Связывающая способность и детоксицирующие свойства гумусовых кислот по отношению к атразину (1098318), страница 22
Текст из файла (страница 22)
При проведенииэкспериментовсиспользованиемненулевойэкспозицииводоросливприсутствии гумусовых кислот, интенсивное поглощение концентрированныхрастворов гумусовых кислот может приводить к искажению получаемыхпоказателей Fv/Fm также вследствие неодинаковой освещенности водоросли ввариантах с внесением гумусовых кислот и без. Поэтому выбранные рабочиеконцентрации гумусовых кислот не превышали 50,0 и 5,0 мг ОС/л дляэкспериментов с нулевой и 3-часовой экспозицией, соответственно.Собственное действие гумусовых кислот.
Как показали проведенныеэксперименты, в выбранных нами условиях (см. далее) гумусовые кислоты в125целом не обладали стимулирующим действием по отношению к культуреводоросли. Результаты для серии экспериментов с 3-часовой экспозициейприведены на рис. 3.20. Для экспериментов с нулевой экспозицией былиполучены аналогичные данные.110Сумма ГК и ФК природных водводн. экстрактов почв и торфовГК почвФК почвГК торфов и угля100AGKT4TTLHTLSELHSHSTHGPHGWHBP1HBG1HBW1HBPHBGHBWFBG1FBG1FGWFBW1FBGTTWWBP1WBW1FMXAD280HTW90WBG1Fv/Fm, % от контроля120Рис. 3.20. Влияние гумусовых кислот на фотосинтетическую активностьодноклеточной водоросли Chlorella vulgaris.
Концентрация гумусовых кислот 5×10-5 кг ОС/л. Время экспозиции - 3 часа.Fv/Fm, % от контроля12010080При благоприятных условияхWBW1WBG1При неблагоприятных условияхWBW1WBG16040200012346Концентрация гумусовых кислот×10 , кг ОС/л5Рис. 3.21. Воздействие гумусовых кислот на фотосинтетическуюактивность Chlorella vulgaris при пониженной (25°С) и нормальной (35°С)температурах культивирования. Время экспозиции - 3 часа.В то же время выраженное стимулирующее действие гумусовых кислототмечалось при проведении экспериментов с 3-часовой экспозицией внеблагоприятныхусловияхкультивированияхлореллы.Так,заметноеувеличение показателя Fv/Fm наблюдалось при внесении гумусовых кислот ухлореллы, выращиваемой при пониженной температуре (25°С вместо 35°С).126Результаты для двух препаратов приведены на рис.
3.21. Аналогичные данныебыли получены и для ряда других исследованных препаратов (HBW1, HBP1,HBG1, HST, HGW).Подобные эффекты могут служить подтверждением известного тезиса оспособностигумусовыхкислотповышатьобщуюнеспецифическуюсопротивляемость организмов, сформулированного Христевой с сотрудникамина основе многочисленных опытов с растениями (Христева и др., 1968).Возможным механизмом, объясняющим стимулирующее воздействие гумусовыхкислотпринеблагоприятныхпроницаемостиклеточныхусловияхмембранприсреды,являетсяизмененииувеличениевнешнихусловий,приводящее к усиленному поступлению гумусовых кислот в клетки водоросли.Приэтомвосстановлениефотосинтетическойактивности,по-видимому,происходит за счет “шунтирования” нарушенной ЭТЦ поступившими в клеткугумусовыми кислотами и их участием в процессе переноса электронов(Бобырь, 1980).
В качестве возможных переносчиков электронов могутвыступать хинонные фрагменты гумусовых кислот.Таким образом, в выбранных нами условиях препараты гумусовых кислотне оказывали какого-либо действия на фотосинтез культуры водоросли. В то жевремя, гумусовые кислоты способствуют восстановлению фотосинтетическойактивности культуры водоросли при ее угнетении вследствие неспецифическогоотрицательного действия факторов среды (температура).Детоксицирующие свойства растворенных гумусовых кислот поотношению к атразину.
Выбор рабочей концентрации атразина. В связи стем, что исследование детоксицирующей способности гумусовых кислот поотношению к атразину проводили с различным временем экспозиции водоросли,была изучена токсичность атразина при времени экспозиции 0 и 3 часа. В первомслучае в качестве тест-функции использовали показатель Fi/Fm, а во втором Fv/Fm. Как уже говорилось выше, значения показателя Fi/Fm увеличиваются привозрастанииконцентрациинецелесообразнымсвободногоприводитьдиапазонатразина.Поэтомутоксичностивмырешиликоординатах“концентрация атразина - Fi/Fm, проценты от контроля” и использовалиабсолютные значения показателя Fi/Fm (рис. 3.22). Значение показателя Fi/Fm,соответствующее 50% угнетению рассчитывали как половину разности между127максимальным и минимальными значениями Fi/Fm.
По результатам экспериментабыла выбрана концентрация атразина, вызывающая 50% угнетение фотосинтезаводоросли. Она составила 1,1×10-6 М, при этом при минимальной концентрациигумусовых кислот соотношение атразин : гумусовые кислоты (ОС) в расчете намассу составляло 1 : 41.0Fi/Fm0.80.60.40.250% угнетение0.002466Концентрация атразина×10 , моль/л8Рис. 3.22. Диапазон токсичности атразина для водоросли Chlorella vulgaris.Нулевая экспозиция.В экспериментах с 3-часовой экспозицией в качестве тест-откликаиспользовали показатель Fv/Fm. Диапазон токсичности атразина при 3-часовойFv/Fm, % от контроляэкспозиции водоросли приведен на рис.
