Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 6
1.1. Загрязнение окружающей среды химическими элементами, их влияние на человека и растения 6
1.2. Значение элементов минерального питания для растений и человека 8
1.3. Проблемы получения экологически безопасной продукции 14
1.4. Изменчивость растений по накоплению экотоксикантов 16
1.5. Устойчивость к накоплению металлов разными видами овощей 18
1.6. Факторы, влияющие на поглощение микроэлементов растениями 22
1.7. Распределение, способы поступления, влияние на морфологию и симптомы токсичности тяжелых металлов у растений 26
1.8. Ингибирующее влияние на ростовые процессы 31
1.9. Симптомы токсичности некоторых элементов для растений 35
1.10. Изменчивость биохимического состава под влиянием тяжелых металлов 38
1.11. Сорт как источник устойчивости накопления экотоксикантов 39
1.12. Экологически безопасные способы снижения накопления экотоксикантов в растениях 41
1.13. Влияние патогенеза на элементный состав растений 48
2. Цель, задачи, объекты, условия и методы исследования 50
2.1. Объекты исследования 52
2.2. Условия района проведения исследований 55
2.3. Отношение исследуемых культур к экологическим факторам среды 60
2.4. Методика исследований 65
3. Результаты исследований 71
3.1. Видовые и сортовые различия по накоплению химических элементов у овощных культур 71
3.1.1. Элементный состав различных видов овощных культур в условиях Подмосковья 71
3.1.2. Межсортовая изменчивость элементного состава овощных культур 80
3.2. Экологическая изменчивость уровня содержания химических элементов в продукции овощных культур 88
3.3. Исходный материал для селекции салата и шпината на устойчивость к накоплению тяжелых металлов 96
3.4. Морфобиологические и хозяйственно ценные признаки сортов шпината и салата, различающихся по уровню накопления кадмия и свинца 100
3.4.1. Морфологические особенности сортов различающихся по устойчивости к накоплению металлов 100
3.4.2. Взаимосвязь количественных признаков 105
3.4.3. Влияние загрязнения среды роста на количественные морфологические признаки 109
3.5. Изменчивость биохимического состава шпината и салата на фоне загрязнения почвы кадмием и свинцом 111
3.6. Изучение характера одревеснения тканей периферической части стебля салата у контрастных по накоплению тяжелых металлов сортов 118
3.7. Влияние предпосевной обработки семян салата и шпината импульсным низкочастотным электрическим полем (ИНЭП) на накопление кадмия и свинца в продуктивных органах 121
Выводы 126
Практические рекомендации 128
Использованная литература 129
Приложения 154
- Значение элементов минерального питания для растений и человека
- Экологически безопасные способы снижения накопления экотоксикантов в растениях
- Отношение исследуемых культур к экологическим факторам среды
- Элементный состав различных видов овощных культур в условиях Подмосковья
Введение к работе
Интенсивный научно-технический прогресс ведет не только к возрастанию жизненных благ человека, но и к интенсивным негативным глобальным воздействиям на окружающую среду (Шевелуха, 1995; Молчан, 1996 и др.)- Продукты антропогенной деятельности загрязняют воду, воздух и почву. Среди загрязнителей почв приоритетное значение занимают тяжелые металлы (ТМ). Загрязнение ими почв может быть серьезной причиной снижения продуктивности сельскохозяйственных культур и ухудшения гигиенического качества продукции сельского хозяйства. В последнее время наметилась четкая тенденция увеличения площадей под овощные культуры в личных приусадебных, фермерских хозяйствах (Иванова, Лудилов, 2003; Пивоваров, Добруцкая, 2004). Приусадебное овощеводство концентрируется, в основном, вблизи промышленных районов и крупных населенных пунктов, где происходит региональное загрязнение почв, окружающей среды и проблема получения продукции высокого качества, производимой в этих районах, стоит особенно остро.
Улучшение качества овощей, наряду с урожайностью и устойчивостью к болезням было и остается одним из главных приоритетов селекции овощных культур в России (Пивоваров, Кононков и др., 2004). Для интенсификации селекционного процесса, важное значение имеет выбор селекционного материала и системы признаков, обеспечивающих эффективный отбор ценных генотипов на всех этапах создания сорта. Оптимизация селекции практически невозможна без изучения адаптивности вовлекаемых в скрещивание сортов по признакам и свойствам, улучшение которых является целью селекции.
