Действие токсичных газов на растения

  . Вредное влияние токсичных газов на растения происходит путем прямого их воздействия на ассимиляционный аппарат и косвенно — через почву. Первое приводит к ухудшению роста, отмиранию органов, снижению количества и качества урожая, а второе уменьшает плодородие почвы, вызывает гибель полезной микрофлоры, отравление корневой системы, нарушение минерального питания и как след ствие — снижение урожая. Токсичные газы могут также усиливать накопление мутаций. У видов одно и то же вещество вызывает разные типы и разную степень повреждений. С другой сторо ны, сходные нарушения могут быть вызваны различными веществами. Токсическое повреждение растений зависит от получен ной ими дозы.
Дымовые газы действуют на растения комплексно. Сначала они вызывают большой спектр реакций, типичный для растений в стрессовой ситуации, а затем нарушают процессы жизнедеятельности клетки. При больших концентрациях ядовитых примесей в воздухе растения могут получить обширные ожоги и погибнуть, а длительное воздействие низких концентраций газообразных токсинов ведет к накоплению хронических нарушений. При этом у пораженных растений снижается устойчивость к засухе, холоду, вредителям. При больших концентрациях газообразных токсинов клетки деформируются, клеточный сок закисляется, повреждаются хлорофилл и хлоропласты, происходит сбой движения цитоплазмы и работы ферментных систем. Все это приводит к разрушению важных органических соединений и последующему отмиранию клеток (С. П. Васфилов, 2003).
Изменение фотосинтетической активности листьев служит чувствительным показателем их повреждения загрязняющими веществами, так как одна из первых мишеней их действия — фотосин- гетические реакции. Попав внутрь листа, токсичные газы запускают на свету процессы фотоокисления белков, аминокислот и других важных веществ. В клетках мезофилла накапливаются пероксид водорода и кислородные радикалы, ингибируются одни ферменты (каталаза, кислая фосфатаза) и активизируются другие (например, пероксидаза, разрушающая гормон — индолилуксус- пую кислоту), деградируют тилакоиды, набухают и разрушаются к поропласты. В результате у сосны (Pinus sylvestris), например, фотосинтез может снижаться более чем вдвое, причем ингибиру- с гея он задолго до появления видимых повреждений.
Изменяются и другие физиологически важные процессы. Так, интенсивность дыхания сначала возрастает, а потом сильно падает. Токсичные атмосферные примеси даже в невысоких концентрациях могут в 1,5 — 2 раза снизить интенсивность транспирации. 11лпример, деревья в промышленных зонах часто начинают сухо- in* рпшнить, так как на верхушке кроны транспирация падает особенно быстро, а из-за нарушения движений устьичных клеток л пенной ход транспирации у поврежденных деревьев становится более изменчивым.
Нарушая ход важнейших физиологических и биохимических процес- t пи, тормозя рост и развитие и вызывая падение продуктивности, соединении токсичных газов сильно ослабляют растения. Например, одна из ш-риых реакций хвойных на загрязнение — снижение устойчивости к нм 1ким температурам. Атмосферные токсиканты сбивают естественную шилмнку вхождения деревьев в зимний покой, нарушая состав сахаров.

