Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ УРАНА НА НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ У САХАРНОЙ СВЕКЛЫ И КАРТОФЕЛЯ

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ УРАНА НА НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ У САХАРНОЙ СВЕКЛЫ И КАРТОФЕЛЯ"

АКАДЕМИЯ НАУК КИРГИЗСКОЙ ССР

.ОБЪЕДИНЕННЫЙ СОВЕТ ПО БИОЛОГИЧЕСКИМ НАУКАМ

Ня "правах рукописи

К. БЕИШЕНКУЛОВА.

ВЛИЯНИЕ УРАНА НА НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГ0-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ У САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

И КАРТОФЕЛЯ

(Специальность — Физиология растений 03.00.12)

Автореферат, .диссертации на соискание ученой степени - - „ кандидата биологических наук

Фрунзе 1974

АКАДЕМИЯ НАУК КИРГИЗСКОЙ ССР ОбьедказяныП Сове? ло биологическим наукам

ВЛИЯНИЕ УРАНА НА НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЙОГО-ЕЖШМИЧВИККр ПРОЦЕССЫ У САХАРНОЙ СВЕКЛЫ И КАРТОФЕ1Я

(Специальность - Физиология расценки 03.00.12)

Автореферат дносерздшш на соискание ученой степени кщдядага биологических неук

На правах рукописи

К.БВЯШЕНтоВА

Фрунэв-1974

Работа выполнена в Отделе радиобиологии и изотопов Киргизского научно-исследовательского института земледелия б 1969-1971 гг,

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - кандидат биологических, наук,

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ; доктор биологических наук, профессор Л.А.ШПОТА кандидат биологических наук А.МУРСАЛИЕВ

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ - Институт физиологии растений,

в 14 чаоов на заседании Об

скии наукам Академии наук Киргизской ССР (ул.ХХП партсъез да, 265а,донферевц-зая),

С диссертацией нож«о ознакомиться в библиотеке А кеде уии наук Киргизской ССР (г.Фрунаа, бульвар Дзержинского, 30).

Замечания и отзывы в двух экземплярах просим направлять по адреоу: 720071, Фрунзе,71, ул,ХХП партсъезда, 265 Ученому секретарю Объединенного Совета по биологический наукам.

доцент А.С.СУЛТАНЕABB

Автореферат разослан Защита состоится

каыдкда! биологических наук

Ученый секретарь Совета, /Г*

hUHUttAW rillАпл-nutinp IfUT UÜVH

fl.H.Попова

ВВЕДЕНИЕ

Развитие всего органического иира на нашей планете происходит в условиях геосферы, содержащей химические макро-» мил-ро- и ультрииикроэлементы, в том числе элементы радиоактивные. Все видь) кквых организмов, сформировавшись в такой среде за сотни миллионов пег, приспособились к усвоения большей части химических элементоз.

Благодаря динамическим, метеорологическим, геохимические, гидрологическим« вулканическим к многим другим причинам радиоактивные элементы, которые содержатся в разрушающихся коренных породах, подвергайте)! широкому включению в круговорот веществ биосферы. Ураи откосится к широко распространенным естественным радиоактивным элементам и принимает учаотие в обмене почва растения кивотние организмы почва.

На наш взгляд, действие урава на физиолого-биохимические процессы в растениях представляет несомненный теоретический и практический интерес. Для Киргизской ССР, почвы которой отличаются повышенный содержащей урана (Ко вальс 1шй и др.,1965; Боротницкая и Лекарев, 1968), вопрос этот сейчас особо важен и актуален.

Изучение влияния различных концентраций у~ана, ибодиыше на некоторые метаболические процессы, происходящие в растительной организме, и ставилось вдяьм наших исследований, результаты которых обобщена в представляемой работе.

Объектами исследования иы избрали сахарную свеклу я картофель - исходя из того, что свекловодство и картофелеводство являются одним из ведудю; отраслей производства. Для того, чтобы довиваться высокой урожайности и хорошего качества этих культур, ва*но анать, как влияют на уроиай и качество продукции условия среди, в частности - повышенное содержание в почве урана.

В ряде исследований [Дробнов, 1937-1951*, 2о1вль, 1955*, Гольахмедов* 1957; Норматов, 1970) показаны влияние урана и других радиоактивных элементов на жиа в ед ея те яья ов< ь раститвль-

них организмов и необходимость их в малых дозах для нормального роста и развития растений.

И,Е,Воротницкая (196^) отмечает, что увеличение содержания урана выше адаптативных возноаностей низших растений приводит к появлению уродливых форм, г.в, к нарушению морфогене-эа.

Отрицательные факт у растений, произрастающих на почвах с повышенным содержании урана, наблюдали Кеянон (I960), П.П,Вавилов, И.И.Вереховская, Р.П.Коданева, О.Н.Попова (1963), О.Н.Попова i1968), Б.С.Присгер и С.С.Лриетер (1970), Х.Нориа-тов (1970).

