Эффективность использования гумата натрия и суперфосфата для детоксикации свинца при выращивании зерновых культур

УДК 631.445.4:504.53.04 Е.Н. Конышева

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГУМАТА НАТРИЯ И СУПЕРФОСФАТА ДЛЯ ДЕТОКСИКАЦИИ СВИНЦА ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

В статье представлены результаты лабораторной оценки эффективности использования гума-та натрия и суперфосфата в качестве детоксикантов соединений свинца при выращивании зерновых культур. Установлено их положительное действие на посевные качества ярового ячменя и пшеницы. Повышение ростовых характеристик зерновых культур может свидетельствовать об эффективности использования гумата натрия в качестве детоксиканта соединений свинца. Выявлено положительное влияние суперфосфата на массу корней и побегов ярового ячменя.

Ключевые слова: ацетат свинца, гумат натрия, суперфосфат, энергия прорастания, лабораторная всхожесть, сила начального роста.

Ye.N. Konysheva EFFICIENCY OF SODIUM HUMATE AND SUPERPHOSPHATE APPLICATION FOR LEAD DETOXICATION AT GRAIN CROP CULTIVATION

The results of laboratory estimation of efficiency of sodium humate and superphosphate application as lead compounds detoxicants at grain crops cultivation are given in the article. Their positive influence on summer barley and wheat sowing qualities is determined. Grain crop growth characteristics increase can testify to efficiency of sodium humate application as lead compounds detoxicant. Superphosphate positive influence on the roots and runaways mass of summer barley is revealed.

Key words: lead acetate, sodium humate, superphosphate, germination energy, laboratory germinating capacity , initial growth force.

Антропогенное загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами негативно сказывается на всех компонентах биосферы. Так, у растений наблюдается ингибирование фотосинтеза, нарушение транспорта ассими-лянтов и минерального питания, изменение водного и гормонального обмена, торможение роста и развития, иногда даже гибель [1-2].

Тяжелые металлы способны накапливаться в растениях [3], тем самым встраиваться в пищевые цепи и аккумулироваться в организме животных и человека, оказывая мутагенный и канцерогенный эффекты. Одним из наиболее распространенных и опасных токсикантов по праву считается свинец, поскольку имеет длительный период выведения из системы «почва-растение» - от 740 до 5900 лет [4]. Поэтому особой актуальностью отличаются исследования, направленные на снижение негативного воздействия свинца и его соединений на компоненты биосферы. Для этого в последние годы, как в России, так и за рубежом, проводятся исследования по оценке эффективности использования разных видов детоксикантов антропогенного загрязнения тяжелыми металлами почв, растений и животных.

Цель настоящей работы - лабораторная оценка эффективности использования гумата натрия и суперфосфата для детоксикации соединений свинца при выращивании зерновых культур. В качестве объектов исследований были выбраны яровой ячмень (сорт Красноярский 80) и пшеница (сорт Новосибирская 29). Оценка влияния соединений свинца на посевные качества зерновых культур проводилась в лабораторных условиях с использованием рулонной технологии. Опытные варианты представляли собой растворы, содержащие ацетат свинца с концентрацией от 1 до 5 ПДК. В качестве детоксикантов тяжелых металлов использовали гумат натрия и суперфосфат. Для сравнения использовали обычную воду. В качестве тестирующего признака наблюдали показатели энергии прорастания и лабораторной всхожести, а также изменение накопления биомассы и величины проростков и корней, выращенных в стрессовых условиях по сравнению с этими показателями на контроле.

Отобранные семена закладывали в рулоны из фильтровальной бумаги. Далее их помещали в вегетационные сосуды, где они постоянно находились во влажном состоянии. Объектами служили 100 семян в одном рулоне, все опыты проводили в 4-х повторностях. По прошествии трех и семи суток рулоны разворачивали и проводили необходимые измерения. Время экспозиции проростков в рулонах ограничивали десятью сутками.

Статистическую обработку проводили при помощи пакета Microsoft Excel 97 для Windows и компьютерного пакета статистических программ «Snedecor». Для всех средних величин рассчитывалась стандартная ошибка, результаты исследований подвергнуты дисперсионному анализу.

