1370

70

5900

28900

950

Geranium transbaicalicum

1

270

2100

2920

2100

5190

19800

18000

490

2

700

2700

2180

1630

690

7700

21300

1290

Geranium sibiricum

1

520

3500

6000

2760

2460

24400

11900

310

2

3900

4700

3590

3330

2000

14700

14700

2180

Примечание: 1 - надземные органы; 2 - подземные органы.

В подземных органах, преимущественно, концентрируются натрий и железо во всех 9 видах гераней. У одних видов растений Mg, P, S, Ca наиболее интенсивно поглощаются корнями, у других видов эти элементы концентрируются в большей степени в надземных органах. Так как у гераней как лекарственных растений используются в лечебных целях и надземные, и подземные части, богатый запас биологически важных элементов доказывает возможность применения лекарственных растений, в том числе по элементному составу. микроэлемент подземный химический растение

Изучая микроэлементный состав растений, можно условно выделить 2 группы элементов, содержание которых в растительных тканях может превышать 200 мкг/г (табл. 3) и может быть менее 200 мкг/г (табл. 4).

Таблица 3. Первая группа микроэлементов с содержанием более 200 мкг/г в растениях рода Geranium L., мкг/г воздушно-сухого сырья

Органы растений

Микроэлементы

Al

Si

Ti

Sr

Ba

Geranium wlassovianum

Надземные

4400

6500

26

208

63

Подземные

3620

10690

239

212

89

Geranium еriostemon

Надземные

650

2840

47

208

109

Подземные

1710

4970

125

212

161

Geranium pratense

Надземные

650

2950

37

209

54

Подземные

2190

7100

79

230

108

Geranium pratense subsp. sergievskajae

Надземные

650

3050

41

109

30

Подземные

2180

6780

122

109

60

Geranium transbaicalicum subsp. turczaninovii

Надземные

1140

4340

59

104

96

Подземные

1360

5230

81

100

236

Geranium maximoviczii

Надземные

620

3560

35

330

28

Подземные

1370

5510

80

305

50

Geranium pseudosibiricum

Надземные

960

4480

58

131

118

Подземные

1700

5690

111

185

353

Geranium transbaicalicum

Надземные

820

3340

57

153

36

Подземные

2070

6930

173

181

81

Geranium sibiricum

Надземные

570

2170

28

79

9

Подземные

3380

8730

205

148

36

Данные таблицы 3 свидетельствуют, что из 5 указанных микроэлементов больше всего в растениях накапливаются Al и Si, при этом во всех образцах содержание их в подземных органах превышает таковое в надземных органах. Содержание Sr колеблется в пределах 79-330 мкг/г, при этом в 6 образцах содержание элемента в подземной части также больше, чем в надземной, в одном образце (герань Сергиевской) в подземных и надземных органах содержится одинаковое количество (109 мкг/г) Sr, а в 2 образцах (г. Максимовича и г. Турчанинова) наблюдается обратная зависимость в содержании данного элемента. Следует отметить, что долгое время стронций считался вредным из-за радиоактивного изотопа стронций-90, но в растениях накапливается его стабильный аналог, который полезен и в оптимальных концентрациях положителен в обмене веществ [2].

Таблица 4. Вторая группа микроэлементов с содержанием менее 200 мкг/г в растениях рода Geranium L., мкг/г воздушно-сухого сырья

