Вплив неорганічних сполук на проростання насіння лунарії

Размещено на http://allbest.ru

2

Размещено на http://allbest.ru

Запорізький національний університет

УДК: 582.683.2:58.02

Вплив неорганічних сполук на проростання насіння Лунарії «Актуальні питання біології, екології та хімії», Том 13, №1, 2017

Бойко О.А., к.б.н., викладач, Фокін О.Б., Христенко І.Г.

м. Запоріжжя, Україна

ВСТУП

До родини Капустяні (Brassicacea) належить багато рослин, які широко використовуються людиною у різних галузях життєдіяльності. Серед цих рослин є їстівні (овочеві), кормові, технічні, олійні, лікарські, декоративні та інші культури. Збільшення видового різноманіття господарськоцінних рослин є однією з найголовніших задач науковців генетиків.

Одним з перспективних видів з родини Капустяні (Brassicacea) є лунарія (Lunaria L.) - культура що лише нещодавно почала привертати увагу науковців. Ця рослина, насамперед, відома і використовується у якості декоративної. Перевагою є її здатність зростати в напівзатінених місцях та у тіні. Рослини лунарії можуть вирощуватися в групових посадках і міксбортерах [1]. Відомо і використання цієї рослини у флористицідля створення зимових букетів. Якщо з сухого стручечка видалити зовнішні пластинки, то залишиться тонка прозора перетинка овальної форми. У такому вигляді лунарія слугує чудовою прикрасою сухих букетів. Прозорі «листочки» схожі на маленькі місяці або монетки. Звідси ще одна назва лунарії - «срібний рубль».

В світі та на території України посилюються тенденції збідненняґрунтів та їх засолення. Запорізький регіон розташовується вздовж узбережжя Азовського моря, а тому прибережні райони відчувають вплив морських випаровувань, що призводить до підвищення у ґрунті концентрації неорганічних солей. Азовське море має карбонатно-сульфатний склад води, а тому саме ці іони присутні в ґрунтах у найбільшій кількості поряд з хлоридом натрію [2-5]. З огляду на стрімкий розвиток туристичної інфраструктури нашого регіону стає дуже актуальним питання підбору рослин, здатних зростати за умови підвищеної концентрації солей в ґрунті. Асортимент декоративних рослин, які використовуються в наш час вздовж узбережжя досить обмежений та потребує розширення за рахунок введення нових культур.

В Україні зростають два види лунарії. Лунарія оживаюча росте зазвичай у лісах Закарпаття, Прикарпаття, Карпат. В Лісостепу та Степу зустрічається рідко. Лунарію однорічну культивують в садах, звідки вона поширилася в природу [6].

Ця культура є медоносом, з неї отримують технічні мастила, вона є джерелом цінних ненасичених кислот важливих для фармакології та має високі декоративні якості. Однією з переваг цієї рослини є її квітнення наприкінці весни - на початку літа, коли більшість рослин ще тільки починає свою вегетацію та не має високо декоративного вигляду. Багаторічний вид лунарії здатен зростати на одному місці кілька років без втрати своїх якостей клумбової рослини, а здатність переносити затінення робить цю культуру вдвічі цінною. Тому є всі передумови для більш детального вивчення цієї культури та розширення її генетичної мінливості. Створення нових форм лунарії дозволить інтенсифікувати її використання в усіх галузях господарства.

Метою даної роботи було визначити ефективність проростання насіння лунарії в середовищах з підвищеним вмістом неорганічних солей на різних субстратах для визначення потенційної можливості вирощування цієї культури на засолених ґрунтах та ступеня її солестійкості.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Матеріалом для дослідження виступало насіння багаторічного виду лунарії - L. rediviva L. Насіння пророщували у двох варіантах: на чашках Петрі (рис. 1) та на піску (рис. 2) на розчинах які містили іони SO4~, CO₃²- ЄГ у різних концентраціях.

