CC BY
0AGRICULTURAL SCIENCES
ВЫНОС ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ СОРТАМИ ЗЕРНОВОГО АМАРАНТА ХАРЬКОВСКИЙ -1 И ВОРОНЕЖСКИЙ В УСЛОВИЯХ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ПРИ ВНЕСЕНИИ
СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ИЛА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ В КАЧЕСТВЕ ОРГАНО -
МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ
Ковековдова Л. Т.
Д.б.н., ТИНРО Христофорова Н.К. д.б.н., ДВФУ Берсенева С.А.
к. б.н., ПГСХА Белоусова Н.М. к.б.н., ПГСХА Ерохина Н.Е.
ПГСХА
WEIGHING OF HEAVY METALS WITH GRAIN AMARANTS AMOUNT KHARKIV- 1 AND VORONEZH UNDER CONDITIONS OF CULTIVATION IN THE APPLICATION OF STABILIZED SILK WASTE STRUCTURES AS ORGANO-MINERAL FERTILIZERS
Kovekovdova L. T.
DB, TINRO Khristoforova N.K.
D.B., FEFU Berseneva S.A. c. b. s., PSASA Belousova N.M. c. b. s., PSASA Erokhina N.E.
PSASA
Аннотация
В статье рассматриваются результаты исследования фиторемедиационной способности двух сортов зернового амаранта в условиях полевого опыта. Растения амарантов являются накопителями тяжелых металлов, по данным эксперимента прослеживается четкая закономерность накопления токсичных элементов в зависимости от дозы внесенного стабилизированного ила: чем, больше доза внесенного ила, тем больше он накапливается в растениях. По результатам исследования амарант сорта Воронежский преимущественно аккумулирует в биомассе железо и свинец, а сорт амаранта Харьковский-1 - цинк, марганец и кадмий.
Abstract
The article examines the results of the study of the phytoremediation ability of two varieties of grain amaranth in field experiment conditions. Amaranth plants are accumulators of heavy metals, according to the experiment, there is a clear pattern of accumulation of toxic elements depending on the dose of stabilized sludge introduced: the greater the dose of introduced silt, the more it accumulates in plants. According to the results of the study, Amaranth varieties Voronezhsky mainly accumulates iron and lead in biomass, and Kharkiv-1 amaranth grade -zinc, manganese and cadmium
Ключевые слова: фиторемедиация, стабилизированный ил очистных сооружений, тяжелые металлы.
Keywords: phytoremediation, stabilized sludge of treatment facilities, heavy metals.
В настоящее время одной из актуальнейших проблем экологии является проблема минимизации количества отходов путем целесообразного распределения, дальнейшего применения либо эффективной их утилизации.
Одной из важнейших проблем современности является утилизация ила очистных сооружений, основными загрязнителями которого являются тяжелые металлы. Эта проблема в основном свойственна урбанизированным территориям, в т.ч. таким городам Приморском края как: Уссурийск,
Артем, Владивосток, Спасск-Дальний. Так, например, на МУП «Уссурийск-водоканал» ежегодно образуется 2357,9 т ила. Ил стабилизированный - избыточный ил из сооружения биологической очистки отделенный от воды во вторичном отстойнике и подвергнутый аэробной стабилизации.
Одним из способов утилизации стабилизированного ила является внесение его в почву в качестве органо-минерального удобрения, что основано на содержании в нем питательных веществ необхо-
димых для растений; большое количество органических компонентов в активном иле делает его ценным средством для облагораживания почв, служащих заменой гумуса.
Однако, в этом случае возникает проблема загрязнения почв поллютантами, среди которых преобладают тяжелые металлы (далее - ТМ). Проблема утилизации ТМ решается путем фиторемеди-ации почв с использованием в качестве фиторемедиантов таких видов растений, у которых впоследствии не используется зеленая масса, накапливающая поллютанты.
В качестве таких растений - фиторемедиантов в условиях опыта изучались сорта зернового амаранта - род Amaranthus L. Использование в качестве биоремедиаторов растений семейства Амарантовые изучалось в работах как зарубежных, так и отечественных исследователей [1, 2].
Амарантовые обладают необходимым для биоремедиации набором качеств:
- высокой скоростью прироста биомассы;
- высоким выносом как питательных элементов (при органическом загрязнении), так и способностью к избирательному накоплению элементов
Схема опыта
1 Контроль - сорт Воронежский
2 Воронежский +10т/га (1 кг/м2)
3 Воронежский -20т/га (2 кг/м2)
4 Контроль - сорт Харьковский-1
5 Харьковский -1 +10т/га (1 кг/м2)
6 Харьковский -1+20т/га (2 кг/м2 ). Пробоподготовка проводилась в лаборатории
агрохимических анализов ФГБОУ ВО Приморская ГСХА. Анализ проводился методом мокрого озоле-ния [3].
