Спосіб визначення впливу хімічних речовин на функціональний стан рослин

Спосіб визначення впливу хімічних речовин на функціональний стан рослин, що включає вирощування тест-рослин в присутності та відсутності дії хімічних речовин на кореневу систему, встановлення фізіологічних показників, діагностику пригнічення або стимуляції життєдіяльності, який відрізняє ться тим, що вимірюють довжину та масу кореня або надземної частини рослин відносно контролю, зміну яких залежно від діючих доз хімічної речовини визначають у разі пригнічення життєдіяльності за виразом A 2 (19) 1 3 71291 4 тест-дії реєструють коливання біопотенціалу листя К0, Κ 1, Κ 2, К3, К4- коефіцієнти, порівнюють знарослини. Вносять певну дозу гербіциду у ґр унт. чення коефіцієнтів для різних хімічних речовин і у Через 1 годину та через 1 добу після внесення разі пригнічення життєдіяльності при підвищенні гербіциду повторюють тест-дію і операцію вимірів значення коефіцієнта Κ1 встановлюють підсилення коливань біопотенціалу тест-об'єкту. Розраховупригнічуючого ефекту в діапазоні діючих доз хімічють відношення параметра, який отримано після них речовин, при збільшенні коефіцієнта К2 встадії хімічної речовини, до параметра, який визначеновлюють збільшення відносного послаблення но до впливу хімічної речовини. За величиною пригнічуючого ефекту із зростанням концентрації цього показника встановлюють стимуляцію або хімічної речовини, а при наявності стимуляції житпригнічення життєдіяльності рослин. тєдіяльності при підвищенні значення коефіцієнта Проведення двічі операції додаткової тест-дії К3 встановлюють підсилення стимулюючого ефекна рослинний об'єкт електричним імпульсом до та ту, при підвищенні значення коефіцієнта К0 встапісля впливу хімічної речовини призводить до новлюють збільшення концентрації, яка відповідає ускладнення та зниження достовірності процесу максимальному стимулюючому ефекту, а при піддіагностики впливу хімічної речовини на фізіологівищенні коефіцієнта К4 встановлюють зменшення чний стан рослин, оскільки біоелектричний відгук граничної концентрації хімічної речовини, до якої інтегральний показник, що змінюється при дії будьспостерігається стимулюючий ефект. яких несприятливих умов середовища. Величина Спосіб базується на загальній закономірності: цього діагностичного показника обумовлена асиреакція живих організмів на дію стрес-факторів метричним розподілом іонів між тканинами рослин має двофазний характер - стимуляція або пригніта середовищем, а фізичні та хімічні дії змінюють чення залежно від дози стрес-фактора. Контролем властивості мембран клітини та викликають перевважають варіант вирощування рослин у відсутнорозподіл іонів. Тому згідно відомого способу факсті хімічної речовини. тично проводиться діагностика не осібного впливу Визначення довжини та маси кореня або надхімічної речовини, а встановлення змін фізіологічземної частини відносно контролю як інтегральних ного стану рослин поєднаної дії стрес-факторів показників життєдіяльності тест-рослин не потрерізної природи (електричний імпульс + хімічна ребує спеціальних приладів для вимірювання, зміна човина + електричний імпульс) в порівнянні із цих фізіологічних показників є відповідною реакцію стресовою дією електричного імпульсу. саме на дію хімічної речовини і не потребує додатОкрім того, проведення діагностики при одній кової тест-дії стресового характеру. Встановлення дозі певної хімічної речовини встановлює лише залежності значень цих фізіологічних показників зміни фізіологічного стану рослин саме для цієї від концентрації хімічної речовини згідно матемаконцентрації речовини, що не дозволяє проводити тичних виразів дозволяє порівнювати вплив різних диференційну оцінку впливу різних хімічних речохімічних речовин в діапазоні діючих доз у разі привин в діапазоні діючих доз. гнічення або стимуляції замість оцінки функціонаВ основу винаходу