Проблема формирования и повышения биологического и адаптивного потенциалов сельскохозяйственных растений на сегодняшний день стала центром внимания исследователей (Пивоваров, Добруцкая, 2003; Гончарова, Ходоренко и др., 2003). Это связано с тем, что в эпоху экологического кризиса реализация потенциала самого растения становится жизненно необходимым требованием, позволяющим минимизировать затраты техногенных средств на производство сельскохозяйственной продукции.
Исследованиями многих авторов получены данные об особенностях накопления некоторых химических элементов овощными культурами (Гамзикова, 1992; Tlustos, Pavlikova, 1998; Лукин и др., 1999 и др.). Накопление их зависит от многих факторов: технологии возделывания, биологических особенностей растений, почвенных и погодных характеристик и других.
Сейчас, когда загрязнение окультуренных почв стало сравнительно обычным явлением, и вероятно будет продолжаться, создание специальных сортов, обладающих способностью не накапливать тяжелые металлы, для природно - аномальных по химическому составу почв и загрязненных территорий, становится практически единственным, реальным решением возникающих экологических проблем (Гамзикова, 1992; Жученко, 2003; Крук, 2004).
Селекция сортов растений с физиологически обусловленным минимальным накоплением тяжелых металлов (ТМ) при различных уровнях загрязнения ими почв актуальна и необходима для ведения устойчивого земледелия на загрязненных территориях, получения чистой растениеводческой продукции, отвечающей санитарно - гигиеническим требованиям, предупреждения дальнейшего распространения загрязнителей через растения, предотвращения отравления животных и человека. В настоящее время эта задача является социальной, экономической, эколого-агрохимической и требует принятия практических мер.
Имеет значение так же селекция сортов накопителей полезных минеральных веществ, это вызвано необходимостью улучшения полноценности питания человека.
Значение элементов минерального питания для растений и человека
В растительных и живых организмах содержатся почти все химические элементы периодической системы Д.И. Менделеева. В растениях обнаружено более семидесяти химических элементов. Одиннадцать из них: углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор, калий, кальций, магний, натрий и микроэлемент кремний - составляют 99,95 процентов от всех химических элементов живого растения. На долю всех остальных шестидесяти с лишним элементов, известных как микроэлементы, приходится 0,05 процентов. К наиболее значимым в жизни растений микроэлементам следует отнести: бор, марганец, молибден, медь, железо, кобальт, кадмий, никель, йод, селен, свинец, ртуть, цинк и другие, содержание которых в растениях обнаруживается в тысячных и даже десятитысячных долях процента. Многие микроэлементы, несмотря на то, что они находятся в растениях в ничтожно малом количестве, играют чрезвычайно важную физиологическую роль (Кабата-Пендиас, 1986).
На основе анализа литературных данных можно составить характеристики химических элементов с учетом их роли в метаболизме высших растений.
Хром относится к группе вероятно необходимых элементов. Один из биологических эффектов хрома связан с его толерантностью к глюкозе, нарушение которого сопутствует сахарному диабету. Хром потенцирует действие инсулина. Суточная потребность человека - 50-200 мкг. (Скальный, 2004). Сг - элемент слабого биологического захвата; наряду с Мп, Со, Си, Ni он постоянно присутствует в тканях растений. Для С г характерны соединения с органическими веществами, в клетках растений он участвует в синтезе белков (Ковда, 1985). Сг повышает продуктивность фотосинтеза и содержание хлорофилла в листьях. Токсичность Сг проявляется в увядании надземных частей и повреждении корневой системы растений (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). МАРГАНЕЦ (Мп). Биологическая роль марганца изучена достаточно хорошо. Это жизненно необходимый элемент, является компонентом множества ферментов, необходим для нормального роста и развития организма. Среднесуточная потребность составляет 2-5 мг (Скальный, 2004). Он содержится в тканях всех растений, хотя количественные характеристики у разных систематических групп сильно различаются. Обычно, максимальное количество марганца содержится в цитоплазме растительных клеток, из органелл - в хлоропластах. Функции Мп в растительных клетках разнообразны. Основные из них: катализирующая, и участие в окислительно-восстановительных реакциях, в фотосинтезе. Считается, что Мп не является загрязняющим почвы элементом, но известно, что в кислой среде наблюдаются эффекты фитотоксичности (Алексеев, 1987; Кабата-Пендиас, Пендиас,1989).
