ПРИМЕНЕНИЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ К ЗАГРЯЗНЕНИЮ СУБСТРАТА ЗЕЛЕНЫХ КРОВЕЛЬ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ:

Кристина Викторовна Осина; Анна Андреевна Гунина

doi:10.14258/jcprm.20250416183

Кристина Викторовна Осина Тульский государственный университет http://orcid.org/0000-0001-7811-5025 Email: kristina-syundyukova@yandex.ru
Анна Андреевна Гунина Российский университет дружбы народов Email: guninaann@gmail.com

https://doi.org/10.14258/jcprm.20250416183

Ключевые слова: гуминовые кислоты, ионы тяжелых металлов, токсичность, адаптация растений, зеленые крыши, субстраты, микроорганизмы

Аннотация

Зеленые кровли обладают рядом экосистемных услуг, однако из-за перехвата атмосферной пыли могут быть загрязнены тяжелыми металлами, что может снижать рост растений и загрязнять водяной сток. В данной работе тестировали исходные гуминовые кислоты (ГК_исх), выделенные из черноольхового низинного торфа и модифицированные (ГК_мод) восстановлением боргидридом натрия. Направленная химическая модификация увеличила содержание фенольных групп ГК_мод на 20% по сравнению с ГК_исх, увеличивая способность ГК_мод снижать токсическое действие ионов тяжелых металлов, связывая их в нетоксичные комплексы. Тестирование с системой «Эколюм» показало, что ГК_исх и ГК_модв концентрациях 50 и 100 мг л^-1 не оказывают токсического воздействия на микроорганизмы и могут быть использованы для детоксикации ионов тяжелых металлов. Добавление ГК_мод в концентрации 50 мг л^-1 снижало токсичность Cd²⁺ до допустимой степени, а для ионов Zn²⁺ индекс токсичности уменьшился в 2 раза. Уменьшение содержания фенольных соединений в тест-объекте (кресс-салате), выращенном на серой лесной почве, загрязненной ионами кадмия (10 мг кг^-1) и цинка (100 мг кг^-1) после внесения ГК_мод, указывает на снижение стресса у растений. Добавление ГК_мод стимулировало корневую систему кресс-салата по сравнению с контролем, общий прирост биомассы увеличился на 90–120% по сравнению с субстратом загрязненным Cd²⁺ и Zn²⁺ без внесения ГК_мод. Таким образом, ГК_мод могут быть использованы для детоксикации ионов тяжелых металлов в субстратах зеленых крыш.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Кристина Викторовна Осина, Тульский государственный университет

кандидат химических наук, доцент кафедры химии

Анна Андреевна Гунина, Российский университет дружбы народов

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

Литература

Kazemi F., Mohorko R. Urban Forestry & Urban Greening, 2017, vol. 23, pp. 13–26. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2017.02.006.

Vanuytrecht E., Van Mechelen С., Van Meerbeek K., Willems P., Hermy M., Raes D. Landscape and Urban Plan-ning, 2014, vol. 122, pp. 68–77. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2013.11.001.

Berndtsson J.C., Emilsson T., Bengtsson L. Science of the Total Environment, 2006, vol. 355 (1-3), pp. 48–63. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2005.02.035

Speak A.F., Rothwell J.J., Lindley S.J., Smith C.L. Atmospheric Environment, 2012, vol. 61, pp. 283–293. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2012.07.043.

de Melo B.A.G., Motta F.L., Santana M.H.A. Materials Science and Engineering, 2016, vol. 62, pp. 967–974. https://doi.org/10.1016/j.msec.2015.12.001.

Ampong K., Thilakaranthna M.S., Gorim L.Y. Frontiers in Agronomy, 2022, vol. 4, 848621. https://doi.org/10.3389/fagro.2022.848621.

Mackowiak C.L., Grossl P.R., Bugbee B.G. Soil Science Society of America Journal, 2001, vol. 65, no. 6, pp. 1744–1750. https://doi.org/10.2136/sssaj2001.1744.

Norman Q., Arancon N.O., Edwards C.A., Lee S., Byrne R. European journal of soil biology, 2006, vol. 42, pp. 65–69. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2006.06.004.

Nardi S., Schiavon M., Francioso O. Molecules, 2021, vol. 26, no. 8, 2256. https://doi.org/10.3390/molecules26082256.

Gurova O.A., Somikova T.Y., Novikov A.A. et al. Plant Archives, 2020, vol. 20, no. 1, pp. 2847–2850.

Yakimenko O.S., Terekhova V.A. Eurasian Soil Science, 2011, vol. 44, no. 11, pp. 1222–1230. https://doi.org/10.1134/S1064229311090183.

Baryla A., Carrier P., Franck F. et al. Planta, 2001, vol. 212, pp. 696–709. https://doi.org/10.1007/s004250000439.

Ebbs S., Uchil S. Photosynthetica, 2008, vol. 46, pp. 49–55. https://doi.org/10.1007/s11099-008-0010-3.

Shaari N.E.M. et al. Brazilian Journal of Biology, 2022, vol. 84, e252143. https://doi.org/10.1590/1519-6984.252143.

Marschner H., Cakmak I. Journal of Plant physiology, 1989, vol. 134, no. 3, pp. 308–315. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(89)80248-2.

Kováčik J. et al. Plant Science, 2007, vol. 172, no. 2, pp. 393–399. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2006.10.001.

Dmitriyeva Ye.D., Syundyukova K.V., Akatova Ye.V., Leont'yeva M.M., Volkova Ye.M., Muzafarov E.H. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2017, no. 1, pp. 137–144. https://doi.org/10.14258/jcprm.2017011418. (in Russ.).

Akatova Ye.V., Dmitriyeva Ye.D., Syundyukova K.V., Leont'yeva M.M., Muzafarov E.H. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2017, no. 1, pp. 119–127. https://doi.org/10.14258/jcprm.2017011382. (in Russ.).

Trevisan S., Francioso O., Quaggiotti S., Nardi S. Plant signaling & behavior, 2010, vol. 5, no. 6, pp. 635–643. https://doi.org/10.4161/psb.5.6.11211.

Canellas L.P., da Silva R.M., Busato J.G., Olivares F.L. Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 2024, vol. 11, no. 1, 66. https://doi.org/10.1186/s40538-024-00575-z.

Atero-Calvo S., Navarro-León E., Rios J.J., Blasco B., Ruiz J.M. Biostimulants in Plant Protection and Performance. Elsevier, 2024, pp. 89–106. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-15884-1.00025-7.

de Moura O.V.T. et al. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 2023, vol. 22, no. 8, pp. 493–513. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2023.05.001.