Наибольшего взимания ааолуяивает действие налах концентраций естественных радиоактивных элементов, поступавших в живой организм.

Вопрос о биохимической и физиологическом действии небсль-иих доз урана на живой организм мало изучен и является дискуссионный. Рид авторов (Дубинин, 1958; Кебединский и Москалев, I960) считает, чю естественные радиоактивные элементы но нужны живы« организмам. Однако пока еще немногочисленные данные свидетельствуют о другой. Та», по наблюдениям И.Е.Воротницкой и 3.В.Ковальского , такие кизиеяно важные структурные

единицы клетки, как ядро и нукпеииовде кислоты, содорвах уран. Концентрация его в разных органах растений неравномерна. Избирательность в поглощении урана, а также специфические закономерности распределения этого алемента по различным органач говорят о sou, что урану принадлежит определенная роль ъ гизни растений (Гродэннский, 1965),

Стимулирующее действие малых доз урана при добавлении его к питательный субстратам обнарукено А.А.Дробкояыи (1932-1957), А.Н.Гюдьахмедовыц (1957), А.И.Лебедевой и И.Г.Кежопем (1958), Д.Л.Рупаер» (1962), Х.Корматовым (1970), Б.И.дуяовии и Н.В.Зу-длхваым (1ЭТ1) и др.

Все вынеуказанные исследования в основном направлены на опрадеяение оптимальной дозы элемента, могуаей вызвать пояоги-«дьныЛ вффаюг в развитии растений и повысить их продуктивность. Сообщаема о наблюдениях и акспериментах относительно вначввжя урана в протекании физио по го-б иохим* ческях процессов

■м

в растительных организма* в литературе почти ае встречается.

Нашей конкретной задачей s предлагаемой работе является раскрытие, в доступной нам мере, влияния урана на некоторые физиолого-бяохиыические показателя у растении сахарной свеклы и картофеля в условиях ЧуйокоЯ долины Киргкаокой ССР,

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Вегетационные опыты о целью изучения некоторых фиаиоао-го-йяохймических процессов у растений проведены наш в отделе радиобиологии и иаотооов Киргизокого научно-исследовательского института земледелия в течение I969-I97I гг.

Для опытов использовали металлические сосуды емкостью на 14 кг почвы.

. Почва - обыкновенный еегераый серозем - взята на территории института, предварительно очинена от посторонних примесей и просеяна через сито.

Опыты проводили на фоне минеральных удобрений, которые применили из расчета действунщего начала кг/га: V - 320, PgOg - 360, Kg0 - ISO. В качестве источника урана использовали соединения - азотнокислый уранил.

Уран вносили в почву при набивке ее в оооудн вместе с элементами минерального литания, На дно сосудов для дренажа укладывался гравий, для вентиляции и полива вставили в них. полиэтиленовые грубки, в целях предотвращения перегрева солнечными лучами оосуды снаружи Салили. При набивке почву равномерно уплотняли. Во избежание образования корки и усыхания почву сверху накрывали слоем леска. Сосуды устанавливали' на сгеллааах высотой s I к от земли.

Опыты проподались по схеме: 1969 г. I, Контроль - без дополнительного внесения урана (фоновое содержание урана в почве - 3,1 х Ю"*1 2. фон tit ХО"4 Ï. фон + I х Ю-5 >i; 4, фон + I х 1СГ2 56.

1970- I. контроль - без дополнительного внесения урана (фоновое 71гг. содержание урана в почве - 3,1 х Jt)t

2. фон + 0,5 х Ю-4 ¡5;

3. фон + I ж Ю-^

фон + 0,5 х Ю-3 %\

5, фон + I х Ю-3

6, фок + 0,5 х 10~2

7, фон + I х Ю-2 ¡5.

Контролем служила почва с естественным содержанием урана (3,1 х Х0"4' ¡5). Зваааюсть почвы поддерживалась на уровне 70% от полной влагоемкости. ,

Объектами изучения были сахарная свекла сорта Киргизская одкооемянная-8 (1ШЭ) и картофель "Швырок-Киргизский".

Наин исследовались следующие биохтшчвскиа и физиологические показатели: интенсивность фотосинтеза - изучалась'методом меченых атомов (РачиискиЯ, 1955; в модификации Шпаты,1970) распределение печеного углерода в различные органические соедк нения - по И.Д.Беликову (1957); отток продуктов ассимиляции -прииененкем радиоуглерода {Шпота, 1970); пигментный состав листьев - хроматографичеоким методом; включение фосфора -32 в липоиды и нуклеиновые кислота - методой отпечатков листьев (Медведев, 1959); разделение РНК и ДНК - методом Г.Шмидта и В.И.Танхаузера (1945); включение фосфора-32 в фосфоросодержащие фракции - по А.В.Соколову (1960); сырой протеин - до Кель-далю; содержание углеводов - по П.С.Федорову (1960); крахмал -по бверсу.