Это - обязательный элемент (макроэлемент) для нормального роста и развития растений (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Fe необходимо для процессов преобразования энергии в растительных клетках, оно влияет на активность некоторых ферментов и азотный обмен, молодые листья больше нуждаются в Fe. Железо играет большую роль в организме человека. Входит в состав гемоглобина крови. Оптимальная интенсивность поступления в организм железа 10-20 мг/сутки (Скальный, 2004).
Кобальт - важный для живых организмов элемент. Роль Со в жизни растений до конца не выяснена. При содержании Со в почве меньше 7 мг/кг растения испытывают недостаток элемента, но при концентрации 30 мг/кг проявляются симптомы фитотоксичности. Установлено, что Со участвует в процессах фотосинтеза, активировании ферментов белкового обмена, фиксации молекулярного азота, в энергетическом обмене, в реакциях окисления-восстановления, входит в состав порфириновых структур, в частности, витамина Вп и карбами дных коферментов. Для человека оптимальная потребность в кобальте - 20-50 мкг / сутки (Скальный, 2004). Он участвует в ферментативных процессах и образовании гормонов щитовидной железы, способствует выделению воды почками. Процесс кроветворения у человека может осуществляться только при нормальном взаимодействии трех биоэлементов - кобальта, меди и железа (Скальный, 2004),
НИКЕЛЬ (Ni). Накапливается в тканях растений, но его биологическая роль не вполне ясна (Алексеев, 1987). Геохимически он связан с Со, поэтому возможно сходное действие на физиологические процессы в растительных организмах (Ковальский, 1974). Есть указания на неспецифическое влияние Ni на ряд металлоферментных комплексов, на участие его в формировании спиральной структуры нуклеиновых кислот, стабилизацию структуры рибосом, активацию некоторых ферментов. Отмечено благотворное влияние Ni на ростовые процессы растений при его нормальной концентрации в почвах (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Никель может угнетать действие адреналина и снижать артериальное давление. Оптимальное поступление для человека -100-200 мкг/ сутки. Он относится к вероятно необходимым элементам (Скальный, 2004).
Ее относят к истинным биоэлементам, так как она всегда присутствует в почвах, растениях, тканях животных и участвует в разнообразных метаболических реакциях (Ильин, 1994; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Подвижность меди в растительных тканях сильно зависит от уровня ее поступления, достигая максимума при оптимальном уровне. Однако медь имеет меньшую подвижность в растениях по сравнению с другими элементами. Большая ее доля, вероятно, остается в тканях корней и листьев, пока они не отомрут, и только малые количества могут переместиться в молодые органы. Вследствие этого, именно с молодых органов растения обычно развиваются симптомы дефицита меди. Распределение меди в растениях очень изменчиво. В корнях медь связана в основном с клеточными стенками и крайне малоподвижна. В ростках наибольшие концентрации меди обнаруживаются в фазе интенсивного роста при оптимальном уровне ее поступления. Медь играет роль в некоторых физиологических процессах -фотосинтезе, дыхании, перераспределении углеводов, восстановлении и фиксации азота, метаболизме протеинов и клеточных стенок. Влияет на проницаемость сосудов ксилемы для воды, и таким образом контролирует баланс влаги. Медь влияет на механизмы, определяющие устойчивость к заболеваниям (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Этот биоэлемент повышает устойчивость организма к некоторым инфекциям, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков. Потребность человека в меди - 2-Змг/ сутки (Скальный, 2004).
