Heavy metals and metalloids accumulation in organs of some representatives of the genus Paeonia L. under technogenic pollution conditions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper examines features of heavy metals and metalloids accumulation by decorative flower crops on the example of the generic complex Paeonia L. in the urbanized environment of Ufa. The objects of the research are four species (P. peregrina Mill., P. lactiflora Pall., P. lactiflora f. rosea, P. delavayi Franch.) (Family Paeoniaceae Rudolphi) and three varieties of hybrid paeony (‘Appassionata’, ‘Mustai Karim’, ‘Jeanne d'Arc’). The study of the elemental composition of the aboveground and underground parts was carried out according to the method «Determination of As, Pb, Cd, Sn, Cr, Cu, Fe, Mn and Ni in samples of food raw materials by atomic absorption method with electrothermal atomization». Mathematical data processing was carried out using generally accepted methods of variation statistics using the AgCStat software package in the form of an Excel add-in. It was revealed that in the studied samples the copper content is 4,15–2520,00 times higher, and the cadmium content is 0,43–2520,0 times lower than that of other elements. The minimum concentrations of arsenic, chromium, manganese and iron were noted in the roots; lead, cadmium and copper – in the leaves; nickel – in the flowers of the studied paeonies. The maximum content of arsenic and chromium was found in the leaves; lead, nickel, manganese and iron – in stems; cadmium and copper – in flowers. The results of the correlation analysis showed that the absolute values of the concentrations of the studied elements in the considered taxon of paeonies correlate with each other to a moderate and strong degree.

About the authors

Antonina Anatolyevna Reut

South-Ural Botanical Garden-Institute of the Ufa Federal Research Centre of Russian Academy of Sciences

Email: cvetok.79@mail.ru

candidate of biological sciences, leading researcher of Introduction and Selection of Floral Plants Laboratory

Russian Federation, Ufa

Svetlana Galimullovna Denisova

South-Ural Botanical Garden-Institute of the Ufa Federal Research Centre of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: svetik-7808@mail.ru

candidate of biological sciences, senior researcher of Introduction and Selection of Floral Plants Laboratory

