В Карелии испытали горчицу в качестве растения-"аккумулятора" для поглощения цинка

Горчица оказалась идеальным растением-"аккумулятором" для фиторемедиации почв, загрязнённых цинком, установили в Институте биологии Карельского научного центра РАН. Результаты исследований опубликованы в международных научных журналах Plants и и Horticulturae, сообщает пресс-служба КарНЦ РАН в понедельник.

Фото: https://www.flickr.com/photos/7455055@N03/2293539456 by Amit Kaushal, CC BY-SA 2.0

В регионах с рискованным земледелием аграрии вынуждены с избытком подкармливать возделываемые культуры. Среди вносимых в почву веществ особое место занимает цинк. Этот полезный микроэлемент имеет свойство накапливаться.

Для очистки почв от ионов металлов применяется метод фиторемедиации – высадка поглощающих их растений. Но далеко не все виды пригодны для использования в этом качестве. Они должны не только эффективно поглощать химикаты, но и не отравляться ими, а также хорошо расти в неблагоприятных условиях.

Физиологи растений Института биологии испытали два растения-"аккумулятора" – горчицу сарептскую и горчицу белую. «Горчица сарептская накапливает ионы металлов в надземной биомассе, горчица белая — в корнях. Отдельно был поставлен эксперимент по смешанному посеву. Мы предположили, что такой вариант может быть еще более эффективным», – рассказала старший научный сотрудник лаборатории экологической физиологии растений Института биологии КарНЦ РАН Наталья Репкина, руководившая исследованием.

«Мы установили, что оба вида растений не различаются стратегией накопления, как считалось ранее, и накапливают цинк в надземной части в достаточно высоких концентрациях уже на стадии стеблевания, спустя 3–4 недели после посева, при этом содержание металла в субстрате заметно снижается. При более длительном выращивании «лучшего» эффекта очистки почвы не отмечалось», – добавила она.

Таким образом, уже спустя четыре недели горчицу можно скашивать. При этом она пригодна для различных применений – от корма скоту до производства масла и биотоплива.

Безопасность насытившейся цинком горчицы подтверждена анализами и ей есть объяснение. «При избыточном поступлении ионов цинка в клетки, у растений запускается каскад различных биохимических реакций, направленных на защиту клетки и обезвреживание ионов металла. На уровне целого растения защитные механизмы направлены на предотвращение избыточного поступления ионов металлов в семена. Проведённый нами анализ химического состава растений также это подтверждает: содержание цинка в семенах обоих видов горчиц было значительно меньше, чем в надземной части растений», – уточнила Репкина.

На субстрате с цинком горчица выросла даже лучше, чем на обычной земле. По словам заведующей лабораторией экологической биохимии Института биологии КарНЦ РАН Светланы Мурзиной, горчица сарептская получилась подходящей для пищевой промышленности благодаря повышенному содержанию ненасыщенных жирных кислот, а белая может служить отличным сырьём для биотоплива, потмоу что в ней больше триацилглицеринов.