Органы растений

Микроэлементы

Cr

Mn

Ni

Cu

Zn

Br

Rb

Zr

Pb

Geranium wlassovianum

1

2,3

71

2,7

4,7

30

9,0

15

3

< 2

2

7,7

127

4,4

13,3

106

4,9

14

4

2,4

Geranium еriostemon

1

4,0

66

2,9

4,7

24

2,6

5

2

< 2

2

7,1

98

3,5

7,4

62

<2,5

5

< 2

< 2

Geranium pratense

1

3,4

53

2,5

6,7

38

6,5

38

3

< 2

2

7,0

86

3,0

12,9

93

3,2

26

4

< 2

Geranium pratense subsp. sergievskajae

1

3,0

32

2,7

6,4

26

<2,5

28

< 2

< 2

2

5,1

170

2,9

14,1

50

<2,5

14

< 2

3,3

Geranium transbaicalicum subsp. turczaninovii

1

3,9

77

3,1

5,8

35

<2,5

5

< 2

< 2

2

3,4

83

2,6

11,7

119

<2,5

3

< 2

2,9

Geranium maximoviczii

1

2,3

26

2,0

4,8

31

<2,5

41

5

< 2

2

2,7

99

2,6

14,3

100

5

10

4,4

2,7

Geranium pseudosibiricum

1

4,5

96

3,1

5,0

25

<2,5

14

2,1

2

2

3,5

185

4,2

12,7

103

<2,5

10

3,1

2,7

Geranium transbaicalicum

1

3,8

68

3,1

5,5

26

<2,5

13

2,6

< 2

2

4,3

141

3,0

9,7

54

<2,5

13

3,6

2,7

Geranium sibiricum

1

2,3

22

2,7

6,8

32

<2,5

9

< 2

< 2

2

8,1

54

4,8

10,4

68

<2,5

6

2,8

< 2

Примечание: 1 - надземные органы; 2 - подземные органы.

Для двух микроэлементов (Ba и Ti) отмечено значительно меньшее содержание их в образцах. Так, только в 2-х образцах (подземные органы г. Турчанинова и г. ложносибирской) содержание Ba превышает 200 мкг/г, а содержание Ti также превышает 200 мкг/г в двух других видах (г. Власова и г. сибирская). При этом во всех 9 образцах содержание того и другого элемента в подземных органах значительно больше, чем в надземных.

Во вторую группу микроэлементов (менее 200 мкг/г) входят Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Zr, Pb. Меньше всего содержится Br, Zr, Pb. Низкое содержание свинца в растительных тканях свидетельствует, прежде всего, об экологической чистоте мест произрастания. Наибольшим содержанием в этой группе микроэлементов характеризуются марганец и цинк. Для большинства видов отмечена все та же тенденция превышения накопления элементов в подземных органах по сравнению с надземными. Исключение составляют рубидий, которого больше в надземной части растений у 7 видов, а у 2 видов одинаковое количество в корнях и траве, и бром, содержание которого в подземных органах 3 видов меньше, чем в надземных, а в 6 - одинаково. Хром, марганец, никель, медь и цинк относятся к наиболее изученным элементам, участвующих во всех основных процессах обмена веществ. Установлена их терапевтическая доза от 50 до 200 мкг в сутки по Анри Пикару, обеспечивающая коррекцию нарушенного микроэлементного равновесия у больных в начальной стадии заболевания или для профилактики [2]. Исследованные нами виды рода Geranium L. вполне можно отнести к лекарственным растениям, содержащим терапевтические дозы микроэлементов. Для полного восполнения марганца и цинка достаточно 1 или 2 грамма высушенного растительного сырья в сутки; хрома, никеля и меди, в среднем, - в 3-5 раз больше.

Заключение

Таким образом, для растений, произрастающих во влажных местах, характерно повышенное содержание макроэлементов: магния, фосфора, серы, калия, кальция. Из микроэлементов выявлено высокое содержание алюминия и кремния, а также титана, стронция и бария, которые мы выделили в отдельную группу. Три элемента (Br, Zr, Pb) содержатся в ничтожно малых количествах, остальные 6 микроэлементов занимают промежуточное положение, из них 5 (Cr, Mn, Ni, Cu, Zn) относятся к изученным элементам, определенная дозировка которых обладает лечебными свойствами. Количественное содержание этих элементов в исследованных видах рода Geranium L. соответствует указанным терапевтическим дозам [1], что подтверждает лечебный эффект гераней как лекарственных растений. Кроме того, наши результаты подтверждают литературные данные об избирательном накоплении химических элементов разными видами растений, а также данные о преимущественном концентрировании элементов в подземных органах вследствие использования почвы как главного источника большинства элементов.

Список использованных источников

1. Битюцкий Н.П. Микроэлементы и растение. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та. - 1999. - 232 с.

