stringtranslate.com

Фитотоксичность

Фитотоксическое действие гриба Rhytisma_acerinum на кленовый лист.

Фитотоксичность описывает любое неблагоприятное воздействие на рост, физиологию или обмен веществ растений, вызванное химическими веществами , такими как высокие уровни удобрений, гербицидов, тяжелых металлов или наночастиц . [1] Общие фитотоксические эффекты включают изменение метаболизма растений, задержку роста или гибель растений. [2] Изменения в метаболизме и росте растений являются результатом нарушения физиологического функционирования, включая подавление фотосинтеза , поглощения воды и питательных веществ, деления клеток или прорастания семян . [1]

Удобрения

Высокие концентрации минеральных солей в растворе среды выращивания растений могут привести к фитотоксичности, обычно вызываемой чрезмерным применением удобрений . [3] Например, карбамид используется в сельском хозяйстве как азотное удобрение. Однако если вносить слишком много, фитотоксические эффекты могут быть результатом непосредственно токсичности мочевины или образования аммиака в результате гидролиза мочевины. [3] Органические удобрения, такие как компост , также могут быть фитотоксичными, если они недостаточно гумифицированы , поскольку промежуточные продукты этого процесса вредны для роста растений. [4]

Гербициды

Гербициды разработаны и используются для борьбы с нежелательными растениями, такими как сельскохозяйственные сорняки. Однако использование гербицидов может вызвать фитотоксическое воздействие на нецелевые растения из-за сноса распыленных ветром или использования загрязненного гербицидами материала (например, соломы или навоза), вносимого в почву. [5] Гербициды также могут вызывать фитотоксичность сельскохозяйственных культур, если их применять неправильно, на неправильной стадии роста сельскохозяйственных культур или в чрезмерном количестве. [1] Фитотоксическое действие гербицидов является важным предметом изучения в области экотоксикологии .

Тяжелые металлы

Тяжелые металлы представляют собой металлические соединения высокой плотности, которые ядовиты для растений при низких концентрациях, хотя токсичность зависит от вида растений, конкретного металла и его химической формы, а также свойств почвы. [2] Наиболее важными тяжелыми металлами, способствующими фитотоксичности сельскохозяйственных культур, являются серебро (Ag), мышьяк (As), кадмий (Cd), кобальт (Co), хром (Cr), железо (Fe), никель (Ni), свинец . (Pb) и цинк (Zn). Из них Co, Cu, Fe, Ni и Zn являются микроэлементами, необходимыми в небольших количествах для ферментных и окислительно-восстановительных реакций, необходимых для развития растений. [2] Однако после определенного порога они становятся токсичными. Другие перечисленные тяжелые металлы считаются токсичными в любой концентрации и могут биоаккумулироваться , создавая опасность для здоровья человека при их употреблении. [6]

Загрязнение тяжелыми металлами происходит как из природных, так и из антропогенных источников. Наиболее заметным природным источником тяжелых металлов являются обнажения горных пород, хотя извержения вулканов могут выделять большое количество токсичного материала. [2] Значительные антропогенные источники включают горнодобывающую и металлургическую деятельность, а также внесение органических и неорганических удобрений. [2]

Наночастицы

Нанотехнологии — это быстрорастущая отрасль, имеющая множество применений, включая доставку лекарств , биомедицину и электронику. [7] В результате в окружающую среду попадают искусственные наночастицы размером менее 100 нм. [8] Поглощение растениями и биоаккумуляция этих наночастиц может вызывать усиление роста растений или фитотоксические эффекты, в зависимости от вида растения и концентрации наночастиц. [8]

Рекомендации

  1. ^ abc Хасануззаман М., Мохсин С.М., Бхуян М.Б., Бхуян Т.Ф., Ани Т.И., Масуд А.А., Нахар К. (2020), «Фитотоксичность, опасность гербицидов для окружающей среды и здоровья: проблемы и пути вперед», Обнаружение, обработка и устранение агрохимикатов , Elsevier , стр. 55–99, doi : 10.1016/b978-0-08-103017-2.00003-9, ISBN. 978-0-08-103017-2, S2CID  213066898
  2. ^ abcde Nagajyoti PC, Ли К.Д., Sreekanth TV (2010). «Тяжелые металлы, распространенность и токсичность для растений: обзор». Письма по экологической химии . 8 (3): 199–216. дои : 10.1007/s10311-010-0297-8. ISSN  1610-3653. S2CID  36324891.
  3. ^ ab Крогмайер М.Дж., Маккарти Г.В., Бремнер Дж.М. (1989). «Фитотоксичность мочевины, вносимой внекорневым способом». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (21): 8189–8191. Бибкод : 1989PNAS...86.8189K. дои : 10.1073/pnas.86.21.8189 . ПМК 298245 . ПМИД  16594077. 
  4. ^ Бертольди, доктор медицинских наук, Валлини Дж., Пера А. (1983). «Биология компостирования: обзор». Управление отходами и исследования . 1 (2): 157–176. дои : 10.1016/0734-242X(83)90055-1.
  5. ^ Бучацкий СТ (1998). Вредители, болезни и болезни садовых растений. Кейт М. Харрис (2-е изд.). Лондон: ХарперКоллинз. п. 609. ИСБН 0-00-220063-5. ОСЛК  40859313.
  6. ^ Перальта-Видеа JR, Лопес М.Л., Нараян М., Саупе Г., Гардеа-Торресди Дж. (2009). «Биохимия поглощения тяжелых металлов растениями из окружающей среды: последствия для пищевой цепи». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 41 (8–9): 1665–1677. doi :10.1016/j.biocel.2009.03.005. ПМИД  19433308.
  7. ^ Трипати, Дургеш Кумар; Света; Сингх, Света; Сингх, Свати; Пандей, Ришикеш; Сингх, Виджай Пратап; Шарма, Нилеш К.; Прасад, Шео Мохан; Дубей, Наваль Кишор; Чаухан, Девендра Кумар (2017). «Обзор произведенных наночастиц в растениях: поглощение, транслокация, накопление и фитотоксичность». Физиология и биохимия растений . Эффекты наноматериалов в растениях. 110 : 2–12. doi :10.1016/j.plaphy.2016.07.030. ISSN  0981-9428. ПМИД  27601425.
  8. ^ ab Ma X, Гейслер-Ли Дж, Гейзер-Ли Дж, Денг Ю, Колмаков А (2010). «Взаимодействие между инженерными наночастицами (ENP) и растениями: фитотоксичность, поглощение и накопление». Наука об общей окружающей среде . 408 (16): 3053–3061. Бибкод : 2010ScTEn.408.3053M. doi :10.1016/j.scitotenv.2010.03.031. ПМИД  20435342.