Қоршаған табиғи ортаның техногендік ластануы
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Биология факультеті
Экология және ботаника кафедрасы
Ж.А.Бурханов
Күздік бидайдың түрлі генотиптерінің қоршаған ортаның кадмий және
мыспен ластану жағдайындағы тұрақтылығын бағалау
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
050508 - Экология мамандығы
Алматы 2011
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Биология факультеті
Экология және ботаника кафедрасы
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңгерушісі,
б.ғ.д., профессор
“__”_______2011 ____________________C.C.Айдосова
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
Күздік бидайдың түрлі генотиптерінің қоршаған ортаның кадмий және
мыспен ластану жағдайындағы тұрақтылығын бағалау
050508 - Экология мамандығы
Орындаған:
4 курс студенті
Ж.А. Бурханов
Ғылыми жетекшісі,
Б.ғ.к., доцент
Р.А.Алыбаева
Норма бақылаушы:
Г.Ж.Билялова
Алматы 2011
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмысы 36 бет көлемінде ұсынылған. Ол кіріспеден,
тараулардан, зерттеу нәтижелерін талдау, қорытынды және қолданылған
әдебиеттер тізімінен тұрады. Бітіру жұмысында 10 кесте, 8 график
келтірілген. Қлоданылған әдебиеттердің жалпы саны – 65.
Түйінді сөздер: экология, экологиялық таза технологиялар,
экологиялық таза өнім, ауыр металдар, күздік бидай, генотиптер,
тұрақтылық, өсу көрсеткіштері, биологиялық жинақталу, сіңіру
коэффициенті. Осы жұмыста металдармен ластанған жағдайда топырақта
бидай генотиптерінің дәндерінде кадмий және мыстың жинақталуы
зерттелді. Зерттеу нәтижесінде тамырлар зонасындағы топырақта
мыстың мөлшері Шектеулі Коэффициент Көрсеткішінен жоғары болды,
бірақ өңірлік Кларк деңгейінен аспайды. Тамырлар зонасындағы
топырақта кадмийдің мөлшері ШКК- нен де, Өңірлік Кларктен де
жоғары екені анықталды.
Лабораториялық жағдайда кадмий және мыс элементтерінің әсеріне
тұрақты генотиптерді анықтау мақсатында күздік бидайдың әртүрлі
сорттары зерттелді. Зерттеу нәтижесінде металдарға тұрақты және
сезімтал түрлері анықталды.
Жұмыста лабораториялық әдістер пайдаланылды.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
1 Әдебиеттерге
шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... . 5
1.1 Қоршаған табиғи ортаның техногендік
ластануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
1.2 Қоршаған ортаның ауыр метеллдармен ластануына байланысты
мәселелер ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1.3 Қоршаған табиғи ортаның сапасын
реттеу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 10
1.4 Техногенді ластанған ландшафттарды қайтадан қалпына келтіру
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 10
1.5 Металлдың төзімділігін бейімдеу
селекциясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 12
2 Зерттеу нысаналары және
тәсілдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.. 18
2.1 Зерттеу
нысаналары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... .. 18
2.2 Зерттеу
тәсілдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... . 18
2.2.1 Өсімдіктерді
өсіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... 18
2.2.2 Топырақ құрамындағы және бидайдың түрлі мүшелеріндегі кадмий
мен мысты
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 18
2.2.3 Биологиялық жиналым коэффициентін
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
3 Зерттеу нәтижелері. Күздік бидайдың әртүрлі генотүрлері арқылы
мыс және кадмийдің жиналу
негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
3.1 Күздік бидайдың тамырлану қатпарындағы зерттелетін генотүрлер
құрамындағы ауыр металлдардың мөлшерін
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
3.2 Күздік бидайдың зерттелетін генотүрлер тұқымында мыс пен
кадмийдің жиналу негізіне баға
беру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... 23
3.3 Күздік бидайдың зерттелетін генотүрлер мүшелерінде мыс пен
кадмийдің жиналу негізіне баға
беру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... 26
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 31
Қолданылған
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... 32
КІРІСПЕ
Соңғы он жылдағы жылдам индустриялану, қоршаған ортаға өзінің
кері әсерін тигізуде. Өнеркәсіп өндірісінің интенсивті дамуы, қазба
байлық көздерін жасау, транспорт мөлшерінің ұлғаюы экологиялық
жағдайдың қиындай түсуіне әкеліп соқты. Техногендік ластану биоортаға
өзінің кері әсерін тигізуі әбден мүмкін. Қазақстанның бай ресустық-
шикізат потенциалы-мықты индустрияның даму негізі. Бірақ та,
өнеркәсіп орталықтары, әртүрлі ортаны экотоксиканттармен, бірден-бір
ең көп ластудың басым аудандарына жатады. Өскемен қаласының аумақтық
орналасуы мен табиғи-климаттық жағдайы, қалада қоршаған ортаны
белсенді түрде ластайтын өнеркәсіп мекемелерінің нығыздығы, тұрғын үй
массивтерінің өнеркәсіп зоналарына тікелей жақын орналасуы, автокөлік
санының өсуі- осының барлығы қоршаған ортаның өзгешеленуін
қалыптастырады. Индустрия алпауыттарының, жылу энергетика
кешендерінің, көлік мекемелерінің іс-әрекеттері Өскемен өңіріндегі
қоршаған ортаны қарқынды түрде ластауға ықпал етті, елдегі бұл
металлургиялық орталықтың басты ластуыштары болып саналатын, ауыр
металлдар да осыған жатады. Табиғи қоршаған ортаға қарқынды түрде
антропогендік әсер ету биоценоздардың, оның ішінде агроценоздардың
ахуалынан көрінбеуі мүмкін емес.
Осыған байланысты, нақты бір өңірдегі қоршаған ортаның сапа
жағдайын зерттейтін ізденіс жұмыстары ерекше өзектілікке ие болады,
техногендік ластанудың агроценоздарға әсерін анықтау және келешекте,
ластанған аумақтарда экологиялық таза технологияларды жетілдіруде,
дақылдарды егудің техногенді шыдамды түрлерін зертеу жұмыстарын
жүргізу.
Ортаның табиғи ластану жағдайындағы күзгі бидайдың әртүрлі
генотүрлері мүшелеріндегі мыс пен цинктің жиналуына баға беру
жұмыстары жүргізілді.Өсімдік бойындағы мыс пен кадмийдің
аккумуляциялану ретінің ерекшелігі, организмдік деңгейдегі зерттелуші
генотиптердің, ауыр металлдар әсеріне төзімділігіне талдау жасалынды
(генотиптік және сорттық айырмашылығына байланысты жиналуы мен
мүшелеріне бөлу заңдылығы). Зерттелетін генотиптердің ауыр металлға
тұрақтылық көрсеткіштерінің қорытынды бағасы жинақталып, олардың
металлға төзімділігі жағынан ең перспективалы генотиптері анықталды.
1 Әдебиеттерге шолу
1.1 Қоршаған табиғи ортаның техногендік ластануы.
Организмдердің популяциялануына, ең қаупті антропогендік
ластанудың себептері өндірістік (химиялық, металлургиялық, тау-кен),
жылуэнергетикалық, транспорт мекемелері болып саналады. Соңғы он
жылда болып жатқан жылдам индустриализациялану айналаны қоршаған
ортаға кері әсерін тигізуде. Өнеркәсіп өндірісінің интенсивті дамуы,
қазба-байлықтарды қолдануды жетілдіру, транспорттық салмақтардың
артуы экологиялық жағдайдың қиындауына әкеліп соқты. Ортаның химиялық
заттармен ластануы - биосфера компоненттерінің бұзылуындағы басты
факторларының бірі. Химиялық ластауыштар арасындағы ерекше қауіп
тудыратындары экотоксинаттар, оған ауыр металдар және олдардың
қоспалары, радионуклидтер, пестицидтер жатады (Соколов В.Е., Бочаров
Б.В., Криволуцкий Д.А., 1988, Давыдов С.А., Тагасова С.Т. 2002.).
Қазақстанның қазба-байлық шикізат потенциалы мықты
индустрияның дамуына негіз болды. Алайда, бұндағы өнеркәсіп
орталықтары әртүрлі ортаның ең көп ластануына ықпал ететін аудандар
болып есептеледі. Қара және түсті металлургия табиғи ортаны ең көп
ластайтын сала екендігі анықталған. Орта есеппен 1млн. тонна жылдық
өнімге қара металлургия заводының бөліп шығаратын зиянды тозаңы -350,
күкірт ангидриді-200, көміртек оксиді-400, азот оксиді-42 тәулігіне
т. (Жучков В.И.,Смирнов Л.А., Шешуков О.Ю., 2002., Грачев В.А. 2004).
Қара металлургия өндіріс орындары қоршаған ортаны- кадмий, қорғасын,
мыс, цинк, темір сияқты ауыр металлдармен ластайды. Қара металлургия
өндірісінде суды көп қолданады. Оның суды қолдануы басқа өнеркәсіп
мекемелерінің жалпы су қолдануының 12-15% құрайды. Технологиялық
процесс кезінде пайда болатын ағынды сулардың 60- 70% жуығы "шартты-
таза" сулар қатарына жатады (олар тек жоғарғы деңгейдегі
температурада болады). Ағын сулардың қалғаны (30- 40%) әртүрлі
қоспалар және зиянды қосындылармен ластанған (Панин М.С. Семей,
1997). Зиянды заттардың қалдықтары (күкіртсутегі, күкірткөміртегі,
фторлы қоспалар, бензапирен, аммиак, фенол, көмірсутегі) өзінің
жоғары токсикалығына байланысты рұхсат етілген санитарлық-
гигиеналық нормадан асып кетуге себеп болды (Попова О.В. 2005).
Қоршаған ортаны ластаудағы "көшбасшылардың" бірі түсті
металлургия болып келеді. Түсті металлургия мекемелері, өзінің,
қалдықтары арқылы атмосфераны ластауымен сипатталатын күкірт
ангидриді - 75% біріктірілген түрдегі атмосфераға шығарылған
қалдықтары, углерод оксиді- 10,5% және тозаң- 10,4% (Уорк К., Уорнер
С.М., 1980).
Түсті металлургия мекемелерінің өндірісінде ағын сулардың
маңызды көлемі шоғырланған. Түсті металлургия мекемелерінің ағын
сулары минералдық заттармен, фторлы реагенттермен, басым бөлігі
токсинді (құрамында цианидтер, ксаногендер, мұнайөнімдері т.б. бар),
ауыр металл тұздары (мыс, никель, қорғасын, цинк) мышьякпен,
сульфаттармен, хлоридтермен, сурмамен, фтормен және т.б. ластанған
(Панин, 1997).
Түсті металлургия шығаратын ірі кәсіпорындар, құрамында
әртүрлі көп лас заттары арқылы топырақты өте қатты ластайды. Түсті
металлургия мекемелері орналасқан қалаларда топырақ құрамындағы ауыр
металлдар көрсеткіштері көбіне шектеулі коэфиценттен 2-5 есе артық
кездеседі (Арэанова В.С., Ельпатьевская П.В., 2005).
Химия, мұнай-химиясы, целлюлоза-қағаз өндірістері ауа
бассейнін, суды, топырақты ластайтын өнеркәсіптердің негізгі
түрлерінің қатарына жатады (көмірқышқыл газы, углерод окисі, күкірт
газы, көмірсутегі, азот , хлор, мышьяк, сынап қоспалары т.б.), (мұнай
мен мұнай химиясының өнімдері, фенолдар және де басқа улы заттар,
целлюлозды қағаз өнеркәсібінің сульфиттік ағын сулары т.б.)
(Эльтерман В.М. 1985, Чернецова А.Ю., 2001). Химиялық және мұнай
химиясы өнеркәсібі саласындағы мекемелердің шығарған қалдықтары
топырақты металлдармен ластайды, ластану олар орналасқан қала
төңірегінде 5 км радиус аясында шектеулі коэфицент көрсеткішінен
артық әсер етеді (Диаров М.Д. т.б., 2003). Химия және мұнай химиясы
өнеркәсіптері жерасты суларын темірлермен, метанолмен, фенолмен
көбіне шектеулі коэффицент көрсеткішінен жүзмыңдаған есе артық,
көлемі жағынан ондаған шаршы километрді құрайтын алқаптарды
ластайтын, ішетін сулармен қамтитын қойнауларды жарамсыздыққа
әкеліп соқтырады (Изотова А.А., 2003). Химия, мұнай химиясы және
целлюлозда - қағаз өнеркәсіптеріндегі, қоршаған ортаны қорғау
проблемасы, химия өндірісінде синтетикалық өнімдердің пайда болуына
байланысты болып отыр, табиғи ортаға түскеннен кейін олардың шіріп
жоғалуы өте баяу жүреді, кейбіреулері тіптен шірімейді (Фадеева Т.С.,
Кириллова Г.А., Шнайдер Т.М. 1987-161).