2. Ловкова М.Я., Рабинович А.М., Пономарева С.М., Бузук Г.Н., Соколова С.М. Почему растения лечат. - М.: Наука. - 1990. - 256 с.

3. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири. - Новосибирск: Наука. Сиб. Отделение. - 1991. - 431 с.

4. Телятьев В.В. Полезные растения Центральной Сибири. - Иркутск: Восточно-Сибирское книжное изд-во. - 1985. - 384 с.

5. Определитель растений Бурятии / Под ред. О.А. Аненхонова. - Улан-Удэ. - 2001. - 672 с.

6. Чупарина Е.В., Мартынов А.М. Применение недеструктивного РФА для определения элементного состава лекарственных растений. - Журнал аналитической химии. - 2011, т. 66, № 4. - С. 399 - 405.

Аннотация

В статье приводятся данные по определению наличия макро- и микроэлементов и их количественного содержания в надземных и подземных органах видов рода Geranium L. Больше всего в растениях накапливаются из микроэлементов кремний (2170-10690 мкг/г), алюминий (570-4400 мкг/г), барий (9-353 мкг/г), стронций (79-230 мкг/), титан (26-239 мкг/г). Менее 200 мкг/г в различных органах растений наблюдается следующих микроэлементов: марганца (22-185 мкг/г), цинка (24-119 мкг/г), рубидия (3-41 мкг/г), меди (4,7-14,3 мкг/г), брома (от менее 2,5 до 9,0 мкг/г), хрома (2,3-8,1 мкг/г), никеля (2,0-4,8 мкг/г), циркония (от менее 2 до 4,4 мкг/г), свинца (от менее 2 до 3,3 мкг/г). Установлено, что наибольшее концентрирование элементов происходит в подземных органах. Преобладание 13 элементов только в надземной части не выявлено. Исключением является рубидий, преобладание которого в надземных органах по сравнению с подземными отмечено в 7 из 9 исследованных видов. Наши результаты подтверждают литературные данные об избирательном накоплении химических элементов разными видами растений.

Ключевые слова: РОД Geranium L., МАКРОЭЛЕМЕНТЫ, МИКРОЭЛЕМЕНТЫ, НАДЗЕМНЫЕ И ПОДЗЕМНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Грибы из рода Fusarium как возбудители заболеваний более 200 видов культурных растений. Источники первичной инфекции: семена, почва, растительные остатки. Особенности методики проращивания семян. Значение микоризных грибов в питании высших растений.

    дипломная работа [278,1 K], добавлен 11.04.2012

  • Особенности технологии силосования отдельных видов растений: кукурузы, подсолнечника, сорго, озимой ржи, рапса, злаково-бобовых смесей и трав, ботвы корнеплодов. Состав и питательность силоса. Применение химических препаратов при силосовании бобовых.

    реферат [18,3 K], добавлен 28.10.2009

  • Формы проявления болезней растений, их симптомы и основные причины. Типы бактериозов и борьба с ними. Характерная особенность базидиомицетов, механическая и химическая природа антропогенных болезней растений и их роль. Биологические меры защиты растений.

    контрольная работа [45,5 K], добавлен 14.07.2010

  • Современное состояние, пути совершенствования химического метода защиты растений. Наиболее распространенные вредители, болезни донника и сорняки. Планы защитных, агротехнических, химических мероприятий. Характеристика химических средств защиты растений.

    курсовая работа [32,8 K], добавлен 14.10.2009

  • Характеристика необходимости цинка для нормального роста большого количества видов высших растений. Изучение влияния Zn на степень прорастания семян подсолнечника. Измерение содержания хлорофилла. Определение поглотительной емкости корневой системы.

    отчет по практике [67,0 K], добавлен 27.08.2015

  • Исследование и оценка влияния химических веществ, электромагнитной (биофизической) и лазерной обработки на процесс роста и развития растений. Особенности анализа и изучения всхожести семян ячменя в зависимости от степени и характера их облучения лазером.