По данным проведенного анализа нами подтвержден факт, что амаранты являются накопителями тяжелых металлов, а также прослеживается четкая закономерность накопления токсичных элементов в зависимости от дозы внесенного стабилизированного ила: чем больше доза внесенного ила,
(при загрязнении неорганическими поллютан-тами);
- легко удаляться из почвы при уборке и иметь ограничения в вегетативном способе размножения;
- извлекать загрязняющие вещества корнями, перемещать их в надземную биомассу [2].
Для изучения возможности использования амарантовых в качестве биоремедиантов выбор остановили на сортах зернового амаранта: Воронежский и Харьковский - 1.
Методика проведения исследований.
Для изучения фиторемедиационной способности амарантов и эффективности внесения в почву стабилизированного ила в качестве органомине-рального удобрения, на опытном поле ФГБОУ ВО ПГСХА был заложен мелкоделяночный опыт.
Повторность опыта 3-х кратная для 2 сортов: I. с сортом зернонового амаранта Воронежский
II. с сортом зернонового амаранта Харьков-ский-1.
Для выяснения фиторемедиационной способности амаранта был произведен химический анализ зеленой массы на содержание тяжелых металлов, экстрагированных растениями из почвы. Определение тяжелых металлов производилось в лаборатории Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра (далее - ТИНРО-Центр) атомно-абсорбционным методом, на приборе - спектрофотометр «Shimadzu» АА-6800.
Результаты анализа зеленой массы амаранта двух исследуемых сортов приведены в таблице 1.
Таблица 1
тем больше он накапливается в растениях. По результатам исследования, амарант сорта Воронежский аккумулирует в биомассе железо и свинец, а сорт амаранта Харьковский-1 - цинк, марганец и кадмий. Вынос тяжелых металлов растениями амаранта представлен в таблице 2.
Повторности I П Ш
Варианты 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
Рисунок 1 - Схема опыта
Содержание тяжелых металлов в биомассе амарантов
Вариант Содержание тяжелых металлов в биомассе амарантов, мг/кг
Zn Cu Fe Mn Cd Pb
1 контроль В 73,76 29,46 350,87 68,00 0,099 0,30
2 В+1 кг /м2 149,51 30,94 729,12 74,96 0,179 0,60
3 В+ 2 кг / м2 283,6 39,22 754,63 104,75 0,190 1,79
4 контроль Х 238,67 17,91 225,75 101,24 0,120 0,08
5 Х+ 1 кг /м2 254,10 38,23 419,10 108,67 0,167 1,09
6 Х+2 кг/м2 344,12 41,70 442,70 127,67 0,267 1,56
Примечание: В - Воронежский сорт, Х - Харьковский-1.
Таблица 2
Общий вынос тяжелых металлов амарантами, г_
Вариант Элементы
Zn Cu Fe Mn Cd Pb
1 контроль В 7,39 2,9 35,1 6,8 0,009 0,03
2 В+1 кг /м2 14,9 3,08 32,4 7,48 0,02 0,06
3 В+ 2 кг / м2 28,4 3,9 75,4 10,47 0,18 1,77
4 контроль Х 23,9 1,29 15,4 7,23 0,009 0,057
5 Х+ 1кг/м2 25,4 3,8 41,8 10,86 0,016 0,108
6 Х+2 кг/м2 34,4 4,1 44,3 12,7 0,266 0,155
Примечание: В - Воронежский сорт, Х - Харьковский-1.
Выводы
В результате проведенных исследований, можно сделать следующие выводы:
Внесение стабилизированного ила не только повышает почвенное плодородие, но и обогащает почву тяжелыми металлами.
При использовании зернового амаранта в качестве фиторемедианта отмечен вынос тяжелых металлов и избирательная адсорбция тяжелых металлов в зависимости от сорта.
По результатам исследования амарант сорта Воронежский аккумулирует в биомассе железо и свинец, а сорт амаранта Харьковский-1 - цинк, марганец и кадмий.
Список литературы
1. Бобылев В. С. Вынос питательных веществ с урожаем кукурузы, амаранта и их смесей / В.С. Бобылев, М.В. Логачев. - Кур. Гос. с.-х. академия. Курск, 2005. - Ч.2. - с. 59-61.
2. Мхитарян Л.А. Растения семейства амарантовые для биоремедиации почв, загрязненных органическими отходами / редкол.: О. Н. Широков [и др.] // Студенческая наука XXI века: Материалы VII Междунар. студенч. науч.-практ. конф. (Чебоксары, 15 нояб. 2015 г.) - Чебоксары: ЦНС Интерактив плюс, 2015. - №4 (7). - с. 22-23.
3. Пархоменко И.Ю., Таусон В.Л., Меньшиков В.И. Термическая атомно-абсорбционная спектроскопия как метод диагностики форм нахождения тяжелых металлов в объектах окружающей среды и минералах [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://uchil.net/?cm=56260