Қандайда бір аумақтың немесе саланың экономикасының даму негізі
энергетика болып саналады. Өнеркәсіптің өсу қарқыны, оның техникалық
деңгейі, еңбек өнімділігі онымен бірге халықтың өмір сүру деңгейі
бірден-бір энергетиканың даму дәрежесіне байланысты. Бүгінгі күні көп
елдерде энергия алудың негізгі көзі жылу энергиясы, ол көмір, мұнай,
газ, торф, жанар-жағар майларды жағу арқылы алынады, энергия алудың
бұл түрі болашақта да ұзақ жылдар бойы қолданыс таппақ (Скалкин Ф.В.
ж.б., 1981).
Энергетикада қоршаған ортаны ластаудың негізгі себептері жылу
электростанциялары болып танылады. Ең бір кеңінен сипат алып
отырғандары- жылу және химиялық ластанулар. Қолданғаннан кейін,
жанармайлар, көбіне толық жанып бітпейді, ал, қатты жанғыш заттарды
ЖЭС немесе ЖЭО қазандарында жаққаннан кейін, көп мөлшерде зола
қалдықтары, күкірт диоксиді, канцерогендер пайда болады. Олар
қоршаған ортаны ластайды және табиғаттың барлық компоненттеріне
әсерін тигізеді. Мысалы, күкірт диоксиді атмосфераны ластай отырып
"қышқылдық жаңбырлар" жаудырады (Глазовская М.А. 1992). "Қышқылдық
жаңбырлар" топырақты қышқыл күйге айналдырады, тыңайтқыш заттардың
қолдану тиімділігін төмендетеді, сулардың қышқылдығын өзгертеді, су
қауымдастығының су түрлеріне өзгеруіне себеп болады (Глазовская
М.А. 1992, Лосева К.С. 1989). SO2 жер бетіндегі өсімдіктерге де
маңызды түрде әсер етеді (Кравкина И.М., Лянгузова И.В., 2002).
Энергетика саласында, қоршаған ортаны ластаудың тағы бір түріне, су
қоймаларына ластанған ағын суларды ағызу, жатады. Жерасты суларын
ластау көзі болып көптеген золошлактарды шығару екені белгілі
(Скалкин Б.С. және т.б.1981).
Дүниежүзінде ластайтын заттардың түрлері өте көп, жаңа
технологиялық процесстердің дамуына байланысты олардың саны да өсіп
отырады. Бұл жағдайда ауыр металлдың артықшылығы басым, осыған орай
бірінші орында қорғасын, кадмий әсіресе, сынап тұр, оның үнемі
қарқынды қозғалысы мен жоғары токсинді метилсынапқа айналатындығы
(Худолей В.В., Ильнинский А.П. т.б., 1993). Химиялық элементтер
арасында ең токсиндісі ауыр металлдар болып есептеледі (Wood
J.M.1974).
Әртүрлі ортаны ауыр металлдармен ластау, көбіне өндірістік
орталықтарда көрініс табады. Мысалы, ластау ошақтары Hg, Pb, Zn,
Cd, қара және түсті металлургия зауыттары екендігі дәлелденген, көмір
шахталарында жанатын террикондар және басқа да өнеркәсіп орындары
(Панов Б.С., Шевчеко С.Ю. 2002). Түсті металлургия орталықтары
айналасында топырақтағы металлдар бөлігі 5- шектеулі көрсеткіштер
коэфицентін құрайды немесе фондық деңгейден 1-2 есеге артық (Сатаева
Л.В., Вертинская Г.К., Малахов С.Г., 1990).
Қара металлургия мекемелерінің төңірегіндегі топырақ
құрамындағы кобальт, молибден, висмут, вольфрам және цинктің қалыпты
жағдайы фондық деңгейден 10 есеге артады; темір рудасы өндірісінің
айналасында осы көрсеткіштер- қорғасынға, күміске, мышьякқа қатысты
(Копылова Л.И., 2003).
Ауыр металлдардың гидросфераға түсу көздері әртүрлі
(Покровская С.Ф., Касатикова В.А., 1987). Металлдардың негізгі бөлігі
гидросфераға ағын сулармен түседі. Орташа есеппен ірі өзендердің
ағысының 10-20% ағын сулардан құралады, ал индустриалдық
аудандардың кішігірім өзендері-30-40%, кей кездерде 90% -ға жетеді
(Панин М.С. 1997).
Қоршаған ортада техногендік жиынтықтардың жоғары қарқынына
байланысты мына сегіз элемент -Hg, Zn, Cd, Pb,Cr, Cu, Ni, As
артықшылығы басым токсиндік элементтер ретінде, ЮНЕПтің, қоршаған
ортаның жаһандық мониторингі бағдарламасында танылды.(Добровольский
В.В. 1983).
Техногендік ластанудың қоршаған табиғи ортаға әсері. Қазіргі
әлемде экологиялық проблемалардың маңыздылығы үнемі артуда. Халық
санының өсуіне байланысты, ғылыми- техникалық прогресстің дамуына,
шаруашылық айналымына тартылған заттардың санының және көлемінің
өсуі салдарынан адамзат қоғамының табиғатқа өзгеріс енгізу әсері
күшейе түсуде. Биосфераның өмір сүруін қамтитын негізгі жүйелердің
істен шығуы, бірінші кезекте мақсатты тұрғыдан бағытталған
антропогендік әсерлермен байланысты. Адамның биосфераға кері әсерінің
басты және ең көп тараған түрі ластану болып есептеледі. Адамға және
табиғаттың экожүйесіне қауіп тудыратын заттар, қоршаған ортаға түсіп
оның әр элементтерінде жинала береді.
1.2 Қоршаған ортаны ауыр металлдармен ластауға байланысты
проблемалар.
Биосфераны ластаушылар арасында, ауыр металлдар, ең қауіптілер
қатарына жатады, олар баяу экологиялық катастрофаға ықпалдайды. Ауыр
металлдар қатарында олардың біреулері тірі организмдерге өте қажет,
сондықтан биогендік немесе эссенциалды элементтерге жатады (цинк,
мыс, темір, кобальт, хром, молибден т.б.). Ал, кейбіреулері қарама-
қарсы әсер тудырады, негативті жағдайларға алып келеді (сынап,
қорғасын, кадмий, олово, никель, барий, титан т.б.). Бұл металлдар
ксенобиотиктер классына жатады. Олардың ішінде сынап, қорғасын және
кадмий өте токсинділері (Панин М.С., 1997, Давыдова С.Л., Тагасов
В.И., 2002).
Қазіргі кездерде топырақта, басымырақ экотоксинаттар қатарына
жататын, мына металлдар Cu, Zn, Pb, Cd, т.б. өте көп мөлшерде
индустриалдық аудандардан ғана табылып қана қоймай, ауыл
шаруашылығында қолданылатын жерлердің топырағында да табылуда
(Подколзин О.А. 2005). Антропогендік ластанудың салдарынан өте көп
мөлшерде ауыр металлдар топыраққа түсіп, ең алдымен оның биологиялық
(Олишевская С.В. т.б. 2003), химиялық және физикалық (Глазовская
Г.О., 1992), қасиеттеріне әсер етеді, топырақтың құнарлылығын
нашарлатады.Онымен қоса, ауыр металлдар өсімдіктерге тікелей әсер
етеді, олардың бойына топырақ арқылы кіріп зат алмасуын бұзады. Ақыр
соңында бұл екі процесс те өсімдіктердің өнімділігін мен сапасын
төмендетеді (Сысо А.И., Бокова Т.И., 2002).
Қазақстан кең байтақ жер ресурстарымен бай, оның жалпы
көлемі 272 млн. га. Олардың ластанғандарының көлемі 100 млн. га.
(Панин М.С., 1997, Давыдов С.Л., Тагасов В.И., 2002). Ауыр
металлдармен Қазақстанның көп өңірлері ластанған. Олардың бірқатары
Қарағанды (29,4% ), Шығыс-Қазақстан (25,7% ), Қостанай (17% ) және
Павлодар облыстарында шоғырланған. Шығыс-Қазақстанда аумағы 18 мың
кв. км. қорғасын-цинк техногенді биохимиялық провинциясы, 5,0 мың кв.
км. мыс, 3 мың кв. км. мышьяк провинциялары, Ақтөбе облысында
биогеохимиялық хром провинциясы құрылды (Бигалиев А.Б., Бельдебаева
Р.М., 1998). Ластауыш заттардың құрамы 170 түрліге жақын заттар.
Олардың ішіндегі ең басым токсинаттар Zn, Cu, Cd, Pb болып есептеледі
(Глазовская В.И. 1992). Ертіс өзененінің бассейні ластанған және
халықтың тұрғылықты өмір сүруіне қауіпті. Бұл өнеркәсіп орталықтарына
жақын жатқан жайылымдарда сиыр сүтінде қорғасын санитарлық нормадан
12 есе артық, орташа есеппен облыс бойынша 6 есе.
Кадмий ауыр металдар қатарына жатады, көбіне бұлар қалдық
мөлшерінде кездеседі. Сондай-ақ, адамның индустриалдық қызметі мен
ауылшаруашылықтағы тәжірибесі топырақ құрамында Cd деңгейін көтереді.
Жан-жақты қолданылатын тыңайтқыштар мен пестицидтерде металлдың көп
мөлшері болуы мүмкін, олар ұзақ уақыттар бойы топыраққа
тыңайтқыштармен бірге түседі. Cd топырақтағы көп пропорциясы өсімдік
бойына жылдам барады. Өйткені, жылдам ерігіш фракция өзінің көлемінен
35% дейін жетеді (Панин М.С. 1997). Сонымен қатар, Сd басқа ауыр
металлдармен салыстырғанда Zn, Cu немесе Pb қол жетімділігі жоғары,
сіңірілуінің жоғары биологиялық коэффициенті бар. Зерттеудің
мөлшерлік қорытындысындағы ауыр металлдардың шикі сүтте болуы, ШҚО-
ның Семей өңірі бойынша мына көрсеткіштерді атап өтуге болады: 30
ауылшаруашылық аймақтың 6 шаруашылығында Cd құрамы 1-4 шектеулі
концентрациясы, 5 шаруашылықта 1,5-3 шектеулі көрсеткіштер болды
(Панин М.С. 1997). Кадмий мен қорғасынның жоғары деңгейде жинау
қабілетінің нәтижесінде және ұзақ кезең бойында ең қауіпті токсиндер
болып саналады. Жануарлар мен адамның организміне түскен кезде, олар
бірінші бауырды, бүйректі, орталық жүйке жүйесін зақымдайды,
ферменттік жұмысын және метаболизм үрдісін төмендетеді. Cd арналған
жергілікті жоғары концентрациясын жасауға мүмкіндік туады. Ол ас
түзілу тізбегі арқылы оңай ауысады және биологиялық объектілерде
аккумуляцияланады. Кадмий 2Б топтағы канцероген ретінде жіктеледі,
олар ісік ауруларын пайда қылады (Довыдова С.Л., Тагасов В.И.).
Кадмий мен қорғасын жоғары токсинді металл болып саналады, өте аз
мөлшердің өзінде биохимиялық белсенділігі басым, жиналу тиімділігі
биоконцентрацияға бейім. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (ДДСҰ)
астағы Cd максималды шегін шектік маңызын 60-70 мкг етіп бекітті
және халықаралық тамақ комиссиясының кодексі бойынша 0,1 мгкг
лимитін бекітті, бұл көрсеткіш халықаралық нарықтарда сатылатын
дәнді-дақылдар мен майлы тұқымдарға арналған (Давыдова С.Л.,
Тагасова В.И.). Дәнді-дақыларға арналған өте көлемді аумақтар кадмий
қалдықтарымен ластанбаған немесе аз мөлшерде ластанған, олар
тыңайтқыштар мен атмосфералық ластану арқылы топыраққа түседі. Қатты
бидай, зығыр, күнбағыс, картофель сияқты кейбір дәнді-дақылдар
кадмиймен мөлшерден көп максималды деңгейде аккумуляцияланады.
Цинк пен мыс биомикроэлементтерге жатады, олардың аз мөлшерде
тірі организмге түсуі қажеттілік болып есептеледі, бірақ бекітілген
мөлшердің ұлғаюына байланысты токсиндік қасиеті артады.
Жылықандыларға қатысты токсиндік дәрежесі бойынша цинк қауіптің
бірінші классына жатады (Алексеев Ю.В., 1987).
Өсімдіктен жасалған тамақтардың сапасына қатысты мәселелердің
өзектілігін, Германияда алынған мәліметтер көрсетеді. Бұл мәліметтер
бойынша, адамның ағзасында жиналған ауыр металдар су мен ауаға
қарағанда, көбіне тамақтың арқасында түзіледі (Давыдова С.Л., Тагасов
В.И., 2002).Ауыр металдың шектен тыс құрамы ауылшаруашылық дәнді-
дақылдарының өнімділігін шектейтін және өнімнің сапасын төмендететін
фактор болып табылады.