3.23.10025% угнетения8060402000123 64Концентрация атразина×10 , моль/л5Рис. 3.23. Диапазон токсичности атразина для водоросли Chlorellavulgaris. Время экспозиции 3 часа.Какпоказалипроведенныеэксперименты,прииспользованииконцентрации атразина, вызывающей 50 % снижение показателя Fv/Fm (1,5×106М), внесение гумусовых кислот вплоть до концентрации 50 мг ОС/лдетоксицирующего действия на атразин не оказывало. Однако достигаемое приэтом максимальное соотношение (масс.) атразин : ОС составляло 1 : 1,8, т.е.превышало таковое для экспериментов с нулевым временем экспозиции. В связи128с тем, что увеличить концентрацию гумусовых кислот не представлялосьвозможным вследствие их мешающего влияния, для установления соотношенияатразин : ОС, равного 1 : 4, уменьшили концентрацию атразина. Поэтому вкачестве рабочей нами была выбрана концентрация атразина 6,7×10-7 М,приводящая к 25 % угнетению фотосинтеза Chlorella vulgaris.Выбор времени экспозиции водоросли.
Согласно нашим первоначальнымпредположениям, связывание атразина гумусовыми кислотами должно былопривести к снижению концентрации свободного гербицида и, как следствие,уменьшению наблюдаемой токсичности атразина. Поэтому при исследованиидетоксицирующейспособностигумусовыхкислотвпервыхсерияхэкспериментов регистрацию токсичности атразина для культуры водорослипроводили сразу после внесения в нее предварительно приготовленной смесиатразина с гумусовыми кислотами. Время взаимодействия гумусовых кислот иатразина составляло от 1 часа до 7 суток, концентрация гумусовых кислот иатразина 1 - 50 мг ОС/л и 1,7×10-6 М, соответственно.
Результаты экспериментовна примере препарата HBW1 приведены в табл. 3.17. Аналогичные данные былиполучены и для ряда других препаратов (FBW, FBG, FBP, FGW, FBW1, FBG,HBW, HBP1, HBG1, HST, FMX2, HTL, HTW, TTW).Таблица 3.17Влияние гумусовых кислот (на примере препарата HBW1, 50 мг ОС/л) натоксичность атразина в экспериментах с нулевой экспозицией хлореллыВремя взаимодействия гумусовых кислот с атразиномFi/Fm1 час0,562 часа0,564 часа0,546 часов0,571 сутки0,543 суток0,537 суток0,53Доверительный интервал (Р=95%) для показателя Fi/Fm составил ±7%Fi/Fm в контрольном варианте 0,19; в варианте с внесением атразина 0,56Как видно из табл. 3.17, присутствие гумусовых кислот не влияло напоказатель Fi/Fm, характеризующий количество переносчиков электронов, неучаствующих в процессах переноса электронов в ЭТЦ.
Так как показатель Fi/Fmнепосредственно зависит от концентрации атразина, установленные эффекты129свидетельствуют о том, что взаимодействие атразина с гумусовыми кислотами вусловиях эксперимента крайне незначительно или отсутствует.Однако в связи с тем, что детоксикация в присутствии гумусовых кислотможет быть обусловлена не только связыванием токсиканта, но также ихсобственным действием на тест-организмы, то необходимо было провести сериюэкспериментовсэкспериментов,ненулевойкакужеэкспозициейговорилосьхлореллы.выше,Проведениепозволилотакихрегистрировать"суммарную" детоксикацию атразина в присутствии гумусовых кислот,обусловленную вышеупомянутыми причинами.
В качестве тест-функциииспользовали показатель Fv/Fm. Как уже говорилось выше, снижение показателяинтенсивности флуоресценции Fv/Fm при внесении токсиканта происходит лишьчерез определенный период времени. Поэтому была исследована динамика егоизменения в присутствии атразина. Результаты приведены на рис. 3.24.Как видно из рис. 3.24, снижение показателя Fv/Fm наступало только черезчас после внесения атразина и было наиболее выражено через 3 часа и более.Поэтому в дальнейших экспериментах токсичность атразина регистрироваличерез 3 часа после добавления к культуре водоросли смеси атразина сгумусовыми кислотами, которую готовили непосредственно перед началомэксперимента.Концентрация атразина, моль/л0.7-71,1×10-70.62,2×10-7Fv/Fm4,8×100.5-61,1×100.40.30.2012Время, ч34Рис.
3.24. Динамика показателя Fv/Fm кривой индукции флуоресценциихлорофилла в клетках хлореллы при внесении атразинаОценкадетоксицирующихсвойствгумусовыхкислот.Дляисследования детоксицирующих свойств гумусовых кислот по отношению к130атразину была проведена серия экспериментов с 3-х часовым временемэкспозиции с внесением возрастающих количеств гумусовых кислот (0,6 - 5,0мг ОС/л) при постоянной концентрации атразина (1,5×10-6 М), выбранной наосновании установленного диапазона токсичности (см. выше). Как показалипроведенные эксперименты, гумусовые кислоты снижали токсичность атразинаво всем исследованном диапазоне концентраций.
На основании полученныхданных (зависимости показателя Fv/Fm от концентрации гумусовых кислот)согласно (3.10) для каждой использованной концентрации гумусовых кислотбыли рассчитаны значения коэффициента D. Типичные кривые детоксикацииприведены на рис. 3.25.1.2TTWTTLHBP1SELHBWHGPD0.90.60.30.0012345-6Концентрация гумусовых кислот×10 , кг ОC/лРис. 3.25. Примеры кривых детоксикации атразина гумусовыми кислотамиразличного происхождения.Как видно из рисунка, препараты, представляющие собой сумму ГК и ФКводных вытяжек почв, обладали наибольшей детоксицирующей способностьюпо отношению к атразину; ГК угля и чернозема характеризовались сходнойвысокой детоксицирующей способностью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
