Содержание металлов в надземной фитомассе

Как правило, концентрации элементов в надземных органах ниже, чем в корнях. Например, при анализе 20 видов травянистых растений из сообщества фоновой зоны установлено, что содержание железа в надземной фитомассе максимально у поповника (1633 мкг/г), минимально — у пижмы обыкновенной, хвоща полевого, щучки дернистой, клевера среднего (до 150). Максимальные количества меди (до 10) обнаружены у очанки коротковолосистой, цинка — у горошка мышиного, поповника, лютика едкого (около 80). Наибольшие концентрации свинца наблюдаются у хвоща полевого (> 20), лапчатки гусиной, лютика едкого (>10). Высокое содержание марганца у пижмы обыкновенной (до 180 мкг/г). Среди всех исследуемых химических элементов самое низкое содержание в надземных органах кадмия.

Необходимо отметить, что степень дифференциации видов по особенностям накопления тяжелых металлов в большей мере выражена по накоплению ионов в надземной части, чем в подземной. Это подтверждает Евклидова дистанция, которая для надземных органов равна 860, для подземных — 37. Сходство между видами в содержании тяжелых металлов в подземных органах и высокое различие в концентрации химических элементов в надземных обусловлено специфической природой барьерных и транспортных механизмов. Возможно, что в условиях фоновых концентраций металлов в почве у разных видов работают специфические механизмы регуляции транспорта веществ из подземных органов в надземные, обусловливающие выраженные различия в концентрациях ионов металлов в надземной фитомассе.

Среди механизмов защиты от избытка токсикантов у растений в первую очередь можно рассматривать иммобилизацию тяжелых металлов клеточными стенками корня. Это снижает их проникновение из почвы в цитоплазму и является одним из важнейших процессов, влияющих на устойчивость растений к избытку загрязнителей в почве. Кроме того, при накоплении большого количества тяжелых металлов в тканях корня начинают работать более высокоэффективные механизмы их детоксикации, к которым можно отнести образование различных хелаторов (органические кислоты, аминокислоты, фитохелатины и металлотионеины). Все эти процессы регулируют накопление ионов металлов в органах растений и защищают их от токсического действия со стороны поллютантов.

Фоновые концентрации металлов в корневых системах и надземной массе более подробно обсуждаются при рассмотрении накопления металлов в условиях химического загрязнения почв. Наличие градиента концентраций элементов на различных участках позволяет не просто установить общую закономерность процессов их накопления, но и экстраполировать эти данные на фоновые участки.