Топырақтағы көп мөлшердегі ауыр металдарды детоксикациялауға
бағытталған жаңа технологияларды енгізу мен қалдықтарды ұстап
қалушылармен қатар, биологиялық әдістерді де енгізу керек. Қоршаған
ортаның сапасын реттеудің тәсілдерінің бірі, ластаушыларды бойына
минималды деңгейде жинайтын өсімдіктердің толерантты сорттарын құру
мен қолдану болып табылады. Ластанған топырақта өсірілген өсімдіктер
ластануға жауапты реакция ретінде түраралық және сортаралық
айырмашылықтарды көрсететіндігі анықталған. Сонымен қатар,
экотоксиканттар өсімдіктердің түрлі мүшелерінде орналасқан (Молчан
И.М., 1996; Ильин В.Б., 1991). Бидайдың гексаплоидтік сорттарын
зерттеген кезде кадмийдің өсімдіктің мүшелері бойына тараған
иондарының генотиптік өзгешеліктері анықталды (Cakmak I. et. al.,
2000).
1.3 Қоршаған табиғи ортаның сапасын реттеу
Қазіргі кезде техногенді ластанған ландшафтарды қайта тазарту
жолдарына қатысты тәжірибелік зерттеулерге айтарлықтай көңіл
бөлінуде. Техногенді ластанған топырақтарды қайта қалпына келтіруде
екі түрлі басты бағыттар бар, олар: бірінші - топырақ құрамына
металло - токсиканттарды бекіту және мүмкіндіктерді жасау, олардың
көмегімен аз көлемде мобильды формалар жасау мен олардың трофикалық
тізбектерге сәйкестендіріліп түсуі. Екінші бағыт (ремедиация) -
принципиалды тұрғыда бірінші бағытқа қарама - қарсы, бұл бағытта
ыңғайлы мүмкіндіктер мобильды форма жасауға ықпалданған, олар өте
жеңілдетілген түрде өсімдіктердің бойына тарайды және жиналады.
Келешекте бұл өсімдікті жоятын болсақ, токсинатты табиғи айналымнан
шығарып алуға болады.
1.4 Техногенді ластанған ландшафттарды қайтадан қалпына келтіру
әдістері
Жоғарыда айтылғандай, ластанған топырақты қайта қалпына келтіру
мобильды формаларда құрамын реттеуде іске асыру арқылы орындалады.
Осындай жолдардың бірі, агромелиоративті іс-шараларды дамыту,
техногенді ластауыштарды едәуір төмендетеді немесе толығымен жояды,
ауылшаруашылық дақылдарының өсуін және жетілуін олардың өнім болып
шығуын қамтиды. Органикалық тыңайтқыштарды енгізу, қорғасын және
кадмиймен ластанған топырақтарды қайта қалпына келтіру тәсілін тиімді
түрде қолдануға мүмкіндік береді. Форфорлы минералды тыңайтқыштар
топырақтан қорғасынның бөлініп шығуын Zea түріндегі өсімдіктер арқылы
орындайды. Фосфаттар топырақта Pb, Zn және Cu иммобилизациялайды
(жинақтайды), дәл осы ауыр металдармен, енгізілгеннен бір жыл
өткеннен кейін (Погожин Ю.П. және басқалары 2005).
Ауыр металдарды иммобилизациялаудың негізгі тәсілі - әктеу. Бұл
тәсіл ауыр металлдардың көбін қатты фазаға айналдырады және олардың
сұйық фазадағы концентрациясын күрт төмендетеді, өсімдік бойына
таратады (Окорков В.В., 2004. Ильинский А.В. және т.б 2005).
К.Е.Сокаев және басқалардың зерттеулерінде көрсетілгендей, ауыр
металлдармен ластанған топыраққа тиімді мелиорациялық іс-шараны тек
ащы топырақты әктеу арқылы ғана емес, сондай-ақ жартылай шіріген
қиларды қолданады, қилар топырақтағы ауыр металдарды жойып, өңдейді.
Өсімдіктердің нәрленуіне ықпал келтіреді, ауылшаруашылық өнімдерді
токсиндік элементтермен ластануын азайтады (Сокаев К.Е. және т.б.
2004). Сондай-ақ осы мақсатты орындауда бокситтерді қолданады, осы
қоспалар топырақтағы фитотоксинді деңгейін төмендетеді: биомассаның
шығуы көбейді және өсімдік құрамындағы метал азайды.
Байланыстырушы заттарды қосу арқылы ауыр металды байлау: цемент
портланы, гидратирленген әк, натрий метасиликаты міне осылар
ластанған топырақты ауыр металлдардан тазалайтын тиімді тәсілдер
болып табылады. Сонымен қатар, осы мақсатта қолданылатындар: саз
балшық, өтпелі торф, цеолит, доломитивті ұн (Касатиков В.А. және т.б.
2003), алюмосиликат, диатомит, золо қалдықтары, бетонит,
золошлактанған қоспа, көкбалшық (Иванова О.Г., 2003).Бұл
агромелиоранттар жоғары мөлшердегі катиондық алмасу қасиеттері бар
және ауыр металдардың қозғалыстағы формаларын сіңіріп алу
мүмкіндіктері бар. Сондай-ақ қорғасынмен ластанған топырақты қайта
қалпына келтірудегі, сіңіріп алу қасиеті бар биомасса негізінде
жасалынған Penicillium Chruzogenium мәліметтері қолданылады.
Ластанған топырақтағы қозғалысты қышқыл ерітінділі форманы сіңіріп
алу қасиеті арқылы ауыр металдардың мөлшерін азайтады (Ефремова Н.Е.,
Ли В.Ч., Муравьева М.Б., 2003).
Ластанған топырақты фитомелиорация әдісімен кең зерттеулер
жүргізілуде. Фиторемедиация ауыр металлмен ластанған топырақты
қалпына келтіру әдістерінің бірі болып есептеледі. Ол тәсіл
өсімдіктің топырақ құрамынан, ластайтын заттарды едәуір мөлшерде
сіңіріп алу мүмкіндігіне негізделген. Сіңіріп алғаннан кейін бұл
өсімдіктер жойылуға бағытталған. Фиторемедиация өсімдіктерді -
фиторемемианттарды арнайы таңдап алуды көздейді, ол өсімдіктер
өнімдік фитомассаны құрайды, токсинатарды белсенді түрде шығарып
тастайды (Буравцев В.Н., және т.б. 2005). Ауыр металдардың әсеріне
төзімді өсімдіктер жабайы өсімдіктердің арасында да, мәдени дақылдар
түрлерінің арасында кездесе береді, мысалы, мақта, қызылша, кейбір
бұршақ тұқымдастар және дәрілік өсімдіктер. Топырақтың қорғасынмен
ластанған жағдайында бұл мақсатта бұршақ дақылдарын қолдануға болады:
вики, люцерн, бұршақ және де сахалин қарақұмығы, бұл дақылдар 1 жыл
көлемінде 1га 24 кг. қорғасынды және 2,3 кг. кадмийді өз бойына
сіңіріп алады. Оны егістікте бірнеше қайта қолдану, ауыр металлдардың
концентрациясын едәуір мөлшерде төмендетеді (Ильинский А.В., 2003).
Қорғасын және кадмиймен ластанған жұмсақ топырақта фитомелиорант
ретінде ракитникті пайдалану тиімді. Бұл дақылды егу, экономикалық
және экологиялық жағынан едәуір тиімділіктер береді. Сонымен қатар,
топырақта металдың көптігі көрініс берсе, көп жылдар бойы қолдана
беруге болады (Баран С., Кжывы Е., 2003).
Сондай-ақ соңғы кездері ауыр металлмен ластанған топырақты фито
қалпына келтіру зерттеулері хелат агенттерін пайдалану арқылы пайда
болуда. Ауыр металлдар, топырақтан табиғи хелатты құрайтын
қышқылдардың көмегімен шығарылып тасталады. Шығарылып тасталудың мына
көрсеткіштеріне оптималды жағдайда қол жеткізілді (%): Ni - 43, Cr -
60, Cd - 63, Zn - 70, Pb - 80, Cu - 84. Хелаттық қосылымдар
этилендиаминтетрауксустық және лимон қышқылы т.б. өсімдіктің өсу
кезеңінде аз мөлшерде қолданылады. Сонымен бірге, хелаттық
қосылымдарды ағаштың аккумуляциялау мүмкіндіктерін арттыруда
қолданады.Ағаш өсімдіктері, ауыр металлдарды ластанған топырақтан
фитоэкстракциялауға қолайлы, өйткені, олар үлкен көлемде биомасса
қалыптастыра алады. Дегенмен, ағаш өсімдіктерінің біразы ауыр
металлдарды гипераккумуляциялау топтарына жатпайды. Сондықтан да,
олардың сіңіріп алу қабілетін ұлғайтуға арналған,
этилендиаминтетрауксустық қышқыл қолданылады, өйткені қышқылдың
көмегімен поллютанттардың қозғалысы жылдамдайды. Осындай хелаттық
агентті қолдану, өсімдіктердің кадмийді аккумуляциялауға қабілетін
1,5- 5,3 есе арттырды (Автухович И.Е., Автухович Е.В., 2004).
Дегенмен, бұл тәсілдердің, ластанған заттарды тазалау және
бекітудегі, тиімділігін арттыру үшін уақыт керек, бұған мысал ретінде
- топырақты әктеу тәсілі үнемі тиімді нәтиже бермейтіндігін айтуға
болады (Окороков В.В., 2004). Қоршаған ортаның ластану проблемасының
ең жақсы шешімі, өсімдіктерді генетикалық төзімділігін ескер отырып
өсіру болып саналады (Kuhne T., 2002). Қазіргі кезде, дақылдарды
экологиялық қауіпсіз технологиялармен өңдеу жүйесінде жаңа ғылыми
бағыт пайда болды - бойына ластауыштарды ең төмен деңгейде жинақтаушы
сорттарды селекциялық жолмен қолдану.
1.5 Металға төзуге бейімделген селекция
Қоршаған ортаның қолайсыз және патогендік жағдайында, толық
немесе жартылай төзімділікке бағыттайтын өсімдіктердің қасиеті,
генетикалық жақсартудың дәстүрлік мақсаты болып саналады. Жыл сайын
өнімдердің көп бөлігі аурудан және абиотикалық стресстер салдарынан
жарамсыздыққа ұшырайды. Бұндай ысыраптардың деңгейін төмендетудегі
тиімді стратегия, толерантты гені бар, биотикалық және абиотикалық
әсерлерге төзімді сорттарды қолдану әдістері. Соңғы он жылда әртүрлі
ауруларға және зиянкестер мен ортаның қолайсыз жағдайларына төзімді
өсімдіктердің жаңа сорттарын шығаруда маңызды жетістіктердің бар
екендігін айта кеткеніміз жөн (Motto Mario, 2001). Тәжірибе түрінде
маңызды, шешілуі тиіс күрделі проблемалар, ірі өнеркәсіп
орталықтарының аймағындағы агроценоздардың ауыр металдармен ластануы.
Ауыр металдар адамның және шөппен қоректенетін жануарлардың ағзасына
көбіне өсімдік қорегімен келіп түседі, ол зиянды заттрдың қуаттануы
көбіне топырақта, сондықтан топырақ - агрохимиялық және селекциялы
генетикалық ізденістер ерекше маңызды болып отыр.
Бірқатар авторлардың ізденіс жұмыстарынан, ластанған топырақта
өсірілген өсімдіктердің айырмашылығы жауап беретін реакциялардан
әлдеқайда жоғары көрініс тапқан (Молчан И.М., 1996, Ильин В.Б.,
1991). Ауылшаруашылық дақылдардың кейбір сорттарының түрі маңызды
түрде өзінің төзімділігімен ерекшеленеді, бұлар селекциялық әдіспен
техногендік төзімділік белгілерін көрсетіп отыр. Геохимиялық
экологияға сай, тек жеке түрлердің арасында ғана емес, әрбір жеке
табиғи популяция фенотипикалық және генотипикалық гетерогенді
сезімталдықтың химиялық элементтердің ерекше концентрацияларына
көрініс тапқан. Өсімдік дақылдарын селекциялық, генетикалық зерттеу
жұмыстары осы мәселені дәлелдеп отыр (Гамзикова, 1994). Демек,
әлемдік өсімдіктер генофоны топырақ ластауыштарына қарсы әртүрлі
формадағы төзімділік әдістерін бекіткен.
Ауыр металдарға қарсы төзімділіктің Triticum түрлік және
сорттық варианттарын Гамзикова және Барсукова көрсеткен (1994). Бұл
авторлар Ni (никель) және Cd (кадмий) әсеріне қарсы төзімділіктің
Triticum бойынша генетикалық қорын зерттеген. Олар, эксперимент
ретінде, түрлер арасындағы және түрлер бойындағы полиморфизм
төзімділігінің Triticum Ni (никель) және Cd (кадмий) кең спектрлі
дәлелдеп, баға берді. Никель мен кадмийге ең төзімді мына түрлер
екендігі анықталды: Tr. compactum, Tr. turanicum, Tr. durum, Tr.
aestivum. Ауыр металдарға төзімділік жағынан Triticum едәуір
варианттылықтың түрлік және сорттық деңгейлері табылды, бұл оның кең
ауқымды ішкі популяциялық тербелісін сорттық деңгейде дәлелдейді.