Лабораторная оценка влияния ацетата свинца, а также его детоксикантов на зерновые культуры, показала, что энергия прорастания, так же, как и лабораторная всхожесть (рис. 1), у ярового ячменя сорта Красноярский 80 оказались достаточно высокими при проращивании зерна в условиях загрязнения ацетатом свинца с добавлением и без детоксикантов по сравнению с контролем. В варианте без добавления детоксикантов при высоком содержании свинца в растворе (5 ПДК) отмечено снижение уровня прорастания ячменя на 15-25%. Выявлено достоверное (Р<0,05; Р<0,01) положительное влияние на посевные качества ярового ячменя при проращивании зерна в условиях высокого загрязнения ионами свинца (от 3 до 5 ПДК) с добавлением гумата натрия и суперфосфата в качестве детоксикантов.

вода  без детоксиканта  с гуматом натрия  с суперфосфатом

к

s

і

го

н

о

го

а

0 а с

к

S

а

(D

1 0

70

I вода  без детоксиканта  с гуматом натрия  с суперфосфатом

чистая вода ПДК

2 ПДК

3 ПДК

4 ПДК 5 ПДК

б

Рис. 1. Влияние гумата натрия и суперфосфата на посевные качества ярового ячменя сорта Красноярский 80: а - энергия прорастания; б - лабораторная всхожесть

Посевные качества пшеницы в среднем на 10% выше, чем у ярового ячменя (рис. 2). При концентрации ацетата свинца, равной 3 ПДК, отмечено достоверное (Р<0,05) снижение всхожести пшеницы по сравнению с

а

контролем. В вариантах с гуматом натрия и суперфосфатом при концентрации свинца в растворе 3 ПДК установлено их значимое (Р<0,01; Р<0,05) положительное влияние на посевные качества пшеницы. При содержании свинца 5 ПДК отмечено увеличение всхожести зерна пшеницы в опыте с содержанием суперфосфата по сравнению с контролем. Вероятно, что большего положительного эффекта гумата натрия при высоких концентрациях свинца в растворе можно было достигнуть, увеличив дозу детоксиканта.

В вода 0 без детоксиканта  с гуматом натрия  с суперфосфатом

га

Ь

га

о

ф

X

со

вода

В вода  без детоксиканта  с гуматом натрия  с суперфосфатом

а

б

Рис. 2. Влияние гумата натрия и суперфосфата на посевные качества пшеницы сорта Новосибирская 29: а - энергия прорастания; б - лабораторная всхожесть

Анализ силы начального роста (рис. 3-4) показал, что зерновые культуры по-разному реагируют на присутствие ацетата свинца в растворах. Так, в опытах с добавлением свинца в разных концентрациях, за исключением 5 ПДК, отмечено в целом его положительное влияние на длину корней ярового ячменя, при этом их биомасса достоверно (Р<0,05; Р<0,01) снижается. При значимом (Р<0,01) ингибировании роста побегов не отмечается снижения их биомассы. Присутствие гумата натрия в растворах с различной концентрацией свинца оказало положительное влияние на длину и биомассу корней ячменя, при этом наблюдается значимое (Р<0,01) ингибирование роста побегов. Причем биомасса растений оказалась достоверно (Р<0,01) выше даже по сравнению с выращенными на чистой воде. Однофакторный дисперсионный анализ показал достоверное (Р<0,01) положительное влияние суперфосфата при исследуемых концентрациях свинца в растворах на массу корней и побегов ярового ячменя.

В вода Ш без детоксиканта  с гуматом натрия  с суперфосфатом

Ввода ЕИбез детоксиканта  с гуматом натрия  с суперфосфатом

В вода Ш без детоксиканта  с гуматом натрия  с суперфосфатом

В вода  без детоксиканта  с гуматом натрия  с суперфосфатом

Рис. 3. Влияние гумата натрия и суперфосфата на корневую систему и проростки ярового ячменя сорта Красноярский 80

В опытах с пшеницей под действием ионов свинца выявлено уменьшение длины корней (Р<0,01) и побегов, при этом наблюдается увеличение общей биомассы растений (рис. 4). Установлено значимое (Р<0,01) уменьшение длины корней и их биомассы во всех вариантах с внесением суперфосфата в качестве детоксиканта. На длину побегов и их массу суперфосфат значимого влияния не оказал. При изученных

концентрациях ацетата свинца в растворах происходит увеличение длины проростков пшеницы только под действием гумата натрия. Повышение биомассы при этом не отмечено.

