СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СЕМЕННОГО УРОЖАЯ В ТЕХНОГЕННО ЗАГРЯЗНЕННЫХ АГРОЦЕНОЗАХ
METHOD OF INCREASING ENVIRONMENTAL SAFETY OF SEED YIELD IN TECHNOGENICALLY POLLUTED AGROCENOSES

Изобретение относится к сельскому хозяйству и, в частности, к растениеводству.
В сельскохозяйственном производстве разработан широкий комплекс приемов, обеспечивающих снижение поллютантов в почве с целью снижения их перехода в растения (Покровская С.Ф., 1986; Попова А.А., 1991; Черных Н.А., 1991; Цаплина М.А., 1992). Высокой эффективностью обладает внесение в почву доломитовой муки. При ее внесении в почву в количестве 20-40 т/га обеспечивается снижение биологических свойств почв, но резко уменьшается поступление свинца, кадмия и цинка в растения (Лебедева Л.А. и др., 1994). Примерно в 2-3 раза снижает поступление в растения тяжелых металлов применение в качестве мелиорантов сапропеля, цеолита и активированного угля из расчета 15 т/га (Оглуздин А.С., Алексеев Ю.В., Вялушкина Н.И., 1996). К приемам, широко используемым в сельскохозяйственной практике, относится известкование и внесение в почву глин (Романенко А.А., 1996, 2004, 2009), а также применение мелиорантов на основе торфа (Цыганов А.Р. и др., 1999).
Недостатки известных способов снижения поступления в растения тяжелых металлов и других поллютантов посредством внесения в почву различных сорбентов связаны со значительными затратами труда и времени.
Целью настоящего изобретения являлось снижение затрат труда и времени на реализацию способов, обеспечивающих ограничение поступления в семенной урожай растений тяжелых металлов.
Поставленная цель достигается предпосевной обработкой семян растений ультрадисперсным порошком железа. Этот порошок, обладая высокой адсорбционной биологической активностью, экологически безопасен (Павлов Г.В., 2002; Коваленко Л.В., Фолманис Г.Э., 2006 и др.). На семена микродозы наночастиц металла наносят в водной взвеси, для приготовления которой используется ультразвуковое перемешивание. Семена опрыскивают водной взвесью наночастиц металла непосредственно перед их высевом.
Технический результат выражается в снижении затрат труда и времени на реализацию способа, обеспечивающего ограничение поступления тяжелых металлов и других поллютантов в семенную продукцию выращиваемых сельскохозяйственных культур.
Пример. Семена кукурузы перед высевом опрыскивали водной суспензией ультрадисперсного порошка железа размером 20-30 нм. Суспензию готовили согласно ТУ 931800-4270760-96 в ультразвуковой ванне (модель ПСБ-5735-5). В нее на 7-10 мин помещали навеску порошка наножелеза из расчета 3 г/т семян, что соответствовало 0.08 г порошка на 1 га их высева. На 1 га высевали 80-100 тыс. семян. Контрольные семена не подвергали опрыскиванию взвесью нанопорошка. Те и другие семена высевали раздельно на поле площадью около 110 га.
Почва опытного поля представляла собой чернозем выщелоченный тяжелосуглинистого механического состава плотностью 1.1-1.2 г/см при мощности пахотного слоя от 30 до 35 см. Содержание гумуса в пахотном слое 5.9±0.43%, реакция почвенного раствора средне- и слабокислая (рН 4.9-5.4), обеспеченность подвижным фосфором - 1.22±0.01 мг/кг, калием - 1.43±0.04 мг/кг. Загрязненность почвы свинцом, кадмием и железом находилась на уровне 14.1±0.22, 0.12±0.01 и 42.3±0.38 мг/кг соответственно.
После созревания кукурузы у ее семян атомно-абсорбционным методом определяли содержание свинца, кадмия, меди и железа. Содержание железа в урожае зерна кукурузы, семена которой перед посевом обрабатывали суспензией наночастиц железа было меньше, чем в контроле в 2.6, меди - в 1.3, свинца - в 1.4 и кадмия - в 1.6 раза (см. таблицу). При этом масса зерна початков, собранных с растений, семена которых подвергали предпосевной обработке наночастиц железа, превосходила контрольную в среднем на 15.4% (Р≈0.95).
Таблица
Содержание химических элементов в зерне кукурузы, семена которой подвергали (опыт) или не подвергали (контроль) предпосевной обработке взвесью порошка наночастиц железа
Элемент
Опыт
Контроль
М±m
М±m
Fe, мг/кг
13.64±0.31
35.41±0.66
Рb, мг/кг
0.36±0.07
0.51±0.04
Cd, мкг/кг
8.82±1.10
14.0±1.52
Таким образом, предпосевная обработка семян кукурузы ультрадисперсным порошком железа, не снижая урожайности культуры, способствует уменьшению загрязненности зерна поллютантами - кадмием и свинцом.
Источники информации
Коваленко Л.В., Фолманис Г.Э. Биологически активные нанопорошки железа. М.: Наука. 2006. 126 с.
Лебедева Л.А., Амельянчик О.А., Лебедев С.Н., Мохаммед Ф. Биологические свойства дерново-подзолистой почвы, загрязненной тяжелыми металлами // Агрохимия. - 1994. - №3. - С.106-111.
Оглуздин А.С., Алексеев Ю.В., Вялушкина Н.И. Сапропель как мелиорант почв, загрязненных тяжелыми металлами // Химия в сельском хозяйстве. 1996. №4. С.5-7.
Павлов Г.В. Использование ультрадисперсных порошков в сельском хозяйстве // Достижения науки и техники в АПК. 2002. №3. С.3-8.
Покровская С.Ф. Загрязнение почв тяжелыми металлами и его влияние на сельскохозяйственное производство. М.: ВНИИТЭИагропром, 1986. 56 с.
Попова А.А. Влияние минеральных и органических удобрений на состояние тяжелых металлов в почвах // Агрохимия. - 1991. - №3. - С.62-67.
Романенко А.А. Влияние глины на поступление цезия-137 в травостой естественного пойменного луга // Вестник МАНЭБ. 2004. Т.9. - №2. С.27-29.
Цаплина М.А. Распределение тяжелых металлов в основных компонентах лугового биоценоза // Агрохимия. 1992. №9. С.106-111.
Черных Н.А. Изменение содержания ряда химических элементов в растениях под действием различных количеств тяжелых металлов в почве // Агрохимия. 1991. №3. С.68.