Түрлердің металлға төзімді популяцияларын шығару мүмкіндігін оның
генетикалық өзгеріске түсуін көрсетеді (Экстрималды жағдайда
өсімдіктердің минералдармен қоректенуі, 1983). Бидайдың генофондық
скринингінде алынған материалдар негізінде және О.И.Гамзикованың
генетикалық модельдерін қолдана отырып, эдафикалық төзімділікті
селекциялық әдіспен басқару мүмкіндіктерін жетілдіреді (Гамзикова
О.И., 1994).
Өсімдік генотиптерінің ластауыш заттарға қарсы төзімділігін
нығайтудағы басты бағыт - өнімнің тауар бөлігіндегі ластауыштардың
жиналуын азайту. Бұндай жетістіктерге әртүрлі генетикалық
механизмдерді қолдана отырып қол жеткізуге болады. Осы мәселенің
шифрін ашу, қолайсыз ластанған жағдайларда таза және мол өнім беретін
сорттарды алуға қажет. Аз мөлшерде бойына ластауыштарды жинайтын
сорттардың биологиялық ерекшеліктерін зерттеу, әлемдік генофонды
келешек селекциялық жұмыстарға бағытталған түрде үлгілерді таңдап
алуға мүмкіндік береді. Әдебиетте көрсетілген мағлұматтар осыған
дәлел, ауыр металлдарды бойына аз мөлшерде жинайтын сорттарды жасап,
дән мен генотип шығару маңызды корреляциясы ...
Өндірісте техногендік жағынан төзімді ауылшаруашылық дақыл сорттарын
жасау және оларды қолдану алдымызға маңызы зор мақсаттар қояды,
жабайы және мәдени өсімдіктердің генофонын зерттеу оларды донор
ретінде анықтау, аз мөлшерде ластаушыларды бойына жинау болашақ
өнімнің басты қаситеті (Молчан И.М., 1996).
Өсімдіктердің сіңіріп алуы, жинауы және химиялық өсімдіктерді
қолдану қабілеттері генетикалық тұрғыдан детерминация жасалынғаны
бізге белгілі (Гамзикова О.И., Барсукова В.С., 1994). Өсімдіктердің
минералды қоректену элементтерін бойына сіңіруі, эволюциялық
адаптация кезінде қалыптасады, ол әртүрлі деңгейдегі қоректенетін
ортада болатын заттарды генетикалық түрлеріне байланысты
өсімдіктердің минералды элементтермен қоректенудің физиологиялық
себептері генотиптік специфика бірыңғай емес: олар иондардың алғашқы
сіңіру механизмінің әртүрлілігіне себепкер болады, олардың болашақ
трансформациясы мен метаболизміне...
Жұмсақ бидайдың ауыр металлға төзімділігі цитоплазмалық бақылау
генофонында эксперименталдық тұрғыда дәлелденген. Жеке бір ауыр
металлдарға байланысты генетикалық төзімділікті бақылау жайында анық
пікір жоқ, ал әдебиетте көрсетілген мағлұматтар бір-біріне
үйлеспейді. Өсімдіктердің әрбір элементтеріне талап жеке ген арқылы
қойылатыны жайында болжам бар (Гамзикова О.И, Барсукова В.С.).
Көптеген культивацияланған өсімдік түрлері А.А Жученконың
пайымдауынша, (Жученко А.А., 2001) алюминий мен марганец
токсиндеріне төзімділігі бір ғана доминантты генмен қадағаланады,
бүгінгі күндері, алюминийдің өсімдікке түсуін болдырмайтын немесе
төмендететін сорттар Triticum, Secale, Triticale жасалынды, тіпті
концентрацияның өсімдік бойында 100 есе көтерілген жағдайында топырақ
субстраттарына әсері бар. Демек, генетикалық бақылау кезінде иондарды
сіңіру моно-, дигенді, сондай-ақ күрделі генетикалық жүйе арқылы
жүзеге асырады, олар гендердің коадаптациялық блогын іске қосады.
Зерттеушілер стресстердің кейбір комбинацияларына көпжақты
толеранттылықтың бар екендігі туралы нәтижеге келеді. Топырақтың және
ауылшаруашылық өнімдерінің үнемі ластануының ұлғаюына байланысты
селекцияда бойына ластауыштарды өте аз жинайтын сорттарды құрастыру
және қолдану (дақылдарды өңдеудегі экологиялық қауіпсіз технология
жүйесі) жағынан жаңа ғылыми бағыт пайда болды. Ластанған аумақтардан
таза өнімдер алуды қамтитын минералдық - генетикалық қорек ретінде
сорттарды жасаудың теориялық негізі. Демек, экологиялық таза
технологияларды құраушылардың бірі, өнімнің тауар бөлімінде
экотоксиканттарды минималды дейгейде бойына жинайтын, ауылшарушылық
дақылдарының техногенді - төзімді сорттарын жасау мен қолдану болып
табылады.
Молчан И.М. (1996) техногенді төзімді сорттардың селекционды
маңызды көрсеткіштерін атап көрсетеді: иілгіштігі, вегетациялық
кезеңінің ұзақтығы, өнімділігі, тамыр жүйелерінің өлшемі мен
таңдалмалығы, өсімдіктің белгілі бір бөліктеріндегі детоксикация мен
экотоксиканттардың локализациясы.
Негізінен биологиялық және агрономиялық төзімділік деген
түсініктер бар. Биологиялық төзімділік - қатты ластану жағдайында
өнімнің дамуы мен құрылуын және өсу үрдісін едәуір тоқтатып,
өсімдіктердің тірі қалу қабілеті. Агрономиялық төзімділік - орташа
ластану жағдайында өсімдіктердің қанағаттандырарлықтай өнім беру
қабілеті. Аса иілгіш сорттар жылдарға байланысты, өзінің
төзімділігінің (толеранттылығы) арқасында тұрақты өнім бере алады.
Әдетте үстем мәселе болып (қоршаған ортадағы токсикалық заттардың
төмен болуы жағдайындағы ауылшаруашылық өнімі ластанса) тірі қалу
қабілеті емес, ал иммунитеттің және спецификалық емес қорғаныстың
бұзылуына байланысты толераттылық саналады (Молчан М.С., 1996).
Тез пісетін сорттар баяу пісетін сорттарға қарағанда
ластаушыларды азырақ жинайды (Харборн Д., 1985). Солтүстік Уэльстің
кен аймақтарында өсетін сұлының өсімдік қауымдастықтарын зерттеуде,
қорғасын, мыс және цинкке төзімді популяциялар да өзінің тез дамуымен
сипатталатыны туралы нәтиже жасауға мүмкіндік берді (Харборн Д.,
1985). Қысқа кезеңде минералды қоректік заттар онтогенездің бастапқы
уақыттарында, бойына сіңіру және жинақтауға себепші болғандықтан,
метаболизмнің биосинтетикалық бағыт алуына байланысты, қарқыны
азаяды. Бұршақ дақылдарының ерте пісетін сорттары вегетация
мерзімінің қысқаруы, көктеу -уату кезеңінің азайтылуына байланысты
өтеді, бидайдың дәндену фазасы, орта кезеңде пісетін және баяу
пісетіндерге қарағанда, ұзақ өтеді. Жылдам пісетін сорттардың айрықша
биологиялық маңызды ерекшеліктері, таза өнім алуға көмектесетін, аз
қолдану мен оларды тамақтану элементтерін рационалды пайдалану болып
табылады. Бұл сорттар минералды тыңайтқыштарға бейімделгіш және
энергетикалық рационалды және агрохимиялық эффективті болып саналады
(Кумаков В.А., 1985 - М. 38).
Ластанған алқаптардан таза өсімдік өнімдерін, өсімдіктердің
биомассаларын ұлғайту арқылы алуға болады. Бұл ретте, өнімнің
ластануының азаюы өсімдік құрамында ластаушылардың төмендеуіне,
сондай-ақ, оның топырақтан өсімдікке енуіне байланысты (Молчан И.М.,
1996).
Ластауыштар негізінен топырақтың жоғарғы қабаттарында жиналады,
неғұрлым өсімдік минералды тұздарды тереңірек қабаттан сіңірсе,
соғұрлым топырақтан оның бойына ластауыш заттар аз өтеді (Корнеев
Н.А., 1977 - м, 40). Тамыры терең өсетін сорттарды шығару мен
қолдану, өсімдіктің бойына экотоксиканттардың өтуін азайтуға
мүмкіндік береді. Ластауыштарды сіңіруге әсер ететін, өсімдіктердің
едәуір сипаттамаларының бірі, тамырлардың катион алмастырушы
сыйымдылығы (ТКС). ТКС көптігі өсімдіктердің ластауыштарды артық
мөлшерде сіңіріп алуына себеп болады (Молчан., 1996). Тамырлар
жүйесінің іріктеу қасиетінің төмендеуіне байланысты, өсімдіктердің
аккумуляциялау қабілетін реттеу, ластауыштарды көп мөлшерде өткізбеу
мақсатындағы маңыздылығы орын алады. Тамырлар сіңген ластауыштарды
өз бойында ұстауға қабілетті, сол себепті ластауыштар өсімдіктің
бұтақтарына тарамайды. Басқа ізденіс жұмыстарында көрсетілгендей,
ауыр металл өсімдіктердің бойында емес, тамырларында көп
жиналатындығына көңіл бөлінген, мысалы, жүгеріде мыс, бидайда хром
көп жиналады. Ластауыштар өсімдіктің топырақ үстіндегі бөлігіне
түскен жағдайда, иондарды флоэма элементтері өзіне сіңіріп алып,
қайтадан тамырға алып барады. Сондықтан, сіңіріп алынған мол тұздарды
өсімдік бойына жайылдырмай тамырға апарылады, өсімдік бұтақтарында,
жапырақтарында тұз өте аз мөлшерде қалады. Өсімдіктердің тамырлар
жүйесіндегі өте маңызды санитарлық функциясы осыны білдіреді.
Жемістерде тұздың мөлшері өте аз ауытқиды және ең кішкене көлемді
құрайды. Ортаның геохимиялық жағдайлары ұрықтар мен өнімдерге өте
әлсіз әсер етеді(Мочан И.М., 1996). Ластанған алқаптарды зерттеу
нәтижесі өсімдіктердің, бөгде қоспаларды детоксикациялау жүйесінің
бар екендігін анықтады. Өсімдіктер өз клеткаларындағы токсиндерді
зиянсыздандыра алатындығы белгілі болды, модификациялау арқылы
өсімдіктер оларды токсинсіз формаға айналдырады. Мысалы, алюминиді
инактивациалау механизмі, тамыр клеткаларынан бөлініп шығатын
гидроксин және фосфатты иондарды өзара байланыстыру арқылы жасалады
(Климашевский И. И., 1991). Өсімдіктер бойындағы ауыр металлдарды
гипераккумуляторлауда вакуолярлық компарментациялау немесе
токсинаттарды клеткалық қабырғалармен жапырақтарға байлау үлкен роль
атқарады. Ауыр металлдарды детоксикациялау жүйесінің бөлігі
фитохелатиндер болып табылады- ол металлды байланыстырушы пептидтер.
Ластауыштарды детоксикациялау өсімдіктің сыртында да жүре береді.
Төзімді өсімдіктердің тамырлары, қоршаған ортаға оң әсер ететін
заттар бөліп шығарады және сезімтал генотиптердің өсуін қамтиды.
Мысалы, зерттеулер күріш өсімдігі топырақтағы сутегі деңгейінің
төмендегенін көрсетеді, кадмиді күріш өсімдігімен топырақ
ризосферасынан тыс шығару, экстрадиция жасау топырақтағы тамыр
жүйесінен 1мм арақашықтыққа ауысады (Климашевский С.И., 1991).