При проведении фенологичеоках наблюдений по сахарной свек лв учитывали появление всходов, листьев и площадь листовой поверхности (Орловокий, 1948); производили обмер листовой поверх ности с интервалом 18-20 дней, для этого отдирали по каждому варианту по два растения. Пробы для анализов брали в фазе 2-4 пар листьев.

У картофеля наблюдали появление всходов, образование бутонов, начало фазы цветения, измеряли высоту стеблей*

Помимо этого, определяли содержание урана в почве и растениях лхшцнеоцеиткыи методом.

Полученные экспериментальные данные математически обработаны пс методу £,А.Доопехова (1966). В работе приведены сле-дукицие ваачения!

. I. У* л У где - средняя величина

„4-- - ояибиа среднего.

, \ir.tl. /со

2, у где IV - относительная ошибка опыта.

£ " * /г "

3. "" яП^л^71

- ошибка разницы

1 * - критерий существенности,

РОСТ И РАЗВИТИЕ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ И КАРТОФЕЛЯ ПРИ ВНЕСЕНИИ В ПОЧЗУ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗ УРАНА

Данные,'характеризующие влияние урана на рост и развитие сахарной свеклы и картофеля свидетельствую*, что наличие урана в почве не является безразличным для жизнедеятельности втих растений. :

В зависимости от дозы внесенного в почву урана интенсивность появления всходов как сахарной овегош, тан и картофеля была различной; Дополнительное внесение урана в почву в малых дозах стимулировало появление всходов и дальнейшие процессы роста и развития* тогда как большие концентрации приведи к резкому тормояенша этих процессов. Например, у сахарной свеклы из 50 соплодий, посеянных в сосуд, в пятом варианте опытов появилось в средне» 2,3 всхода, в шестом - 2,0, в то время как в контроле их было ?,5. Иная картина наглодалась в вариантах о внесением в почву 0,5 х и 1 х 10"* £ урана. В этих случаях всходов появлялось болыне, чем в контрольных сосудах.

В дальнейшем все яснее и нагляднее проявились различия в росте и развитии растений. Так, на семнадцатый день первые пары настоящих листьев появились на контроле ну Растений, которые подкармливались ураном.в доза 0,5 х и I х тогда как в шестом и седьмом вариантах он» только появлялись. Первые пары настоянщх листьев там образовались; когда контрольные растения имели их уке по три пары.

В опытах с картофелем растения в зависимости от концентрации урана влочвэ га к «9 различались иевду собой в развитии. На двадцать второй день после появления всходов во всех контрольных сосудах и на почвах с наименьшим содержанием внесенного урана (0,5 х 10"^ и I ас КГ4 $>) у растений наблюдалось начало фазы бутонизации, а в вариантах о внесением в почву 0,5 х х 10"' и I х ГО'2 '¡е элемента эта фаза еще не наступила* Когда растения/ выраженные на почве, содержащей большие дозы урана (вариант» У и 71), вступили в фазу бутонизации, в растениях

контрольного варианта и сосудах с надой концентрацией элемента началось уже массовое цветение.

Дальнейшие наблюдения показали, что различия растений по вариантам различны« концентраций в почва урана проявляются не только в сроках лиотообразовакия и цветения* но и в размерах и цвета листьев, в росте и ряде других признаков.

При замерах обнаруживалось сильное отставание в росте листьев у растения, питающихся из среды с наибольшей концентрацией урана. Эти растения были и ростом ниже.

У*картофеля аа почвах о высокий содержанием урана (варианты 71 и УП) растения оказались низкорослыми, о тонкими стеблями и узкими преждевременно отмирающими листьями.

На основании наших опытов можно считать, что уран, находясь в среде произрастания сельскохозяйственных культур, при больших концентрациях оказывает тормозящее, а в малых дозах -ускоряющее действие на роет и развитие их вегетативных и генеративных органов.

Положительное влияние урана проявилось у подопытных растений в улучшении листообразования, роста и развития листьев, в увеличении кустистости, в лучшем образовании бутонов, и т.д.

С цель» выяснения вопроса о биологическом поглощении урана растительвыни организмами при различных его концентрациях в почва ш* определяли содержание элемента в исследуемых растениях. При этом отмечено, что больше всего урана накапливается в тех растениях, которые выращивались в сосудах о большими его дозами. Концентрируется он преимущественно в подземной (корнеплоды И клубни), меньше - в надземной части растений.