Рисунок 1. - Пророщування насіння лунарії у чашках Петрі

Рисунок 2. - Пророщування насіння лунарії на піску

Для дослідження було використано розчини наступної концентрації: 0,125 %, 0,25%, 0,5% та 1% усіх трьох досліджуваних іонів. В якості контрольного розчину для пророщування насіння використовували дистильовану воду. Пророщування у чашках Петрі проводили за нормальних кімнатних умов у темряві. рослина лунарія brassicacea солестійкість

Пророщування на піску здійснювали у фітотроні. Проміжні результати проростання насіння фіксували на 3, 5 та 10-ту добу. Остаточний результат фіксували через два тижні для варіанту проростання насіння у чашках Петрі та через 3 тижні для варіанту проростання насіння на піску. Усі отримані дані було оброблено статистично.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ

В даній роботі проводилась оцінка впливу наявності іонів неорганічних сполук у середовищі проростання насіння. Як відомо, проростання насіння - це один з ключових етапів розвитку рослини та він може використовуватися для оцінки стійкості рослин до того чи іншого чинника середовища. Солестійкість лунарії раніше докладно не визначалася дослідниками, тож, зважаючи на світові тенденції зміни якості ґрунтів був спланований та проведений такий експеримент [7].

В результаті проведення серії дослідів по пророщуванню насіння лунарії на чашках Петрі за умови внесення в середовище для пророщування різних концентрацій солей що містили іони SO4², CO3²-, Cl було отримано дані представлені у таблиці 1.

Як видно з таблиці 1 лунарія має відносно високу солестійкість при випробовуванні у лабораторних умовах. Однак, слід зазначити, що вплив різних іонів є не однаковим. Найбільш розповсюдженим є забруднення іонами Cl^- через широке застосування хлоридів у різних сферах людської діяльності та через високу концентрацію цих солей в природному середовищі. відсоток проростання за умови вмісту цього іону в середовищі проростання 0,5% суттєво знижував кількість пророслого насіння. В той час коли на середовищі з вмістом 1% іонів Cl^- відсоток пророслого насіння зростав та сягнув більш ніж 30%.

Таблиця 1 - Результати пророщування насіння лунарії у чашках Петрі за умови внесення у середовище для пророщування різних концентрацій неорганічних сполук

Іон SO₄^2- виявив найменший вплив на відсоток пророслого насіння лунарії. Навіть за умови наявності його в середовищі проростання у концентрації 1% відсоток пророслого насіння лунарії сягнув більш ніж 73%, що, безумовно, є високим показником. Концентрація сульфатів 0,25 % та 0,5 % не виявила різниці у впливі на проростання насіння та залишила відсоток проростання майже на рівні контролю.

Карбонати впливають на проростання насіння лунарії у чашках Петрі суттєвіше від інших солей на рівні вмісту в середовищі 1% - кількість пророслого насіння за цих умов склала лише 11%.

Варто зазначити, що концентрація солей 0,25% викликала незначне підвищення відсотка пророслого насіння у порівнянні з концентрацією солі 0,0125% не зважаючи на те, яка сама сіль розглядається.

Однак, робити висновки, щодо солестійкості насіння лунарії спираючись лише на суто лабораторний метод пророщування у чашках Петрі не варто. А тому для уточнення впливу неорганічних солей на проростання насіння лунарії було проведено пророщування насіння за тих самих концентрацій солей у піску. Отримані результати наведено у таблиці 2.

Було отримано досить цікаві дані, які виявили дещо несподівані тенденції відсотку проростання насіння на піску за умови внесення в середовище проростання розчинів неорганічних солей, які безумовно потребують подальшого більш детального вивчення.

В умовах фітотрону було проведено спробу моделювання засоленості ґрунту на рівні 0,5 %. За цих умов насіння лунарія не проросло взагалі. Коли концентрація солей у ґрунті була знижена до 0,25% - найбільш розповсюджений відсоток солей на засолених ділянках Запорізької області все насіння лунарії яке було висіяне дало сходи, однак, у порівнянні з контрольним вирощуванням лунарії на незасолених ґрунтах розвиток рослин відбувався з відставанням та рослини виявили гірші морфометричні показники розвитку листової пластинки.