поставлено задачу у спольного стану рослин при дії однієї хімічної речовисобі визначення впливу хімічних речовин на функни певної концентрації. Внаслідок цього ціональний стан рослин шляхом виключення дозабезпечується підвищення достовірності та даткової тест-дії та встановлення змін спрощення диференційної оцінки змін процесів фізіологічного показника в діапазоні концентрацій життєдіяльності рослин на стадії діагностики ефехімічної речовини відносно контролю забезпечити кту дозового впливу різних хімічних речовин. підвищення достовірності та спрощення диференЗаявлений спосіб здійснюється наступним чиційної оцінки змін процесів життєдіяльності рослин ном. на стадії діагностики ефекту дозового впливу різГотують водні розчини хімічних речовин в діаних хімічних речовин. пазоні обраних концентрацій. Насіння тест-рослин Поставлена задача вирішується тим, що у пророщують в рулонах фільтрувального паперу способі визначення впливу хімічних речовин на при однаковій кількості тест-рослин та об'єму жифункціональний стан рослин, який включає вировильного розчину в усі х варіантах. Визначають щування тест-рослин в присутності та відсутності довжину та масу кореня або надземної частини дії хімічних речовин на кореневу систему, встанотест-рослин в варіантах при дії різних концентравлення фізіологічних показників і діагностику прицій хімічних речовин та контролі (пророщування на гнічення або стимуляції життєдіяльності, згідно з воді), а потім розраховують значення цих показнивинаходом вимірюють довжину або масу коренеків у % до контролю. На основі цих даних визнавої чи надземної частини рослин відносно контрочають значення коефіцієнтів Κ1 і К2 у математичлю, зміни яких залежно від діючих доз хімічної реному виразі у разі пригнічення життєдіяльності човини визначають у разі пригнічення рослин, порівнюють ці значення для різних хімічжиттєдіяльності за виразом них речовин. При підвищенні коефіцієнта К1 встановлюють підсилення пригнічуючого ефекту в діа-К 1×С(1-К 2 ×С1/ 3 ) у = 100 × е , пазоні діючих доз хімічних речовин, а при а при наявності пригнічення та стимуляції житзбільшенні коефіцієнта К2 встановлюють збільтєдіяльності - за виразом шення відносного послаблення пригнічуючого 2 1/ 3 ефекту із зростанням концентрації хімічної речоу = 100 × е-К 1×С(1-К 2 ×С ) + К 3 × С × е-К 4 (С- К 0 ) вини. При наявності стимуляції і пригнічення житде у - довжина або маса кореня чи надземної тєдіяльності рослин залежно від діючих доз хіміччастини рослин, % до контролю; ної речовини визначають значення коефіцієнтів Ко, С - концентрація хімічної речовини у середоК1 К2, К 3 та К4 у математичному виразі і порівнювищі пророщування, мг/л або моль/л; 5 71291 6 2 1/ 3 ють ці значення для різних хімічних речовин. При у = 100 × е-К 1×С(1-К 2 ×С ) + К 3 × С × е-К 4 (С- К 0 ) підвищенні значення коефіцієнта К3 встановлюють Експериментальні результати наведені у підсилення стимулюючого ефекту, при підвищенні табл. 2 значення коефіцієнта К0 встановлюють збільшення концентрації, яка відповідає максимальному стиТаблиця 2 мулюючому ефекту, а при підвищенні коефіцієнта К4 встановлюють зменшення граничної концентраІон ме- Пригнічення Стимуляція ції хімічної речовини, до якої спостерігається ститалу К1 К2 К0 К3 К4 мулюючий ефект. 8 доба проростання Приклад 1 Рb2+ 0,037 0,155 2,45 10,68 0,10 Для визначення впливу гербіцидів трофі (діюча речовина - ацетохлор) та бюктрилу D (діючі Cd2+ 0,051 0,166 0,10 12,40 0,23 речовини - бромоксиніл та 2,4-Д) на функціональ10 доба проростання ний стан рослин пророщували насіння кукурудзи Рb2+ 0,041 0,160 2,46 14,19 0,10 гібриду Дніпровський 284 MB в рулонах фільтруCd2+ 0,053 0,167 0,77 12,40 0,23 вального паперу на розчинах з різною концентрацією хімічних речовин (20-120мг/л) та воді (контУ перший термін тестування в діапазоні прироль) при однаковій кількості тест-рослин (n=30) та гнічуючи