Варіабельність умісту фенольних сполук у листках дерев, які природно поширені на девастованих землях залізорудного відвалу


  • Y. V. Bielyk Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • V. M. Savosko Kryvyi Rih State Pedagogical University, Kryvyi Rih, Ukraine
  • Y. V. Lykholat Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • O. O. Izhboldin Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine
  • T. Y. Lykholat Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
Ключові слова: девастовані землі, фенольні сполуки, Клен ясенелистий, Береза повисла, Робінія звичайна, залізорудний відвал, Криворіжжя

Анотація

Актуальність досліджень зумовлена необхідністю еколого-фізіологічного обґрунтування переліку видів деревних рослин, перспективних для фітооптимізації (залісення) девастованих земель у промислово розвинених регіонах. Мета дослідження – з позицій екосистемного підходу з’ясувати варіабельність умісту фенольних сполук у листках деревних видів рослин, що природно зростають на девастованих землях залізорудного відвалу. Матеріалами для виконання роботи слугували результати власних досліджень, які отримано упродовж 2017–2022 рр. на території девастованих земель Петровського залізорудного відвалу (Криворізький гірничо-металургійний регіон, Дніпропетровська обл.). У межах п’яти дослідних ділянок, які розташовані у контрастних екологічних умовах відвалу та однієї контрольної (Гурівський ліс, Долинський р-н, Кіровоградська обл.), досліджено вміст фенольних сполук у листках трьох видів деревних рослин: берези повислої (Betula pendula Roth.), клена ясенелистого (Acer negundo L.) та робінії звичайної (Robinia pseudoacacia L.). Концентрації фенолів визначали спектрометрично в екстракті 80%-ного ізопропанолу з реактивом Фоліна-Чокальтеу. Вміст суми фенольних сполук розраховували за калібрувальною кривою, яка була побудована за галовою кислотою як стандарт та наводили у мг еквівалента галової кислоти на 1 г сухої наважки (мг ЕГК/г с.н.). Установлено, що в межах контрольної ділянки вміст фенольних сполук у листках берези повислої (26,90–27,49 мг ЕГК/г с.н.) та робінії звичайної (10,98–11,65 мг ЕГК/г с.н.) знаходився в діапазоні їх природних концентрацій, у листках клена ясенелистого (17,53–18,11 мг ЕГК / г с.н.) був менший за доступні літературні дані. На теренах девастованих земель відвалу вміст фенольних сполук у листках всіх видів деревних рослин на всіх дослідних ділянках статистично достовірно відрізняється від контрольних значень. У листках клена ясенелистого та робінії звичайної спостерігалося збільшення концентрацій фенолів відносно умовно чистих територій відповідно на 15–65 та 115–165 % (P < 0,05). У листках берези повислої вміст цих сполук був менший за контрольні значення на 10–28 % (P < 0,05). За  вектором збільшення стійкості деревних видів рослин до екологічних умов девастованих земель Петровського залізорудного відвалу побудовано такий ряд упорядкування: береза повисла > клен ясенелистий > робінія звичайна. За показником несприятливості екологічних умов ранжування дослідних ділянок відвалу від мінімальних до максимальних значень відбувалося наступним чином: І < IV < V < III < II.

Посилання

1. Артюх В.М. Оптимізація техногенних ландшафтів залізорудних розробок Кривбасу. Вінниця: Вінницький державний аграрний університет, 2001. 198 с.



2. Бєлик Ю.В., Савосько В.М., Лихолат Ю.В.  Екологічна обумовленість показників життєвості та дендрометричних параметрів дендрофітоценозів природно поширених на девастованих землях залізорудного відвалу // Вісник ОНУ. Біологія. 2022. Т. 27, Вип. 1(50). С. 7–23.



3. Бєлик Ю.В., Савосько В.М., Лихолат Ю.В. Таксономiчний склад та синантропна характеристика деревно-чагарникових угруповань Петровського вiдвалу (Криворiжжя) // Екологічний вісник Криворіжжя. 2019. Вип. 4. С. 104–114.



