Глава 3. Материалы и методы

В качестве объекта исследования был выбран горох. Образцы: контроль, ПДК1, ПДК5 (рис.1). Горох выращивали в вегетационных сосудах, а именно в пластиковых контейнерах. Три контейнера. В качестве почвы использовали торф по 150 граммов. Количество семян было равным во всех контейнерах (12 штук). В первом контейнере был посажен горох без внесения в почву свинца (контроль). Во втором контейнере в почву был внесен свинец в виде соли ацетата свинца Pb(CH3COO)2 (ПДК1 – 7,05 мг ацетата свинца на 150 граммов почвы). В третьем контейнере содержание внесенного в почву свинца увеличили в пять раз (ПДК5 – 35,3 мг ацетата свинца на 150 граммов почвы).

Рис.1. Опытные образцы гороха, выращенного при разной концентрации загрязнения ацетатом свинца

Затем брали навески из растительной массы по 0,25 граммов. Растирали в ступках до тотального гомогената. Делали водные вытяжки и измеряли содержание аскорбиновой кислоты (витамина С). Измерения делали по каждому образцу в две повторности. Жидкостный хроматограф в ходе измерения рисовал хроматограммы выхода витамина С. Пример одной из хроматограмм представлен на рисунке 2.

Рис. 2. Хроматограмма выхода витамина С опытного образца КДО

Содержание витамина С определяли в водных вытяжках гороха методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на приборе Ultimate 3000 (Dionex, Германия).

Тип хроматографической колонки - Acclaim^® C₁₈; 3 мкм; 120 Ǻ; 2,1×210 мм. В качестве подвижной фазы использовались элюэнты: ?

Градуировка прибора проводилась по государственному стандартному образцу (ГСО) витамина С (L-аскорбиновая кислота).

Для статистической обработки данных использовали программу SigmaPlot 11.0. с применением методов описательной статистики (точность опыта - коэффициент Стьюдента, средние значения, стандартное отклонение).

Дополнительно был четвертый опытный образец, в котором в качестве почвы находились коро-древесный отходы (КДО) (рис.1). Данный опытный образец в почве ацетат свинца не содержал. Однако, четвертый опытный образец мы не анализируем и не сравниваем с другими образцами. Он нужен для проверки того, можно ли использовать коро-древесные отходы в качестве почвы под растительные культуры.

Глава 4. Результаты

В ходе измерения содержания витамина С в опытных образцах гороха были получены следующие результаты: максимальное содержание витамина С (586 мг/100 г) обнаружено у образца ПДК1 (7,05 мг ацетата свинца). Минимальное содержание витамина С обнаружено у контрольного образца (237 мг/100г). Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Содержание витамина С в опытных образцах гороха

Образцы	Среднее значение	Стандартное отклонение	t опытное	t табличное
Контроль	237	49,497	6,771	4,30
ПДК1	586	234,759	3,530	4,30
ПДК5	304	14,142	30,400	4,30

Данные не подчинялись нормальному распределению, поэтому достоверность отличий средних значений определяли с помощью метода Student-Newman-Keuls. Согласно этому методу все исследуемые варианты отличаются друг от друга.

Максимальное содержание аскорбиновой кислоты в ПДК1 можно объяснить так: в почву вносится тяжелый металл – свинец, возникает стрессовое состояние, в клетках появляются активные формы кислорода (АФК). В ответ на стресс в клетках вырабатывается повышенное содержание аскорбиновой кислоты (антиоксиданта), которая восстанавливает многие свободные радикалы и минимизирует разрушения окислительного стресса, а также обладает ростостимулирующим эффектом. Таким образом, проявляются неспецифические механизмы устойчивости к загрязнению.

Однако если предельно допустимую концентрацию свинца увеличить в пять раз, то растения начинают не справляться с действующим стрессовым фактором (вырабатывающейся аскорбиновой кислоты становится недостаточно), растения начинают чахнуть и это может привести к летальному исходу. Поэтому образец ПДК5 содержит намного меньше аскорбиновой кислоты, чем образец ПДК1.

Что касается контрольного образца, в нем содержится наименьшее количество витамина С. Это можно объяснить тем, что растения не находятся под влиянием стрессового фактора, соответственно, им не нужно повышенное содержание антиоксиданта-витамина С, но аскорбиновая кислота присутствует в клетке. Она оказывает существенное влияние на некоторые физиологические процессы растений, включая рост, дифференциацию тканей и органов, и метаболизм.

Опыт также показал, что коро-древесные отходы хорошо подходят для выращивания бобовых.

Выводы

1. Аскорбиновая кислота (витамин С) - это низкомолекулярный компонент системы антиоксидантной защиты растений, который находится в большом количестве в растительных тканях и играет очень важную роль. Витамин С оказывает существенное влияние на некоторые физиологические процессы растений, включая рост, дифференциацию тканей и органов и метаболизм.

2. В ответ на стресс в клетках вырабатывается повышенное содержание аскорбиновой кислоты (антиоксиданта), которая восстанавливает многие свободные радикалы и минимизирует разрушения окислительного стресса, а также обладает ростостимулирующим эффектом. Так проявляются неспецифические механизмы устойчивости к загрязнению тяжелыми металлами.

3. Максимальное содержание витамина С (586 мг/100 г) было обнаружено у образца, в почву которого было внесено 7,05 мг ацетата свинца (ПДК1). Минимальное содержание витамина С (237 мг/100г) было обнаружено у контрольного образца (почва без добавления ацетата свинца).

4. Если предельно допустимую концентрацию свинца увеличивают в несколько раз (в данном случае в пять), то растения начинают не справляться с действующим стрессовым фактором (вырабатывающейся аскорбиновой кислоты становится недостаточно), растения начинают чахнуть и это может привести к летальному исходу.

5. Коро-древесные отходы (КДО) хорошо подходят для выращивания бобовых растений. Для бобовых характерно содержание на корнях клубеньковых бактерий, которые обогащают почву азотом. А коро-древесные отходы бедны азотом. Для других культур необходимо добавлять азотные удобрения.