Устойчивость растений против вредных газообразных выделений промышленности и транспорта

В производственной деятельности человек извлекает из недр руды, уголь и нефть. При переработке руд и сжигании ископаемого топлива вещества, извлеченные из почвы, попадают в атмосферу. И таким образом человек направляет круговорот отдельных веществ по неверному пути, что причиняет вред. Вещества не возвращаются в ту зону окружающей среды, из которой они были извлечены.

Загрязнение атмосферы пылью, газами, аэрозолями поступающими с промышленных предприятий создает неблагоприятные условия для живых организмов.

Загрязнителями воздуха из минеральных веществ являются:

Двуокись серы SO₂, токсичность от 0,7 до 0,0005 г/м³.

Окислы азота – их 6: закись N₂O, окись NO, двуокись NO₂, четырехокись N₂O₄, азотистый ангидрид N₂O₃, азотистый ангидрид N₂O₅.

Галогеноводороды HF, HCl, HBr, HI. HF – фтористый водород, HCl – хлористый водород - газ + Н2О = соляная кислота. HBr – бромистый водород, HI – йодистый водород.

Аммиак NH₃.

Озон О₃ видоизмененный кислород обладает сильной окислительной способностью.

Механизм повреждения. Кроны деревьев в значительной степени отфильтровывают загрязнения воздуха, очищают его от окислов серы, азота, хлоридов, но во вред себе. Токсичный газ попадая через устьица оболочек или эпидермиса в лист растворяется в воде клеточных оболочек и взаимодействует с цитоплазмой. Газ растворяющийся в воле образует кислоту или щелочь которые взаимодействуют с цитоплазмой. При этом изменяется рН тканей листа и устойчивость коллоидов цитоплазмы, повышается общая окисленность, нарушается обмен веществ в клетках листа и проводящих системах, снижается интенсивность фотосинтеза от разрушения хлоропластов кислотами, повышается интенсивность дыхания, увеличивается транспирация.

Чувствительность к действию ядовитых газов в большинстве случаев, меньше у молодых и старых листьев и больше у листьев среднего возраста, т.е. чувствительность изменяется параллельно фотосинтетической деятельности – чем выше интенсивности фотосинтеза, тем сильнее повреждаются листья.

Причина вымирания листьев? Основная причина – переокисление почвы. растения повреждаются газообразными выделениями не только через листья, но и через корни. * через изменение рН почвенного раствора.

Механизм переокисления лесных почв таков: кроны деревьев отфильтровывают загрязнения воздуха, очищая его от окислов серы, азота и хлоридов. Но когда идет дождь, происходит вымывание этих загрязнений и тогда вода, капающая с листьев, по сравнению с осадками на открытых местах содержит сульфатов в 7 раз больше, нитратов в 4 раза, хлоридов в 2-6 раз.

Вода, стекающая по стволам деревьев, обогащается этими веществами еще сильнее. А это ведет к переокислению лесных почв.

Загрязнителями атмосферы являются и химические вещества органического происхождения. Всю группу органических загрязнений называют ксенобиотиками (от греч. ксено – чума). В нашей стране проводятся исследования метаболизма органических загрязнителей в растениях. Исследованиями установлено, что растения могут усваивать из воздуха через листья такие вещества: спирты (метиловый, этиловый, бутиловый), ацетон, формальдегид, *, кислоты (уксусную, пропионовую, муравьиную), бензол, толуол, фенол, х+нафтол, хлороформ.

В листьях райграса пастбищного эти соединения подвергаются окислительным превращениям, циклические и бициклические соединения расцепляются и углеродные атомы ксенобиотиков включаются в обычные метаболиты клетки: сахара, органические кислоты, аминокислоты и другие соединения.

В метаболизме ксенобиотиков, усвоенных листьями участвуют и корни растения.

Большой спектр усвоения и превращения ксенобиотиков у райграса пастбищного как растения газонов может играть значительную роль в очистке воздуха городов от химических загрязнителей.

Газоустойчивыми являются те растения в органах, которых накапливается повышенное количество серы и хлора. Серы может накапливаться от 0,2% до 0,9%, хлора от 0,1 до0,5%. У растений произрастающих в сильнозагрязненной атмосфере содержится до 2,0-2,2% хлора в листьях. У газоустойчивых растений высокая активность ферментных систем. К устойчивым растениям относятся лох, тополь, дуб туркестанский, гледичия, многолетние бобовые и злаковые травы.

Способы повышения.

В снижении повреждаемости токсическими газами важную роль играют условия минерального питания. При внесении минеральных удобрений под декоративные деревья (липа, конский каштан, тополь) повреждаемость токсическими газами в условиях искусственной дегазации составляла лишь 10-30%. На не удобренных участках деревья были поражены на 70-90%. Важная роль в повышении газоустойчивости растений принадлежит освежающим поливам – путем дождевания. Освежающие поливы и дождь вымывают из листьев до 30% токсических веществ. Для повышения газоустойчивости растений проводят намачивание семян в 0,1% водных растворах кислот (серной, соляной). Например семена грецкого ореха и конского каштана намачивают в 0,1% растворе серной кислоты или соляной в зависимости от загрязнителя.