Закономерности аккумуляции кадмия растениями сортов смородины красной (Ribes rubrum L.) на прилежащих к мегаполису Москвы дерново-подзолистых почвах

В статье исследованы закономерности аккумуляции кадмия (Cd) сортами растений смородины красной (Ribes rubrum L.), выращиваемыми на прилежащих к  Москве дерново-подзолистых почвах, содержащих 0,26-1,02 мг/кг подвижного Cd. Исследования проводили в коллекционных насаждениях ФГБНУ ФНЦ Садоводства (Московская область), включающих 13 сортов смородины различного эколого-географического происхождения: красной — Валентиновка, Виксне, Газель, Константиновская, Надежда, Нива, Рачновская, Серпантин, Jonkheer Van Tets; розовой — Голландская Розовая, Лидия; белой — Белая Фея, Бланка. Определены агрохимические свойства почв, содержание подвижного Cd в почве, в плодах и листьях растений. Рассчитаны коэффициенты усвоения Cd плодами и листьями растений смородины красной, определены статистические зависимости показателей аккумуляции Cd от агрохимических свойств дерново-подзолистых почв на различной глубине корнеобитаемого слоя. Построены регрессионные зависимости величин аккумуляции Cd в плодах и листьях смородины красной от показателей агрохимических свойств почвы и содержания в почве подвижного Cd. Установлено, что при выращивании на окультуренной дерново-подзолистой суглинистой почве с содержанием в корнеобитаемых слоях почвы подвижного Cd 0,26- 1,02 мг/кг сорта смородины красной Белая Фея, Бланка, Валентиновка, Виксне, Газель, Константиновская, Лидия, Рачновская, Серпантин, Jonkheer Van Tets более устойчивы к загрязнению почвы Cd по сравнению с сортами Голландская Розовая, Надежда, Нива. При этом содержание Cd в листьях смородины красной в зависимости от сорта в 2-3 раза выше, чем его содержание в плодах. Регрессионные модели свидетельствовали о более тесной зависимости от показателей агрохимических свойств почвы и содержания в почве подвижного Cd величин аккумуляции Cd в плодах, чем в листьях. Усвоение Cd плодами растений смородины красной при возделывании на окультуренных дерново-подзолистых почвах с содержанием подвижного Cd 0,26-1,02 мг/кг зависело от сортовых барьерных свойств растений, содержания в почве подвижного Cd, а также от мобильности Cd, зависящей в первую очередь от кислотности и обеспеченности почвы щелочногидролизуемым азотом.

1. Ziobron M., Kopec A., Skoczylas J., Dziadek K., Zawistowski J. Basic Chemical Composition and Concentration of Selected Bioactive Compounds in Leaves of Black, Red and White Currant. Appl. Sci. 2021, 11, 7638. https://doi.org/10.3390/ app11167638.

2. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», утвержденный Решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011г. № 8.

3. ГОСТ 33954-2016 Смородина красная и белая свежая. Технические условия (UNECE STANDARD FFV-57:2010, Concerning the marketing and commercial quality control of berry fruits, MOD). Москва. Стандартинформ, 2016, 12.

4. Минеев В. Г., Минеев В. Т., Макарова А. И., Гришина Т. А. Тяжёлые металлы и окружающая среда в условиях современной интенсивной химизации. Сообщение 1. Кадмий. Агрохимия. 1981;5:146-155.

5. Wieczorek J., Pietrzak M., Osowski A., Wieczorek Z. Determination of lead, cadmium, and persistent organic pollutants in wild and orchard-farm-grown fruit in northeastern Poland. J. Toxicol. Environ. Health. A. 2010;3(17-18):1236-43. doi: 10.1080/15287394.2010.492009.

6. Von Zglinicki T., Edwall C., Ostlund E., Lind B., Nordberg M., Ringertz N. R., Wroblewski J. Very low cadmium concentrations stimulate DNA synthesis and cell growth. J. Cell Sci. 1992;103:1073-1081.

7. Серегин И. В., Иванов В. Б. Физиологические аспекты токсического действия кадмия и свинца на высшие растения. Физиология растений. 2001;4(48):606-630.

8. Muradoglu F., Gundogdu M., Ercisli S. et al. Cadmium toxicity aff ects chlorophyll a and b content, antioxidant enzyme activities and mineral nutrient accumulation in strawberry. Boil. Res. 2015;48:11. https://doi.org/10.1186/s40659-015-0001-3.

9. Genchi G., Sinicropi M. S., Lauria G., Carocci A., Catalano A. Th e Eff ects of Cadmium Toxicity. Review. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020;17:3782. DOI:10.3390/ijerph17113782

10. Бутовский Р. О. Тяжёлые металлы как техногенные химические загрязнители и их токсичность для почвенных беспозвоночных животных. Агрохимия. 2005;4:73-91.

