Фитотоксичность

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 — важный предмет 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]

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с 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 восстановление агрохимикатов , Elsevier, стр. . 55–99, номер домена : 10.1016/b978-0-08-103017-2.00003-9 , ISBN. 978-0-08-103017-2 , S2CID 213066898
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Нагаджьоти ПК, Ли К.Д., Шрикант ТВ (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 .
^ Перейти обратно: ^а ^б 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 .
^ 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 .
^ Бучацкий С.Т. (1998). Вредители, болезни и болезни садовых растений . Кейт М. Харрис (2-е изд.). Лондон: ХарперКоллинз. п. 609. ИСБН 0-00-220063-5 . OCLC 40859313 .
^ Перальта-Видеа Дж.Р., 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 .
^ 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 производимых наночастиц в растениях: поглощение, транслокация, накопление и фитотоксичность» . Физиология и биохимия растений . Эффекты наноматериалов в растениях. 110 : 2–12. дои : 10.1016/j.plaphy.2016.07.030 . ISSN 0981-9428 . ПМИД 27601425 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ма Х, 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 .

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с 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 восстановление агрохимикатов , Elsevier, стр. . 55–99, номер домена : 10.1016/b978-0-08-103017-2.00003-9 , ISBN. 978-0-08-103017-2 , S2CID 213066898

[:1-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Нагаджьоти ПК, Ли К.Д., Шрикант ТВ (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 .

[:2-3] Перейти обратно: ^а ^б 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 С.Т. (1998). Вредители, болезни и болезни садовых растений . Кейт М. Харрис (2-е изд.). Лондон: ХарперКоллинз. п. 609. ИСБН 0-00-220063-5 . OCLC 40859313 .

[6] Перальта-Видеа Дж.Р., 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 производимых наночастиц в растениях: поглощение, транслокация, накопление и фитотоксичность» . Физиология и биохимия растений . Эффекты наноматериалов в растениях. 110 : 2–12. дои : 10.1016/j.plaphy.2016.07.030 . ISSN 0981-9428 . ПМИД 27601425 .

[:3-8] Перейти обратно: ^а ^б Ма Х, 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 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]