Ластауыштарды детоксикациялау процессінде деструкторлық
микроорганизмдердің маңызы зор, олар сорттың агробиоценоздық табиғи
компоненттері болып саналады (Постнов И.Е. т.б., 1993). Ризосферлық
микроорганизмдердің түр құрамы және саны, түрдің спецификалық
мінездемесі ретінде зерттеулерде бекітілген (Панин М.С., Бирюков
Е.Н., 2003)
Биохимиялық қалыптылық проблемасы және ластауштарға қарсы
толерантты сорттарттарды жасау, сорттың жалпы гомеостазы және
селексияны ортаға үйретудің алдын алу, оның деңгейін көтеру
проблемасын қарастыру.Тұрақты өнімділігі бар, алдын алуға икемді,
адаптивті сорттар, метаболизмді, сапалы өнім, генетикалық жүйесі бар,
тыңайтқыштарды оңай қабылдайтын және минералды тыңатқыштарды пайдалы
қолдану, өнімнің бойында ластауыштардың өте аз ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Биология факультеті
Экология және ботаника кафедрасы
Ж.А.Бурханов
Күздік бидайдың түрлі генотиптерінің қоршаған ортаның кадмий және
мыспен ластану жағдайындағы тұрақтылығын бағалау
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
050508 - Экология мамандығы
Алматы 2011
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Биология факультеті
Экология және ботаника кафедрасы
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңгерушісі,
б.ғ.д., профессор
“__”_______2011 ____________________C.C.Айдосова
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
Күздік бидайдың түрлі генотиптерінің қоршаған ортаның кадмий және
мыспен ластану жағдайындағы тұрақтылығын бағалау
050508 - Экология мамандығы
Орындаған:
4 курс студенті
Ж.А. Бурханов
Ғылыми жетекшісі,
Б.ғ.к., доцент
Р.А.Алыбаева
Норма бақылаушы:
Г.Ж.Билялова
Алматы 2011
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмысы 36 бет көлемінде ұсынылған. Ол кіріспеден,
тараулардан, зерттеу нәтижелерін талдау, қорытынды және қолданылған
әдебиеттер тізімінен тұрады. Бітіру жұмысында 10 кесте, 8 график
келтірілген. Қлоданылған әдебиеттердің жалпы саны – 65.
Түйінді сөздер: экология, экологиялық таза технологиялар,
экологиялық таза өнім, ауыр металдар, күздік бидай, генотиптер,
тұрақтылық, өсу көрсеткіштері, биологиялық жинақталу, сіңіру
коэффициенті. Осы жұмыста металдармен ластанған жағдайда топырақта
бидай генотиптерінің дәндерінде кадмий және мыстың жинақталуы
зерттелді. Зерттеу нәтижесінде тамырлар зонасындағы топырақта
мыстың мөлшері Шектеулі Коэффициент Көрсеткішінен жоғары болды,
бірақ өңірлік Кларк деңгейінен аспайды. Тамырлар зонасындағы
топырақта кадмийдің мөлшері ШКК- нен де, Өңірлік Кларктен де
жоғары екені анықталды.
Лабораториялық жағдайда кадмий және мыс элементтерінің әсеріне
тұрақты генотиптерді анықтау мақсатында күздік бидайдың әртүрлі
сорттары зерттелді. Зерттеу нәтижесінде металдарға тұрақты және
сезімтал түрлері анықталды.
Жұмыста лабораториялық әдістер пайдаланылды.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
1 Әдебиеттерге
шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... . 5
1.1 Қоршаған табиғи ортаның техногендік
ластануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
1.2 Қоршаған ортаның ауыр метеллдармен ластануына байланысты
мәселелер ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1.3 Қоршаған табиғи ортаның сапасын
реттеу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 10
1.4 Техногенді ластанған ландшафттарды қайтадан қалпына келтіру
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 10
1.5 Металлдың төзімділігін бейімдеу
селекциясы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 12
2 Зерттеу нысаналары және
тәсілдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.. 18
2.1 Зерттеу
нысаналары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... .. 18
2.2 Зерттеу
тәсілдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... . 18
2.2.1 Өсімдіктерді
өсіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... 18
2.2.2 Топырақ құрамындағы және бидайдың түрлі мүшелеріндегі кадмий
мен мысты
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 18
2.2.3 Биологиялық жиналым коэффициентін
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
3 Зерттеу нәтижелері. Күздік бидайдың әртүрлі генотүрлері арқылы
мыс және кадмийдің жиналу
негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
3.1 Күздік бидайдың тамырлану қатпарындағы зерттелетін генотүрлер
құрамындағы ауыр металлдардың мөлшерін
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
3.2 Күздік бидайдың зерттелетін генотүрлер тұқымында мыс пен
кадмийдің жиналу негізіне баға
беру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... 23
3.3 Күздік бидайдың зерттелетін генотүрлер мүшелерінде мыс пен
кадмийдің жиналу негізіне баға
беру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... 26
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 31
Қолданылған
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... 32
КІРІСПЕ
Соңғы он жылдағы жылдам индустриялану, қоршаған ортаға өзінің
кері әсерін тигізуде. Өнеркәсіп өндірісінің интенсивті дамуы, қазба
байлық көздерін жасау, транспорт мөлшерінің ұлғаюы экологиялық
жағдайдың қиындай түсуіне әкеліп соқты. Техногендік ластану биоортаға
өзінің кері әсерін тигізуі әбден мүмкін. Қазақстанның бай ресустық-
шикізат потенциалы-мықты индустрияның даму негізі. Бірақ та,
өнеркәсіп орталықтары, әртүрлі ортаны экотоксиканттармен, бірден-бір
ең көп ластудың басым аудандарына жатады. Өскемен қаласының аумақтық
орналасуы мен табиғи-климаттық жағдайы, қалада қоршаған ортаны
белсенді түрде ластайтын өнеркәсіп мекемелерінің нығыздығы, тұрғын үй
массивтерінің өнеркәсіп зоналарына тікелей жақын орналасуы, автокөлік
санының өсуі- осының барлығы қоршаған ортаның өзгешеленуін
қалыптастырады. Индустрия алпауыттарының, жылу энергетика
кешендерінің, көлік мекемелерінің іс-әрекеттері Өскемен өңіріндегі
қоршаған ортаны қарқынды түрде ластауға ықпал етті, елдегі бұл
металлургиялық орталықтың басты ластуыштары болып саналатын, ауыр
металлдар да осыған жатады. Табиғи қоршаған ортаға қарқынды түрде
антропогендік әсер ету биоценоздардың, оның ішінде агроценоздардың
ахуалынан көрінбеуі мүмкін емес.
Осыған байланысты, нақты бір өңірдегі қоршаған ортаның сапа
жағдайын зерттейтін ізденіс жұмыстары ерекше өзектілікке ие болады,
техногендік ластанудың агроценоздарға әсерін анықтау және келешекте,
ластанған аумақтарда экологиялық таза технологияларды жетілдіруде,
дақылдарды егудің техногенді шыдамды түрлерін зертеу жұмыстарын
жүргізу.
Ортаның табиғи ластану жағдайындағы күзгі бидайдың әртүрлі
генотүрлері мүшелеріндегі мыс пен цинктің жиналуына баға беру
жұмыстары жүргізілді.Өсімдік бойындағы мыс пен кадмийдің
аккумуляциялану ретінің ерекшелігі, организмдік деңгейдегі зерттелуші
генотиптердің, ауыр металлдар әсеріне төзімділігіне талдау жасалынды
(генотиптік және сорттық айырмашылығына байланысты жиналуы мен
мүшелеріне бөлу заңдылығы). Зерттелетін генотиптердің ауыр металлға
тұрақтылық көрсеткіштерінің қорытынды бағасы жинақталып, олардың
металлға төзімділігі жағынан ең перспективалы генотиптері анықталды.
1 Әдебиеттерге шолу
1.1 Қоршаған табиғи ортаның техногендік ластануы.
Организмдердің популяциялануына, ең қаупті антропогендік
ластанудың себептері өндірістік (химиялық, металлургиялық, тау-кен),
жылуэнергетикалық, транспорт мекемелері болып саналады. Соңғы он
жылда болып жатқан жылдам индустриализациялану айналаны қоршаған
ортаға кері әсерін тигізуде. Өнеркәсіп өндірісінің интенсивті дамуы,
қазба-байлықтарды қолдануды жетілдіру, транспорттық салмақтардың
артуы экологиялық жағдайдың қиындауына әкеліп соқты. Ортаның химиялық
заттармен ластануы - биосфера компоненттерінің бұзылуындағы басты
факторларының бірі. Химиялық ластауыштар арасындағы ерекше қауіп
тудыратындары экотоксинаттар, оған ауыр металдар және олдардың
қоспалары, радионуклидтер, пестицидтер жатады (Соколов В.Е., Бочаров
Б.В., Криволуцкий Д.А., 1988, Давыдов С.А., Тагасова С.Т. 2002.).
Қазақстанның қазба-байлық шикізат потенциалы мықты
индустрияның дамуына негіз болды. Алайда, бұндағы өнеркәсіп
орталықтары әртүрлі ортаның ең көп ластануына ықпал ететін аудандар
болып есептеледі. Қара және түсті металлургия табиғи ортаны ең көп
ластайтын сала екендігі анықталған. Орта есеппен 1млн. тонна жылдық
өнімге қара металлургия заводының бөліп шығаратын зиянды тозаңы -350,
күкірт ангидриді-200, көміртек оксиді-400, азот оксиді-42 тәулігіне
т. (Жучков В.И.,Смирнов Л.А., Шешуков О.Ю., 2002., Грачев В.А. 2004).
Қара металлургия өндіріс орындары қоршаған ортаны- кадмий, қорғасын,
мыс, цинк, темір сияқты ауыр металлдармен ластайды. Қара металлургия
өндірісінде суды көп қолданады. Оның суды қолдануы басқа өнеркәсіп
мекемелерінің жалпы су қолдануының 12-15% құрайды. Технологиялық
процесс кезінде пайда болатын ағынды сулардың 60- 70% жуығы "шартты-
таза" сулар қатарына жатады (олар тек жоғарғы деңгейдегі
температурада болады). Ағын сулардың қалғаны (30- 40%) әртүрлі
қоспалар және зиянды қосындылармен ластанған (Панин М.С. Семей,
1997). Зиянды заттардың қалдықтары (күкіртсутегі, күкірткөміртегі,
фторлы қоспалар, бензапирен, аммиак, фенол, көмірсутегі) өзінің
жоғары токсикалығына байланысты рұхсат етілген санитарлық-
гигиеналық нормадан асып кетуге себеп болды (Попова О.В. 2005).
Қоршаған ортаны ластаудағы "көшбасшылардың" бірі түсті
металлургия болып келеді. Түсті металлургия мекемелері, өзінің,
қалдықтары арқылы атмосфераны ластауымен сипатталатын күкірт
ангидриді - 75% біріктірілген түрдегі атмосфераға шығарылған
қалдықтары, углерод оксиді- 10,5% және тозаң- 10,4% (Уорк К., Уорнер
С.М., 1980).
Түсті металлургия мекемелерінің өндірісінде ағын сулардың
маңызды көлемі шоғырланған. Түсті металлургия мекемелерінің ағын
сулары минералдық заттармен, фторлы реагенттермен, басым бөлігі
токсинді (құрамында цианидтер, ксаногендер, мұнайөнімдері т.б. бар),
ауыр металл тұздары (мыс, никель, қорғасын, цинк) мышьякпен,
сульфаттармен, хлоридтермен, сурмамен, фтормен және т.б. ластанған
(Панин, 1997).
Түсті металлургия шығаратын ірі кәсіпорындар, құрамында
әртүрлі көп лас заттары арқылы топырақты өте қатты ластайды. Түсті
металлургия мекемелері орналасқан қалаларда топырақ құрамындағы ауыр
металлдар көрсеткіштері көбіне шектеулі коэфиценттен 2-5 есе артық
кездеседі (Арэанова В.С., Ельпатьевская П.В., 2005).
Химия, мұнай-химиясы, целлюлоза-қағаз өндірістері ауа
бассейнін, суды, топырақты ластайтын өнеркәсіптердің негізгі
түрлерінің қатарына жатады (көмірқышқыл газы, углерод окисі, күкірт
газы, көмірсутегі, азот , хлор, мышьяк, сынап қоспалары т.б.), (мұнай
мен мұнай химиясының өнімдері, фенолдар және де басқа улы заттар,
целлюлозды қағаз өнеркәсібінің сульфиттік ағын сулары т.б.)
(Эльтерман В.М. 1985, Чернецова А.Ю., 2001). Химиялық және мұнай
химиясы өнеркәсібі саласындағы мекемелердің шығарған қалдықтары
топырақты металлдармен ластайды, ластану олар орналасқан қала
төңірегінде 5 км радиус аясында шектеулі коэфицент көрсеткішінен
артық әсер етеді (Диаров М.Д. т.б., 2003). Химия және мұнай химиясы
өнеркәсіптері жерасты суларын темірлермен, метанолмен, фенолмен
көбіне шектеулі коэффицент көрсеткішінен жүзмыңдаған есе артық,
көлемі жағынан ондаған шаршы километрді құрайтын алқаптарды
ластайтын, ішетін сулармен қамтитын қойнауларды жарамсыздыққа
әкеліп соқтырады (Изотова А.А., 2003). Химия, мұнай химиясы және
целлюлозда - қағаз өнеркәсіптеріндегі, қоршаған ортаны қорғау
проблемасы, химия өндірісінде синтетикалық өнімдердің пайда болуына
байланысты болып отыр, табиғи ортаға түскеннен кейін олардың шіріп
жоғалуы өте баяу жүреді, кейбіреулері тіптен шірімейді (Фадеева Т.С.,
Кириллова Г.А., Шнайдер Т.М. 1987-161).
