Тяжёлые металлы и нитраты в клубнях картофеля в чернозёмной лесостепи

срок уборки (10 %), а у яровых поздних - срок уборки (14 %) и норма высева (13 %). Влияние взаимодействия факторов было незначительным и составило менее 10 %.

Выводы. Таким образом, при возделывании донника волосистого Солнышко на семенные цели целе-

сообразно проводить беспокровный посев. В случае отсутствия такой возможности покровную культуру следует высевать со сниженной на 20...40 % нормой и убрать на сенаж. В качестве покровной культуры из яровых ранних наиболее предпочтителен ячмень, из яровых поздних - просо или кукуруза.

Литература.

1. Беляк В.Б. Интенсификация кормопроизводства биологическими приёмами. - Пенза, 1998. - С. 116.

2. Вавилов П. П., Кондратьев А. А. Новые кормовые культуры. - Россельхозиздат, 1975. - 351 с.

3. Гафаров Ф.С. Семенная продуктивность люцерны в зависимости от способов посева и норм высева в условиях южной лесостепи республики Башкортостан // Вестник БГАУ. - 2012. - № 1. - С. 7-11.

4. Кашеваров Н.И., Вязовский В.А. Проблема белка в кормопроизводстве западной Сибири, пути её решения//Достижения науки и техники АПК. - 2010. - №11. - С. 42-45.

5. Шукис Е.Р., Шукис С.К. Совершенствование видового и сортового состава зернобобовых и кормовых культур в условиях Алтайского края //Достижения науки и техники АПК. - 2008. - №11. - С. 38-40.

6. Бойко В. С. Потенциал орошаемого кормопроизводства на юге Западной Сибири //Достижения науки и техники АПК. -2008. -№12. - С. 34-37.

7. Дридигер В.К. Возделывание донника на Ставрополье // Кормопроизводство. - 1998. - №11. - С. 13-17.

8. Кантюкова Е.А. Восстановление плодородия пашни на склонах //Достижения науки и техники АПК. - 2007. - №1. -С. 18-19.

9. Козырев А.Х., Алборова П.В., Сабанова А.А. Использование донника желтого в качестве раннего предшественника для озимых колосовых и промежуточных культур//Известия Горского ГАУ. - 2012. - №4. - С. 71-76.

10. Лисунов В.В., Морозов Н.Д. Агроэкономическая эффективность технологий возделывания культур с использованием соломы и сидерата //Достижения науки и техники АПК. - 2008. - №3. - С. 17-20.

11. Ляшко В. Донник желтый как адаптивная кормовая и сидеральная культура в южной лесостепи Челябинской области // Международный сельскохозяйственный журнал. - 2010. - №5. - С. 61-62.

12. Савин А.П. Многоцелевое использование донника белого // Вестник Россельхозакадемии. - 2011. - №4. - С.66-68.

13. Середа Н.А., Хайруллин И.Х., Петрова М.В. Эффективность сидератов и навоза в регулировании баланса элементов питания и гумуса в выщелоченном черноземе //Достижения науки и техники АПК. - 2007. - №11. - С. 4-6.

14. Трухачев В.И., Кудашев Р.И., Половец Е.А. Продуктивность молодняка крупного рогатого скота при скармливании силоса из сорго сахарного в смеси с высокобелковыми кормовыми культурами //Достижения науки и техники АПК. - 2010. -№11. - С. 68-69.

15. Чернявских В.И. Продуктивность бобово-злаковых травосмесей и эффективность их возделывания на склоновых землях юго-запада ЦЧЗ //Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №7. - С. 42-45.

16. Тимошкин О.А., Тимошкина О.Ю. Селекция донника двулетнего // Нива Поволжья. - 2012. - №1. - С.63-67.

17. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / Под ред. Новоселова Ю.К. и др. -М.: ВИК, 1987. - 198 с.

18. Методические указания по проведению исследований в семеноводстве многолетних трав. - М.: ВИК, 1986. - 136 с.

19. Шашкаров Л.Г. Подбор покровных культур для донника желтого // Земледелие. - 2005. - № 3. - С. 26-27.

ELEMENTS OF AGRICULTURAL TECHNOLOGY OF SWEETCLOVER SORT SOLNYSHKO

ON SEED PURPOSES

O.U. Timoshkina, A.S. Avdonin

Summary. Questions of the shaping agrocenos of the new sort sweetclover Solnyshko first year life under cultivation on seed purposes under different sowing methods sweetclover, type of cover crops, sowing rates and period of the cleaning are considered in article. Advantage uncovering sowing for shaping the optimum structure agrocenos of sweetclover, as well as use as cover crops of barley, ask and corns with reduced by sowing rate on 20-40% and cleaning on senage it is shown. At uncovering sowing at the average for years studies productivity of the seeds have formed 1168 kg on 1 ha under early period of the sowing and 1248 kg on 1 ha at sowing with late cultures. At covering sowing productivity of the seeds became low on 39,3-60,8%. The most productivity of the seeds sweetclover received at seeding under barley, corn and millet with reduced on 20-40% sowing rate these cultures: at seeding under barley - 7261030, millet - 860-1132, corn - 1012-1194 kg on 1 ha. Cleaning cover cultures on senage provides the more high productivity of the seeds sweetclover - 614-1030 kg on 1 ha under 458-916 kg on 1 ha when cleaning cover cultures on grain.

