Введение к работе
Актуальность темы. Биологическая активность гуминовых кислот (ГК) интенсивно изучается в течение длительного времени. Многочисленные исследования позволяют констатировать наличие положительного отклика живых организмов на присутствие малых доз ГК в окружающей среде (Христева, 1951; Кононова, 1963; Александрова, 1972; Орлов, 1993; Горовая и др.1995; Чуков, 2001; Попов, 2004; Куликова, 2008). В отличие от пестицидов и агрохимикатов гумусовые вещества являются естественными. жизненно необходимыми компонентами почвы, выполняющими в ней разнообразные функции (Орлов, 1993). Это сделало их крайне привлекательными для использования в различных отраслях народного хозяйства. Однако такие сложные по химическому строению вещества как ГК не могут не обладать двояким эффектом и оказывают в определенных условиях и негативное воздействие на живые организмы (Kulikova et al., 2005).
В настоящее время на рынок поступает большое количество препаратов гуматов, для получения которых используются разные технологии и виды сырья. Ведется активная реклама и пропаганда их использования, однако до настоящего времени остается открытым вопрос о критериях оценки их качества и биологической активности. Использование только физико-химических методов для характеристики не дает комплексную оценку этих сложных объектов. Поэтому в настоящее время остается актуальным вопрос о критериях контроля биологической активности гуматов и разработке методик биологического тестирования препаратов ГК. Вероятно, одним из первых шагов в решении этой проблемы является сравнительное исследование различных коммерческих препаратов гуматов и гуминовых кислот почв в аналогичных экспериментальных условиях, проводимых на одинаковых тест-объектах. Этот подход был использован рядом авторов (Жилин, 1998; Перминова, 2000), и предложен ряд способов оценки детоксицирующих свойств гуминовых веществ по отношению к этотоксикантам. Однако область использования предложенных критериев ограничена, и требуются дальнейшие исследования в этой области.
Настоящая работа посвящена исследованию протекторных свойств гуминовых кислот, выделенных из различных коммерческих образцов гуматов и почв, по отношению к ионам меди и кадмия, ингибирующих рост живых организмов.
Цель работы: исследование способности гуминовых кислот из коммерческих препаратов гуматов и почв снижать токсическое действие ионов меди и кадмия на живые организмы: проростки кресс-салата (Lepidium sativum) и дрожжи (Saccharomyces cerevisiae).
Задачи:
-
Исследовать химический состав и свойства гуминовых кислот, выделенных из коммерческих препаратов гуматов и почв.
-
Изучить реакции комплексообразования гуминовых веществ с ионами меди и кадмия.
-
Исследовать биологическое действие гуминовых кислот на тест-культуры: проростки кресс-салата (Lepidium sativum) и дрожжи (Saccharomyces cerevisiae).
-
Исследовать действие ионов меди и кадмия на проростки кресс-салата (Lepidium sativum) и дрожжи (Saccharomyces cerevisiae).
-
Оценить эффективность протекторного действия гуминовых кислот на проростки кресс-салата (Lepidium sativum) и дрожжи (Saccharomyces cerevisiae), подвергнутые воздействию ионов меди и кадмия.
Научная новизна работы. Исследована взаимосвязь химического состава гуминовых препаратов, выделенных из различных источников, с их биологическим действием и детоксицирующей способностью на тест-культуры: проростки кресс-салата (Lepidium sativum) и дрожжи (Saccharomyces cerevisiae), подвергнутые действию ионов меди и кадмия. Исследование протекторных свойств гуминовых кислот показало, что ГК, имеющие более высокие показатели максимальной емкости связывания металлов и стимулирующего действия, обладают более эффективными детоксицирующими свойствами. Эти свойства ГК проявляются в тех случаях, когда в комплексы с ГК связываются более 20% свободных ионов металла от исходного содержания в растворе.
Практическая значимость работы. Полученные данные можно использовать для увеличения эффективности применения различных типов гуминовых препаратов в промышленном и декоративном растениеводстве, биотехнологических процессах, рекультивации сельскохозяйственных земель и городских территорий, загрязненных тяжелыми металлами, а также для разработки систем контроля и мониторинга качества коммерческих гуминовых препаратов.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2009», на заседаниях кафедры химии почв.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы, в том числе 1 в реферируемом журнале ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, глав, выводов, списка литературы и приложений. Материалы диссертации изложены на страницах текста, содержат рисунков, таблиц. Список литературы включает источника, в том числе на иностранном языке.