Қандайда бір аумақтың немесе саланың экономикасының даму негізі
энергетика болып саналады. Өнеркәсіптің өсу қарқыны, оның техникалық
деңгейі, еңбек өнімділігі онымен бірге халықтың өмір сүру деңгейі
бірден-бір энергетиканың даму дәрежесіне байланысты. Бүгінгі күні көп
елдерде энергия алудың негізгі көзі жылу энергиясы, ол көмір, мұнай,
газ, торф, жанар-жағар майларды жағу арқылы алынады, энергия алудың
бұл түрі болашақта да ұзақ жылдар бойы қолданыс таппақ (Скалкин Ф.В.
ж.б., 1981).
Энергетикада қоршаған ортаны ластаудың негізгі себептері жылу
электростанциялары болып танылады. Ең бір кеңінен сипат алып
отырғандары- жылу және химиялық ластанулар. Қолданғаннан кейін,
жанармайлар, көбіне толық жанып бітпейді, ал, қатты жанғыш заттарды
ЖЭС немесе ЖЭО қазандарында жаққаннан кейін, көп мөлшерде зола
қалдықтары, күкірт диоксиді, канцерогендер пайда болады. Олар
қоршаған ортаны ластайды және табиғаттың барлық компоненттеріне
әсерін тигізеді. Мысалы, күкірт диоксиді атмосфераны ластай отырып
"қышқылдық жаңбырлар" жаудырады (Глазовская М.А. 1992). "Қышқылдық
жаңбырлар" топырақты қышқыл күйге айналдырады, тыңайтқыш заттардың
қолдану тиімділігін төмендетеді, сулардың қышқылдығын өзгертеді, су
қауымдастығының су түрлеріне өзгеруіне себеп болады (Глазовская
М.А. 1992, Лосева К.С. 1989). SO2 жер бетіндегі өсімдіктерге де
маңызды түрде әсер етеді (Кравкина И.М., Лянгузова И.В., 2002).
Энергетика саласында, қоршаған ортаны ластаудың тағы бір түріне, су
қоймаларына ластанған ағын суларды ағызу, жатады. Жерасты суларын
ластау көзі болып көптеген золошлактарды шығару екені белгілі
(Скалкин Б.С. және т.б.1981).
Дүниежүзінде ластайтын заттардың түрлері өте көп, жаңа
технологиялық процесстердің дамуына байланысты олардың саны да өсіп
отырады. Бұл жағдайда ауыр металлдың артықшылығы басым, осыған орай
бірінші орында қорғасын, кадмий әсіресе, сынап тұр, оның үнемі
қарқынды қозғалысы мен жоғары токсинді метилсынапқа айналатындығы
(Худолей В.В., Ильнинский А.П. т.б., 1993). Химиялық элементтер
арасында ең токсиндісі ауыр металлдар болып есептеледі (Wood
J.M.1974).
Әртүрлі ортаны ауыр металлдармен ластау, көбіне өндірістік
орталықтарда көрініс табады. Мысалы, ластау ошақтары Hg, Pb, Zn,
Cd, қара және түсті металлургия зауыттары екендігі дәлелденген, көмір
шахталарында жанатын террикондар және басқа да өнеркәсіп орындары
(Панов Б.С., Шевчеко С.Ю. 2002). Түсті металлургия орталықтары
айналасында топырақтағы металлдар бөлігі 5- шектеулі көрсеткіштер
коэфицентін құрайды немесе фондық деңгейден 1-2 есеге артық (Сатаева
Л.В., Вертинская Г.К., Малахов С.Г., 1990).
Қара металлургия мекемелерінің төңірегіндегі топырақ
құрамындағы кобальт, молибден, висмут, вольфрам және цинктің қалыпты
жағдайы фондық деңгейден 10 есеге артады; темір рудасы өндірісінің
айналасында осы көрсеткіштер- қорғасынға, күміске, мышьякқа қатысты
(Копылова Л.И., 2003).
Ауыр металлдардың гидросфераға түсу көздері әртүрлі
(Покровская С.Ф., Касатикова В.А., 1987). Металлдардың негізгі бөлігі
гидросфераға ағын сулармен түседі. Орташа есеппен ірі өзендердің
ағысының 10-20% ағын сулардан құралады, ал индустриалдық
аудандардың кішігірім өзендері-30-40%, кей кездерде 90% -ға жетеді
(Панин М.С. 1997).
Қоршаған ортада техногендік жиынтықтардың жоғары қарқынына
байланысты мына сегіз элемент -Hg, Zn, Cd, Pb,Cr, Cu, Ni, As
артықшылығы басым токсиндік элементтер ретінде, ЮНЕПтің, қоршаған
ортаның жаһандық мониторингі бағдарламасында танылды.(Добровольский
В.В. 1983).
Техногендік ластанудың қоршаған табиғи ортаға әсері. Қазіргі
әлемде экологиялық проблемалардың маңыздылығы үнемі артуда. Халық
санының өсуіне байланысты, ғылыми- техникалық прогресстің дамуына,
шаруашылық айналымына тартылған заттардың санының және көлемінің
өсуі салдарынан адамзат қоғамының табиғатқа өзгеріс енгізу әсері
күшейе түсуде. Биосфераның өмір сүруін қамтитын негізгі жүйелердің
істен шығуы, бірінші кезекте мақсатты тұрғыдан бағытталған
антропогендік әсерлермен байланысты. Адамның биосфераға кері әсерінің
басты және ең көп тараған түрі ластану болып есептеледі. Адамға және
табиғаттың экожүйесіне қауіп тудыратын заттар, қоршаған ортаға түсіп
оның әр элементтерінде жинала береді.
1.2 Қоршаған ортаны ауыр металлдармен ластауға байланысты
проблемалар.
Биосфераны ластаушылар арасында, ауыр металлдар, ең қауіптілер
қатарына жатады, олар баяу экологиялық катастрофаға ықпалдайды. Ауыр
металлдар қатарында олардың біреулері тірі организмдерге өте қажет,
сондықтан биогендік немесе эссенциалды элементтерге жатады (цинк,
мыс, темір, кобальт, хром, молибден т.б.). Ал, кейбіреулері қарама-
қарсы әсер тудырады, негативті жағдайларға алып келеді (сынап,
қорғасын, кадмий, олово, никель, барий, титан т.б.). Бұл металлдар
ксенобиотиктер классына жатады. Олардың ішінде сынап, қорғасын және
кадмий өте токсинділері (Панин М.С., 1997, Давыдова С.Л., Тагасов
В.И., 2002).
Қазіргі кездерде топырақта, басымырақ экотоксинаттар қатарына
жататын, мына металлдар Cu, Zn, Pb, Cd, т.б. өте көп мөлшерде
индустриалдық аудандардан ғана табылып қана қоймай, ауыл
шаруашылығында қолданылатын жерлердің топырағында да табылуда
(Подколзин О.А. 2005). Антропогендік ластанудың салдарынан өте көп
мөлшерде ауыр металлдар топыраққа түсіп, ең алдымен оның биологиялық
(Олишевская С.В. т.б. 2003), химиялық және физикалық (Глазовская
Г.О., 1992), қасиеттеріне әсер етеді, топырақтың құнарлылығын
нашарлатады.Онымен қоса, ауыр металлдар өсімдіктерге тікелей әсер
етеді, олардың бойына топырақ арқылы кіріп зат алмасуын бұзады. Ақыр
соңында бұл екі процесс те өсімдіктердің өнімділігін мен сапасын
төмендетеді (Сысо А.И., Бокова Т.И., 2002).
Қазақстан кең байтақ жер ресурстарымен бай, оның жалпы
көлемі 272 млн. га. Олардың ластанғандарының көлемі 100 млн. га.
(Панин М.С., 1997, Давыдов С.Л., Тагасов В.И., 2002). Ауыр
металлдармен Қазақстанның көп өңірлері ластанған. Олардың бірқатары
Қарағанды (29,4% ), Шығыс-Қазақстан (25,7% ), Қостанай (17% ) және
Павлодар облыстарында шоғырланған. Шығыс-Қазақстанда аумағы 18 мың
кв. км. қорғасын-цинк техногенді биохимиялық провинциясы, 5,0 мың кв.
км. мыс, 3 мың кв. км. мышьяк провинциялары, Ақтөбе облысында
биогеохимиялық хром провинциясы құрылды (Бигалиев А.Б., Бельдебаева
Р.М., 1998). Ластауыш заттардың құрамы 170 түрліге жақын заттар.
Олардың ішіндегі ең басым токсинаттар Zn, Cu, Cd, Pb болып есептеледі
(Глазовская В.И. 1992). Ертіс өзененінің бассейні ластанған және
халықтың тұрғылықты өмір сүруіне қауіпті. Бұл өнеркәсіп орталықтарына
жақын жатқан жайылымдарда сиыр сүтінде қорғасын санитарлық нормадан
12 есе артық, орташа есеппен облыс бойынша 6 есе.
Кадмий ауыр металдар қатарына жатады, көбіне бұлар қалдық
мөлшерінде кездеседі. Сондай-ақ, адамның индустриалдық қызметі мен
ауылшаруашылықтағы тәжірибесі топырақ құрамында Cd деңгейін көтереді.
Жан-жақты қолданылатын тыңайтқыштар мен пестицидтерде металлдың көп
мөлшері болуы мүмкін, олар ұзақ уақыттар бойы топыраққа
тыңайтқыштармен бірге түседі. Cd топырақтағы көп пропорциясы өсімдік
бойына жылдам барады. Өйткені, жылдам ерігіш фракция өзінің көлемінен
35% дейін жетеді (Панин М.С. 1997). Сонымен қатар, Сd басқа ауыр
металлдармен салыстырғанда Zn, Cu немесе Pb қол жетімділігі жоғары,
сіңірілуінің жоғары биологиялық коэффициенті бар. Зерттеудің
мөлшерлік қорытындысындағы ауыр металлдардың шикі сүтте болуы, ШҚО-
ның Семей өңірі бойынша мына көрсеткіштерді атап өтуге болады: 30
ауылшаруашылық аймақтың 6 шаруашылығында Cd құрамы 1-4 шектеулі
концентрациясы, 5 шаруашылықта 1,5-3 шектеулі көрсеткіштер болды
(Панин М.С. 1997). Кадмий мен қорғасынның жоғары деңгейде жинау
қабілетінің нәтижесінде және ұзақ кезең бойында ең қауіпті токсиндер
болып саналады. Жануарлар мен адамның организміне түскен кезде, олар
бірінші бауырды, бүйректі, орталық жүйке жүйесін зақымдайды,
ферменттік жұмысын және метаболизм үрдісін төмендетеді. Cd арналған
жергілікті жоғары концентрациясын жасауға мүмкіндік туады. Ол ас
түзілу тізбегі арқылы оңай ауысады және биологиялық объектілерде
аккумуляцияланады. Кадмий 2Б топтағы канцероген ретінде жіктеледі,
олар ісік ауруларын пайда қылады (Довыдова С.Л., Тагасов В.И.).
Кадмий мен қорғасын жоғары токсинді металл болып саналады, өте аз
мөлшердің өзінде биохимиялық белсенділігі басым, жиналу тиімділігі
биоконцентрацияға бейім. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (ДДСҰ)
астағы Cd максималды шегін шектік маңызын 60-70 мкг етіп бекітті
және халықаралық тамақ комиссиясының кодексі бойынша 0,1 мгкг
лимитін бекітті, бұл көрсеткіш халықаралық нарықтарда сатылатын
дәнді-дақылдар мен майлы тұқымдарға арналған (Давыдова С.Л.,
Тагасова В.И.). Дәнді-дақыларға арналған өте көлемді аумақтар кадмий
қалдықтарымен ластанбаған немесе аз мөлшерде ластанған, олар
тыңайтқыштар мен атмосфералық ластану арқылы топыраққа түседі. Қатты
бидай, зығыр, күнбағыс, картофель сияқты кейбір дәнді-дақылдар
кадмиймен мөлшерден көп максималды деңгейде аккумуляцияланады.
Цинк пен мыс биомикроэлементтерге жатады, олардың аз мөлшерде
тірі организмге түсуі қажеттілік болып есептеледі, бірақ бекітілген
мөлшердің ұлғаюына байланысты токсиндік қасиеті артады.
Жылықандыларға қатысты токсиндік дәрежесі бойынша цинк қауіптің
бірінші классына жатады (Алексеев Ю.В., 1987).
Өсімдіктен жасалған тамақтардың сапасына қатысты мәселелердің
өзектілігін, Германияда алынған мәліметтер көрсетеді. Бұл мәліметтер
бойынша, адамның ағзасында жиналған ауыр металдар су мен ауаға
қарағанда, көбіне тамақтың арқасында түзіледі (Давыдова С.Л., Тагасов
В.И., 2002).Ауыр металдың шектен тыс құрамы ауылшаруашылық дәнді-
дақылдарының өнімділігін шектейтін және өнімнің сапасын төмендететін
фактор болып табылады.