Экологически безопасные способы снижения накопления экотоксикантов в растениях
Восстановление плодородия почв, загрязненных экотокс и кантами, является наиболее сложной частью проблемы охраны окружающей среды (Leh, 1988; Праздников, 1997; Ушаков, 2004). Научные исследования в этом направлении активно ведутся и для выращивания с.-х. культур на загрязненных почвах. Специалистами предлагается проведение различных профилактических мероприятий. Особое значение имеет рекультивация почв (Немцев, 2003). На почвах, загрязненных тяжелыми металлами, выполнены полевые опыты по изучению возможности снижения поглощения тяжелых металлов растениями путем проведения агротехнических мероприятий (Leh et al, 1988; Хасбиуллина, 1991; Jorhem, 2000; и др.). При низкой окультуренности почвы основным является комплексное агрохимическое окультуривание. Такие общие афотехнические приемы как известкование и, внесение органических удобрений, существенно снижают возможность попадания тяжелых металлов в растения. Тяжелые металлы закрепляются почвенными частицами, переходят в неподвижное состояние и в растения почти не поступают. Исключение составляет кадмий. Этот металл, обладающий большой подвижностью, может попадать из загрязненных почв в растения. Поэтому при высоком содержании кадмия в почве требуется проведение мер, направленных на снижение его доступности для растений (Anon, 1986; Савич, 1989; Носовская, 2001; Иванов, 2003). Результаты исследований (Кузьмич др., 2000) показали, что известкование кислых почв дерново-подзолистого типа - высокоэффективный прием, снижающий фитотоксичность и поступление кадмия, цинка и свинца в растения. Обогащение почвы большим количеством органического-вещества также снижает токсичность тяжелых металлов (Zaniewicz-Bajkowska, 1999). По данным Р.Г. Хасбиуллиной (1991), Zaniewicz-Bajkowska (1999) органические удобрения (навоз, торф, ил) в оптимальных дозах снижали токсичность металлов для растений. Подвижные формы свинца закреплялись при внесении в почву навоза (20 т/га) и суперфосфата (1,5 т/га), а медь -внесением в почву навоза (80 т/га). Одним из способов детоксикации является минимальная обработка почвы, способствующая сохранению гумуса, который поглощает большинство тяжелых металлов. Использование комплексных Zn-удобрений в форме гуматов или сульфатов более, чем вдвое повышало поглощение Fe растениями риса по сравнению с неорганическими Zn-удобрениями (Ram, 1988). Исследовали влияние органических и минеральных удобрений на содержание хрома в шпинате сорта Матадор. Анализ показывает, что содержание хрома самое низкое в контроле (без удобрения), а самое высокое - при нарастании доз NPK в соотношенииЛ:1:1 (Камбурова, 1994). Ефоакондза и др, (2001) изучали в микрополевом опыте на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве вынос тяжелых металлов (ТМ) овощными культурами. Наиболее активно процесс накопления ТМ происходит в ботве картофеля. Результаты опыта показали практически те же закономерности по накоплению ТМ и корнеплодами свеклы. Накопление ТМ в корнеплодах моркови можно представить следующим рядом: Zn Си РЬ Cd. Установлено, что одностороннее известкование и использование извести на фоне навоза снижает вынос ТМ овощными культурами, причем совместное применение более эффективно, а использование навоза снижает вынос Cd, РЬ, Интегральным фактором почвы является рН, во многом определяющим состояние тяжелых металлов в загрязненных почвах (Holmgren, 1993; Silvija, 4 1995). Изменяя рН почвы известкованием, можно направить процесс трансформации тяжелых металлов в нужную сторону (Хасбиуллина, 1991; Раскатов, Черников и др., 2002). Снижение рН почвы с 6,4 до 5,2 привело к усилению накопления кадмия растениями примерно в 2 раза, до 4,3 - в 3-6 раз. На кислых почвах.даже при минимальной дозе кадмия (0,5 мг/кг) наблюдались значительные превышения допустимых в кормах концентраций этого элемента. На нейтральных почвах со снижением содержания гумуса возрастало накопление кадмия редькой масличной на 3-5%, Вико-овсяной смесью - на 8-36%, кукурузой - на 3-10% (Головатый, 1999). Большинство ученых, которые имели дело с накоплением и подвижностью тяжелых металлов в растениях и почве, подчеркивает следующие факторы, как основу для этого явления: почва рН; % органического вещества; структура почвы; окислительно-восстановительного потенциала; взаимодействие с другими ионами; тип почвы; тип растений и растительных органов. Минеральные удобрения снижают концентрацию тяжелых металлов в растениях не только благодаря эффекту разбавления из-за увеличения биомассы, но и за счет уменьшения доступности металлов для растений (Евдокимова, 1983).
Обобщение многолетних исследований по локальному применению минеральных удобрений позволяет рекомендовать этот прием для снижения поступления тяжелых металлов в растения из почвы (Фатеев, 2000; Волошин, 2000). И.Р. Вильфдлуш и др., (1999) исследовали влияние кислотности почвы и содержания в ней подвижных форм фосфора и калия на динамику тяжелых металлов. Установили, что содержание подвижных форм цинка и свинца снижалось при повышении фона плодородия, а кадмия - возрастало, достигая максимума в "зафосфаченной" почве.
М. А. Кузьмич (2002) выявил тенденцию увеличения подвижности тяжелых металлов под действием азота. В другой серии опытов сравнивали влияние известняковой муки, диатомита и трепелов на поступление металлов из почвы в растения. Опыты проводили с салатом, шпинатом, суданской травой, кукурузой. Практически во всех вариантах азотные удобрения вызывали рост концентрации металлов в растениях. Только известняковая мука проявляла положительное действие на урожайность и несколько снижала загрязненность растений.
Накоплен опыт по использованию для детоксикации загрязненных тяжелыми металлами почв препаратов, изготовленных на основе ионообменных смол, образующих хелатные соединения с ТМ (Krebs, 1985). Сильно загрязненная почва нуждается в специальной обработке - трудоемком и дорогостоящем процессе (Кабата-Пендиас, 1986).
Необходимо обращать внимание на способность культур поглощать те или иные ТМ из почв, отдавая предпочтение тем видам, которые меньше накапливают металлы и лучше переносят загрязнение почвы.
Отношение исследуемых культур к экологическим факторам среды
В экологическом плане наиболее значимым для овощных растений физическим фактором среды в Нечерноземной зоне, в т.ч. в Московской области, является температурный. Это связано с тем, что в овощеводстве для большинства культур предусмотрен полив, и такой важный фактор, как водный, как правило, регулируем. Световой фактор подвержен годовым флуктуациям по количеству часов солнечного сияния. Однако долгота дня, играющая решающее значение для развития растений - константна. Температурный фактор в открытом грунте регулировать нельзя, в то же время некоторые ученые считают его главным (Дре, 1976; Агесс, 1982 и др.). Влияние температуры связывают в основном с изменениями скорости роста и продолжительности всего вегетационного периода, отдельных межфазных периодов и фаз развития растений.
Анализ температурного режима в период выращивания опытных растений в связи с их биологическими требованиями показал разную степень соотношения их между собой по годам и культурам. Наименее соответствовали температуры воздуха требованиям редьки (рис. 1). В 2001 году только в течение 16 суток за вегетацию редька росла при оптимальной для нее температуре воздуха, около 48 суток - при повышенной, и остальное время при температуре ниже оптимума. В 2003 году воздействие повышенной температуры на растение редьки было менее длительным (18 суток), около 32 суток - температура воздуха была оптимальной для редьки и остальной период (начало и конец вегетации) проходил на фоне температуры оптимальной для культуры.
В целом, можно заключить, что условия роста и развития позволили растениям редьки сформировать товарный урожай. Неблагоприятно отразились на ее развитии условия периода засухи в 2001 году, поскольку известно, что при высокой температуре и пониженной влажности почвы и воздуха формируются жесткие корнеплоды с острым, горьким вкусом (Сорта овощных культур, 1960).
В годы изучения томатов, температурный режим в основном соответствовал требованиям культуры. К моменту высадки рассады в поле температура воздуха была в пределах оптимальных значений и не опускалась ниже вплоть до уборки урожая. Отклонения от оптимальной для томатов температуры происходило только в сторону ее увеличения, однако, на фоне полива условий, экстремальных для томата, не наблюдали.
Томат - теплолюбивая культура, которая не выносит высокой влажности воздуха, В июне 2001 установилась высокая влажность воздуха, составив 72% при среднемноголетнем значении - 69 %. Однако к концу месяца она снизилась, установилась сухая и жаркая погода, которая продолжалась в течение формирования урожая в оба года исследования (рис. 2). Это способствовало наливу и созреванию плодов томата.
