Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал2303-992210.32516/2303-9922.2023.46.9OtherАккумуляция тяжелых металлов в почве и надземных вегетативных органах Juniperus sabina L. в условиях г. Йошкар-ОлыAccumulation of heavy metals in the soil and aboveground vegetative organs of Juniperus sabina L. in the conditions of Yoshkar-OlaСтариковаЕкатерина АлександровнаStarikovaEkaterina A.katya-starikova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4986-9693ВоскресенскаяОльга ЛеонидовнаVoskresenskayaOlga L.voskres2006@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4710-6641АлябышеваЕлена АлександровнаAlyabyshevaElena A.e_alab@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8101-7941Mari State UniversityYoshkar-OlaRussiaМарийский государственный университетЙошкар-ОлаРоссия250620232(46)1291391002202320052023https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/CC BY 4.0https://www.vestospu.ru/archive/2023/articles/9_2_2023.html

В статье представлены результаты исследований по содержанию и накоплению свинца, кадмия, меди, а также железа в почве и вегетативных органах (побеги и хвоя) можжевельника казацкого (Juniperus sabina L.), произрастающего в трех функциональных зонах г. Йошкар-Олы. В ходе работы было обнаружено, что почвенные образцы содержали неодинаковое количество тяжелых металлов (ТМ). Промышленная и селитебная зоны г. Йошкар-Олы характеризовались наибольшим уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами. Такая же тенденция была отмечена и для вегетативных органов растений, произрастающих в данных зонах. По полученным результатам было выявлено, что в побегах можжевельника казацкого металлы накапливались следующим образом: Fe > Cu > Pb > Cd. Коэффициент биологического поглощения был выше у таких элементов, как свинец и медь. Наибольший показатель биогеохимической активности обнаружен в растениях J. sabina, произрастающих в рекреационной зоне, а наименьший — в промышленной зоне. В то же время жизненность растений J. sabina, произрастающих в условиях повышенного содержания ТМ в почве, была хорошей.

The paper presents the results of studies on the content and accumulation of heavy metals: lead, cadmium, copper and iron in the soil and vegetative organs (shoots and needles) of the Savin juniper (Juniperus sabina L.), growing in three functional zones of the city of Yoshkar-Ola. It was found that soil samples contained unequal amounts of heavy metals. The industrial and residential areas of Yoshkar-Ola were characterized by the highest level of soil contamination with heavy metals. The same trend was noted for the vegetative organs of plants growing in these zones. According to the results obtained, it was revealed that metals accumulated in the shoots of the J. sabina were as follows: Fe > Cu > Pb > Cd. The biological absorption coefficient was higher for elements such as lead and copper. The highest indicator of biogeochemical activity was found in J. sabina plants growing in the recreational zone, and the lowest in the industrial zone. At the same time, the vitality of J. sabina plants growing under conditions of high heavy metals content in the soil was good.

Урбоэкосистемаг. Йошкар-Олапочвенный покровзагрязнение почвытяжелые металлыметаллоаккумуляциябиоиндикацияможжевельник казацкийпобегихвояUrban ecosystemcity of Yoshkar-Olasoil coversoil pollutionheavy metalsmetal accumulationbioindicationJuniperus sabina L.shootsneedles1. Авдощенко В. Г., Климова А. В. Содержание тяжелых металлов в растениях города Петропавловска-Камчатского (Камчатский край) в 2017—2018 гг. // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2020. № 54. С. 48—64. DOI: 10.17217/2079-0333-2020-54-48-64.2. Бородина Н. А. Аккумуляция тяжелых металлов хвоей сосны в урбоэкосистеме города Благовещенска // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14, № 1 (8). С. 1958—1962.3. Бородина Н. А. Поведение тяжелых металлов в системе «почва — растение» в условиях малопромышленного города Приамурья — Белогорска // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3 (3). С. 966—969.4. Бускунова Г. Г., Ягафарова Г. А. Биогеохимическая активность лекарственных растений в условиях техногенного загрязнения // Научный альманах. 