х доз встановлено підсилений інгібуючий об'ємі живильного середовища в усіх варіантах ефект Cd2+, зростання якого послаблюється шви(200мл). По завершенні біотестування (7 діб) видше порівняно Рb2+. Для іонів Рb2+ встановлено значали масу кореня та довжину колеоптиля, розбільшу величину концентрації, яка відповідає макраховували ці показники у % до контролю, встаносимальному стимулюючому е фекту. Крім того, влювали ефект пригнічення життєдіяльності підвищення значення коефіцієнта К4 для Cd свідрослин в діапазоні діючих доз і визначали значенчить про зменшення граничної концентрації, при ня коефіцієнтів Κ1 і К2 у математичному виразі якій відбувається стимуляція життєдіяльності рос1/ 3 лин. Аналіз даних на другий термін тестування у = 100 × е-К 1×С(1-К 2 ×С ) . свідчить про збереження характеру впливу хімічОтримані результати наведені у табл.1. них речовин та більш значну токсичність іонів Cd2+. Отже, результати тестування підтверджують діагТаблиця 1 ностичну значимість показників для диференціації впливу іонів важких металів на функціональний Гербіцид Кі К2 стан рослин в процесі їх розвитку. Маса кореня Приклад 3 Трофі 0,040 0,165 Аналогічно прикладу 1 порівнювали інгібуючий Бюктрил D 0,175 0,189 ефект на рослини кукурудзи (гібрид Кадр 267 MB) Довжина колеоптиля двох гербіцидів класу хлорацетанілідів як інгібітоТрофі 0,018 0,143 рів проростання насіння (фронт'єр - діюча речовиБюктрил D 0,028 0,143 на метенамід та харнес - діюча речовина - ацетохлор) в діапазоні концентрацій 20-100мг/л. На основі експериментальних результатів для Визначали масу колеоптиля рослин і встановлюбюктрила D відзначали більш значне пригнічення вали ефект пригнічення на фоні гербіцидів. Репроцесу збільшення маси кореня, однак для цього зультати випробувань, які наведені в табл. З, підгербіциду швидше зменшується зростання пригнітверджують більш значний пригнічуючий ефект на чуючого ефекту із зростанням концентрації. Для накопичення маси колеоптиля для харнеса з більш бюктрила D також характерне більш значне інгібувідносним послабленням із зростанням його конвання росту колеоптиля, проте темп цього процесу центрації порівняно з фронт'єром. однаковий порівняно з трофі. Отже, отримані результати підтверджують Таблиця 3 можливість диференційної діагностики впливу гербіцидів різних класів на інтегральні фізіологічні Гербіцид К1 К2 показники кореневої та надземної частини росФронт'єр 0,015 0,088 линного тест-об'єкта. Харнес 0,029 0,169 Приклад 2 Аналогічно прикладу 1 визначали вплив іонів Приклад 4 свинцю та кадмію на функціональний стан рослин Аналогічно прикладу 1 проводили диференкукурудзи (гібрид Дніпровський 284 MB) в діапазоні ційну діагностику інгібуючого впливу іонів РЬ та Cd -5 концентрацій (2,5-100)×10 моль/л у різні терміни на довжину кореня рослин ехінацеї пурпурової в проростання (8 та 10 доба). Визначали довжину діапазоні концентрацій (2,5-100)×10-5моль/л. Навекореня проростків, на основі цих величин встановдені в табл.4 результати підтвердили більш значлювали наявність стимуляції та пригнічення залений ефект Cd2+ з однаковим темпом змін пригніжно від дози хімічної речовини і визначали значення із зростанням концентрації обох хімічних чення коефіцієнтів К0, К1, К2, К3 та К4 у речовин. математичному виразі 7 71291 Таблиця 4 Іон металу Рb2+ Саг+ К1 0,032 0,050 К2 0,162 0,162 Таким чином, наведені приклади підтверджують, що при здійсненні заявленого способу досягнуто підвищення достовірності і спрощення про Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 8 цедури диференційної оцінки впливу різних хімічних речовин на зміни функціонального стану рослин -пригнічення або стимуляцію життєдіяльності залежно від діючих доз хімічних речовин. Джерела інформації 1. А.с. СРСР №1553034, МКВ5 A01G7/00, 1990. 2. А.с. СРСР №1303080, МКВ4 A01G7/00,1987. Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601