Представники родини ряскових вже на протязі багатьох років застосовуються для біотестування води на забруднення

Першими найбільш докладними даними, що стосуються біології цієї групи рослин, ми зобов'язані німецькому ботаніку Е. Хегельмайеру, його класичній праці «Die Lemnaceen. Eine monographische U.ntersuchungen», що з’явилась у Лейпцизі в 1868 р. Як модель рослинного організму ряску малу почали широко використовувати починаючи з 1920 р.

Важливою перевагою даного тест-об’єкту є висока швидкість розмноження і простота морфологічної будови ряски. В якості показників біоіндикації води використовують: кількість і розміри лопатей, довжину їх корінців, специфічний колір лопатей на кожен забрудник, вміст хлорофілу, кількість хлоропластів в епістрофному стані після дії сильного освітлення, а також інші показники.

Ряскові вперше як фітотести стали використовувати для тестування забруднення води пестицидами. В якості коректної оцінки використовували показники: коефіцієнт росту, довжину та кількість коренів, площу лопаті, реакцію фотосинтезу та інші фізіологічні та морфологічні характеристики.

В ході поставлених дослідів за здатністю до росту та виживання в умовах дії різних препаратів були виявлені наступні закономірності: ряска мала проявляє різку та сильну реакцію, яка продовжується деякий час, після чого перестає реагувати на забрудник, тому її можна віднести до біоіндикаторів 1-го типу за класифікацією.

Використання таких якісних показників як специфічний колір і специфічна реакція дає можливість оцінити специфічну індивідуальну реакцію біоіндикатору на кожен окремий гербіцид. Для показника специфічний колір дослідниками було виділено наступні ознаки: пожовтіння лопатей (зміна зеленого кольору на жовтий) зустрічається як реакція практично на всі гербіциди; побуріння лопатей (зміна зеленого кольору на бурий) спостерігається у всіх тесторів як реакція на гербіцид раундап; збереження не змінного кольору ряски при всіх концентраціях гербіциду бурифену.

Виявлено, що ряска мала здатна накопичувати важкі метали, причому вміст полютантів у рослині залежав як від природи іонів так і від їх концентрації в середовищі росту та від часу контакту рослина-токсикант. При збільшенні вихідної концентрації в середовищі росту інтенсивність накопичення металів збільшується. Знайдено, що поглинання важких металів ряскою відбувається до певної межі при досягненні якої натупає пригнічення усіх фізіологічних і біохімічних процесів, що веде до її загибелі.

При визначенні токсичності полютантів по ступеню подавлення фототаксису встановлено, що метали Cu, Co, Zn, Pb, Ba в концентраціях 0,25-1,0 мг/мл повністю пригнічували фототаксис. Із зменшенням концентрації металів знижувалась їх негативна дія на фототаксис. По ступені токсичності для ряски метали поділяються наступним чином: Co > Cu > Ba > Mn > Zn > Pb .

На стічних водах свинового комплексу та птахофабрики ряска мала добре росла. При цьому утворюється велика кількість зеленої маси, сирого протеїну, фосфорних сполук, каротиноїдів та інших речовин, а стічна вода у певній ступені очищується.

При дослідженні впливу свинцю, питома швидкість росту ряски істотно підвищується (при конц. 0,01 мг/л) в порівнянні із контролем. Продуктивність ряски знижується, а при 10 мг/л ріст ряски зовсім припинився. Таким чином, проявляється ефект збільшення енергетичних затрат на обмінні процеси в токсичному середовищі, а обмеження величини доступної енергії посилює прояв токсичного ефекту. Це свідчить про збільшення енергетичних затрат організму в умовах інтоксикації середовищами іонами свинцю та про зрушення енергетичного балансу в сторону зростання інтенсивності дихання, що в цілому відповідає загальній тенденції до інтенсифікації деструктивних процесів в токсичному середовищі.

За дії іонів міді та нікелю в концентраціях які дорівнюють середньому вмісту їх у природній воді, виживання рослин ряски зберігається на рівні контрольного. При цьому у рослин не спостерігається будь яких візуальних відхилень. Подальше збільшення концентрацій важких металів у воді призводило до припиненню росту та розмноженню рослин, зміни кольору листків, появі візуально фіксованих некротичних плям, розпаду щитків рослин на окремі лопаті, втрата тургору у рослин та до загибелі. Розпад щитків на окремі лопаті, як правило супроводжується зміною їх кольору та різко вираженим пригніченням росту рослин. На листках з’являються некротичні ділянки. Приріст дочірніх лопатей не спостерігається. Рослини, які зазнали розпаду не життєздатні.

Це підтверджує можливість використання показника розпаду щитків на окремі лопаті в якості біологічного тесту на гостру токсичність, а хронічну токсичність краще оцінювати за найбільш інтегральними показниками, такими як, виживання, приріст дочірніх лопатей, відсутність морфологічних змін у новому поколінні.

За допомогою макрофітів Ольхович О.П. рекомендовано проводити ранню діагностику забруднення водного середовища важкими металами на основі експрес-методів, які ґрунтуються на цитофізіологічних реакціях ряски малої, елодеї канадської та ін.

В інституті фізіології рослин ім. К.А. Тімірязєва в Москві вивчали вплив іонів двухвалентної ртуті на фотосинтетичний апарат ряски малої. Дослідники показали, що у ряски іони ртуті не викликають хлорозів лопатей але сильно гальмують їх ріст і призводять до швидкого старіння і посиленої антоцианової пігментації. Наявність малих доз іонів ртуті у водному середовищі швидко проявляється в інгібуванні каталазної активності ферменту фоторозкладу води і веде за собою ланцюг подій вторинного порядку: ртуть – рослина ряски – зміна ультраструктури фотосинтетичних пластин – зміна гомонального статусу – зниження швидкості фіксації СО2 – зміна метаболізму (накопичення крохмалу, антоцианів) – посилене старіння організму ряски.

Рахімов А. досліджував вплив міських стічно-побутових вод на накопичення сухої речовини, сирого білку та різних фракцій вуглеводів в біомасі ряски малої по сезонам. Накопичення азотистих сполук в біомасі та ріст ряски сильно залежать від сезону. Вміст сирого і чистого білку в біомасі ряски, вирощеній на стічно-побутовій воді, майже в 3 рази більше ніж в рясці, яка вирощена на