Топырақтағы көп мөлшердегі ауыр металдарды детоксикациялауға
бағытталған жаңа технологияларды енгізу мен қалдықтарды ұстап
қалушылармен қатар, биологиялық әдістерді де енгізу керек. Қоршаған
ортаның сапасын реттеудің тәсілдерінің бірі, ластаушыларды бойына
минималды деңгейде жинайтын өсімдіктердің толерантты сорттарын құру
мен қолдану болып табылады. Ластанған топырақта өсірілген өсімдіктер
ластануға жауапты реакция ретінде түраралық және сортаралық
айырмашылықтарды көрсететіндігі анықталған. Сонымен қатар,
экотоксиканттар өсімдіктердің түрлі мүшелерінде орналасқан (Молчан
И.М., 1996; Ильин В.Б., 1991). Бидайдың гексаплоидтік сорттарын
зерттеген кезде кадмийдің өсімдіктің мүшелері бойына тараған
иондарының генотиптік өзгешеліктері анықталды (Cakmak I. et. al.,
2000).
1.3 Қоршаған табиғи ортаның сапасын реттеу
Қазіргі кезде техногенді ластанған ландшафтарды қайта тазарту
жолдарына қатысты тәжірибелік зерттеулерге айтарлықтай көңіл
бөлінуде. Техногенді ластанған топырақтарды қайта қалпына келтіруде
екі түрлі басты бағыттар бар, олар: бірінші - топырақ құрамына
металло - токсиканттарды бекіту және мүмкіндіктерді жасау, олардың
көмегімен аз көлемде мобильды формалар жасау мен олардың трофикалық
тізбектерге сәйкестендіріліп түсуі. Екінші бағыт (ремедиация) -
принципиалды тұрғыда бірінші бағытқа қарама - қарсы, бұл бағытта
ыңғайлы мүмкіндіктер мобильды форма жасауға ықпалданған, олар өте
жеңілдетілген түрде өсімдіктердің бойына тарайды және жиналады.
Келешекте бұл өсімдікті жоятын болсақ, токсинатты табиғи айналымнан
шығарып алуға болады.
1.4 Техногенді ластанған ландшафттарды қайтадан қалпына келтіру
әдістері
Жоғарыда айтылғандай, ластанған топырақты қайта қалпына келтіру
мобильды формаларда құрамын реттеуде іске асыру арқылы орындалады.
Осындай жолдардың бірі, агромелиоративті іс-шараларды дамыту,
техногенді ластауыштарды едәуір төмендетеді немесе толығымен жояды,
ауылшаруашылық дақылдарының өсуін және жетілуін олардың өнім болып
шығуын қамтиды. Органикалық тыңайтқыштарды енгізу, қорғасын және
кадмиймен ластанған топырақтарды қайта қалпына келтіру тәсілін тиімді
түрде қолдануға мүмкіндік береді. Форфорлы минералды тыңайтқыштар
топырақтан қорғасынның бөлініп шығуын Zea түріндегі өсімдіктер арқылы
орындайды. Фосфаттар топырақта Pb, Zn және Cu иммобилизациялайды
(жинақтайды), дәл осы ауыр металдармен, енгізілгеннен бір жыл
өткеннен кейін (Погожин Ю.П. және басқалары 2005).
Ауыр металдарды иммобилизациялаудың негізгі тәсілі - әктеу. Бұл
тәсіл ауыр металлдардың көбін қатты фазаға айналдырады және олардың
сұйық фазадағы концентрациясын күрт төмендетеді, өсімдік бойына
таратады (Окорков В.В., 2004. Ильинский А.В. және т.б 2005).
К.Е.Сокаев және басқалардың зерттеулерінде көрсетілгендей, ауыр
металлдармен ластанған топыраққа тиімді мелиорациялық іс-шараны тек
ащы топырақты әктеу арқылы ғана емес, сондай-ақ жартылай шіріген
қиларды қолданады, қилар топырақтағы ауыр металдарды жойып, өңдейді.
Өсімдіктердің нәрленуіне ықпал келтіреді, ауылшаруашылық өнімдерді
токсиндік элементтермен ластануын азайтады (Сокаев К.Е. және т.б.
2004). Сондай-ақ осы мақсатты орындауда бокситтерді қолданады, осы
қоспалар топырақтағы фитотоксинді деңгейін төмендетеді: биомассаның
шығуы көбейді және өсімдік құрамындағы метал азайды.
Байланыстырушы заттарды қосу арқылы ауыр металды байлау: цемент
портланы, гидратирленген әк, натрий метасиликаты міне осылар
ластанған топырақты ауыр металлдардан тазалайтын тиімді тәсілдер
болып табылады. Сонымен қатар, осы мақсатта қолданылатындар: саз
балшық, өтпелі торф, цеолит, доломитивті ұн (Касатиков В.А. және т.б.
2003), алюмосиликат, диатомит, золо қалдықтары, бетонит,
золошлактанған қоспа, көкбалшық (Иванова О.Г., 2003).Бұл
агромелиоранттар жоғары мөлшердегі катиондық алмасу қасиеттері бар
және ауыр металдардың қозғалыстағы формаларын сіңіріп алу
мүмкіндіктері бар. Сондай-ақ қорғасынмен ластанған топырақты қайта
қалпына келтірудегі, сіңіріп алу қасиеті бар биомасса негізінде
жасалынған Penicillium Chruzogenium мәліметтері қолданылады.
Ластанған топырақтағы қозғалысты қышқыл ерітінділі форманы сіңіріп
алу қасиеті арқылы ауыр металдардың мөлшерін азайтады (Ефремова Н.Е.,
Ли В.Ч., Муравьева М.Б., 2003).
Ластанған топырақты фитомелиорация әдісімен кең зерттеулер
жүргізілуде. Фиторемедиация ауыр металлмен ластанған топырақты
қалпына келтіру әдістерінің бірі болып есептеледі. Ол тәсіл
өсімдіктің топырақ құрамынан, ластайтын заттарды едәуір мөлшерде
сіңіріп алу мүмкіндігіне негізделген. Сіңіріп алғаннан кейін бұл
өсімдіктер жойылуға бағытталған. Фиторемедиация өсімдіктерді -
фиторемемианттарды арнайы таңдап алуды көздейді, ол өсімдіктер
өнімдік фитомассаны құрайды, токсинатарды белсенді түрде шығарып
тастайды (Буравцев В.Н., және т.б. 2005). Ауыр металдардың әсеріне
төзімді өсімдіктер жабайы өсімдіктердің арасында да, мәдени дақылдар
түрлерінің арасында кездесе береді, мысалы, мақта, қызылша, кейбір
бұршақ тұқымдастар және дәрілік өсімдіктер. Топырақтың қорғасынмен
ластанған жағдайында бұл мақсатта бұршақ дақылдарын қолдануға болады:
вики, люцерн, бұршақ және де сахалин қарақұмығы, бұл дақылдар 1 жыл
көлемінде 1га 24 кг. қорғасынды және 2,3 кг. кадмийді өз бойына
сіңіріп алады. Оны егістікте бірнеше қайта қолдану, ауыр металлдардың
концентрациясын едәуір мөлшерде төмендетеді (Ильинский А.В., 2003).
Қорғасын және кадмиймен ластанған жұмсақ топырақта фитомелиорант
ретінде ракитникті пайдалану тиімді. Бұл дақылды егу, экономикалық
және экологиялық жағынан едәуір тиімділіктер береді. Сонымен қатар,
топырақта металдың көптігі көрініс берсе, көп жылдар бойы қолдана
беруге болады (Баран С., Кжывы Е., 2003).
Сондай-ақ соңғы кездері ауыр металлмен ластанған топырақты фито
қалпына келтіру зерттеулері хелат агенттерін пайдалану арқылы пайда
болуда. Ауыр металлдар, топырақтан табиғи хелатты құрайтын
қышқылдардың көмегімен шығарылып тасталады. Шығарылып тасталудың мына
көрсеткіштеріне оптималды жағдайда қол жеткізілді (%): Ni - 43, Cr -
60, Cd - 63, Zn - 70, Pb - 80, Cu - 84. Хелаттық қосылымдар
этилендиаминтетрауксустық және лимон қышқылы т.б. өсімдіктің өсу
кезеңінде аз мөлшерде қолданылады. Сонымен бірге, хелаттық
қосылымдарды ағаштың аккумуляциялау мүмкіндіктерін арттыруда
қолданады.Ағаш өсімдіктері, ауыр металлдарды ластанған топырақтан
фитоэкстракциялауға қолайлы, өйткені, олар үлкен көлемде биомасса
қалыптастыра алады. Дегенмен, ағаш өсімдіктерінің біразы ауыр
металлдарды гипераккумуляциялау топтарына жатпайды. Сондықтан да,
олардың сіңіріп алу қабілетін ұлғайтуға арналған,
этилендиаминтетрауксустық қышқыл қолданылады, өйткені қышқылдың
көмегімен поллютанттардың қозғалысы жылдамдайды. Осындай хелаттық
агентті қолдану, өсімдіктердің кадмийді аккумуляциялауға қабілетін
1,5- 5,3 есе арттырды (Автухович И.Е., Автухович Е.В., 2004).
Дегенмен, бұл тәсілдердің, ластанған заттарды тазалау және
бекітудегі, тиімділігін арттыру үшін уақыт керек, бұған мысал ретінде
- топырақты әктеу тәсілі үнемі тиімді нәтиже бермейтіндігін айтуға
болады (Окороков В.В., 2004). Қоршаған ортаның ластану проблемасының
ең жақсы шешімі, өсімдіктерді генетикалық төзімділігін ескер отырып
өсіру болып саналады (Kuhne T., 2002). Қазіргі кезде, дақылдарды
экологиялық қауіпсіз технологиялармен өңдеу жүйесінде жаңа ғылыми
бағыт пайда болды - бойына ластауыштарды ең төмен деңгейде жинақтаушы
сорттарды селекциялық жолмен қолдану.
1.5 Металға төзуге бейімделген селекция
Қоршаған ортаның қолайсыз және патогендік жағдайында, толық
немесе жартылай төзімділікке бағыттайтын өсімдіктердің қасиеті,
генетикалық жақсартудың дәстүрлік мақсаты болып саналады. Жыл сайын
өнімдердің көп бөлігі аурудан және абиотикалық стресстер салдарынан
жарамсыздыққа ұшырайды. Бұндай ысыраптардың деңгейін төмендетудегі
тиімді стратегия, толерантты гені бар, биотикалық және абиотикалық
әсерлерге төзімді сорттарды қолдану әдістері. Соңғы он жылда әртүрлі
ауруларға және зиянкестер мен ортаның қолайсыз жағдайларына төзімді
өсімдіктердің жаңа сорттарын шығаруда маңызды жетістіктердің бар
екендігін айта кеткеніміз жөн (Motto Mario, 2001). Тәжірибе түрінде
маңызды, шешілуі тиіс күрделі проблемалар, ірі өнеркәсіп
орталықтарының аймағындағы агроценоздардың ауыр металдармен ластануы.
Ауыр металдар адамның және шөппен қоректенетін жануарлардың ағзасына
көбіне өсімдік қорегімен келіп түседі, ол зиянды заттрдың қуаттануы
көбіне топырақта, сондықтан топырақ - агрохимиялық және селекциялы
генетикалық ізденістер ерекше маңызды болып отыр.
Бірқатар авторлардың ізденіс жұмыстарынан, ластанған топырақта
өсірілген өсімдіктердің айырмашылығы жауап беретін реакциялардан
әлдеқайда жоғары көрініс тапқан (Молчан И.М., 1996, Ильин В.Б.,
1991). Ауылшаруашылық дақылдардың кейбір сорттарының түрі маңызды
түрде өзінің төзімділігімен ерекшеленеді, бұлар селекциялық әдіспен
техногендік төзімділік белгілерін көрсетіп отыр. Геохимиялық
экологияға сай, тек жеке түрлердің арасында ғана емес, әрбір жеке
табиғи популяция фенотипикалық және генотипикалық гетерогенді
сезімталдықтың химиялық элементтердің ерекше концентрацияларына
көрініс тапқан. Өсімдік дақылдарын селекциялық, генетикалық зерттеу
жұмыстары осы мәселені дәлелдеп отыр (Гамзикова, 1994). Демек,
әлемдік өсімдіктер генофоны топырақ ластауыштарына қарсы әртүрлі
формадағы төзімділік әдістерін бекіткен.
Ауыр металдарға қарсы төзімділіктің Triticum түрлік және
сорттық варианттарын Гамзикова және Барсукова көрсеткен (1994). Бұл
авторлар Ni (никель) және Cd (кадмий) әсеріне қарсы төзімділіктің
Triticum бойынша генетикалық қорын зерттеген. Олар, эксперимент
ретінде, түрлер арасындағы және түрлер бойындағы полиморфизм
төзімділігінің Triticum Ni (никель) және Cd (кадмий) кең спектрлі
дәлелдеп, баға берді. Никель мен кадмийге ең төзімді мына түрлер
екендігі анықталды: Tr. compactum, Tr. turanicum, Tr. durum, Tr.
aestivum. Ауыр металдарға төзімділік жағынан Triticum едәуір
варианттылықтың түрлік және сорттық деңгейлері табылды, бұл оның кең
ауқымды ішкі популяциялық тербелісін сорттық деңгейде дәлелдейді.
