Изучение содержания углеводов в плодах и листьях растений из зоны таджаза и экологически чистой зоны

В статьи освещены данные об устойчивости разных видов растений к фтористым загрязнениям. Наибольшая устойчивость по содержанию углеводов на всех уровнях фтористых загрязнений обнаружена у хлопчатника и кукурузы. Наименее устойчивыми по этому показателю оказались персик, арбуз, дыня и виноград, т. е. растения плоды которых содержат больше воды и сахарозы.

Ключевые слова: активность фосфорилазы, уровень загрязнения, содержание фториды, концентрация сахарозы, углевидный обмен, активность инвертары.

Одной из острых экологических проблем Сурхандарьинской области республики Узбекистан являются вредные выбросы Таджикского алюминиевого завода (ТаджАЗа), который был введен в эксплуатацию в Таджикистане в г. Турсунзаде в 1975 г. ТаджАЗ выбрасывает в атмосферу фтористый водород, твердые фториды, бензапирен, двуокись серы, окись углерода, тяжелые металлы. Фтористые соединения занимают третье место после SO₂ и O₃ среди наиболее опасных загрязнителей атмосферы. Они обладают чрезвычайно высокой химической и биологической активностью и вызывают прямые и косвенные отрицательные эффекты в живом организме (Норбаев Н.Н, 1984; Павлов И. Н., 1998; Бойназаров Б., 2006;).

Завод расположен на высоком месте и в течение 16–17 часов в сутки ветер дует в сторону Сариассийского и Узунского районов Сурхандарьинской области Республики Узбекистан, где проживает около 570 тыс. человек.

Методика исследования. В полевых и лабораторных исследованиях мы в основном использовали те растения, которые выращиваются в сфере действия Таджикского алюминиевого завода и потребляются жителями этого и прилегающих районов: арбуз обыкновенный — (Citrullus vulgaris Schrad., сорт рассвет Сурхана), персик обыкновенный — (Persiсa vulgaris Mill., сорт Эльберта), томат съедобный (Lycopersicon esculentum сорт Сурхан-142), виноград культурный — (Vitis vinifera L., сорт Хусайне белый), Абрикос- (Armeniaca vulgaris Lam., сорт Субхан), перец однолетний — (Сapsicum annuum L., сорт Дар ташкента), кукуруза — (Zea maysL., сорт Ватан), хлопчатник травянистый — (Gossipium hirsutum L., сорта Наманган-77), Огурец посевной — (Cucumis sativus L., сорт Узбекистан-740, Омад), тыква мускусная — (Cucurbita moschata Duch., сорт Испания-73), дыня восточная — (Melon orientalisL., сорт Дагбеги), яблоня восточная — (Malus orientalis uglitz), мята азиатская — (Mentolasiatica boriss), Астрагалис — (A. sesamoides Boiss), подсолнечник однолетний — (Аsteraceae compositae)). Эксперименты были проведены в 2000–2006 годы. Образцы растений брали в трех хозяйствах, с различным уровнем загрязнения растений фторидами: Суфиён Узунского района (250–300 мг/кг), Охунбабаев Сариассийского района (150–200 мг/кг) и Оманов Узунского района (100 мг/кг) (рис.1). Для контроля образцы растений брали в ряде хозяйств экологически чистого Джакурганского района. Хроматографическое разделение сахарозы, глюкозы и фруктозы проводили по М. В. Туркиной и С. В. Соколовой [Биохимические методы в физиологии растений. 1971]. Использовали бумажную и тонкослойную хроматографию.

Результаты и их обсуждение. Как было указано в обзоре литературы, данных о влиянии фторсодержащих загрязнений на содержание углеводов в растениях, мы не обнаружили, однако в наших предварительных экспериментах было показано, что в некоторых видах растений (особенно в томатах, урюке, персике и винограде), растущих в зоне ТаджАЗа (Сариасийский район), общее содержание углеводов понижено, по сравнению с аналогичной по природным условиям контрольной зоной (Джаркурганский район). В связи с этим задачей настоящего раздела явилось сравнительное изучение содержания некоторых углеводов в растениях, растущих в зоне ТаджАЗа и контрольной зоны.

Эксперименты, в которых изучали содержание различных видов углеводов в растениях одного сорта винограда показали следующее (Таблица 1).

Общее содержание сахаров в плодах и листьях винограда в зоне с высоким уровнем загрязнения фторидами (250–300 мг/кг) в целом значительно уменьшается (приблизительно в 2 раза) по сравнению с экологически чистой зоной.

Таблица 1

Причем из общих сахаров, содержание невосстанавливающих сахаров (они не восстанавливают реагенты типа аммиачного раствора окиси серебра), которые, в основном представлены сахарозой, уменьшается более чем в 3 раза, а содержание восстанавливающих, наоборот немного увеличивается.

Детальное изучение углеводного состава показало, что содержание основного дисахарида — сахарозы в листьях и плодах винограда, выращенного в зоне алюминиевого завода, уменьшается почти в 3 раза, по сравнению с экологически чистой зоной, а содержание моносахаридов: глюкозы и фруктозы, наоборот увеличивается на 30–50 %

Таким образом, на примере винограда обозначилась тенденция к уменьшению содержания дисахарида — сахарозы и увеличению содержания моносахаридов — фруктозы и глюкозы в растениях, выращенных в зоне с высоким уровнем загрязнения растений фторидами (250–300 мг/кг).

Результаты изучения содержания глюкозы в плодах 10 видов растений представлены в таблице 2. в которых для наглядности, данные о содержании сахаров представлены в процентах относительно контроля. Из этой таблицы видно, что содержание глюкозы и фруктозы в плодах всех исследованных культур возрастает, пропорционально содержанию в их листьях фторидов.

Необходимо отметить, что содержание фруктозы у всех исследованных растений превышало содержание глюкозы.

Изменения в количественном содержании глюкозы и фруктозы, на наш взгляд, связаны с превращением общих сахаров, количество которых уменьшается по мере увеличения степени загрязненности фторидами.

Таблица 2

Содержание глюкозы ифруктозы вплодах плодоовощных культур, растущих вусловиях фтористых загрязнений. Представлены средние значения из 4 экспериментов  среднее отклонение высоты палеографической волны вмм, которая прямо пропорциональна содержанию глюкозы ифруктозы

Выводы

1. На основании полученных нами данных можно сделать выводы и об устойчивости разных видов растений к фтористым загрязнениям.
2. Наибольшая устойчивость по содержанию углеводов на всех уровнях фтористых загрязнений обнаружена у хлопчатника и кукурузы. Наименее устойчивыми по этому показателю оказались персик, арбуз, дыня и виноград, т. е. растения плоды которых содержат больше воды и сахарозы.
3. Уменьшение количества сахарозы говорит о глубоких изменениях в обмене веществ и метаболизме углеводов в условиях фтористых загрязнений.
4. Уменьшение содержания сахаров свидетельствует о снижении интенсивности дыхания растительных организмов под влиянием фтористых загрязнений.

Литература:

1. Бойназаров Б. “Электрофизические параметры у растений, растущих в условиях загрязнения окружающей среды промышленными выбросами. //Автореферат. Т. 2006. 22 c.
2. Павлов И. Н. Изучение сорбции фтора в листьях древесных растений. Химия растительного сырья. 1998. № 2. С. 37–43.
3. Норбаев Н. Биофизическая радиоэкология. — Ташкент: “Фан”, 1984. -174c.