2019. № 10-2 (60). С. 194—196.5. Бускунова Г. Г., Ягафарова Г. А. Тяжелые металлы в системе «почва — дикорастущее лекарственное растение» (на примере Cichorium intybus L.) // Самарский научный вестник. 2022. Т. 11, № 1. С. 36—42. DOI: 10.55355/snv2022111103.6. Воскресенская О. Л., Воскресенский В. С., Алябышева Е. А. Накопление тяжелых металлов почвой и растениями в местах сбора и временного хранения твердых бытовых отходов // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 2. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=8659 (дата обращения: 09.01.2023).7. Воскресенский В. С., Воскресенская О. Л. Влияние факторов городской среды на функциональное состояние древесных растений. Йошкар-Ола : Мар. гос. ун-т, 2011. 194 с.8. Горелова С. В., Фронтасьева М. В., Горбунов А. В., Ляпунов С. М., Мочалова Е. Г., Окина О. И. Биогеохимическая активность голосеменных интродуцентов в условиях промышленно развитых урбанизированных экосистем // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2015. Вып. 1. С. 92—106.9. Дегтярева Т. В., Титоренко В. А. Накопление элементов растениями в соответствии с ландшафтно-функциональной структурой города Ставрополя // Фундаментальные исследования. 2014. № 9 (3). С. 585—589.10. Доклад об экологической ситуации в Республике Марий Эл за 2021 год. Ижевск : ООО «Принт», 2022. 188 с.11. Енчилик П. Р., Асеева Е. Н., Семенков И. Н. Биологическое поглощение и биогеохимическая подвижность микроэлементов в лесных ландшафтах Центрально-лесного государственного природного биосферного заповедника // Проблемы региональной экологии. Биологические науки. 2018. № 4. С. 93—98. DOI: 10.24411/1728-323X-2018-14093.12. Залывская О. С., Карбасникова Е. Б., Бабич Н. А. Аккумуляция свинца в урбаносистеме (на примере Архангельской агломерации) // Хвойные бореальной зоны. 2021. Т. 39, № 3. С. 191—196.13. Казакова А. С., Брайщук Г. В. Применение стимуляторов роста при выращивании черенковых саженцев хвойных пород семейства кипарисовые (Cupressaceae) в условиях южной лесостепи Омской области // Омский научный вестник. 2012. № 2 (114). С. 155—158.14. Латыпова В. З., Винокурова Р. И., Денисова О. Н. Особенности распределения микроэлементов в хвое ели обыкновенной в условиях придорожной зоны // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. № 6 (38). С. 199—202.15. Медведев И. Ф., Деревягин С. С. Тяжелые металлы в экосистемах. Саратов : Ракурс, 2017. 178 с.16. Обущенко С. В., Гнеденко В. В. Мониторинг содержания микроэлементов и тяжелых металлов в почвах Самарской области // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 7. С. 30—34.17. Опекунова М. Г. Биоиндикация загрязнений. СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2016. 300 с.18. Петухов А. С., Кремлева Т. А., Хритохин Н. А., Петухова Г. А., Кайдунова П. И. Содержание тяжелых металлов (Cu, Zn, Fe, Mn, Pb, Cd) в почвах г. Тюмени // Вестник Нижневартовского государственного университета. 2020. № 1. С. 127—134. DOI: 10.36906/2311-4444/20-1/19.19. Пугаев С. В., Лукаткин А. С. Взаимное влияние почвы и дендрофлоры на накопление тяжелых металлов (на примере Ботанического сада МГУ им. Н. П. Огарева). Хвойные растения // Агрохимия. 2014. № 7. С. 53—59.20. Пугаев С. В., Лукаткин А. С. Накопление тяжелых металлов в почве и листовом аппарате растений дендрария Ботанического сада Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева // Агрохимия. 2015. № 5. С. 74—82.21. Умаров Н. Н., Абдуманонов А., Шукуров Т., Абдуллаев С. Ф. Влияние содержания тяжелых металлов на молекулярную динамику функциональных групп структуры хвойных деревьев // Экосистемы. 2021. Вып. 26. С. 78—83.22. Хвойные породы в озеленении Центральной России / под общ. ред. М. П. Чернышова. М. : Колос, 2007. 328 с.23. Cui N., Qu L., Wu G. Heavy metal accumulation characteristics and physiological response of Sabina chinensis and Platycladus orientalis to atmospheric pollution // Journal of Environmental Sciences. 2022. Vol. 112. P. 192—201. DOI: 10.1016/j.jes.2021.05.013.24. Eltier L. A. A., Sivacioglu A. Determination of Heavy Metal Accumulation in Some Coniferous Species Used in Kastamonu Urban Afforestation // Asian Journal of Biological Sciences. 