Использование гумата натрия для детоксикации тяжелых металлов при выращивании пшеницы

Литература

1. Варфоломеев Л.А., Пигарев Ф.Т., Сенчуков Б.А. Изменение температурного режима почв заболоченных вырубок под воздействием обработки их под лесные культуры // Тез. Всесоюз. совещ. по вопросам питания древесных растений и повышения продуктивности насаждений, 23-27 сент. 1969 г. -Петрозаводск, 1969. - С.76-77.

2. Динамика разрастания травянистой растительности на обработанной почве вырубок северной подзоны тайги / В.Д. Козловский [и др.] // Флора Севера и растительные ресурсы европейской части СССР: тез. докл. науч. сессии. - Архангельск, 1987. - С.92-94.

3. Минин Н.С. Особенности накопления органического вещества в надземной части культур сосны под влиянием рубок ухода // Проблемы экологии на европейском Севере: сб. науч. тр. - Архангельск, 1992. - С.35-38.

4. Пигарев Ф.Т., Беляев В.В., Сунгуров Р.В. Комплексная оценка качества посадочного материала и его применение на Европейском Севере: метод. указания. - Архангельск, 1987. - 16 с.

5. Таблицы хода роста сосново-березовых насаждений в северной подзоне тайги //Лесотаксационный справочник для северо-востока Европейской части СССР (нормативные материалы для Архангельской, Вологодской областей и Коми АССР) / отв. ред. В.В. Загреев. - Архангельск, 1986. - 360 с.

6. Основные положения организации и развития лесного хозяйства в Архангельской области / С.В.Торхов [и др.]; Арханг. лесоустроит. экспедиция. - Архангельск, 2004. - 369 с.

7. Чибисов Г.А., Вялых Н.И., Минин Н.С. Рубки ухода за лесом на Европейском Севере: практ. пособие. -Архангельск, 2004. - 128 с.

УДК 633.11:631.811.5 Е.Н. Конышева

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГУМАТА НАТРИЯ ДЛЯ ДЕТОКСИКАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ПШЕНИЦЫ

Приведены данные по влиянию возрастающих доз тяжелых металлов в почве на параметры структуры урожая пшеницы сорта Новосибирская 29. Доказана эффективность использования в качестве детоксиканта гумата натрия, который подавляет негативное действие на растение при содержании свинца в почве до 3 ПДК (кроме массы зерен, где разница с контролем достоверна при 3 ПДК), а кадмия до 2 ПДК.

Ключевые слова: пшеница, урожайность, тяжелые металлы, доза, гумат натрия.

E.N. Konysheva

SODIUM HUMATE APPLICATION FOR HEAVY METALDETOXICATION IN THE PROCESS OF WHEAT CULTIVATION

Data about effect of the heavy metal increasing doses in soil on the structure parameters of Novosibirsk 29wheat species yield are given. Effectiveness of sodiumhumate application asdetoxicant, which neutralizes negative effects on the plant when lead availabilityin soil is up to 3 MPC (except grain mass, when checkup difference is certain at 3 MPC) but cadmium is up to 2 MPC is proved.

Key words: wheat, productivity, heavy metals, dose, sodium humate.

На протяжении последних десятилетий непрерывно повышается уровень антропогенного воздействия на природную среду, одним из проявлений которого является все возрастающее загрязнение почвы тяжелыми металлами. К наиболее опасным из них, по мнению ряда ученых [1-10], относятся свинец и кадмий, обладающие высоким уровнем токсичности для живых организмов и способностью к аккумуляции по звеньям пищевой цепи.

Так, избыток свинца в растениях, связанный с высокой его концентрацией в почве, проявляется в ингибировании таких жизненно важных процессов, как дыхание и фотосинтез, ухудшается всасывания цинка,

кальция, фосфора, серы. Вследствие этого снижается урожайность растений и ухудшается качество производимой продукции [2, 3].

В организм человека свинец в основном поступает через пищеварительный тракт с растительной и животной пищей. При свинцовом токсикозе в первую очередь поражаются нервная система, органы кроветворения и почки, вызывая такие заболевания, как энцефалопатия, нейропатия, анемия и нефропатия.