11. Нестерова А. Н. Действие тяжелых металлов на корни растений: 1. Поступление свинца, кадмия и цинка в корни, локализация металлов и механизмы устойчивости растений. Биологические науки. 1989;9:72-86.

12. Kuboi T., Noguchi A., Yazaki J. Family-dependent cadmium accumulation characteristics in higher plants. Plant and Soil. 1986;3(92):405-415.

13. Guo Y., Marschner H. Uptake, distribution, and binding of cadmium and nickel in diff erent plant species. Plant Nutrition. 1995;18(12):2691-2706. https://doi.org/10.1080/01904169509365094.

14. Grant C. A., Buckley W. T., Bailey L. D., Selles F. Cadmium accumulation in crops. Can. J. Plant Sci. 1998;78(1):1-19.

15. Cakmak I., Welch R. M., Harh J., Norvell W. A., Ozturk L. V., Kochian J. Uptake and retranslocation of leaf-applied cadmium (109 Cd) in diploid, tetraploid and hexaploid wheats. Exp. Bot. 2000;343(51):221-226.

16. Williiams C., David D. Some eff ect of the distribution of cadmium and phosphate in root zone on cadmium content of plants. Austral. J. Soil Res. 1977;15(1):59-64.

17. Барсукова В. С. Физиолого-генетические аспекты устойчивости растений к тяжёлым металлам: Аналит. Обзор: СО РАН. ГПНТБ, Ин-т почвоведения и агрохимии, Новосибирск. Сер. “Экология”. 1997;47:63.

18. Башмаков Д. И. Эколого-физиологические аспекты аккумуляции и распределения тяжёлых металлов у высших растений. Автореф. дисс. ... канд. биол. наук, Нижний Новгород, 2002, 19 с.

19. Мартынов О. Л., Романова Е. В., Туманян А. Ф. Генетические основы устойчивости растений к избыточным концентрациям металлов в окружающей среде (обзор). Вестн. РАСХН. 2000;6:64-66.

20. Переломов Л. В., Переломова И. В., Пинский Д. Л. Молекулярные механизмы взаимодействия между микроэлементами и микроорганизмами в биокосных системах (биосорбция и биоаккумуляция). Агрохимия. 2013;3:80-94.

21. Th ibault Sterckeman, Sebastien Th omine. Mechanisms of Cadmium Accumulation in Plants. Critical Reviews in Plant Sciences. 2020, ff 10.1080/07352689.2020.1792179ff . ffh al02928181f.

22. Бобкова В. В., Коновалов С. Н., Джура Н. Ю., Льянов В. В. Сортовые особенности аккумуляции кадмия в растениях малины на дерново-подзолистой почве. Современное состояние почвенного покрова, сохранение и воспроизводство плодородия почв: Сб. тр. Всеросс. н.-практ. конф.: Махачкала. ФГБНУ «ФАНЦ Респ. Дагестан», 2018, 159-162.

23. Бобкова В. В., Коновалов С. Н., Толстогузова В. Г. К вопросу о способности крыжовника к усвоению кадмия из почвы. Плодоводство и ягодоводство России. 2017;50:54-59.

24. Бобкова В. В., Коновалов С. Н. Влияние регуляторов роста растений и агрохимиката «Силактив» на аккумуляцию кадмия растениями земляники садовой (Fragaria× ananassa Duch.). Плодоводство и ягодоводство России. 2020;63(1):254-259. https://doi. org/10.31676/2073-4948-2020-63-254-259.

25. Леоничева Е. В., Мотылева С. М., Кузнецов М. Н., Роева Т А., Леонтьева Л. И. Формирование состава микроэлементов у ягодных растений в условиях повышенного содержания тяжёлых металлов в почве. Сельскохозяйственная биология. 2010;5:31-35.

26. Сенновская Т. В., Зарубин А. Н., Сашко Е. К. Особенности накопления тяжёлых металлов в плодах и листьях некоторых сортов смородины. Плодоводство и ягодоводство России. 2003:X:366-375.

27. Бобкова В. В., Коновалов С. Н., Сашко Е. К. Сравнительная оценка адаптационного потенциала сортов смородины чёрной к усвоению Ni в дерново-подзолистой почве. Plant Biology and Horticulture: theory, innovation. 2019;1(150):44-49.

28. Леоничева Е. В., Леонтьева Л. И., Шавыркина М. А. Оценка содержания тяжёлых металлов в плодах новых сортов и перспективных генотипов смородины чёрной. Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2015;57(6):61-64.

29. Goeboe A., Revayova D., Kovac J. Contaminants in currants. Zahradnictvi — UZPI. 1996;23(4):133-136.

30. Мотылёва С. М., Соснина М. В. О накоплении тяжёлых металлов в листьях и плодах различных сортов чёрной смородины в зависимости от фазы вегетации. Сельскохозяйственная биология. 1996;1:67-70.

31. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орёл: ВНИИСПК, 1999, 608 с.

32. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки исследований). М.: АльянС, 2014, 351 с.