Вершки или корешки – что полезнее? Этот вопрос волновал ещё медведя из русской народной сказки. Со времён, когда сложилась сказка, прошли века, случилась последовательность технологических революций, развилась промышленность – и в почву попали тяжёлые металлы, причём не только естественным путём, но и в качестве промышленных отходов. И уже возникает вопрос, какие части пшеничного колоса в какой степени способны аккумулировать вредные вещества.
Решению данной проблемы посвятили своё исследование учёные-экологи Института естественных и точных наук ЮУрГУ Татьяна Крупнова, Ольга Ракова и Марина Попкова, совместно с коллегами из Южно-Уральского федерального научного центра минералогии и геоэкологии УрО РАН в городе Миассе и Центра химизации и сельскохозяйственной радиологии «Челябинский», в рамках гранта РНФ – Челябинская область.
.jpg)
Учёными исследовалась не только сама пшеница, но и почва, на которой она растёт. Эксперименты проводились в Еткульском районе Челябинской области на полях, где выращивалась озимая пшеница. Был составлен следующий ряд тяжёлых металлов по их вкладу в загрязнение почвы: на первом месте медь, затем цинк, затем железо и марганец.
Содержание металлов изучали в различных органах озимой пшеницы сортов Омская и Оренбургская на разных стадиях развития. Было изучено, как накопление металлов происходит при трубковании, затем при колошении и после созревания зёрен.
Оказалось, что корни пшеницы аккумулируют медь сильнее всего в стадии колошения, а побеги – на стадии созревания.
Загрязнение цинком на класс ниже и даёт иную картину. При переходе от стадии трубкования к стадии колошения степень накопления цинка незначительно уменьшается, а на следующей стадии достигает максимального значения.
.jpg)
Концентрация железа и марганца в зернах пшеницы находится на низком уровне. При этом значение индекса биоаккумуляции по железу уменьшается на всех стадиях роста; по марганцу – сначала уменьшается к стадии колошения, а после, как и цинк, достигает максимального значения на стадии созревания.
Сравнение двух сортов показало, что Оренбургская пшеница имеет лучшие барьерные показатели, чем Омская при переходе цинка, марганца и железа из почвы в надземную часть растения, в большей степени аккумулируя данные металлы в корнях.
В итоге челябинским учёным удалось разработать методику оценки загрязняющих веществ в злаках, вычислять коэффициент биоконцентрирования, описывающий переход тяжёлых металлов непосредственно из почвы в органы растений.
«Загрязнение металлами сельскохозяйственных территорий не обязательно приводит к повышению уровня вредных веществ в зерновых культурах, – поясняет старший научный сотрудник лаборатории экологических проблем постиндустриальной агломерации Татьяна Крупнова. – В нашем случае коэффициенты бионакопления металлов в зернах оказались низкими при том, что в почвах присутствовали цинк и медь в количествах на уровне предельно допустимых концентраций. Наши исследования будут продолжены, они помогут оценить реальные экологические риски от загрязнения почв».