4. Бобошко О., Панюта О., Артеменко О., Таран Н., Ємельянов В. Патоген-індуковане накопичення калози та фенольних сполук у проростках озимої пшениці // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Серія: Біологія. 2018. Вип. 76, № 2. С. 66–71.



5. Демидов А.А., Кобец А.С., Грицан Ю.И., Жуков А.В. Пространственная агроэкология и рекультивация земель. Днепропетровск: Изд-во «Свидлер А.Л.», 2013. 560 с.



6. Євтушенко Е.О., Поздній Є.В., Комарова І.О., Коваленко Л.Г. Еколого-таксономічна структура деревно-чагарникових рослинних угруповань промислових майданчиків ПрАТ «Центральний гірничо-збагачувальний комбінат» // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. 2019. Том 48. С. 4761.



7. Іванько І.А., Кулік А.Ф. Оцінка адаптаційних можливостей аборигенних та адвентивних видів деревних рослин Дніпропетровщини // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. 2021. Том 50. С. 12–21.



8. Кавеленова Л.М., Лищинская С.Н. Карандаева Л.Н. Особенности сезонной динамики водорастворимых фенольных соединений в листьях березы повислой в условиях урбосреды в лесостепи (на примере Самары) // Химия растительного сырья. 2001. № 3. С. 91–96.



9. Кобилецька М., Бойко І., Кавулич Я., Терек О. Фенольні сполуки як компоненти саліцилат-індукованої адаптивної відповіді рослин пшениці на токсичну дію кадмій хлориду // Біологічні студії. 2013. Том 7, № 2. С. 75–82.



10. Лакин Г.Ф. Биометрия. Москва: Высшая школа, 1990. 352 с.



11. Малахов И.Н. Новая геологическая сила. Кривой Рог: Отделение морской геологии и осадочного рудообразования, 2009. 312 с.



12. Лихолат Ю.В. Еколого-фізіологічні особливості багаторічних дерноутворюючих злаків техногенних територій: Монографія. Дніпропетровськ: Вид-во Дніпропетровського ун-ту, 1999. 210 с.



13. Мицик Л.П., Лихолат Ю.В. Дерновий покрив техногенних територій: Монографія. Дніпропетровськ: ДДУ, 1997. 92 с.



14. Николаева Т.Н., Лапшин П.В., Загоскина Н.В. Метод определения суммарного содержания фенольных соединений в растительных экстрактах с  реактивом Фолина-Дениса и реактивом Фолина-Чокальтеу: модификация и сравнение // Химия растительного сырья. 2021. № 2. C. 291–299.



15. Савосько В.Н., Алєксєєва К.М.  Систематический анализ спонтанной дендрофлоры Жовтневого района г. Кривого Pога // Питання біоіндикації та екології. 2007. Вип. 12, № 2. С. 16–23.



16. Савосько В.М. Меліорація та фіторекультивація земель. Кривий Ріг: Видавництво «Діоніс», 2011. 288 с.



17. Савосько В., Лихолат Ю., Домшина К., Лихолат Т. Екологічна та геологічна зумовленість поширення дерев і чагарників на девастованих землях Криворіжжя // Journal of Geology, Geography and Geoecology. 2018. Вип. 27, № 1. С. 116–130.



18. Савосько В.М., Лихолат Ю.В., Бєлик Ю.В., Григорюк І.П. Апофітні та адвентивні деревні види на девастованих землях гранітних кар’єрів Криворіжжя // Біоресурси і природокористування. 2019. Том 11, № 1-2. C. 14–25.



19. Скляренко А.В., Бессонова В.П. Вміст водорозчинних фенолів в листках деревних рослин санітарно-захисних зон заводів промислової зони Запоріжжя // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Біологія». 2020. Вип. 34. С. 175–184.



20. Стешенко О.М., Арсеньєва Л.Ю. Визначення параметрів екстракції фенольних сполук фітоадаптаційної суміші // Наукові праці Одеської національної академії харчових технологій. 2014. Вип. 46, т. 2. С. 5156.