Keywords: sweetclover biennial, agricultural technology, productivity of the seed, cover crops, sowing rate, period of the cleaning.

УДК635.21; 633.491; 633.4; 635.1; 635.2 + 504.05:656

ТЯЖЁЛЫЕ МЕТАЛЛЫ И НИТРАТЫ В КЛУБНЯХ КАРТОФЕЛЯ В ЧЕРНОЗЁМНОЙ ЛЕСОСТЕПИ

А.В. БУТОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

О.Ю. БОЕВА, аспирант

Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина

Резюме. В статье приведены результаты полевых опытов и исследований в техногенной зоне по получению экологически чистого картофеля для детских дошкольных учреждений и диетического питания. В статье изложены только результаты исследований по тяжёлым металлам (ТМ) и нитратам, накапливающихся в клубнях. Пробы для определения ТМ в клубнях

отбирали во время уборки вблизи федеральной автодороги М-4 «Дон» на расстоянии 50, 100 и 500 м от полотна дороги. Схема полевого опыта по изучению накопления нитратов в зависимости возрастающих доз минеральных удобрений предусматривала следующие варианты: без удобрений;

1^30Р60К0 ^ЗсКвс; ’^Я0Р135КЯ0- Кроме дополнительно на

расстоянии 50 м от полотна трассы М-4 был заложен полевой опыт, включающий три варианта: контроль без удобрений; N^^60 и Ng0Pt35Kg0. Установлено, что дозы азота 60 кг/га д.в. в полном минеральном удобрении в условиях ЦЧР предельны для получения экологически безопасного картофеля. Анализы на ТМ показали, что на расстоянии 50 м от полотна крупной автодороги накопление свинца и кадмия приближается вплотную к ПДК. В аналогичных с полевыми опытами вариантах картофель, выращенный вблизи автотрассы, накапливал на 29,4...32,5 % больше нитратов.

Ключевые слова: картофель, тяжёлые металлы, техногенная зона, нитраты, токсичность.

Проблема получения экологически безопасной продукции растениеводства свободной не только от пестицидов, но и по тяжелым металлам (ТМ) и нитратам очень актуальна. Особенно это касается продуктов питания, предназначенных для детского и диетического питания.

Все металлы, включая необходимые для жизни, при превышении безопасного уровня в той или иной мере токсичны [1].

ТМ занимают особое место среди большого разнообразия химических веществ, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников. Они вызывают сердечно-сосудистые заболевания, тяжёлые формы аллергии, обладают эмбриотропным и канцерогенным свойствами и др. [2].

Современный автомобильный транспорт неотъемлемое условие развития экономики любой страны. При этом передвижение автотранспортных средств сопровождается выбросами загрязняющих веществ, продуктов сгорания топлива, износа тормозных колодок и истирания дорожных покрытий, что приводит насыщению почвы придорожной зоны ТМ [3].

Выбросы ТМ вблизи дороги осаждаются в зависимости от размеров и массы частиц. Более крупные накапливаются на расстояние около 5 м, лёгкие с меньшим размером оседают на расстоянии до 100 м [3].

Растения в районах промышленного загрязнения ТМ наряду с повышенным содержанием этих элементов (Сс1, Си, РЬ, Zn) аккумулируют много нитратов. Это связано со способностью меди активировать восстановление нитратов и влиять не только на отдельные ферменты, но и на целые ферментные системы. В последние годы была установлена способность нитратов оказывать иммунодепрессивное действие, а также снижать устойчивость организма к влиянию канцерогенных и мутагенных агентов [4].

Проникая вместе с пищей в слюну и тонкий кишечник, нитраты микробиологически восстанавливаются до нитритов, в результате в крови образуются нитрозил-ионы. Особенно чувствительны к действию нитратов и нитритов дети младшего возраста. Это связано со слабой активностью ферментов в их организме [5].

Цель наших исследований - изучение влияния выброса выхлопных газов автомобилей на накопление ТМ в клубнях картофеля, а также влияния различных доз минеральных удобрений на урожай и содержание нитратов в клубнях картофеля.