Як видно з таблиці 2 відсоток пророслого насіння лунарії значно коливається в залежності від концентрації та виду доданої солі. Забруднення іонами Cl^- виявило, що концентрація цього іону у межах 1% зовсім пригнічувало проростання. В той час як така саме концентрація сульфат та карбонат іонів виявила зниження відсотку проростання до 15.

Таблиця 2 - Результати пророщування насіння лунарії на піску за умови внесення у середовище для пророщування різних концентрацій неорганічних сполук

АННОТАЦИЯ

Влияние неорганических соединений на прорастание семян лунника. Бойкая Е.А., к.б.н., преподаватель, Фокин А.Б., Христенко И.Г. Запорожский национальный университет, Украина, 69000, г. Запорожье, ул. Жуковского 66

Статья посвящена вопросам солеустойчивости перспективного сельскохозяйственного растения - лунника. Это растение используется человеком во многих отраслях его деятельности. Как клумбовое растение, как флористический элемент сухих композиций, как растение для производства технических масел. Лаков и красок. А также оно является источником ценных жирных кислот используемых в фармакологии.

Изучено влияние присутствия неорганических соединений в среде на прорастание семян лунника в двух вариантах опыта - в чашках Петри и на песке. Было изучено влияние ионовПри прорастании в

чашках Петри наибольшее снижение процента прорастания вызвали карбонаты. Сульфат и хлорид ионы вызывали значительное снижение процента прорастания только на уровне 1% соли в среде. При проращивании на песке наибольшее снижение процента прорастания вызвал сульфат-ион. Было отмечено повышение процента прорастания семян при концентрации соли 0,5% по сравнению с концентрацией 0,25% для всех трех ионов при проращивании на песке. В целом семена лунника показали относительно хорошую солеустойчивость и могут быть использованы для выращивания в условиях Запорожской области где общая засоленность почвы не превышает 0,25%.

Ключевые слова: Lunaria,, SO42', CO32-, Cl- солеустойчивость, прорастание семян

ANNOTATION

Germination of honesty seeds under the affect of the non-organic Substances. Boika O., PhD, professor, Fokin O., Christenko I. Zaporizhzhya National University, Ukraine, 69000, Zaporizhzhya, Zhukovskogostr. 66

Introduction. Brassicacea family consists of many plants that are widely used in various fields of the human activity. These plants are used for eating (vegetable), feeding animals, producing technical oil, pharmacological drags, as ornamental plants. The increase in species diversity horticultural plants is one of the most important goals of the geneticists. One promising species from the Brassicacea family is honesty (Lunaria L.) - crop that only recently begun to attract the attention of scientists. This plant is primarily known and used as decorative. The advantage of honesty is its ability to grow in semi shadow places and in the shade. Plants can be grown in group plantings and with other ornamental species. Its known and used for the purpose to create composition with different dried flowers and their parts. If from the mature pod remove the outer plates, it remains thin transparent membrane oval. As such, serves as a wonderful decoration for florists and to decorate inside and outside flower compositions. Transparent "leaves" like small coins or months. Another name of this plant is “silver coin”.

Processes of the increasing of soil salinity intensified in our timein the world at whole and in Ukraine particular. Zaporozhzhye region is located along the Azov Sea coast. The coastal areas are exposed to marine fumes, leading to an increase in soil concentrations of inorganic salts. Sea of Azov has carbonate-sulfate composition of water, so these ions are present in the soil in the largest number along with sodium chloride. Given the rapid development of tourism infrastructure in our region is very topical issue of selection of plants that can grow under conditions of high and medium concentration of salts in the soil. The range of ornamental plants used in our time along the shore rather limited and needs to be extended by the introduction of new crops.

In Ukraine grow two kinds of honesty. Lunaria rediviva usually grows in the forests of Transcarpathia Carpathians, Carpathians. In the forest and steppe this species is rare. Lunaria annua is cultivated in gardens from where it has spread into nature. This culture is honey plant, its seedsused for the producing of technical oils; it is a source of pharmacologically important acids and has high ornamental quality. One advantage of this plant is its early blooming in late spring - early summer when most plants are just starting out vegetation. Perennial species of honesty (L. rediviva L.)can grow in one place for several years without losing its qualities as an ornamental plant, and its ability to grow in the shadowplaces makes the crop a very valuable. So there are all preconditions for a more detailed study of the culture and expand its genetic variability. Creating new forms of honesty will intensify its use in all sectors of the economy.