Түрлердің металлға төзімді популяцияларын шығару мүмкіндігін оның
генетикалық өзгеріске түсуін көрсетеді (Экстрималды жағдайда
өсімдіктердің минералдармен қоректенуі, 1983). Бидайдың генофондық
скринингінде алынған материалдар негізінде және О.И.Гамзикованың
генетикалық модельдерін қолдана отырып, эдафикалық төзімділікті
селекциялық әдіспен басқару мүмкіндіктерін жетілдіреді (Гамзикова
О.И., 1994).
Өсімдік генотиптерінің ластауыш заттарға қарсы төзімділігін
нығайтудағы басты бағыт - өнімнің тауар бөлігіндегі ластауыштардың
жиналуын азайту. Бұндай жетістіктерге әртүрлі генетикалық
механизмдерді қолдана отырып қол жеткізуге болады. Осы мәселенің
шифрін ашу, қолайсыз ластанған жағдайларда таза және мол өнім беретін
сорттарды алуға қажет. Аз мөлшерде бойына ластауыштарды жинайтын
сорттардың биологиялық ерекшеліктерін зерттеу, әлемдік генофонды
келешек селекциялық жұмыстарға бағытталған түрде үлгілерді таңдап
алуға мүмкіндік береді. Әдебиетте көрсетілген мағлұматтар осыған
дәлел, ауыр металлдарды бойына аз мөлшерде жинайтын сорттарды жасап,
дән мен генотип шығару маңызды корреляциясы ...
Өндірісте техногендік жағынан төзімді ауылшаруашылық дақыл сорттарын
жасау және оларды қолдану алдымызға маңызы зор мақсаттар қояды,
жабайы және мәдени өсімдіктердің генофонын зерттеу оларды донор
ретінде анықтау, аз мөлшерде ластаушыларды бойына жинау болашақ
өнімнің басты қаситеті (Молчан И.М., 1996).
Өсімдіктердің сіңіріп алуы, жинауы және химиялық өсімдіктерді
қолдану қабілеттері генетикалық тұрғыдан детерминация жасалынғаны
бізге белгілі (Гамзикова О.И., Барсукова В.С., 1994). Өсімдіктердің
минералды қоректену элементтерін бойына сіңіруі, эволюциялық
адаптация кезінде қалыптасады, ол әртүрлі деңгейдегі қоректенетін
ортада болатын заттарды генетикалық түрлеріне байланысты
өсімдіктердің минералды элементтермен қоректенудің физиологиялық
себептері генотиптік специфика бірыңғай емес: олар иондардың алғашқы
сіңіру механизмінің әртүрлілігіне себепкер болады, олардың болашақ
трансформациясы мен метаболизміне...
Жұмсақ бидайдың ауыр металлға төзімділігі цитоплазмалық бақылау
генофонында эксперименталдық тұрғыда дәлелденген. Жеке бір ауыр
металлдарға байланысты генетикалық төзімділікті бақылау жайында анық
пікір жоқ, ал әдебиетте көрсетілген мағлұматтар бір-біріне
үйлеспейді. Өсімдіктердің әрбір элементтеріне талап жеке ген арқылы
қойылатыны жайында болжам бар (Гамзикова О.И, Барсукова В.С.).
Көптеген культивацияланған өсімдік түрлері А.А Жученконың
пайымдауынша, (Жученко А.А., 2001) алюминий мен марганец
токсиндеріне төзімділігі бір ғана доминантты генмен қадағаланады,
бүгінгі күндері, алюминийдің өсімдікке түсуін болдырмайтын немесе
төмендететін сорттар Triticum, Secale, Triticale жасалынды, тіпті
концентрацияның өсімдік бойында 100 есе көтерілген жағдайында топырақ
субстраттарына әсері бар. Демек, генетикалық бақылау кезінде иондарды
сіңіру моно-, дигенді, сондай-ақ күрделі генетикалық жүйе арқылы
жүзеге асырады, олар гендердің коадаптациялық блогын іске қосады.
Зерттеушілер стресстердің кейбір комбинацияларына көпжақты
толеранттылықтың бар екендігі туралы нәтижеге келеді. Топырақтың және
ауылшаруашылық өнімдерінің үнемі ластануының ұлғаюына байланысты
селекцияда бойына ластауыштарды өте аз жинайтын сорттарды құрастыру
және қолдану (дақылдарды өңдеудегі экологиялық қауіпсіз технология
жүйесі) жағынан жаңа ғылыми бағыт пайда болды. Ластанған аумақтардан
таза өнімдер алуды қамтитын минералдық - генетикалық қорек ретінде
сорттарды жасаудың теориялық негізі. Демек, экологиялық таза
технологияларды құраушылардың бірі, өнімнің тауар бөлімінде
экотоксиканттарды минималды дейгейде бойына жинайтын, ауылшарушылық
дақылдарының техногенді - төзімді сорттарын жасау мен қолдану болып
табылады.
Молчан И.М. (1996) техногенді төзімді сорттардың селекционды
маңызды көрсеткіштерін атап көрсетеді: иілгіштігі, вегетациялық
кезеңінің ұзақтығы, өнімділігі, тамыр жүйелерінің өлшемі мен
таңдалмалығы, өсімдіктің белгілі бір бөліктеріндегі детоксикация мен
экотоксиканттардың локализациясы.
Негізінен биологиялық және агрономиялық төзімділік деген
түсініктер бар. Биологиялық төзімділік - қатты ластану жағдайында
өнімнің дамуы мен құрылуын және өсу үрдісін едәуір тоқтатып,
өсімдіктердің тірі қалу қабілеті. Агрономиялық төзімділік - орташа
ластану жағдайында өсімдіктердің қанағаттандырарлықтай өнім беру
қабілеті. Аса иілгіш сорттар жылдарға байланысты, өзінің
төзімділігінің (толеранттылығы) арқасында тұрақты өнім бере алады.
Әдетте үстем мәселе болып (қоршаған ортадағы токсикалық заттардың
төмен болуы жағдайындағы ауылшаруашылық өнімі ластанса) тірі қалу
қабілеті емес, ал иммунитеттің және спецификалық емес қорғаныстың
бұзылуына байланысты толераттылық саналады (Молчан М.С., 1996).
Тез пісетін сорттар баяу пісетін сорттарға қарағанда
ластаушыларды азырақ жинайды (Харборн Д., 1985). Солтүстік Уэльстің
кен аймақтарында өсетін сұлының өсімдік қауымдастықтарын зерттеуде,
қорғасын, мыс және цинкке төзімді популяциялар да өзінің тез дамуымен
сипатталатыны туралы нәтиже жасауға мүмкіндік берді (Харборн Д.,
1985). Қысқа кезеңде минералды қоректік заттар онтогенездің бастапқы
уақыттарында, бойына сіңіру және жинақтауға себепші болғандықтан,
метаболизмнің биосинтетикалық бағыт алуына байланысты, қарқыны
азаяды. Бұршақ дақылдарының ерте пісетін сорттары вегетация
мерзімінің қысқаруы, көктеу -уату кезеңінің азайтылуына байланысты
өтеді, бидайдың дәндену фазасы, орта кезеңде пісетін және баяу
пісетіндерге қарағанда, ұзақ өтеді. Жылдам пісетін сорттардың айрықша
биологиялық маңызды ерекшеліктері, таза өнім алуға көмектесетін, аз
қолдану мен оларды тамақтану элементтерін рационалды пайдалану болып
табылады. Бұл сорттар минералды тыңайтқыштарға бейімделгіш және
энергетикалық рационалды және агрохимиялық эффективті болып саналады
(Кумаков В.А., 1985 - М. 38).
Ластанған алқаптардан таза өсімдік өнімдерін, өсімдіктердің
биомассаларын ұлғайту арқылы алуға болады. Бұл ретте, өнімнің
ластануының азаюы өсімдік құрамында ластаушылардың төмендеуіне,
сондай-ақ, оның топырақтан өсімдікке енуіне байланысты (Молчан И.М.,
1996).
Ластауыштар негізінен топырақтың жоғарғы қабаттарында жиналады,
неғұрлым өсімдік минералды тұздарды тереңірек қабаттан сіңірсе,
соғұрлым топырақтан оның бойына ластауыш заттар аз өтеді (Корнеев
Н.А., 1977 - м, 40). Тамыры терең өсетін сорттарды шығару мен
қолдану, өсімдіктің бойына экотоксиканттардың өтуін азайтуға
мүмкіндік береді. Ластауыштарды сіңіруге әсер ететін, өсімдіктердің
едәуір сипаттамаларының бірі, тамырлардың катион алмастырушы
сыйымдылығы (ТКС). ТКС көптігі өсімдіктердің ластауыштарды артық
мөлшерде сіңіріп алуына себеп болады (Молчан., 1996). Тамырлар
жүйесінің іріктеу қасиетінің төмендеуіне байланысты, өсімдіктердің
аккумуляциялау қабілетін реттеу, ластауыштарды көп мөлшерде өткізбеу
мақсатындағы маңыздылығы орын алады. Тамырлар сіңген ластауыштарды
өз бойында ұстауға қабілетті, сол себепті ластауыштар өсімдіктің
бұтақтарына тарамайды. Басқа ізденіс жұмыстарында көрсетілгендей,
ауыр металл өсімдіктердің бойында емес, тамырларында көп
жиналатындығына көңіл бөлінген, мысалы, жүгеріде мыс, бидайда хром
көп жиналады. Ластауыштар өсімдіктің топырақ үстіндегі бөлігіне
түскен жағдайда, иондарды флоэма элементтері өзіне сіңіріп алып,
қайтадан тамырға алып барады. Сондықтан, сіңіріп алынған мол тұздарды
өсімдік бойына жайылдырмай тамырға апарылады, өсімдік бұтақтарында,
жапырақтарында тұз өте аз мөлшерде қалады. Өсімдіктердің тамырлар
жүйесіндегі өте маңызды санитарлық функциясы осыны білдіреді.
Жемістерде тұздың мөлшері өте аз ауытқиды және ең кішкене көлемді
құрайды. Ортаның геохимиялық жағдайлары ұрықтар мен өнімдерге өте
әлсіз әсер етеді(Мочан И.М., 1996). Ластанған алқаптарды зерттеу
нәтижесі өсімдіктердің, бөгде қоспаларды детоксикациялау жүйесінің
бар екендігін анықтады. Өсімдіктер өз клеткаларындағы токсиндерді
зиянсыздандыра алатындығы белгілі болды, модификациялау арқылы
өсімдіктер оларды токсинсіз формаға айналдырады. Мысалы, алюминиді
инактивациалау механизмі, тамыр клеткаларынан бөлініп шығатын
гидроксин және фосфатты иондарды өзара байланыстыру арқылы жасалады
(Климашевский И. И., 1991). Өсімдіктер бойындағы ауыр металлдарды
гипераккумуляторлауда вакуолярлық компарментациялау немесе
токсинаттарды клеткалық қабырғалармен жапырақтарға байлау үлкен роль
атқарады. Ауыр металлдарды детоксикациялау жүйесінің бөлігі
фитохелатиндер болып табылады- ол металлды байланыстырушы пептидтер.
Ластауыштарды детоксикациялау өсімдіктің сыртында да жүре береді.
Төзімді өсімдіктердің тамырлары, қоршаған ортаға оң әсер ететін
заттар бөліп шығарады және сезімтал генотиптердің өсуін қамтиды.
Мысалы, зерттеулер күріш өсімдігі топырақтағы сутегі деңгейінің
төмендегенін көрсетеді, кадмиді күріш өсімдігімен топырақ
ризосферасынан тыс шығару, экстрадиция жасау топырақтағы тамыр
жүйесінен 1мм арақашықтыққа ауысады (Климашевский С.И., 1991).
Ластауыштарды детоксикациялау процессінде деструкторлық
микроорганизмдердің маңызы зор, олар сорттың агробиоценоздық табиғи
компоненттері болып саналады (Постнов И.Е. т.б., 1993). Ризосферлық
микроорганизмдердің түр құрамы және саны, түрдің спецификалық
мінездемесі ретінде зерттеулерде бекітілген (Панин М.С., Бирюков
Е.Н., 2003)
Биохимиялық қалыптылық проблемасы және ластауштарға қарсы
толерантты сорттарттарды жасау, сорттың жалпы гомеостазы және
селексияны ортаға үйретудің алдын алу, оның деңгейін көтеру
проблемасын қарастыру.Тұрақты өнімділігі бар, алдын алуға икемді,
адаптивті сорттар, метаболизмді, сапалы өнім, генетикалық жүйесі бар,
тыңайтқыштарды оңай қабылдайтын және минералды тыңатқыштарды пайдалы
қолдану, өнімнің бойында ластауыштардың өте аз ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz