Пухальский Ян Викторович - младший научный сотрудник
Петербургское ш., д. 10, Санкт-Петербург, 196605
Yan V. Pukhalsky - Junior Researcher
10, Petersburg highway, St. Petersburg, 196605
кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник, доцент
Санкт-Петербург
PhD (Agric.), Researcher, Associate professor
St. Petersburg
младший научный сотрудник
Санкт-Петербург
Junior Researcher
St. Petersburg
младший научный сотрудник
Санкт-Петербург
Junior Researcher
St. Petersburg
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Санкт-Петербург
PhD (Biol.), Associate professor
St. Petersburg
В условиях модельного эксперимента исследованы особенности влияния гуминовых кислот (ГК) (500 ppm) на аккумуляцию тяжелых металлов (ТМ) (Pb, Cu, Ni и Zn) в корнях и надземных органах однолетних декоративных растений — бархатцев отклоненных Tagetes patula L. (сорт Скарлет), культивируемых на питательном субстрате Terra Vita, используемом при мульчировании современных культурных ландшафтов и имитирующем верхний плодородный корнеобитаемый слой (UR-RAT) загрязненных почв, сформировавшихся в условиях мегаполисов, — урбаноземов. Растения выращивали при полной светокультуре (в отсутствие солнечного света) в вегетационных сосудах, помещенных в закрытый гроубокс, с поддержкой внутреннего микроклимата. В качестве источника освещения использовался современный LED-светильник на основе светодиодной панели HLG Quantum Board QB288 V2 Rspec c возможностью переключения режимов вегетации. ТМ вносились в субстрат в виде водных растворов соответствующих солей. Каждый вариант включал четыре повторности. Общая продолжительность экспперимента составила 30 суток. В исследовании было обнаружено, что Tagetes patula оказались особенно эффективным фитоэкстрактором для Zn, внесенного в дозе 40 мг/кг (p<0.01). Растения при этом проявили высокую толерантность по отношению к воздействию данного токсиканта на ингибирование ростовых прецессов (по биометрическим показателям — длине и массе надземных и подземных органов) и сохранению своего внешнего эстетического вида. Дальнейшая градация по степени аккумуляции металлов в фитомассе была следующая: Cu>Pb>Ni. Никель при этом в дозе внесения 30 мг/кг наиболее сильно снижал массу и длину органов растений, что характеризует сорт как чувствительный и фитоисключатель для данного металла. Применение ГК вызвало увеличение массы надземной части растений по всем вариантам и снижение степени воздействия на этот показатель под влиянием ТМ. Отмечалось резкое снижение прироста массы корней при совместном влиянии двух факторов (ТМ+ГК) на растения. Особенно четко это отразилось в снижении массы корней в варианте с добавлением цинка: если снижение средней массы корней при одиночном внесении металла составляло в среднем 12,0 % (p<0.01) по отношению к контролю (без применения ГК и ТМ), то при совместном внесении в субстрат ГК+ТМ снижение составляло 65,0 % (p<0.01). Полученные результаты свидетельствуют о высокой буферности корней к транслокации ТМ из ризосферы в надземную массу. В целом использование ГК перспективно при создании зеленых насаждений и фиторемедиации городских почв, загрязненных ТМ.
In a model study, we analysed the impact of humic acids (HAs, 500 ppm) on the accumulation of heavy metals (HMs; Pb, Cu, Ni and Zn) in roots and aboveground organs of the annual ornamental plant Tagetes patula (Scarlet variety) cultivated on the Terra Vita nutritive substrate used in modern cultural landscape mulching to imitate the upper fertile root layer (UR-RAT) of contaminated urban soils in megacities. Plants were grown in full photoculture (at no sunlight) in pots placed in a closed grow box, maintaining internal microclimate. A modern HLG Quantum Board QB288 V2 Rspec LED panel enabled with vegetation modes was used as light source. HMs were introduced in substrate as aqueous saline. Each setting was quadruplicated. Total experiment duration was 30 days. Tagetes patula was proved a particularly effective phytoextractor of Zn applied at 40 mg/kg (p<0.01). At the same time, the plants showed high tolerance to toxic growth inhibition (in biometry of the above- and underground organ length and mass) and preserved external aesthetics. Metals were further graded by phytomass accumulation as follows: Cu>Pb>Ni. Ni at 30 mg/kg had a major impact on plant weight and length, which sets off the variety as a sensitive phytoexcluder for this metal. HAs increased aboveground mass in all settings and decreased the HM mass impact. A sharp root mass reduction was observed in combinations of the two factors (HMs+HAs), which was clearly reflected in impaired root mass in zinc settings. A single metal addition reduced the mass by average 12.0 % (p<0.01) vs. control (no HAs or HMs), whilst a combined HAs+HMs administration induced its 65.0 % reduction (p<0.01). The results obtained indicate a good root buffering capacity for HM translocation from the rhizosphere to aboveground parts. In general, HA usage is promising for creating the green space and phytoremediation of urban HM-contaminated soils.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.