У салата рост и развитие проходили на фоне постоянно повышающейся температуры воздуха практически от начала до конца вегетации. Исключение -2003 год, когда оптимальная для салата температура воздуха наступила только на двадцатые сутки вегетации, в начале июня, после длительного холодного периода в мае. В этом году растения только двое суток находились под воздействием оптимальной для культуры температуры воздуха, а в конце вегетационного периода она была выше нормы (рис. 3).
Мало отличались по воздействию на салат температурные режимы 2001 и 2002 годов: ниже оптимума в начале вегетации, в течение 21 и 12 суток соответственно. При оптимальных температурах растения дольше росли в 2002 году, в 2001 году этот период длился 18 суток. После чего с начала июня до конца вегетации температура была выше оптимальной для культуры.
В 2004 году растения находились под воздействием оптимальной для салата температуры в течение 42 суток, начиная с июня, т.е. на 30 сутки от всходов. ІІослевсходовмй период проходил на фоне температуры, ш оптимальной для салата (рис. 3).
Поскольку салат является холодостойким растением, понижение температуры ниже оптимального уровня в начале вегетации не оказало отрицательного влияния на его рост и развитие. Суточные перепады температуры оказывают положительное влияние на рост и развитие салата: повышенная дневная способствует ускорению образования кочанов, а более низкая ночная - их уплотнению (Сорта овощных культур, 1960).
Повышенная влажность воздуха и почвы, вызванная частыми дождями в начале июня 2001 года, с одной стороны способствовала образованию большой листовой массы, а также формированию товарных кочанов. С другой стороны избыточная влажность воздуха неблагоприятна для кочанных сортов салата в период формирования кочанов, т.к. вызывает заболевания: умеренно - теплая, но сырая, туманная погода - ложной мучнистой росой, а холодная и влажная -склеротинией (Сорта овощных культур, 1960).
Недостаток влаги (начало лета 2002 года) вызывает нарушение образования листовой массы у растений салата (Коненков, 1986). Для шпината, при выращивании его в разные сроки (весенне-летний и летне-осенний), наиболее значимым является не степень изменения температуры, а ее направление. Ранее (Турдикулов и др., 2002) было установлено, что такие условия способствуют выявлению скрытой изменчивости и отбору лучших форм растений (рис. 4).
Элементный состав различных видов овощных культур в условиях Подмосковья
В случае необходимости выращивания овощей в районах, загрязненных определенными опасными для человека веществами, что актуально на сегодняшний день (Якушев, 2003; Пивоваров, Добру цкая, 2004), следует использовать культуры, с низким уровнем их содержания.
Так, например, активным накопителем большинства химических элементов, в том числе и токсичных, является шпинат, в то же время при опасности возникновения повышенных концентраций рубидия, поступающего в среду при сжигании ископаемого топлива, шпинат окажется наиболее устойчивым растением. Салат, как мы уже отмечали, обладающий ценным минеральным составом продукции, может с наибольшим успехом возделываться в местах, где возникает загрязнение среды кобальтом, свинцом, мышьяком, сурьмой. Редька является наилучшим накопителем рубидия, брома, никеля, скандия и в то же время медь в ее продукции содержится в наименьшем количестве. Томат относительно устойчив к накоплению тяжелых металлов, но он и по другим химическим элементам, изученным нами, также характеризуется наименьшим содержанием, уступая шпинату, салату и редьке. Исключение медь (второе место после шпината), Со, Pb, As, Sb - накапливает больше, чем салат и Rb, Hg - больше, чем шпинат. Это следует учитывать при подборе культур для мест, загрязненных данными минеральными веществами, или при разведении овощей, накопителей определенных элементов. Как известно из литературы межсортовые различия по биохимическому составу овощей, особенно по содержанию нитратов, подчас выражены в большей степени, чем межвидовые (Тиво, Саскевич, 1990; и др.). Нами проведен сравнительный анализ межвидовой и межсортовой изменчивости по двенадцати элементам (по остальным девяти данных для анализа недостаточно) (табл. 3.1.1.2). Выявлено, что, как правило, более значителен диапазон изменчивости химического состава между культурами, чем между сортами одной культуры. Исключение - бром. По нему выше межсортовая изменчивость, особенно по редьке. По кобальту сортовые различия значительнее, чем межвидовые у салата и томата, а по меди - у салата. Видимо, при необходимости выбора ассортимента для выращивания в местностях, загрязненных определенными экотокси кантам и, в первую очередь следует уделять внимание выбору соответствующих культур (табл. 3.1.1.1.). Об этом высказываются и ученые страны. Хороший прием - организация растениеводства и овощеводства с учетом техногенной нагрузки на агроландшафт, что особенно приемлемо для сельхозугодий, испытывающих интенсивное выпадение загрязняющих веществ (Немцев, 2003).