На» по называют опыты, присутствие урана не могло не отравиться на продуктивности растений сахарной свеклы и картофеля. Так, при внесении в почву урана в дозе I х 10~2 % урожай корнеплодов сахарной овеклы составил всего лишь по весу листьев -'51,2 % относительно к контролю. Угнетаюиее действие урана на урожайные показатели сахарной свеклы обнаружено Также при применении его в дозе 0,5 х 10"^ - 0,5 х ю-*

Уран в малых концентрациях способствовал повышению урожайности сахарвой свеклы. При дозе элеиента 0,5 х % при-

бавна урожая корнеплодов была равна 132,5 при дозе I х 10 > 117,1 S» по отношению к контролю (хаблД).

Таблица I

Влияние урана на урожай сахарной свеклы и картофеля {сырой вес в г из 6 повторноотей)

Содержание урана в почве 1 1970 р. 1 1971 г» I IB среднем! laa г года! Раэнцпа + I %

Сахарная свекла (лораепдоды)

Контроль IO2¿O,6 79+1,4 90,5 - .100,0

фон +0,5x10"'* 126+0,б 122*2,3 120,0 +29,5 132,5

фон + I хИГ4 122+0,6 90±2,5 106,0 +15,5 117,1'

фон + 0,5хЮ"3 90¿0,6 60*1 ,7 75,0 -15,5 B2,fl

фон + I х1(Г3 7l¿I,r 43*2,4 57,0 -33,5 62,9

фон + 0,5хЮ~г ' 54+1,0 31*1,4 42,5 -48,0 46,9

фон + 1 х!0~г 53*0,9 27+Г, 5 40,0 -50,5 44,1

Картофель (клубни)

Контроль 2?5±2,4 373+6,8 324,0 100,0

фон+ 0,5x1О"4 фон+ I хХО"4 326+4,0 569*3,6 447,5 +123,5 138,1

288+5,6 484*2,2 386,0 +62,0 119,1

фон+ 0,5хЮ~5 270*6,3 357+4,0 313,5 -10,5 96,7

фон+ I хКГ3 243¿I,7 266*4,1 254 »5 -69,5 78,8

фон+ 0,5хЮ~г фон+ I х!0-2 188+3,1 139*2,5 163,5 - •160,5 50,4

163*1,9 127+2,0 145,0 - ■179,0 44,4

Таким образок, каши наблюдения указывают на определенное значение урана в жизни растения, которое выражается в стимуляции им в малых - фоновых койцанграциях в почве казненных процессов у растений сахарной свеклы и картофеля и повышения их продуктивности1 Большие концентрации элемента, наоборот, оказали отрицательное, угнетающее действие «а рост и развитие растений, слупивших нам объектами изучения, приведи л онижешоа их урожайности. позволяет нам присоединиться к мнения ив-следователей, признающих биологическую роль урана а жизни живых организмов.

ВЛИЯНИЕ УРАНА НА. ИНТЕНСИВНОСТЬ ФОТОСШГГЕЭА И

скорость оттока

в;шчвниз СИ02 В РАЗЛИЧНЫЕ органически?

соединения продуктов фотосинтеза

Проблема фотосинтеза является одной из актуальных в современной биологии. С фотосинтезом связаны важнейшие физиологические процессы. Он г большой мере определяет рост", химический еостаз и общую продуктивность растений.

Интенсивность фотосинтеза во многом зависит от условий внешней среды, в чаемосга, от субстрата произрастания тех ика инях культур.

в своих исследованиях изучали изменения интенсивности фотосинтеза (по поступлению в листья СГ^02) У сахарной свеклы и картофеля, вызываешь внесением в почву различных доз урана.

Получениие данное показывают, что изменение концентрации элемента Отражается на процессе фотосинтеза. Так, в варианте с наибольший содержанием урана в почве интенсивность фотосинтеза у растения сахарной свеклы составила 58,8 картофеля - 18,0$ по отношении к контролю. Внесение в почву малых доз элемента, наоборот, повидало у них тенденцию к усилению интенсивности фотосинтеза: у сахарной свекхы при дозе внесенного урана 0,5 х % она била больше на 22,6 %% при дозе I х % -на 16,8 %, чем в контроле (табл.2). Аналогичные результаты получены и в опытах с картофелем.

Как известно, в процессе фотосинтеза на свету в. листьях растений образовывают о я различные органические соединения, которые затем разносятся по разным органам, где преобразовываются, откладивалтся как запасные вещества* Передвижение их по органам растения начинается сразу не о образованием первых устойчивых продуктов фотосинтеза.

Транспорт продуктов фотосинтеза из листьев к потребляющим органам растения в настоящее время изучается о помощь» С^.Для изучения оттока органических ьечеств по сахарной свекле брали три част« растения! вист - место введения С , противолежащий (к ыесгу введения С*4) и молодой вегетирующий лист; по картофеля - верхний ярус, средний ярус (где вводили С^) и вмжв'ий ярус.