Russian Federation, Ufa

References

  1. Гагиева Л.Ч., Кайтмазов Т.Б., Цугкиев Б.Г. Содержание металлов в эфиромасличных растениях, произрастающих на территории РСО-Алания // Известия Горского государственного аграрного университета. 2014. Т. 51, № 1. С. 213–218.
  2. Мешкинова С.С., Ельчининова О.А., Шаховцева Е.В. Микроэлементы в растениях Северного Алтая // Ползуновский вестник. 2006. № 2. С. 291–295.
  3. Рождественская Т.А. Тяжелые металлы в почвах и растениях юго-западной части Алтайского края: дис. … канд. биол. наук: 03.00.16, 03.00.27. Барнаул, 2003. 116 с.
  4. Узаков З.З. Тяжелые металлы и их влияние на растения // Символ науки: Международный научный журнал. 2018. № 1–2. С. 52–54.
  5. Методика количественного химического анализа. Определение As, Pb, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn и Ni в пробах пищевых продуктов и пищевого сырья атомно-адсорбционным методом с электротермической атомизацией. № M-02-1009-08. Аттестовано ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» свидетельство № 242/43-09 от 08.07.2009. СПб., 2009. 20 с.
  6. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами / Н.Г. Зырина, С.Г. Малахова. М.: Гидрометеоиздат, 1981. 107 с.
  7. Фотев Ю.В., Шевчук О.М., Сысо А.И. Изучение вариабельности элементного состава семян сортообразцов Vigna unguiculata (L.) Walp. на юге Западной Сибири и в Крыму // Химия растительного сырья. 2021. № 2. С. 217–226. doi: 10.14258/JCPRM.2021027543.
  8. Реут А.А. Содержание биологически активных метаболитов в различном сырье некоторых видов и сортов пиона // Роль метаболомики в совершенствовании биотехнологических средств производства: II междунар. науч. конф. Москва, 6–7 июня 2019 года. М.: Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений, 2019. С. 201–206.
  9. Реут А.А., Биглова А.Р., Аллаярова И.Н. Сравнительный анализ химического состава растительного сырья некоторых представителей родов Narcissus L. и Camassia Lindl. // Аграрный вестник Урала. 2021. № 2 (205). С. 79–90. doi: 10.32417/1997-4868-2021-205-02-79-90.
  10. Симонова О.А., Симонов М.В., Товстик Е.В. Сортовые особенности биоаккумуляции железа в растениях ячменя // Таврический вестник аграрной науки. 2020. № 3 (23). С. 142–150. doi: 10.33952/2542-0720-2020-3-23-142-151.
  11. Каманина И.З., Каплина С.П., Салихова Ф.С. Содержание тяжелых металлов в лекарственных растениях // Научное обозрение. 2019. № 1. С. 29–34.
  12. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
  13. Гончар-Зайкин П.П., Чертов В.Г. Надстройка к Excel для статистической оценки и анализа результатов полевых и лабораторных опытов // Рациональное природопользование и сельскохозяйственное производство в южных регионах Российской Федерации. Рассвет, 13–14 мая 2003 г. Рассвет: Современные тетради, 2003. С. 559–565.
  14. Чекин Г.В., Никифоров В.М. Развитие корневой системы яровой пшеницы на ранних стадиях онтогенеза при предпосевной обработке семян хелатными препаратами // Актуальные проблемы агротехнологий XXI века и концепции их устойчивого развития: мат-лы национал. заоч. науч.-практ. конф. / под общ. ред. Н.И. Бухтоярова, Н.М. Дерканосовой, В.А. Гулевского. Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I, 2016. С. 34–38.
  15. Нестеров М.И., Кривохижина Л.В., Ермолаева Е.Н., Кантюков С.А. Влияние степени и срока кровопотери на уровень триглицеридов, фосфолипидов, общего холестерина, холестерина в липопротеинах [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2016. № 6. https://science-education.ru/ru/article/view?id=25632.
  16. Будко Е.В., Ямпольский Л.М., Жуков И.М., Черникова Д.А. Концентрационные корреляции элементной организации гемостатических растений // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 7. С. 95–100.
  17. Захаров В.Г., Мишенькина О.Г. Адаптивные свойства новых сортов овса в условиях Средневолжского региона // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 4 (52). С. 100–107. doi: 10.18286/1816-4501-2020-4-100-107.
  18. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с.
  19. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация. М.: Медицина, 1991. 496 с.
  20. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1974. 299 с.
  21. Рэнцэнбямбаа С. Фармакогностическая характеристика Artemisia adamsii Вess. и Artemisia macrocephala Jaque. ex Bess. флоры Бурятии и Монголии и разработка лекарственных средств на их основе: дис. … канд. фарм. наук: 14.04.02. Улан-Удэ, 2020. 193 с.
  22. Янтурин И.Ш., Аминева А.А. Аккумуляция железа, марганца и никеля в подземных и надземных органах Inula helenium L. в условиях Южного Урала // Фундаментальные исследования. 2013. № 6. С. 1456–1461.
  23. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва – растение. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1991. 151 с.
  24. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Л.: Наука, 1974. 342 с.
  25. Ильин В.Б., Юданова Л.А. Тяжелые металлы в почвах и растениях // Поведение ртути и других металлов в экосистемах. Ч. II. Процессы биоаккумуляции и экотоксикология. Новосибирск, 1989. С. 6–47.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1 - The content of arsenic in the organs of some representatives of the genus Paeonia L.

Download (37KB)
3. Figure 2 - The content of lead in the organs of some representatives of the genus Paeonia L.

Download (28KB)
4. Figure 3 - The content of cadmium in the organs of some representatives of the genus Paeonia L.

Download (31KB)
5. Figure 4 - The content of chromium in the organs of some representatives of the genus Paeonia L.

Download (36KB)
6. Figure 5 - The content of iron in the organs of some representatives of the genus Paeonia L.

Download (38KB)
7. Figure 6 - The content of copper in the organs of some representatives of the genus Paeonia L.

Download (39KB)
8. Figure 7 - The content of manganese in the organs of some representatives of the genus Paeonia L.

Download (36KB)
9. Figure 8 - Nickel content in the organs of some representatives of the genus Paeonia L.

Download (35KB)

Copyright (c) 2021 Reut A.A., Denisova S.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies