Интенсивность биологического накопления микроэлементов (цинка и меди) растениями Echinacea purpurea L. в условиях Западной Сибири

Актуальность. Для восполнения недостатка доступных для растений запасов элементов питания требуется внесение макро- и микроудобрений. Так как микроэлементы имеют способность мигрировать в системе «почва – растение», необходимо не только контролировать их содержание в данных системах, но и определять биологическую аккумуляцию растений, в том числе и лекарственных, с учётом конкретных зональных особенностей территории. Целью работы было изучение интенсивности биологического накопления цинка и меди эхинацеей пурпурной в условиях Западной Сибири.

Материалы и методы. Полевые опыты проводили в период 2016-2018 годов на луговочернозёмной почве южной лесостепи Омской области. В качестве объекта исследования была выбрана ценная лекарственная культура – эхинацея пурпурная. Медные и цинковые удобрения в ацетатных формах вносили по фону (N125). В почвенных и растительных образцах содержание подвижных форм Zn и Cu определяли атомно-абсорбционным методом.

Результаты. При внесении цинковых и медных удобрений содержание подвижных форм Zn и Cu в почве увеличилось по сравнению с контролем и фоном. При этом применение микроудобрений не привело к превышению ПДК. Содержание цинка в лекарственном сырье эхинацеи пурпурной при внесении микроудобрений изменялось от 9,9 до 17,1 мг/кг; меди –от 2,09 до 4,41 мг/кг. В вариантах опыта при внесении цинковых удобрений коэффициенты концентрации (Кк) цинка в почве были выше по сравнению с растениями (Ккраст. > Ккпочва). Обратная ситуация складывается по накоплению меди растениями. КкCu при внесении медных и цинковых удобрений в растениях выше, чем в почве: Ккраст. > Ккпочва. Для оценки интенсивности поглощения микроэлементов эхинацеей пурпурной использовали коэффициенты биологического поглощения (КБПZn,Cu), которые показали, что данная культура является концентратором цинка и меди, так как КБП > 1. Причем в растениях эхинацеи пурпурной более энергично накапливается медь (КБП > 10), по сравнению с цинком. Содержание микроэлементов в лекарственном сырье эхинацеи не превышало МДУ (Cu - 30 мг/кг, Zn – 50 мг/кг).  

1. Сысо А.И., Сиромля Т.И. Химические элементы и их соединения в почвах и растениях нативных и антропогенных экосистем Сибири. Биогеохимия химических элементов и соединений в природных средах: материалы III Международной школы-семинара для молодых исследователей. Тюмень, 23-28 апреля 2018 г. С.137-150.

2. Mohammadhassan R., Akhavan S., Mahmoudi A., Khalkhali A., Barzin R. Antiviral activity of Echinacea (Echinacea purpurea). International Journal of Biology, Pharmacy and Allied Sciences (IJBPAS). May, 2016;5(5):999-1005.

3. Duke J.A. Handbook of Medicinal Herbs, 2nd ed., CRC Press, Boca Raton, New York. 2002. 896 pp.

4. Persival S.S. Use of Echinacea in medicine. Biochemical Pharmacology. Jul, 2000;15;60(2):155-158. DOI: 10.1016/s0006-2952(99)00413-x.

5. Загуменников В.Б., Бабаева Е.Ю., Петрова А.Л., Малахова И.П. Изучение золы общей и влажности в траве эхинацеи пурпурной свежей. Химико-фармацевтический журнал. 2012;46(10):26-28.

6. Куркин В.А., Акушская А.С., Авдеева Е.В., Вельмяйкина Е.И., Даева Е.Д., Каденцев В.И. Флавоноиды травы эхинацеи пурпурной. Химия растительного сырья. 2010;(4):87-89.

7. Ražić S.S., Onjia A., Potkonjak B. Slavica Trace elements analysis of Echinacea purpurea - Herbal medicinal. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. December, 2003;33(4):845-850. DOI: 10.1016/S0731-7085(03)00338-8.

8. Фарниева К.Х. Эффективность интродукции и перспективы использования эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea (L.) Moench) в условиях РСОАлании: дис. ... канд. биол. наук: 03.02.14. Горский гос. аграр. университет, Владикавказ, 2015. 118 с.

9. Афанасьева Л.В., Аюшина Т.А., Рупышев Ю.А., Харпухаева Т.М. Особенности накопления микроэлементов в листьях Vaccinium vitis-idaea в светлохвойных лесах Икатского хребта. Химия растительного сырья. 2017;(4):159–164. DOI: 10.14258/jcprm.2017041939.

10. Уфимцева М.Д., Терехина Н.В. Фитоиндикация экологического состояния урбогеосистем Санкт-Петербурга. СПб.: Наука, 2005. 339 с.

11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

12. Жаркова Н.Н., Сухоцкая В.В., Ермохин Ю.И. Формирование урожая лекарственных культур (Tanacetum vulgare L., Echinacea purpurea L.) под влиянием эссенциальных микроэлементов. Овощи России. 2019;(5):72-76. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2019-5-72-76

13. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. 15 с.

14. ОСТ 10243 – 2000 Сено. Технические условия. Сборник отраслевых стандартов кормов и семян аридных кормовых культур. М., 2000. 12 с.

15. Корельская Т.А., Попова Л.Ф. Тяжелые металлы в почвенно-растительном покрове селитебного ландшафта города Архангельска. Арктика и Север. 2012;(7):1-17.

16. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высш. шк., 1975. 342 с.