В то же время сравнительная оценка уровня содержания химических элементов в продукции различных сортов показала, что проявляется сортовая специфичность по данному признаку. Это говорит о перспективности отбора нужных форм как непосредственно для выращивания на загрязненных территориях, так и для селекции на стабильный уровень содержания химических элементов.
Сорта этой культуры характеризуются незначительной дифференциацией по содержанию Ва, Sc, Сг, Со, Zn, As, Th, Cd, Ni, Mn и Pb при выращивании в одинаковых условиях - естественного загрязнения. По семи элементам сортовые различия в этой среде проявились.
Сорт Подмосковье характеризуется наибольшим содержанием Си, Вг и устойчив к накоплению Rb. Сорта Изумрудный, Новогодний резко отличались от остальных стабильностью аккумулирования в своей продукции железа, что характеризует их как перспективные формы при селекции на высокий уровень содержания этого элемента. Изумрудный и Новогодний являются также хорошими накопителями марганца, а Московский парниковый - рубидия (рис. 6).
Шпинат. Как и по салату, наибольший интервал наблюдаемых концентраций по содержанию в продукции выразился по Fe, Zn, Mn, Си, Br, Rb. Резко выделяется высоким уровнем накопления натрия образец Местный (К-635) и несколько в меньшей степени - Нафис, Стоик, Жирнолистный. Лучшими аккумуляторами железа являются Garant, Нафис и Юань-ли-Боцай, а цинка Old Dominion и Нафис.
Лучшим образцом по содержанию Мп являлся сорт Юань-ли-Боцай и несколько меньше, но больше, чем у других сортов содержалось его в листьях образца Old Dominion. Последний явился также лучшим накопителем Си, а Юань-ли-Боцай был устойчивее других по отношению к этому элементу. Максимальное количество Вг содержится в продукции сорта Жирнолистный и больше других в образцах Юань-ли-Боцай и Нафис.
Образец Old Dominion - лучший аккумулятор Rb, а наиболее устойчив к его накоплению образец Местный (К-635). Таким образом, выделившиеся по способности накапливать микроэлементы образцы: Юань-ли-Боцай, Old Dominion, Нафис, Жирнолистный представляют собой наибольшую ценность при решении проблемы полноценного питания (рис. 7, 8).
По содержанию химических элементов, представляющих собой опасность для здоровья человека, сортовая дифференциация шпината в условиях естественного загрязнения выражена слабее. Тем не менее, выявлено, что повышенным содержанием РЬ и Cd выделяются образцы Pricky Large, Old Dominion, Нафис, а относительно устойчивы - Юань-ли-Боцай и Стоик (см. приложение). Следовательно, оптимальным элементным составом, высоким содержанием полезных веществ и средним - тяжелых металлов, характеризуются образцы Юань-ли-Боцай и Стоик.
Томат. На этой культуре в условиях естественного загрязнения не проявилось в достаточной для отбора степени изменчивости по уровню содержания тяжелых металлов. В то же время на таком фоне выявлены сорта, превосходящие по содержанию отдельных микроэлементов другие испытанные образцы. Наиболее ценным минеральным составом характеризуется сорт Грот-лидер по накоплению в плодах Fe, Zn, Rb, Br (рис. 9). Особенностью сортов Спринт и Дубок является наиболее высокий уровень накопления Na, а Л-17 К -Fe и Си.