2021. Vol. 14, N 2. P. 33—40.25. Sulaiman F. R., Hamzah H. A. Heavy metals accumulation in suburban roadside plants of a tropical area (Jengka, Malaysia) // Ecological Processes. 2018. Vol. 7. Art. 28. DOI: 10.1186/s13717-018-0139-3.1. Avdoshchenko V. G., Klimova A. V. Soderzhanie tyazhelykh metallov v rasteniyakh goroda Petropavlovska-Kamchatskogo (Kamchatskii krai) v 2017—2018 gg. [Contents of heavy metals in the plants of Petropavlovsk-Kamchatsky (Kamchatka territory) in 2017—2018]. Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta — Bulletin оf Kamchatka State Technical University, 2020, no. 54, pp. 48—64. DOI: 10.17217/2079-0333-2020-54-48-64. (In Russian)2. Borodina N. A. Akkumulyatsiya tyazhelykh metallov khvoei sosny v urboekosisteme goroda Blagoveshchenska [Accumulation of heavy metals by pine needles in urban ecosystem of Blagoveshchensk city]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk — Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2012, vol. 14, no. 1 (8), pp. 1958—1962. (In Russian)3. Borodina N. A. Povedenie tyazhelykh metallov v sisteme “pochva — rastenie” v usloviyakh malopromyshlennogo goroda Priamur’ya — Belogorska [Heavy metals in soil-plant system in the conditions of low-industrial city Belogorsk in the Amur area]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk — Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2013, vol. 15, no. 3 (3), pp. 966—969. (In Russian)4. Buskunova G. G., Yagafarova G. A. Biogeokhimicheskaya aktivnost’ lekarstvennykh rastenii v usloviyakh tekhnogennogo zagryazneniya [Biogeochemical activity of medicinal plants in conditions of technogenic pollution]. Nauchnyi al’manakh — Science Almanac, 2019, no. 10-2 (60), pp. 194—196. (In Russian)5. Buskunova G. G., Yagafarova G. A. Tyazhelye metally v sisteme “pochva — dikorastushchee lekarstvennoe rastenie” (na primere Cichorium intybus L.) [Heavy metals in the system “soil — wild medicinal plant” (on the example of Cichorium intybus L.)]. Samarskii nauchnyi vestnik — Samara Journal of Science, 2022, vol. 11, no. 1, pp. 36—42. DOI: 10.55355/snv2022111103. (In Russian)6. Voskresenskaya O. L., Voskresenskii V. S., Alyabysheva E. A. Nakoplenie tyazhelykh metallov pochvoi i rasteniyami v mestakh sbora i vremennogo khraneniya tverdykh bytovykh otkhodov [Accumulation of heavy metals in soil and plants in locations gathering and temporary storage solid waste]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya — Modern Problems of Science and Education, 2013, no. 2. Available at: https://science-education.ru/ru/article/view?id=8659. Accessed: 09.01.2023. (In Russian)7. Voskresenskii V. S., Voskresenskaya O. L. Vliyanie faktorov gorodskoi sredy na funktsional’noe sostoyanie drevesnykh rastenii [Influence of urban environment factors on the functional state of woody plants]. Yoshkar-Ola, Mar. gos. un-t Publ., 2011. 194 p. (In Russian)8. Gorelova S. V., Frontas’eva M. V., Gorbunov A. V., Lyapunov S. M., Mochalova E. G., Okina O. I. Biogeokhimicheskaya aktivnost’ golosemennykh introdutsentov v usloviyakh promyshlenno razvitykh urbanizirovannykh ekosistem [The biogeochemical activity of exotic gymnosperm species in industrial urbanized ecosystems]. Vestnik Baltiiskogo federal’nogo universiteta im. I. Kanta — IKBFU’s Vestnik. Natural and Medical Sciences, 2015, is. 1, pp. 92—106. (In Russian)9. Degtyareva T. V., Titorenko V. A. Nakoplenie elementov rasteniyami v sootvetstvii s landshaftno-funktsional’noi strukturoi goroda Stavropolya [Accumulation of elements by plants in accordance with the landscape-functional structure of the Stavropol city]. Fundamental’nye issledovaniya — Fundamental Research, 2014, no. 9 (3), pp. 585—589. (In Russian)10. Doklad ob ekologicheskoi situatsii v Respublike Marii El za 2021 god [Report on the environmental situation in the Republic of Mari El for 2021]. Izhevsk, OOO “Print” Publ., 2022. 