Условия, материалы и методы. Для определения влияния выбросов выхлопных газов автомобилей на накопление ТМ в картофеле образцы клубней отбирали на участках, расположенных на расстоянии 50, 100 и 500 м от полотна трассы «Дон». Почва участков - чернозём выщелоченный. Пробы клубней для анализа отбирали в период уборки урожая картофеля - в конце августа. Кроме того, в 2011-2012 гг. в 50 м от полотна автотрассы на четырех делянках площадью 56 м2 в двукратной повторности были внесены минеральные удобрения в дозах ^0Р90К60 и ^0Р135К90 (контроль - без удобрений) для изучения накопление нитратов в клубнях картофеля в условиях техногенной зоны.

Оценку накопления нитратов на фоне последовательно увеличивающихся (от 0 до ^0Р135К90) доз минеральных удобрений проводили в рамках комплексных исследований по разработке агротехнических приёмов производства экологически безопасного картофеля для детских дошкольных учреждений и диетического питания в 2010-2012 гг. в учебно-опытном хозяйстве Елецкого государственного университета им. И.А. Бунина (Липецкая область). Схема опыта предусматривала четыре варианта внесения удобрений: контроль (без удобрений); ^0Р60К30, ^0Р90К60 и ^0Р135К90 в четырёх кратной повторности. Общая площадь опыта - 0,6 га.

Агрохимические показатели почвы перед закладкой опытов следующие: гумус (по Тюрину) - 6 %; рНКС| - 5,6; гидролитическая кислотность - 3,5 мг-экв./100 г почвы; сумма поглощённых оснований -30 мг-экв./100г почвы; степень насыщенности основаниями - 83 %; содержание Р2О5 (по Чирикову) -12,0 мг/100 г почвы; К2О (по Чирикову) - 12,1 мг/100 г почвы.

Концентрацию тяжелых металлов (кадмия, свинца, меди и цинка) в клубнях картофеля определяли в технолого-аналитической лаборатории филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Липецкой области инверсионно-вольтамперометрическим методом (ГОСТ Р 51301-99), нитратов - по методике [7] с помощью прибора рН-метр-иономер «ЭКСПЕРТ-001» анализатор жидкости.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были контрастными. Вегетационный период 2010 г. - аномально жаркий и сухой, 2011 г. -относительно благоприятный, лучшие погодные условия для картофеля сложились в 2012 г.

Результаты и обсуждение. В 2011 г., несмотря на очень интенсивный поток автомобильного транспорта на федеральной трассе «Дон», превышения нормативов по свинцу и кадмию в клубнях не было обнаружено. При допустимом уровне 0,5 мг/кг по свинцу и 0,03 мг/кг по кадмию содержание их в клубнях на расстоянии 50 м от трассы составило соответственно 0,034 и 0,005 мг/кг. По меди и цинку продукция картофеля не нормируется, их концентрация на таком же удалении от автотрассы была равна 0,640 и 3,074 мг/кг.

На расстоянии 100 м от трассы содержание свинца в клубнях картофеля в 2011 г. снизилось до 0,012 мг/кг, кадмия - до 0,0014 мг/кг.

В 2012 г. в связи с вводом в эксплуатацию обводной дороги поток автомобилей в населённом пункте снизился, в результате содержание свинца, кадмия, меди и цинка на расстоянии 50 м от трассы уменьшилось до 0,015, 0,004, 0,411 и 2,297 мг/кг

соответственно, а в 100 м - до 0,004, 0,002, 0,236 и

I,960 мг/кг.

На расстоянии 500 м от трассы в анализируемых пробах обнаружено не значительное количество цинка и меди, а по кадмию и свинцу - лишь «следы» в отдельных образцах.

Таким образом, можно предположить, что растения картофеля обладают комплексом защитных свойств, благодаря которым органы запасания (клубни), несмотря на сильное загрязнение выхлопными газами, не накапливают избыточного количества ТМ. Тем не менее располагать посадки картофеля, предназначенные для детского и диетического питания, ближе 100 м от крупных автострад нецелесообразно.

В опыте по изучению действия последовательно увеличивающихся доз минеральных удобрений на урожайность и накопление нитратов в клубнях картофеля вследствие аномально жаркой и сухой погоды в 2010 г. была получена очень низкая урожайность - от 5,4 до 8,6 т/га (см. табл.). В другие годы исследований в зависимости от удобрений она колебалась от

II,2 до 31,2 т/га.

одновременно увеличивается накопление нитратов. В наших опытах их содержание в сырых клубнях в контроле в среднем за 3 года составило 21,7 мг/кг. При дозе минеральных удобрений ^0Р60К30 оно увеличивалось не существенно - до 32,8 мг/кг сырых клубней. Внесение рекомендованной для ЦЧР дозы ^60Р90К60), обеспечивающей получения урожая картофеля в пределах 20 т/га, хотя и повысило содержание нитратов до 58,2 мг/кг, но оно оставалось значительно ниже предельно допустимых концентраций для картофеля, предназначенного для детского и диетического питания.