Яо »элдчеству вкаачанього в листья С^ ояредежяи отток

Таблица 2

Влияние урана на интенсивность фотосинтеза С активность высечек - в имп/шш./ыг)

Содержание урана в почве, % ! 1970 Г. и . ,. ? 1971 г.

| V И *У ( иГ \ ! 1 1 У * в V I ИГ | / « » * ! ¿

Сахарная свекла

Контроль - «169+155 о.з - - 38095+ 55 0,1 • -

0.5Х10"4 55066+146 0,2 9897+213 40,6 4^360+ 52 0,1 6265+ 75 83,5

I хКГ* 52761+248 0,4 7592+293 25,9 41590+ 80 0,2 3495+ 97 36,0

0,5х10"3 38350+178 0,4 6819+236 28,8 32374+ 71 0,2 5721+189 30,2

I кЮ"3' 35578+205 0,5 9591+257 37,3 30877+ 56 0,2 7218+178 40,5

0,5хЮ"2 15918+114 0,7 25251+411 61,4 29587+ 77 0,2 8508+195 43,6

1.хЮ"2 18902+190 1,0 26261+4« 59,0 28234+ 67 0,2 9861+187 52,7

Картофель

контроль 586611 85 0,1 - - 38805+ 59 0,1 -

0,5x10^ 63821+ 50 ОД 5160+ 98 52,7 45335+163 0,4 6580+174 37,7

I хЮ^ 6197 ¿129 0,2 3317+154 21,5 43918£ 51 0,1 5113+ 78 65,5

0,5хКГ3 55326+ 56 0,1 3335 +128 26,0 37593+133 0,4 1212+ 50 24,2

I хЮ"3 52701+ 57 0,1 5960+102 57,7 33813+ 60 0,2 4992+134 37,2

0,5хЮ'2 49725+140 0,2 8936+164 55,2 25500+119 0,5 13305+232 56,8

I хЮ~2 48160+2« 0/- 10501+221 47,5 24706+123 0,5 14099+237 55,2

асоииилятов по органам растений.

Большое накопление меченых по углероду ассииилятов набкидалось в тех вариантах опытов, в которых наличие урана в. почве было близки« к кларковому его содержанию (0,5 х Ю-4 и I х

В проведенных нами опытах печеные ассимияяты обнаруживались в заметной количестве в противолежащей (месту введения углерода --14) листе и в молодых вereтирующих листьях сахарной свеклы, Это указывает ка то, что аосямяляты, достигнув центральной яипкн листа, не только направляются к корнеплодам, но и по восходящим путям идут на строение новообразушихся органов растений*

Если в контроле активность листьев (место введения) была 1661 ± 67,0 импульсов в минуту, противопеканего листа - 550 t i 12 <2 ишь/иив», молодого вегетируюяего листа - 32? ± 4,8 имп./мин.,то в варианте с содержанием в почве наибольшего количества урана (Ш0~2 5») поступление С1* в растение было заметно подавленным и равнялось соответственно 735 + 29,3; 197+18,8 и 135+7,6 иш./мин. Вместе о тем обнаружено усиление поотупленин С^ в указанные органы при применении урана в малых концентрациях* Так* в варианта с дозой урана 0,5 х % активность листа, кудавводился радиоуглерод, была равна 2433±83,4,' противолежащего - 672+20,2 и вегетирующего молодого листа - 368^6,0 имл./мин.

При изучении влияния урана на отток продуктов ассимиляции у картофеля выявлено, что в разных вариантах опытов продукты фотосинтеза, меченые радиоуглеродом, не o одинаковой скоростью поступали в научаемые листья. Так, если в контроле передвижение аоонмадятов от места введения ( при 100 %) радиоуглерода к верхней вэгетируюдей части составило 12,1 Jí, то в седьмом варианте оно было равно 6,9 J6. Значит, при высокой концентрации урана в почве действие его тормозит отток продуктов ассимиляции к вегетирующим листьям картофеля,

Проведенное нами изучение распределения меченого С^ до различным органическим соединениям, образовавшимся лри фотосинтезе, показало, что по мера увеличения дозы урана в почве снижается тенденция растений к включению в эти важные соединения радиоуглерода. Например, как у сахарной свеклы, так и у картофеля иаимеяьвве поступление С14 во все фракции отмечено

я вариантах о внесением в почву урана в дозах 0,5x10 ' и I х Ю"2(рисЛ и 2).

Результаты налих исследований показали неодинаковое влияние различных концентраций урана на распределение угле-рода-14 по разный органическим соединениям, образеваввиыоя при фотосинтезе в листьях сахарной свеклы и картофеля.