The aim of this study was to determine the effectiveness of seed germination of the honestyon the mediums with a different content of inorganic salts on various substrates to estimate the potential of this culture in saline soils and the level of the salt tolerance.

Materials and methods. As a material for the study seeds of perennial species of the honesty - L. rediviva L. was used. Seed germination was conducted in two versions: in the Petri dish and in the sand on the mediums that containing ions SO₄^2-, CO₃^2-, Cl^- in different concentrations.

For the study was used the following solution concentration: 0.125%, 0.25%, 0.5% and 1% of all three studied ions. As a control solution for seed germination the distilled water was used. Sprouting in Petri dishes conducted under normal room conditions in the dark.

Sprouting in the sand was carry in the indoor (phitotron) conditions. Results of seed germination was fixed at 3, 5 and 10 th day. The final result was fixed after two weeks for seed germination in Petri dishes and after 3 weeks for seed germination on the sand. All data were processed statistically.

Results and Discussion. Honesty has a relatively high level of salt tolerance when it was estimate in the laboratory. However, it should be noted that the effect of different ions are not the same. The most widespread pollution is Cl^- ions through the widespread use of chlorides in various fields of human activity and due to the high concentration of salts in the environment. The percentage of seed germination provided that the concentration of this ion inside germination medium 0.5% crusial reduced the number of sprouted seeds. Whether on the medium that containing 1% Cl^- ions percentage of sprouted seeds grew and reached more than 30%.

Ion SO₄^2- showed the least effect on the percentage of germinated seeds of the honesty. Even if its presence insideg germination medium was at a concentration of 1% percentage the number of germinated seeds of the honesty reached more than 73%, which is certainly high. The concentration of sulfate 0.25% and 0.5% revealed no difference in effect on seed germination and germination percentage left almost an equal control.

Carbonates affect on the percentage of seed germination of the honesty in Petri dishes deeper then other salts under the condition when germination medium containe 1% of the salt. The number of germinated seeds under these conditions was only 11%.

It should be noted that the salt concentration of 0.25% lead to slight increase in the percentage of the germinated seeds compared to the salt concentration 0.0125% despite the fact that it treated salt.

Ppercentage of germinated seeds of the honesty varies greatly depending on the type and concentration of added salt. Pollution by Cl^- ions showed that the concentration of these ion in the range of 1% completely suppressed germination. While the same concentration of sulfate and carbonate ions detected decrease germination percentage to 15.

Cl^-ions revealed a significant effect of inhibition of seed germination, provided 25% of them among germination. However, the concentration of 0.5% returns on seed germination percentage level of 0.0125% concentration of salt in the medium (85% of sprouted seeds).

SO₄^2- ion showed the greatest impact on the percentage of germinated seeds of the honesty. The concentration of sulfate 0.25% caused the most germination percentage reduction to only 10% of germinated seeds. The highest percentage of germinated seeds (20%) observed under the condition of 0.5% of sulfate ions in the germination medium. The concentration of 0.0125% of sulfates allowed to germinate only 15% of the seeds of the honesty of the sand, which corresponds to the percentage of germination under affect of these ions at concentrations of 1% in the medium.

If we analyzed the overall impact on seed germination of the honesty in the sand carbonateshad thelowest affecte. There is a gradual increase in the percentage of germinated seeds from the lowest concentration of carbonate ion concentration of 0.0125% to the concentration 0.5%. Only the largest of the investigated concentrations (1%) caused a reduction ofseed germination percentage to 15%.

It was clearly traced the effect of increasing the percentage of germination under the conditions when to the germination medium were added inorganic salts at concentration 0.5% for all three studied ions when seed germination was in the sand. When seed germination was conducted in Petri dishes for all three ions a marked increase in the percentage of seed germination was recorded at concentration 0.25% of ions.

Размещено на Allbest.ru