Кадмий по токсичности и способности аккумулироваться в растениях и животных занимает первое место среди тяжелых металлов: Сс1 > Си > 7п > РЬ [8]. Негативное воздействие данного полютанта на растения проявляется в нарушении процессов транспирации, фотосинтеза, ферментативной активности, а также ингибировании восстановления N02 до N0. При этом кадмий является антогонистом для целого ряда элементов питания ^п, Си, Мп, N Se, Са, Мд, Р) растения, что проявляется в задержке их роста, повреждении корневой системы и хлорозе листьев [7].

Токсичное действие кадмия на организм животных и человека проявляется в ингибировании синтеза белка и нуклеиновых кислот, снижается активность ферментов, при этом нарушается усвоение и обмен таких микроэлементов, как Zn, Си, Se, Fe [3]. Это приводит к нарушениям функции поджелудочной железы, изменению в желудочно-кишечном тракте, может вызвать почечнную и легочную недостаточность, остеомаляции, анемии и потерю обоняния. Существуют данные о возможном канцерогенном эффекте кадмия и о вероятном участии его в развитии сердечно-сосудистых заболеваний [9].

Одним из способов предотвращения неблагоприятного воздействия тяжелых металлов является использование детоксицирующих препаратов при выращивании сельскохозяйственных растений. В качестве детоксикантов могут выступать органические вещества, такие, как гумат натрия, повышающие буферность почвы и препятствующие поступлению металлов в растения.

Цель настоящей работы - оценка эффективности использования гумата натрия при выращивании пшеницы сорта Новосибирская 29 в условиях загрязнения почвы свинцом и кадмием.

Исследования проводились в СПХ «Зыковский» Красноярского края в условиях микрополевого опыта. Почву (чернозем выщелоченный, среднегумусированный, тяжелосуглинистый) массой 10 кг помещали в полиэтиленовые сосуды без дна и зарывали в траншеи. Площадь делянки - 0,3 м2. Тяжелые металлы вносились в 0-20 слой почвы в виде хорошо растворимых солей (СНзСОО)2РЬ и ЗССЭО^^О в концентрации от 1 до 5 ПДК (4 повторности). Одновременно в часть сосудов согласно схеме опыта добавлялось 1,5 г гумата натрия. После внесения необходимых ингредиентов почва инкубировалась в течение 7 дней. Затем проводили посев пшеницы. При уборке урожая определялись высота растений, длина главного колоса, продуктивная кустистость, озерненность колоса, масса зерен с одного колоса, масса 1000 зерен.

Полученные результаты приведены в таблице.

Влияние возрастающих доз тяжелых металлов на параметры структуры урожая пшеницы

сорта Новосибирская 29

Концентрация ТМ в почве+фон Условия проведения опыта

РЬ РЬ +гумат № СсІ СС +гумат №

1 2 3 4 5

Высота растений (контроль 96,3± 2,42), см

1 ПДК 96,5 102,0 93,3 98,2

2 ПДК 94,1 98,2 90,8 97,3

3 ПДК 92,0 95,8 86,7* 89,4*

4 ПДК 83,2* 87,3* 81,1** 84,5**

5 ПДК 80,4** 81,7** 76,8***

Продуктивная кустистость (контроль 1,34±0,084), шт.

1 ПДК 1,36 * 6 1,33 1,40

2 ПДК 1,32 1,43 1,23* 1,32

3 ПДК 1,24* 1,28 1,18* 1,20*

4 ПДК 1,20* 1,22* 1,11** 1,09**

5 ПДК 1,16** 1,20* 1,01*** 1,04***

Окончание табл.

1 2 3 4 5

Длина главного колоса (контроль 10,4±0,44), см

1 ПДК 10,0 10,5 9,8 11,0

2 ПДК 9,6* 9,7 9,2* 10,2

3 ПДК 9,3* 9,58* 9,0* 9,3*

4 ПДК 9,1* 9,2* 8,2** 8,3**

5 ПДК * * ,9 00“ 9,0* 6,7*** 6,6***

Озерненность колоса (контроль 0,98±0,063), шт.