Наименьшее количество включенного С1* обнаружено в аминокислотах, При дозе урана I х Ю-3 % включение С^ в органические кислоты превышало контроль на 0,1-2*2

ВЛИЯНИЕ УРАНА НА СОДЕРЖАНИЕ ХЛОРОШЛОВ И КАРОТИ-КОВДОВ В ЛИСТЬЯХ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ И КАРТОФЕЛЯ

Пигменты, обладающие способностью поглощать солнечную энергию, играют исключительно важную роль в'жизни растений.

Внесение в почву различных доз урана привело к различному образованию пигментного комплекса в листьях растений сахарной свеклы и картофеля. При этом ингкбируюиуши для различных групп пигментов оказались различный дозы урана г почве. Так, для растений сахарной свеклы стимулирующей образование хлорофилла я особенно ксантофилла была доза 0,5 х 10~5 Доза

1 х Ю-2 $ снижает темпы включения С1* в яигиенти примерно в

2 раза. Йнгибируютее действие урана особенно оказалось в участии радиоуглерода в образовании хлорофилла "а" у сахарной свеклы. В этом отношении она заметно отличаемся от картофеля (рис.3).

"Полученные данвые свидетельствует о неодинаковых включениях С^.ло группам пигментов в % к обиеиу количеству усвоенного радиоактивного углерода в листьях сахарврй свеклы я картофеля. Саиое большое количество С^02 усваивается каротином, а Ьон£жее - ксаягофиллон, что обнаруживается во всех отавах и контрольном вариантах.

ВЛИЯНИЕ УРАЛА НА СОДЕРЖАНИЕ СЫРОГО ПРОНИНА

Наши наследования показывают неодинаково« влияние различных доз урана также на содержание в растениях сырого пвотвяка.

При внесении в почву а доза* 0,5 х ГО"2 в I х 10"* % уран

Рис»! Влитию урана на количественное распределение углеро-да-14, Погповеввого при фотосинтезе» среди органических соединений у сахарной свекл» - оаж?«а разницы). ' яипоидн} - - углеводы; — органические кислоты} полисахарида! ...... бедки

Рис.2. Влияние урана на количественное распрвдейвви углерода-1^, вогловенного лри фотосинтезе, сред« оргаявче» сии соединении у картофеля - оялбка раз икни), тмаовда-, — углеводы; — органхчесше кжжотЩ оожясахариды! ...... йен«.

РисиЗ Вшиниа уран« на включение CIíf в пигменты картофеля С в £ к контроля)

— ia Ka

*<¡ ^—.

le

сильно ингибирует образование сырого протеина в листьях сахарной свекла. Содержание его в испытуемых по эти« вариантам растениях было соответственно на и 47 % ниже, чем в контрольном. По мере уменьшения концентрации урана в почве содержание сырого протеина в листьях сахарной свеклы постепенно увеличивается.

Аналогичные исследования проведены и. в опытах' с картофелем. Полученные данные показали, что в клубнях картофеля чувствительность к цнгибнрукщбму действию урана меньше, чем в корнеплодах сахарной свеклы: положительное влияние элемента на содержание сырого протеина проявилось при дозе I х Ю-4

Полученных нами данных еще недостаточно, чтобы уверенно говорить о действии тех или иных концентраций урана на белковый обмен, для этого нукво дальнейшее из учение( во у нас есть основания предполагать, что большие дозы этого элемента ингк-бирумт содержание белков как в листьях, так и в юрйях растения и что это может вызвать изменение обмена ях в органах.

СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕВОДОВ В ЛИСТЬЯХ ¡5 К0?ШШ)ДАХ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ И В КЛУБНЯХ КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДОЗЫ ВНЕСЕНИЯ УРАНА

Исследования показали, что применение урана в концентрация, прешшашей естественное содеркакие его в почве, оказывает существенное воздействие на углеводный обмен оахаркой свеклы.

Как следует из результатов опытов, наибольшая концентрация внесенного урана (1хЮ~г привела к значительному снижении содержания моноэы - глюкозы с фруктозой и сахарозы в лиотьях сахарной свеклы. Так, если в контроле моноэы составляли 20,7 мг/г, то в шестом и седьмом вариантах опытов - лишь 10 мг/г сухого вещества. Такая разница может быть вызвана разными причинами: подавлением активности ферментов нниертазы, изиоывнкеи процессов фотосинтеза, и т.д. Истинная причина пока что неясна*

Снижение дозы урана в почве обусловило постепенное повышение содержания в листьях углеводов. Моноз в листьях, например, стало прибавляться о пятого варианта опытов, максимум был достигнут при 0,5x10"* % урана.-Во всех случаях в листьях сахароза преобладала над моиоэой. К тому же она оказалась ненее чувствительной к ингибирутиш дозам 0,5x10-2 и I х ХО"2

При анализа данных по корнеплодам выявляется та *е не раз

15,7 15,2 15,5

16,9 16,3 16,6

15,8 16,1 15,9

12,0 14,2 13,1

П,б 10,9 и.г

11,0 9,9 10,9

10,0 9,0 9,5

уже упомянутая закономерность - увеличение количества углеводов, против контроля, во втором и третьем вариантах и уменьшение его о пятого по седьмой вариант опытоз.