188 p. (In Russian)11. Enchilik P. R., Aseeva E. N., Semenkov I. N. Biologicheskoe pogloshchenie i biogeokhimicheskaya podvizhnost’ mikroelementov v lesnykh landshaftakh Tsentral’no-lesnogo gosudarstvennogo prirodnogo biosfernogo zapovednika [Biological uptake and biogeochemical mobility of microelements in forest landscapes of the Central forest state biosphere nature reserve]. Problemy regional’noi ekologii. Biologicheskie nauki, 2018, no. 4, pp. 93—98. DOI: 10.24411/1728-323X-2018-14093. (In Russian)12. Zalyvskaya O. S., Karbasnikova E. B., Babich N. A. Akkumulyatsiya svintsa v urbanosisteme (na primere Arkhangel’skoi aglomeratsii) [Accumulation of lead in the urban environment (for example of the Arkhangelsk agglomeration)]. Khvoinye boreal’noi zony — Conifers of the Boreal Area, 2021, vol. 39, no. 3, pp. 191—196. (In Russian)13. Kazakova A. S., Braishchuk G. V. Primenenie stimulyatorov rosta pri vyrashchivanii cherenkovykh sazhentsev khvoinykh porod semeistva kiparisovye (Cupressaceae) v usloviyakh yuzhnoi lesostepi Omskoi oblasti [Application of stimulators of growth for conifer young plants of Cupressaceae under conditions of south forest-steppe of Omsk region]. Omskii nauchnyi vestnik — Omsk Scientific Bulletin, 2012, no. 2 (114), pp. 155—158. (In Russian)14. Latypova V. Z., Vinokurova R. I., Denisova O. N. Osobennosti raspredeleniya mikroelementov v khvoe eli obyknovennoi v usloviyakh pridorozhnoi zony [Peculiarities of microelements distribution in the needles of common spruce under the conditions of roadside zone]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2012, no. 6 (38), pp. 199—202. (In Russian)15. Medvedev I. F., Derevyagin S. S. Tyazhelye metally v ekosistemakh [Heavy metals in ecosystems]. Saratov, Rakurs Publ., 2017. 178 p. (In Russian)16. Obushchenko S. V., Gnedenko V. V. Monitoring soderzhaniya mikroelementov i tyazhelykh metallov v pochvakh Samarskoi oblasti [Monitoring of micronutrient and heavy metal content in soil of Samara region]. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovanii, 2014, no. 7, pp. 30—34. (In Russian)17. Opekunova M. G. Bioindikatsiya zagryaznenii [Bioindication of contaminants]. St. Petersburg, S.-Peterb. un-t Publ., 2016. 300 p. (In Russian)18. Petukhov A. S., Kremleva T. A., Khritokhin N. A., Petukhova G. A., Kaidunova P. I. Soderzhanie tyazhelykh metallov (Cu, Zn, Fe, Mn, Pb, Cd) v pochvakh g. Tyumeni [Heavy metal (Cu, Zn, Fe, Mn, Pb, Cd) concentration in soils of Tyumen]. Vestnik Nizhnevartovskogo gosudarstvennogo universiteta — Bulletin of Nizhnevartovsk State University, 2020, no. 1, pp. 127—134. DOI: 10.36906/2311-4444/20-1/19. (In Russian)19. Pugaev S. V., Lukatkin A. S. Vzaimnoe vliyanie pochvy i dendroflory na nakoplenie tyazhelykh metallov (na primere Botanicheskogo sada MGU im. N. P. Ogareva). Khvoinye rasteniya [Mutual effect of soil and dendroflora on the accumulation of heavy metals by coniferous plants (with the Botanical garden of the Ogarev Mordovian State University as an example)]. Agrokhimiya, 2014, no. 7, pp. 53—59. (In Russian)20. Pugaev S. V., Lukatkin A. S. Nakoplenie tyazhelykh metallov v pochve i listovom apparate rastenii dendrariya Botanicheskogo sada Mordovskogo gosudarstvennogo universiteta im. N. P. Ogareva [The accumulation of heavy metals in soil and leaf apparatus of plants of the arboretum Botanical garden of the N. P. Ogarev Mordovian State University]. Agrokhimiya, 2015, no. 5, pp. 74—82. (In Russian)21. Umarov N. N., Abdumanonov A., Shukurov T., Abdullaev S. F. Vliyanie soderzhaniya tyazhelykh metallov na molekulyarnuyu dinamiku funktsional’nykh grupp struktury khvoinykh derev’ev [Influence of heavy metal content on molecular dynamics of functional groups of coniferous trees structure]. Ekosistemy, 2021, is. 26, pp. 78—83. (In Russian)22. Chernyshov M. P. (ed.) Khvoinye porody v ozelenenii Tsentral’noi Rossii [Coniferous species in landscaping of Central Russia]. Moscow, Kolos Publ., 2007. 328 p. (In Russian)23. Cui N., Qu L., Wu G. Heavy metal accumulation characteristics and physiological response of Sabina chinensis and Platycladus orientalis to atmospheric pollution. Journal of Environmental Sciences, 2022, vol. 112, pp. 192—201. DOI: 10.1016/j.jes.2021.05.013.24. Eltier L. A. A., Sivacioglu A. Determination of Heavy Metal Accumulation in Some Coniferous Species Used in Kastamonu Urban Afforestation. Asian Journal of Biological Sciences, 2021, vol. 14, no. 2, pp. 33—40.25. Sulaiman F. R., Hamzah H. A. Heavy metals accumulation in suburban roadside plants of a tropical area (Jengka, Malaysia). Ecological Processes, 2018, vol. 7, Art. 28. DOI: 10.1186/s13717-018-0139-3.