21. Твардовська М.О., Конвалюк І.І., Листван К.В., Андрєєв І.О., Кунах В.А. Вміст фенольних сполук та флавоноїдів у рослинах in vitro та культурі тканин Deschampsia antarctica E. Desv // Фактори експериментальної еволюції організмів. 2020. Том 26. С. 276–281.



22. Чечуй О.Ф. Вміст фенольних сполук в насінні Glycine max L. при проростанні за умов оксидативного стресу, спричиненого впливом іонів кобальту та кадмію // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Біологія. 2011. Вип. 30. С. 197200.



23. Atroune F., Chaker S., Djebbar R., Dahmani-Megrerouche M. Comparative evaluation of phenolics content and antioxidant activity of leaves and branches of field maple (Acer campestre) from two populations of Northeastern Algeria // Analele Universităţii din Oradea, Fascicula Biologie. 2019. Tom. XXVI, Issue 1. P. 7–13.



24. Barrales-Cureño H.J., Salgado-Garciglia R., López-Valdez L.G., Monribot-Villanueva J.L., Guerrero-Analco J.A., Lucho-Constantino G.G., Zaragoza-Martínez F., Herrera-Cabreraf B.E., Reyes C. Metabolomic data of phenolic compounds from Acer negundo extracts // Data in Brief. 2020. Vol. 30. 105569.



25. Bielyk Y., Savosko V., Lykholat Y., Heilmeier H., Grygoryuk I. Macronutrients and heavy metals contents in the leaves of trees from the devastated lands at Kryvyi Rih District (Central Ukraine) // E3S Web of Conferences. 2020. 166. 01011.



26. Chilku E., Jovanova B., Ivic Kolevska S., Kadifkova Panovska T. Screening of some plant species for their antioxidant and antibacterial activity // Macedonian pharmaceutical bulletin. 2016. Vol. 62 . P. 293294.



27. Christova-Bagdassrian V.L., Chohadjieva D., Atanassova M. Total phenolics and total flavonoids, nitrate contents and microbiological tests in dry extract of bulgarian white wirch leaves (Betula pendula) // International Journal of Advanced Research. 2014. Vol. 2, issue 6. P. 668–674.



28. Cvetkovic D.M., Jovankić J.V., Milutinović M.G., Nikodijević D.D., Grbović F.J., Ćirić A.R., Topuzović M.D., Marković S.D. The anti-invasive activity of Robinia pseudoacacia L. and Amorpha fruticosa L. on breast cancer MDA-MB-231 cell line // Biologia. 2019. Vol. 74, issue 7. P. 915928.



29. Dement W.T., Hackworth Z.J., Lhotka J.M., Barton C.D. Plantation development and colonization of woody species in response to post-mining spoil preparation methods // New Forests. 2020. 51. Р. 965984.



30. Esther E.N., Emmanuel O.I. Ganiyu O. Inhibitory effects of methanolic extracts of two eggplant species from South-western Nigeria on starch hydrolysing enzymes linked to type-2 diabetes // African Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2013. Vol. 7, № 23. P. 15751584.



31. Gayibova S., Aripov T. In vitro screening of antioxidant and antimicrobial activities of medicinal plants growing in Slovakia // Journal of microbiology, biotechnology and food sciences. 2019. Vol. 8, № 6. P. 12811289.



32. Isosaari E., Väisänen J., Favén L. Electricity consumption of drying and the effect of the dryer and temperature on the chemical quality of nettle leaves (Urtica dioica L.), birch leaves (Betula pendula, Betula pubescens) and roseroot (Rhodiola rosea L.). // Research Square (preprint, version 1). 2021.



33. Kahkonen M.P., Hopia A.I., Vuorela H.J., Rauha J.P., Pihlaja K., Kujala T.S., Heinonen M. Antioxidant activity of plant extracts containing phenolic compounds // Journal of agricultural and food chemistry. 1999. Vol. 47, issue 10. P. 3954–3962.