1 ПДК 0,96 0,97 0,95 0,98

2 ПДК 0,93 1,0 0,93 0,97

3 ПДК 0,9* 0,93 0,91 0,93

4 ПДК * 9 00 0, 0,91 0,9* 0,91

5 ПДК * 00 0, 0,9* * 8 00 0, * 9 00 0,

Масса зерен с 1 колоса (контроль 1,58±0,211), г

1 ПДК 1,63 1,66* 1,38 1,55

2 ПДК 1,17* 1,44 1,12* 1,32

3 ПДК 0,93** 1,22* 0,78*** 0,97**

4 ПДК 0,81*** 0,88*** 0,73*** 0,75***

5 ПДК 0,78*** 0,80*** 0,62*** 0,71***

Масса 1000зерен (контроль 54,9±3,21), г

1 ПДК 57,3 58,5 49,7 53,6

2 ПДК 40,9* 49,6 36,3* 48,6

3 ПДК 31,2** 41,7* 28,4*** 34,3**

4 ПДК 28 0*** 30,9*** 22 0*** 25 4***

5 ПДК 27 02*** 20 3*** 21 ^*** 10 7***

*Р>0,95; **Р>0,99; ***Р>0,999.

Из табличных данных видно, что внесение тяжелых металлов в почву негативно сказалось практически на всех параметрах структуры урожая. Так, при концентрации свинца в почве, превышающей 4 и 5 ПДК, по сравнению с контролем высота растений была ниже на 13,6 и 16,5%, продуктивная кустистость уменьшилась на 10,4 и 13,4% соответственно. На такие показатели, как длина главного колоса и масса зерен высокое содержание свинца отразилось еще заметнее и разница с контролем наблюдается уже при 2 ПДК.

Кадмий оказал более токсическое действие на пшеницу по сравнению с свинцом. Это наглядно проявилось на массе зерен. Разница по данному показателю у растений была достоверной при содержании по-лютантов в почве 3-5 ПДК (16,1; 9,9 и 20,5% соответственно).

Внесение гумата натрия в почву оказало достоверно стимулирующий эффект при 1 ПДК свинца на массу зерен с 1 колоса и продуктивную кустистость пшеницы: разница с контролем составляла 5,1 и 9,0% соответственно. Детоксикант подавлял негативное действие на растение при содержании свинца в почве до 3 ПДК (кроме массы зерен, где разница с контролем достоверна при 3 ПДК), а кадмия до 2 ПДК.

Таким образом, доказана эффективность использования гумата натрия при выращивании пшеницы для детоксикации тяжелых металлов, свинца и кадмия, содержащихся в почве.

Литература

1. Ильин В.Б. К вопросу о разработке ПДК тяжелых металлов // Агрохимия. - 1985. - № 10. - С. 94-101.

2. Кабата-Пендиас А., ПендиасХ. Микроэлементы в почвах и растениях. - М.: Мир, 1989. - 439 с.

3. Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. - 229 с.

4. Рэутце К., Корыстя С. Борьба с загрязнением почвы. - М.: ВО Агропромиздат, 1986. - 221 с.

5. Степанюк В.В. Влияние соединений кадмия на урожай и элементный состав сельскохозяйственных культур // Агрохимия. - 1998. - №6. - С. 74-79.

6. Титов А.Ф., Лайдинен Г.Ф., Казнина Н.М. Влияние высоких концентраций кадмия на рост и развитие ячменя и овса на ранних этапах онтогенеза // Агрохимия. - 2002. - №9. - С. 61-65.

7. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на фитотоксичность чернозема // Агрохимия. - 1997. - №6. - С. 50-55.

8. Овчаренко М.М., Бабкин В.В., Кирпичкников Н.А. Факторы почвенного плодородия и загрязнение продукции тяжелыми металлами // Химия в с.-х. - 1998. - №3. - С. 31-34.

9. Авцын П.А., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. - М.: Медицина, 1991. - 496 с.

10. Химическое загрязнение почв и их охрана: сл.-справ. / Д.С. Орлов [и др.]. - М.: Агропромиздат, 1991. -303 с.

--------♦------------