Наййтакже установлено, что растения картофеля, выращенные при разных дозах урана в почЬе, по содержанию крахмала в клубнях значительно отличаются от контрольных.

Таблица 3

Влияние урана ва содаржавиа крахмала в клубнях картофеля, %

Содержание урана в почве Л I 1970 гЛ1971 г.Юреднее за 2 г. д Контроль '■ ,.'■■. фон + 0,6 х 10"? фон + I х хо*4 фон + 0,5 х Ю*5 фок + I х ЛО"5 фон * 0,5 х КГ2 фон + I х Ю-2

Таким образом, в намих исследованиях выявлено, что дозы урана 0,5x10"' и 1 % Ю"2 % являются сильно ингибируютиаи, а 0,5 г Ю"3 % и ниже оказались аффективными и стимулировали содержание углеводов в листьях и корнеплодах сахарной свеклы и клубнях картофеля. *

ВКЛЮЧЕНИЕ ФОСФОРА-32 3 РАЗЛИЧНЫЕ ФОСФОРОСОДЕРЖАЩИЕ

ФРАКЦИИ,Б ЯИПОИДЫ ИНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЕ! :

Фосфор является элементом, широко распространенным как в во органической природе, так ив органическом мире. В ливых организмах ои встречается в виде различных соединений - постоянных составных частей клетки* Соединения фосфора, синтезируемые непосредственно на'сгету, являются, как известно, наиболее важными для жизнедеятельности растений.

Нами проведены исследования во изучение действия урана на поотупленме радкофосфора в фосфоросодержащие фракции, липоиды я нуклеиновые шепота. Данные опытов свидетельствуют, что внесение в почву урана в дозе 1хГС*"2 % привело к подавлению синтеза фосфорных соединений л листьях сахарной свеклы. Наиболее кнгибврушее действие этой дозы сказалось на поступлении Р32 в фоофатиды» Внесение в почву 1хЮ"3 % элемента стимулировало накопление г растениях ооединввий радиофосфора» за исключением

фосфатидов, в которых в этом варианте было на 4 ¡6 меньше, чем в контроле. Отмечено значительное стимулирующее действие урана при доае 1x10"^ При этом содержание фосфатидов в.растениях превышало контроль на 07J&, иннерально-органичеокюс фосфатов -на 139^, нуклепрояеидов - на 105 фитина - на 97

. . $ наших опытах Рзг из всех этих соединений больше всего включался в минеральные и органические фосфаты. Это показывает, что уран при наименьшей, оптимальной для роста и развития дозе способствует полному поглощению растениями растворимых соединений.

Общеизвестна огромная роль нуклеиновых кислот, в частности ДНК и РНК, в визведеятельности клетки. Они непосредственно связаны о процессами роста и развития ткаяи и организма в целом. Малейшие нарушения в процессах их синтеза, которые могут вызываться ионизирующей радиацией, икав? серьезные последствия.

При участии нуклеиновых кислот и их производных осуществляется синтез белков и веществ небелковой природы.

Результаты наших опытов показывают, что уран при введении его в почву в значительных концентрациях оказывает угнетающее действие на включение радиофосфора в липоиды и нуклеиновые кислоты. Так, но варианту, в котором доза урана составляла 1x10"^, содержание фосфора-32. было ниже, чем в контроле*

Таким образом, полученные нами данные показывают, что различные дозы урана оказывают неодинаковое влияние ва «изненио важные клеточные соединения, от которых зависят все физиологические и биохимические процессы и нормальное функционирование иивых организмов.

ВЫВОДУ

На основании данных, полученных нами в вегетационных опытах с цепью изучения действия урана на растения сахарной свекл» и картофеля, можно сделать следующие выводы:

1. Внесение урана в почву в малых концентрациях -0,5x10

и IxXO-^ % - способствовало более ускоренному прохождении ростовых процессов у растений; всходу сахарной свеклы появидясь ни два, картофеля - на три дня раньше по сравнение с контролем} ускорялись сроки появления листьев сахарной свеклы и заметно увеличивалась ассимиляционная поверхность листьев*

2. Действие малых доз урана положительно сказалось од про-

дуктивнооти растений. Так, внесение в почву урана а дозе 0,5x10"^ привело к повышению урожая корнеплодов сахарной свеклы на 32,5 %, в дозе 1x10""^ % - иа 17,1 а картофеля -соответственно на ЗВ,1 к 19,1)6,

3. Присутствие, урана в почве в малых количествах (0,5 х 10"^ и 1x10"^ %) способствовало более интенсивному протека-, ни» физнолого-биохимических процессов в растениях. Так, при дозе урока 0,5x10-^ % интенсивность фотосинтеза (усвоения ли-отьями ) у сахарной свеклу увеличивалась на 21,8 при 1x10"^ % - на 16,6 " против контроля; по картофелю превышение составило соответственно 8,8 и 5,7%*

4. Внесение урана в почву в незначительных концентрациях (0,5x10"** ускоряет отток органических веществ у сахарной свеклы и картофеля.