34. Khromykh N., Lykholat Y., Shupranova L., Kabar A., Didur O., Lykholat T., Kulbachko Y. Interspecific differences of antioxidant ability of introduced Chaenomeles species with respect to adaptation to the steppe zone conditions // Biosystems Diversity. 2018. Vol. 26, 2. Р. 132–138.       



35. Lykholat Y.V., Khromykh N.O., Lykholat T.Y., Didur O.O., Lykholat O.A., Legostaeva T.V., Kabar A.M., Sklyar T.V., Savosko V.M., Kovalenko I.M., Davydov V.R., Bielyk Y.V., Volyanik K.O., Onopa A.V., Dudkina K.A., Grygoryuk I.P. Industrial characteristics and consumer properties of Chaenomeles Lindl. fruits. Ukrainian Journal of Ecology. 2019. 9(3), 132–137.



36. Lee C.E., Jeong H.H., Cho J.A., Ly S.Y. In vitro and in vivo anti-oxidative and anti-inflammatory activities of Acer tegmentosum Maxim extracts // Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition. 2017. Vol. 46, issue 1. P. 19.



36. Marinas I.C., Oprea E., Geana E.I., Chifiriuc C., Lazar V. Antimicrobial and antioxidant activity of the vegetative and reproductive organs of Robinia pseudoacacia // Journal of the Serbian Chemical Society. 2014. Vol. 79, issue 11. P. 13631378.



38. Maus V., Giljum S., Gutschlhofer J., da Silva D.M., Probst M., Gass S.L.B., Luckeneder S., Lieber M., McCallum I. A global-scale data set of mining areas // Scientific Data. 2020. № 7. Р. 289.



39. McDonald J.H. Handbook of biological statistics. Baltimore: Sparky house publishing, 2014. 291 p.



40. Obistioiu D., Cocan I., Tîrziu E., Herman V., Negrea M., Cucerzan A. Neacsu A.G., Cozma A.L., Nichita I., Hulea A. Alexa E. Phytochemical profile and microbiological activity of some plants belonging to the Fabaceae family // Antibiotics. 2021. Vol. 10, isue 6. 662.



41. Park J.S. Analysis of antioxidant efficacy of Ginkgo biloba leaves and Acer palmatum Leaves // Turkish journal of computer and mathematics education (TURCOMAT). 2021. Vol. 12, № 6. P. 698–703.



42. Sanchez-Rangel J.C., Benavides J., Heredia J.B., Cisneros-Zevallos L., Jacobo-Velázquez D.A. The Folin–Ciocalteu assay revisited: improvement of its specificity for total phenolic content determination // Analytical Methods. 2013. Issue 21. P. 5990–5999.



43. Savosko V.М., Lykholat Y.V., Bielyk Y.V. Foresting of technogenic devastated lands as an effective factor for environmental safety at he mining & metallurgical district // Effects of pollution and climate change on the ecosystem components (ed.: Y. V. Lykholat). Praha, Oktan Print. 2021. P. 639.



44. Savosko V., Bielyk Y., Lykholat Y., Heilmeier H., Grygoryuk I., Khromykh N., Lykholat T. The total content of macronutrients and heavy metals in the soil on devastated lands at Kryvyi Rih Iron Mining & Metallurgical District (Ukraine) // Journal of Geology, Geography and Geoecology. 2021. Issue 30, 1. P. 153164.



45. Singleton V.L., Orthofer R., Lamuela-Raventos R.M. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent // Methods in enzymology. 1999. Vol. 299. P. 152–178.



46. Stanturf J.A., Callaham M.A., Madsen P. Landscape degradation and restoration // Soils and landscape restoration /  J. A. Stanturf, M. A. Callaham (eds.). New York: Academic Press, 2021. P. 1–37.


Переглядів анотації: 517
Завантажень PDF: 320
Опубліковано
2022-12-15
Розділ
Articles