Например, сосны на загрязненных территориях позже входят в состояние покоя, который имеет меньшую глубину, и раньше из него выходят. Чист не завершившие переход к зимнему покою растения оказываются не готовы к суровым условиям зимы и сильно повреждаются морозом. 1ак, на Кольском полуострове при сильном загрязнении сернистым га- юм морозоустойчивость хвои сосны падает в 2 —4 раза. А выбросы мед- но-никелевого комбината привели там к гибели лесов на 40 тыс. га (А.Л.Федорков, 2002).
Токсины заметно изменяют внутриклеточные и анатомические структуры в растениях. Так, усиление окислительно-восстановительных процессов приводит к лавине неуправляемых реакций и нарушению компартментов клетки, повреждению органелл. В древесных побегах развиваются лизигенные межклетники, склери- фицируются первичная кора и флоэма, уменьшается доля вторичных тканей. В ксилеме увеличивается количество сосудов, но укорачиваются длина и диаметр их члеников. Так как деятельность камбия подавляется, то уменьшается растяжимость клеток и сокращается время камбиальной активности. У разных растений выраженность этих признаков неодинакова. Например, у осины (Populus tremula) работа камбия нарушается сильнее, чем у других тополей (Р. nigra, Р. alba) (К. Ф. Хмелев, В. Н.Хватова, 2003).
Разные органы и ткани растений неодинаково чувствительны к атмосферным загрязнителям. При действии дымовых газов прежде всего сильно нарушается углеродный и азотный обмен в ассимилирующей ткани. Поэтому листья растений быстрее стареют. Проводящие ткани страдают меньше, так как одревесневшие клетки почти не изменяются. Однако живые клетки флоэмы повреждаются довольно сильно (например, существенно подавляется их растяжение). Промышленные газы неблагоприятно действуют и на корневые системы. Значительно уменьшаются общая масса корней и число активных сосущих корневых окончаний.
Отрицательные последствия загрязнения окружающей среды широким спектром поллютантов разной природы находят свое выражение и в увеличении скорости мутационных и рекомбинационных процессов, увеличении генетического груза и падении биоразнообразия. Таким образом, повреждения растений в загрязненной атмосфере проявляются на разных уровнях, и общая устойчивость организма складывается за счет разных форм адаптаций.
Токсичность промышленных выбросов в разных условиях действует неодинаково. Так, ядовитость оксида серы зависит от температуры и световою режима. Поэтому самые сильные повреждения растения получают в полдень при максимальных освещенности и температуре, а минимальные ночью. На открытом месте повреждения также будут существеннее, чем в затенении. Сильное влияние на токсичность газов оказывает влажность воздуха. Например, при высокой концентрации сернистого газа увеличение влажности среды приводит к образованию сернистой, а затем серной кислот, в результате чего токсичное действие усугубляется. Усилить отрицательное действие газов при их высокой концентрации может безветрие. Отмечен также синергетический эффект, при котором загрязнители (например, соединения серы и азота) усиливают действие друг друга (Р.Гудериан, 1979). 

Еще по теме Действие токсичных газов на растения:

1. РЕАКЦИИ РАСТЕНИЙ НА ДЕЙСТВИЕ СРЕДЫ
2. ОТРАВЛЕНИЯ РАСТЕНИЯМИ С ФОТОДИНАМИЧЕСКИМ ДЕЙСТВИЕМ
3. растения, действующие на процесс тканевого дыхания
4. Изучение подострой и хронической токсичности. 
5. Токсины растений, действующие на центральную нервную и другие системы
6. растения с преимущественным действием на органы дыхания и пищеварительный тракт
7. Группы ядовитых растений по их действию на организм животных
8. РАСТЕНИЯ С ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫМ ДЕЙСТВИЕМ НА ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНЫЙ ТРАКТ И ОДНОВРЕМЕННО НА ЦЕНТРАЛЬНУЮ НЕРВНУЮ СИСТЕМУ
9. растения, вызывающие возбуждение центральной нервной системы и одновременно действующие на сердце, пищеварительный тракт и почки
10. РАСТЕНИЯ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ УГНЕТЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ И ОДНОВРЕМЕННО ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНЫЙ ТРАКТ N СсРДЕЧНО-СОСУДИСТУЕО СИСТЕМУ
11. Газовая фаза почвы
12. ОБ АКТИВНОМ МАРГАНЦЕ В ПОЧВЕ И ЕГО ТОКСИЧНОСТИ В СВЯЗИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ КИСЛЫХ ФОРМ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИИ [37]
13. Резорбция газов. 
14. ГАЗОВЫЙ СОСТАВ ВОЗДУХА