5. Под влиянием урана, вводимого в почву в концентрациях, близких к кларновой, возрастает поступление радиоуглерода г различные Органические соединения в листьях растений обеих культур. Например, при дозе а цемента 1x10*^ % поступление С^ г липоиды сахарной свеклы увеличилось по сравнению с контрольный вариантой на 56,3 в органические кислоты - на 50,7 . и я.д. Аналогичные показатели получены и по картофелю.

6. Малые дозы ураиа (0,5x10"* и ШО*4 %) обусловливали более энергичное включение С^4 в пигменты хлорофиллового комплекса в листьях сахарной свеклы и картофеля. Так. по сахарной свекле лри дозах урана 0,5хЮ**\ 1x10"^, 0,5x10 включение С14 в хлорофилл "а" повысилось соответственно на 15,4, 6,1 и 4,8% против контроля. Такая же закономерность выявляется по картофелю.

7. В наииеньоих дозах (0,5x10"^ и ШО*4 %) уран способствует повышению содержания сырого протеина в корнеплодах сахарной свеклы на 14,0 и 20,0 в листьях - на 6,5 и 32,7

в клубнях картофеля - на 3,4 и 8,Т£, в ботве - на 10,8 и 15, по сравнению о 'контролем. Наименьшие концентрации элемента вызывали увеличение содержания углеводов в листьях и корнеплодах сахарно" свеклы и крахиала в клубнях картофеля,

3. Ура» в дозах 0,5x1с4 и 1x1О"4 % заметно ускорил ло-стузленке радиофосфора в фосфоросодержащие фра кии и растений еахарвоз свеклу. Ври дозе 1x10"*^ % включение радиофосфора в минеральные к органические фосфаты составило 239,3 Я, в нукле-

протеиды - 206,4 Я в фитяв - 195,4 % относительно к контролю*

9. В дозе 1x10*"^ % уран положительно влияет на включение фоофора-32 в лияоиды, ДНК и РНН, Так, по сахарной свекле по-отупление Р5г в липоиды по сравнении с контролем увеличилось при атой дозе на 15,0 в ®Ж - на 29,0 в РНЯ - яа 5,0 % Аналогично показатели по картофелю,

10. Уран при внесении в почву в более высоких концентрациях - 0,5хЮ~5- , МО"3 и особенно 0,5хЮ~2 и 1хЮ~2 % -оказывает отрицательное действие на рост и развитие сахарной овекпы й картофеля, приводит к снииению их продуктивности и одновременно к подавлению вышеперечисленных жизненно важных обменных йрсцессов в раотенишс. При атом наиболее токсическое действие ка растения оказали большие дозы урана - 0,5хХ0"2 и 1хЮ-2 %.

11. Поступление урана в растения сахарной свеклы и картофеля увеличивается по мере возрастания концентрации его в почве, При атом уран накапливается преимущественно в подземных органах. - корнеплодах и клубнях*

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I* Влияние урана на поступление С1'1 в органические соединения и на скорость оттока продуктов ассимиляции у сахарной свекда, "Материалы Всесоюзного симпозиума по радиобиологии растении", "Фан" УзССР, Ташкент,1Э71 г.

2. Влияние урана на интенсивность фотосинтеза и на включения С1^ в органические соединения у картофеля. Тезисы докладов, Всесоюзной конференции по использованию радиационной техники г сельском хозяйстве, Кишинев,1972, т.З,

3. Влияние урана на рост, развитие и урожай сахарной свеклы. Тезисы докладов, научной конференции молодых ученых Кирг-НИИЗ, посвященной 50-летию образования СССР,Фрунзе,1973 г.

А, Влияние урана на урожай и качество кукурузы, картофеля и сахарной свеклы. Тезисы, состояние и перспективы улучшения качества растительного сырья, выращиваемого в Киргкаии«Фрунзе, 1973 г.

основные материалы работы доложены:

На Всесоюзном симпозиуме по радиобиологии растений, Ташкент* 1971 г*

На Всесоюзно а конференции ло использованию радиационной техники в сельском хозяйстве, Кишинев, 1972 г.

На научной конференции молодых ученых и аспирантов, Ьосвяшенной 50-петию образования СССР* Фрунзе, 1972 г<

На иаучно производственной конференции "Состояние и парспэятиш улучшения качества растительного сырья, выращиваемого в Киргизии". Фрунзе» 1973 г.