Связывающая способность и детоксицирующие свойства гумусовых кислот по отношению к атразину, страница 24

3.30.110100908090% угнетение700.00.51.01.52.06Концентрация атразина×10 , моль/л2.5Рис. 3.30. Диапазон токсичности атразина для хлоропластов ячменяКак видно из рис. 3.30, внесение атразина вызывало лишь незначительноеснижение показателя Fv/Fm даже при больших концентрациях (рабочаяконцентрация атразина в экспериментах с хлореллой составила 6,7×10-7 М, т.е. в2,7 раза ниже). Это согласуется с существующими данными (Гольдфельд иКарапетян, 1989). Действительно, так как действие атразина сводится к137замещению QB, то ни значение Fo ни Fm не должны изменяться. Однако известно,что внесение атразина приводит к небольшому увеличению Fo, что приводит кснижению Fv/Fm. Данный эффект к настоящему времени еще не получилтеоретическогообъяснения,темнеменее,возможностьиспользованияхлоропластов для определения гербицидов на основании анализа кривойиндукциифлуоресценциихлорофиллабылапоказанапредыдущимиисследователями (Trapmann et al., 1998).

В качестве рабочей была выбрананаименьшая концентрация атразина, вызывающая достоверное снижение тестотклика(10%),котораясоставила1,8×10-6 М.Использованиебольшейконцентрации атразина с нашей точки зрения являлось нецелесообразным, таккак в этом случае соотношение концентраций атразин : гумусовые кислотынамногопревышало бытаковое, использованное нами в предыдущихэкспериментах (см. п. 3.5.3), что затруднило бы интерпретацию полученныхрезультатов.В связи с тем, что детоксицирующая способность гумусовых кислот былаисследована лишь при одной концентрации, для ее количественной оценкииспользовали только коэффициент D. Результаты экспериментов приведены нарис. 3.31.1.5Сумма ГК и ФК природных вод,водн. экстракта почв и торфовСумма ГК и ФКторфов и углей1.2ГК почвD0.9ФК почв0.6Рис.

3.31. Детоксицирующее действие гумусовых кислот по отношению катразину, тест-объект - хлоропласты ячменя.Как видно из рисунка, внесение гумусовых кислот способствовалоснижению уровня токсичности атразина. Это свидетельствует о том, чтогумусовые кислоты способны восстанавливать фотосинтетический транспортэлектронов в присутствии специфического ингибитора фотосинтеза. В качествеTTLT4AGKHTLSELHBG1HBP1HBW1HSTFBGFGWFBG1FBP1FBW1WBP1WBW1HTWTTWFMX20.0WBG10.3138переносчика электронов в данном случае могут выступать хинонные фрагментыгумусовых кислот. Установленная значимая корреляция для выборки почвенныхгумусовых кислот между содержанием хинонных фрагментов в их молекулах икоэффициентом D (r=0,64) свидетельствует в пользу этого предположения. Темне менее, никаких корреляционных взаимосвязей между коэффициентом D исвойствамигумусовыхкислотвслучае,когдаанализироваласьвсяисследованная выборка гумусовых кислот, обнаружено не было.

Поэтому наосновании проведенных экспериментов можно сделать заключение только о том,что гумусовые кислот, по-видимому, могут принимать непосредственное участиев процессах переноса электронов в ЭТЦ. Тем не менее, для выявленияконкретных фрагментов гумусовых кислот, которые могут выступать в качествепереносчикаэлектронов,необходимопроведениедополнительныхэкспериментов.3.5.5.

Сравнение результатов токсикологических экспериментов сиспользованием различных тест-объектовПроведенные эксперименты показали, что в зависимости от используемоготест-объекта рассчитываемые значения эффективных констант связывания дляодних и тех же препаратов гумусовых кислот могут значительно различаться. Втабл. 3.19 приведены значения KOCtox четырех препаратов, рассчитанные поданным экспериментов с растениями пшеницы и хлореллой.Таблица 3.19(л/кг ОС), рассчитанные по данным токсикологическихЗначенияэкспериментов с использованием различных тест-объектов.ПрепаратТест-объектTriticum aestivumChlorella vulgarisHTW9185,8×105TTW9574,5×105HTL6325,7×105TTL4401,3×106KOCtoxКак видно из табл. 3.19, во всех четырех случаях значения KOCtox,рассчитанные по данным экспериментов с хлореллой, значительно превышалитаковые для экспериментов с растениями пшеницы.

Полученные результатыхорошо согласуются с высказанной нами гипотезой о непосредственном участиигумусовых кислот в процессах фотосинтетического переноса электронов по139“шунтирующему” механизму. Тем не менее, прямое доказательство высказаннойгипотезы требует постановки дополнительных экспериментов, в частности,более детального исследования собственного действия гумусовых кислот нахлоропласты в присутствии и отсутствие атразина.***Наоснованиипроведенныхэкспериментоввозможнопредложитьследующий механизм детоксикации атразина гумусовыми кислотами в воднойсреде.