Дальнейшее увеличение доз полного минерального удобрения до уровня ^0Р135К90 повысило накопление нитратов в клубнях до 114,3 мг/кг.

Следует отметить, что в благоприятном по погодным условиям 2012 г. накопление нитратов в клубнях по всем вариантам опыта, в сравнении с 2010 и 2011 гг., было наименьшим.

Накопление нитратов в клубнях картофеля в условиях техногенной зоны (50 м от федеральной автотрассы) в среднем за 2 года было значительно выше, чем при использовании равнозначных доз в

Таблица. Урожайность клубней картофеля и содержание в них нитратов в зависимости от доз минеральных удобрений за 2010-2012 гг., сорт Невский

Вариант Урожайность, т/га Содержание нитратов, мг/кг

2010 г. 1 2011 г. 2012 г. 1 средняя 2010 г 1 2011 г. 1 2012 г. 1 среднее

Без удобрений 5,4 11,2 17,6 11,4 21 29,9 14,3 21,7

N P K 6,7 16,S 22,5 15,3 36 42,2 20,2 32,S

N60P90K60 7,1 22,1 27,3 1S,S 62 62,4 50,3 5S,2

N^135^0 S,6 27,0 31,2 22,3 123 116 104 114,3

НСР35 1,1 1,5 1,S 4,1 3,4 2,S

В среднем за 3 года в контрольном варианте (без удобрений) сбор клубней составил 11,4 т/га. При умеренных дозах ^30Р60К30 и ^0Р90К60) он увеличился до 15,3...18,8 т/га, а при повышенной ^90Р135К90) -до 22,3 т/га. При этом, например, в благоприятном 2012 г. урожайность при рекомендованной ранее для ЦЧР дозе ^60Р90К60) составила 27,3 т/га, при повышенной - 31,2 т/га.

Таким образом, применение минеральных удобрений в условиях ЦЧР под картофель способствует значительному повышению его урожайности. Однако при этом

полевых опытах, расположенных вдали от трассы. Так, при внесении 1^ПР„ПКП оно составило 75,3 мг/

’ 1 60 90 60 ’ '

кг, ^0Р135К90 - 151,4 мг/кг сырых клубней.

Выводы. В сельскохозяйственных предприятиях разного типа при производстве экологически безопасного картофеля для детских дошкольных организаций и диетического питания следует размещать его посадки не ближе 100 м от крупных автотрасс. При этом дозы азота в полном минеральном удобрении в условиях ЦЧР могут составлять не более 30.60 кг/га д.в.

Литература.

1. Дамодаран Ш., Паркин К.Л., Феннема О.Р. Химия пищевых продуктов: Перев. с англ. - СПб.: ИД «Профессия», 2012. -1040 с.

2. Черников В.А., Соколов О.А. Экологически безопасная продукция. - М.: Колосс, 2009. - 438 с.

3. Тюлькин В.А., Панфилов А.А. Сезонные изменения загрязнения придорожной зоны тяжелыми металлами //Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин: Материалы международной научно-технической конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2008. - С.185-188.

4. Рогов И.А., Антипова Л.В., Дунченко Н.И. Химия пищи. - М.: КолосС, 2007. - 853 с.

5. Каплин В.Г. Основы экотоксикологии. - М.: КолосС, 2007. - 232 с.

6. Практикум по агрохимии//Ионометрический метод определения нитратов: Под ред. акад. РАСХН В. Г. Минеева. - М.: Изд-во МГУ, 2011. - С. 388-394.

HEAVY METALS AND NITRATES IN POTATO TUBERS IN THE BLACK SOIL STEPPE

A.V. Butov, O.Yu. Boeva

Summary. The results of field experiments and research in the technogenic zone for production the ecologically pure potato for preschool and dietary nutrition were presents in the article. The options for obtaining potato tubers free of the pesticides and nitrates were indentified field experiments. In this article were describes only the results of research on heavy metals (HM) and accumulation of nitrates in the tubers. Samples for definition of TM in the tubers on the agreement were taken in the private gardens area near the Federal highway M-4 «Don» on the distance of 50, 100 and 500 m from the highway in the period of harvest. The following options of nitrates in the experiments were studied: 1) without fertilizers; 2)N30P60K30; 3)N60P90K60; 4)N90P135K90. And additionally near highway M-4 at a distance of 50m from the roadway on a private garden three options: 1) without fertilizers; 2)N60P90K60; 3)N90P135K90. Established that nitrogen doses 60 kg/ha in the complete mineral fertilizer in the conditions of Central-Black Soi; Region are maximum for obtaining the environmentally safe potatoes. Research showed that on the distance of 50m from highway the accumulation of lead and cadmium approaching close to the MPC. Similar variants in the field experiments near highway accumulated on 29.4-32,5% more nitrates.

Keywords: potato, heavy metals, technogenic area, nitrates, toxicity.