Увеличение ростовых характеристик может свидетельствовать об эффективности использования гу-мата натрия в качестве детоксиканта для свинца при выращивании зерновых культур.

Суперфосфат оказал ингибирующее влияние на рост корней обеих зерновых культур, при этом у ярового ячменя при достоверной (Р<0,01) депрессии корней отмечается значимое (Р<0,01) повышение биомассы за счет их утолщения.

И вода О без детоксиканта ЕЭ с гуматом натрия  с суперфосфатом

В вода ЕЗ без детоксиканта  с гуматом натрия  с суперфосфатом

@ вода 0 без детоксиканта 0 с гуматом натрия  с суперфосфатом

@ вода 0 без детоксиканта ЕЗ с гуматом натрия  с суперфосфатом

Рис. 4. Влияние гумата натрия и суперфосфата на корневую систему и проростки пшеницы сорта Новосибирская 29

Выводы

1. Установлено положительное действие детоксикантов соединений свинца на посевные качества зерновых культур.

2. Повышение ростовых характеристик зерновых культур может свидетельствовать об эффективности использования гумата натрия в качестве детоксиканта соединений свинца.

3. Отмечено стимулирующее действие суперфосфата при концентрациях свинца в растворах от 1 до 5 ПДК на массу корней и побегов ярового ячменя.

Литература

1. Степанок, В.В. Влияние сочетания соединений тяжелых металлов на урожай сельскохозяйственных культур и поступление тяжелых металлов в растения / В.В. Степанок// Агрохимия. - 2000. - №1. - С. 74-80.

2. Влияние кадмия на состав жирных кислот липидов в побегах карельской березы in vitro / Т.Ю. Кузнецова, Л.В. Ветчинникова, А.Ф. Титов [и др.] // Физиология растений. - 2008. - Т. 55. - №5. - С. 731-737.

3. Серегин, И.В. Роль тканей корня и побега в транспорте и накоплении кадмия, свинца, никеля и стронция / И.В. Серегин, А.Д. Кожевников // Физиология растений. - 2008. - №1. - С. 3-26.

4. Химическое загрязнение почв и их охрана / Д.С. Орлов, М.С. Малинина, Г.В. Мотузова [и др.] // Словарь-справочник. - М.: Агропромиздат, 1991. - 280 с.

'--------♦-----------

УДК 598.2 А.А. Баранов, В.Н. Валюх

КРИТЕРИИ ВЫДЕЛЕНИЯ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ ВИДОВ ПТИЦ ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ В РЕГИОНАЛЬНЫЕ КРАСНЫЕ КНИГИ НА ПРИМЕРЕ ЮЖНОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ

В статье проводится анализ региональных Красных книг для выявления устаревших подходов и принципов к составлению списков особо охраняемых видов птиц. Рассматривается классификация экологических факторов и предлагается разграничение специфических особенностей - биологических свойств вида (популяций), не относящихся к лимитирующим факторам.

Ключевые слова: особо охраняемые виды птиц, региональные Красные книги, южная часть Средней Сибири, лимитирующие факторы, биологические свойства вида.

A.A. Baranov, V.N. Valyukh CRITERIA OF ALLOCATION OF ESPECIALLY PROTECTED BIRD SPECIES FOR THE REGIONAL RED BOOKS INCLUSION ON THE EXAMPLE OF THE MIDDLE SIBERIA SOUTHERN PART

The analysis of regional Red books for revealing the out-of-date approaches and principles to listing of especially protected bird species is given in the article. The ecological factors classification is considered and differentiation of the specific peculiarities such as the biological species properties (populations) which do not refer to the limiting factors is offered.

Key words: especially protected bird species, regional Red books, Middle Siberia southern part, limiting factors, biological species properties.

Территория южной части Средней Сибири рассматривается нами как особая модель природной территории, на которой с начала ХХ в. и особенно в настоящее время наблюдается трансформация природных ландшафтов под действием антропогенных факторов. Анализ эколого-географических и орнитологических сведений за последние 100 лет и проводимое нами исследование по изучению распространения и численности орнитофауны региона позволяет выявить тенденции происходящих изменений в динамике популяций,