При создании стрессовых условий, в нашем случае - при внесенииатразина, происходит усиление поглощения гумусовых кислот клетками и за счетэтого возрастает стимулирующее действие гумусовых кислот. Поглощенныегумусовые кислоты могут восстанавливать нарушенный транспорт электронов вЭТЦ по механизму “шунтирующего типа” (Бобырь, 1980). В качестве возможныхпереносчиков электронов могут выступать хинонные фрагменты гумусовыхкислот.Таким образом, на основании проведенных экспериментов можно сделатьвывод, что причиной наблюдаемого эффекта снижения токсичности атразина вводной среде в присутствии гумусовых кислот является повышение общейнеспецифической сопротивляемости тест-организма; возможным механизмомявляется шунтирование различных участков ЭТЦ, приводящее к восстановлениюнарушенного транспорта электронов.3.6.

ДЕТОКСИЦИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ ПООТНОШЕНИЮ К АТРАЗИНУ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХИсследование детоксицирующей способности гумусовых кислот поотношению к атразину в условиях дерново-подзолистых почв проводили напримере коммерческого препарата АГК. Данный выбор был обусловлен, преждевсего,выявленнойвысокойкаксвязывающей,такдетоксицирующейспособностью АГК по отношению к атразину (Главы 3.4 и 3.5).

Другимопределяющим фактором явилось то, что в нашем распоряжении находилосьдостаточное для проведения токсикологических экспериментов количествопрепарата, производимого в промышленном масштабе.140Исследование детоксицирующих свойств препарата АГК проводили спомощьюлабораторно-вегетационныхэкспериментов.Припроведенииэкспериментов в почву с предварительно внесенным в нее атразином вносиливозрастающие дозы АГК. Рабочую концентрацию атразина определяли наосновании экспериментов по установлению диапазонов токсичности гербицида(см.

далее). Далее в сосуды с почвой помещали проращенные семена пшеницы ичерез 30 дней проводили учет сырой биомассы растений. Количественнуюоценку детоксицирующих свойств препарата АГК проводили с помощьюописанных ранее коэффициента D (3.10) и эффективной константы связывания(3.14).Диапазон токсичности атразина на дерново-подзолистых почвах. Какпоказали проведенные лабораторно-вегетационные эксперименты, атразинобладал различной гербицидной эффективностью на трех исследованныхМасса 1 растения, % от контролядерново-подзолистых почвах (рис. 3.32).10080ДП60Д40ПД20ПЛЕСОГПАХ000.40.81.21.623Доза внесения атразина×10 , г/кг почвыРис. 3.32. Диапазоны токсичности атразина на трех дерново-подзолистыхпочвах различного типа сельскохозяйственного использования. Тест-культураTriticum aestivum.

Тест-отклик - сырая надземная биомасса.По-видимому, это объясняется различиями в свойствах почв (табл. 3.32).Так, минимальная токсичность атразина была зафиксирована на ПДЛЕС почве,характеризующейся самым большим содержанием ОС (4,3%) и самым низкимрН водной вытяжки (5,0). Максимальный уровень токсичности атразина былотмечен на ПДПАХ почве, где было обнаружено минимальное содержание ОС(1,5%) и самый высокий рН (7,8). ПДОГ почва занимала промежуточноеположение как по уровню токсичности гербицида, так и по своим химическим141характеристикам. Полученные данные подтверждают, что уровень кислотностипочвенногораствораисодержаниеорганическоговеществаявляютсяфакторами, определяющими эффективность гербицидного действия атразина впочве (Bailey and White, 1964; Лебедева, 1990).По результатам проведенных экспериментов была выбрана рабочаяконцентрация атразина, которая составила 10-6 кг/кг почвы (1 мг/кг).Собственное действие препарата АГК.

Исследование собственногодействияпрепаратаАГКтакжепроводилиспомощьюлабораторновегетационных экспериментов с внесением в почву возрастающих доз АГК.Проведенные эксперименты показали, что внесение препарата практически невызывало увеличение длины растений, но приводило к значительномуувеличению надземной биомассы (табл. 3.20). Наибольшее увеличение биомассырастений пшеницы было зафиксировано на ПДОГ почве (138% от контрольноговарианта). Полученные данные хорошо согласуются с результатами предыдущихисследователей (Христева и др., 1951) и свидетельствуют о стимулирующемдействиигумусовыхкислотнарастения,чтоделаетвозможнымихиспользование в качестве стимуляторов роста растений. Необходимо такжеотметить, что на двух почвах (ПДЛЕС и ПДПАХ) из трех максимальный эффект отвнесения препарата АГК наблюдали при средней дозе внесения (70 мг/кг почвы),тогда как увеличение содержания АГК в почве (105 мг/кг почвы) вызывалоснижение биомассы растений пшеницы. По-видимому, это свидетельствует овозможном угнетающем действии препарата АГК в высоких дозах.Детоксицирующие свойства препарата АГК.