Метаболизм микроэлементов в растениях изучается весьма интенсивно и поэтому химический состав растений, в особенности высших, очень хорошо исследован и отражает в целом элементный состав среды роста. Однако, обычные концентрации микроэлементов в растениях, произрастающих на различных незагрязненных почвах, обнаруживают весьма широкие вариации. Еще в большей степени это характерно для грибов, химический состав которых изучен менее. В какой же концентрации грибы накапливают тяжелые металлы: Zn, Pb, Cd, Cu, а также элементы-биогены Se и I.

Помимо органической части (углеводы, белки, липиды, аминокислоты) грибы содержат большое количество минеральных веществ. В составе золы доминирует калий (от 33 до 65%) и фосфор (от 6 до 28%). Кроме этого, зола содержит Ca, Mn, Mg, Zn, Cs, V, Pb, Cu, Fe, Cd и другие элементы. Например, большое количество цинка содержится в мухоморе - до 400 мг/кг сухой массы, меньше - в сыроежках - до 100 мг/кг. Количество меди в грибах сильно варьирует может доходить в зонтике до 560 мг/кг. Максимальное содержание цинка и меди отмечено в шляпках грибов, где наиболее интенсивно протекают обменные процессы; в ножках их количество почти вдвое меньше.

Количество лития в грибах невелико и колеблется в пределах от 0,09 до 1,8 мг/кг, а рубидия наоборот очень много, например, в паутиннике - до 1500 мг/кг и более.

Грибы обладают избирательной способностью к накоплению элементов, в частности опасных для здоровья людей. Особую опасность представляет тенденция съедобных грибов к накоплению тяжелых металлов. Эта способность выражена у них гораздо резче, чем у высших растений и других организмов. Так, содержание меди у грибов может быть больше в 13 раз, свинца - в 2 раза, кадмия - в 7, никеля - в 2, хрома - в 2,5 раза.

Все дело в том, что грибы - нефотосинтезирующие растения, обладающие иным механизмом питания; они имеют специфическое сродство к некоторым элементам. Самая высокая степень накопления грибами (индекс аккумуляции) характерна для ртути, кадмия, меди, цинка и селена. Биологическим накоплением кадмия отличаются подберезовик и зонтик, а меди - груздь и дождевик. Особой способностью к накоплению кобальта и цинка выделяются опята.

Медь играет важную роль во многих физиологических процессах, протекающих в живых организмах. В растениях - это фотосинтез, синтез гемоглобина, дыхание, перераспределение углеводов, восстановление и фиксация азота и т.д. Медь, наряду с цинком, отвечает за процессы репродукции.

Медь в растениях присутствует в основном в комплексных соединениях с низкомолекулярными веществами и протеинами. Содержание меди в растениях очень сильно варьируется. ПДК для меди в растениях точно определить нельзя, по мнению разных авторов это значение колеблется от 2,5 мг/кг до 250 мг/кг. На загрязненных почвах концентрация меди может доходить до 10000мг/кг.

Кадмий способен легко поступать в растения из почвы через корневую систему, а также из атмосферы. Основной причиной токсичности кадмия для растений считается нарушение активности ферментов. Кроме того, кадмий тормозит фотосинтез, нарушает транспирацию и фиксацию СО₂, ингибирует биологическое восстановление NO₂ до NO. Фитотоксичность кадмия проявляется также в затруднении поступления и метаболизма в растениях ряда элементов питания (Zn, Cu, Mn, Ni, Se, Ca, Mg, P ). Этот антагонизм можно использовать, подавляя избыточное накопление кадмия в растениях путем улучшения снабжения их названными элементами.

В результате деятельности человека глобальное обогащение окружающей среды кадмием в 3 раза превысило поступление его за счет естественных источников. Существует опасность для здоровья и жизни человека и животных от потребления в пищу растений, загрязненных кадмием. ПДК кадмия в почве в разных странах колеблется от 2 до 5 мг/кг, в кормах - 1 мг/кг.