    курсовая работа [40,8 K], добавлен 14.06.2014

  • Сведения о беспозвоночных вредителях культурных растений и их распространении на различных культурах. Анализ повреждаемости растений на агробиостанции. Средства борьбы: карантин растений, агротехнический, механический, биологический и химический методы.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 05.06.2011

  • Роль живых растений в жизни и здоровье человека, их санитарное значение, борьба с производственными и уличными шумами. Общая характеристика вечнозеленых растений, их особенности и отличительные черты. Приемы при выращивании комнатных растений, их виды.

    реферат [19,5 K], добавлен 17.02.2009

  • Инфекционные болезни и патофизиологические изменения растений. Грибы как возбудители болезней растений. Болезни, связанные с неблагоприятным условиям питания калием, кальцием, железом и микроэлементами. Основные методы защиты растений от болезней.

    реферат [870,0 K], добавлен 14.07.2010

  • Исследование физического и химического состава почв комнатных растений, виды минеральных удобрений. Признаки недостатка в почве минеральных веществ. Советы по выращиванию комнатных растений в условиях школы. Болезни и вредители растений, средства защиты.

    курсовая работа [249,7 K], добавлен 03.09.2014

  • Основные направления в интегрированной системе защиты растений как средство повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Роль интегрированной защиты растений в охране окружающей среды. Классификация методов, принципы проведения защиты растений.

    реферат [19,7 K], добавлен 23.03.2012

  • Биологическая характеристика растения. Биологическая характеристика возбудителя болезни. Меры борьбы и защита растений. Грибы – один из крупнейших отделов (свыше 100 тысяч видов), являются возбудителями опасных заболеваний сельскохозяйственных растений.

    реферат [10,1 K], добавлен 22.12.2003

  • Предмет изучения фитопатологии - возбудители и растения. Развитие фитопатологических школ в России и мире. Особенность "табачной болезни" растений. Изучение взаимоотношения растения и паразита в СССР. Определение понятия и проявления болезней растений.

    реферат [20,5 K], добавлен 12.03.2010

  • Состояние и пути совершенствования химического метода защиты растений. Наиболее распространенные вредители, болезни растений, их естественные враги на овсе. План агротехнических и химических мероприятий. Техника безопасности при хранении пестицидов.

    курсовая работа [204,4 K], добавлен 23.02.2012

  • Обзор основных видов сорняков: полные паразиты и полупаразиты сорных растений. Методы обрезки плодовых и ягодных растений. Правила формирования деревьев, их подрезки или укорачивания. Особенности обрезки кустов винограда. Минеральные, фосфорные удобрения.

    курсовая работа [243,9 K], добавлен 17.10.2010

  • Описание основ защиты растений от насекомых, болезней и сорняков. Характеристика вредных объектов, подбор пестицидов для защиты культур. Расчет потребности в средствах индивидуальной защиты. Разработка системы мероприятий против вредных организмов.

    курсовая работа [50,6 K], добавлен 11.05.2015

  • Инфекционные болезни у растений. Современная фитопатология. Морфологические особенности вегетативного тела грибов рода Cercospora, их размножение. Биологическое обоснование методов, ограничивающих развитие гриба, возбудителя болезни "Церкоспороз ".

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 24.12.2013

  • Химический состав и питательность кормов. Урожайность и химический состав растений. Почвенные и климатические условия, сорта растений, фазы вегетации при уборке. Ветеринарно-зоотехнические и биохимические методы контроля полноценности кормления животных.

    реферат [26,7 K], добавлен 11.12.2011

  • Особенности бактериоза (мокрой гнили) – группы болезней растений различного рода, причиняющих им огромный вред, причиной которых являются бактерии. Влияние условий внешней среды на протекание инфекционного процесса. Профилактика и меры борьбы с болезнью.

    презентация [585,1 K], добавлен 19.05.2019

  • Роль улучшение роста культурных растений для повышения их конкурентоспособности. История развития биологических методов борьбы с вредителями и сорняками. Понятие устойчивости растений к насекомым-вредителям, сущность химических и физических барьеров.

    доклад [31,8 K], добавлен 11.12.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.