В связи с техногенным загрязнением окружающей среды, где свинец рассматривается как приоритетный загрязнитель, накоплено большое количество информации о его токсическом действии на живые организмы.

Избыток свинца в растениях ингибирует дыхание и подавляет процесс фотосинтеза, иногда приводит к увеличению содержания кадмия и снижению поступления цинка, кальция, фосфора, серы. Считается, сто концентрация свинца выше 10 мг/кг сухого вещества является токсичной для большинства культурных растений.

Цинк выполняет в живых организмах многие биохимические функции. Наиболее существенная из них - участие в составе разнообразных ферментов в метаболизме углеводов, белков и фосфатов. Общебиологическое значение этого элемента, указывающее на единство всего живого - участие в процессе размножения. Недостаток цинка сильнее угнетает процесс формирования генеративных органов и плодоношение, чем рост вегетативной массы.

Дефицит цинка у растений ведет к нарушению углеводного, фосфорного и белкового обмена, ухудшению репродуктивной функции, снижению устойчивости растений к неблагоприятным факторам внешней среды.

Жизненная необходимость такого микроэлемента, как селен, доказана только для животных организмов.

Биологическая роль селена в растительных организмах во многом схожа с ролью и поведением серы. Он может замещать серу в аминокислотах и некоторых биохимических процессах. В различных видах растений найдены соединения селена, являющиеся производными селенсодержащих аминокислот и продуктов метилирования селена.

Однако селен не только необходимый, но и чрезвычайно токсичный при высоких концентрациях элемент, опасный и для растений, и для животных.

Угнетающее действие на растения может проявиться при содержании селена в почве более 2 мг/кг.

Принятый в России максимально допустимый уровень селена в кормах находится в пределах 0,5-1,0 мг/кг сухого вещества.

В данной работе представлены результаты исследований по сборам грибов 2004-2005 гг., собранных на территории Республики Алтай и прилегающих районов Алтайского края. Грибы высушивались в проветриваемом помещении. Для определения тяжелых металлов грибы сжигались в муфельной печи при температуре 6000С до светло-зеленоватого или белого цвета. Затем переводились в раствор нагреванием с азотной кислотой (1:1). Содержание тяжелых металлов в исследуемых образцах определяли вольт-амперометрическим методом на приборе "Экотест - ВА". Концентрация селена установлена флуориметрическим методом (Alfthan, 1984) Н.А.Голубкиной (д.с.-х.н., ст.научн. сотр. лаборатории пищевой токсикологии НИИ питания РАМН).

Полученные результаты представлены в таблице.

Таблица 1

Содержание Zn, Cd, Pb, Cu, Se в некоторых грибах Горного Алтая

Название гриба	Zn	Cd	Pb	Cu	Se
Масленок S.Luteus	15,19	0,614	8,585	265	1,037
Опенок	347,25	32,44	232,75	8,417	-
Рыжик	533	85,15	7,875	565	-
Груздь L. scrobiculatus	435,415	3,21	92,1	269,37	0,358
Мухомор A. muscaria	340,4	49,42	162,08	430,62	1,202

Выводы

Среди изученных грибов наибольшие концентрации исследованных элементов обнаружены в рыжиках и мухоморах, только рыжики, в отличие от мухоморов, концентрировали свинец в меньших количествах.
Высокие концентрации цинка и свинца характерны также для опят.
Грузди имеют высокие концентрации цинка и меди, а маслята содержат большое количество селена, обладая в то же время минимальным значением концентрации кадмия, свинца и цинка.

Литература

Голубкина Н.А., Скальный А.В., Соколов Я.А., Щелкунов Л.Ф. Селен в экологии и медицине. М., Изд-во КМК, 2002, 155 с.
Мальгин М.А., Пузанов А.В., Майманова Т.М. Селен в основных компонентах окружающей среды Алтая // Химия в интересах устойчивого развития. - 2000 - Т.8 - N 6 - с. 837-843.
Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. - 229 с.