CC BY
15
УДК: 631.8
Мацуська О.В., астрант, Параняк Р.П., д-р с.-г. наук, професор, Гумницький Я.М., д-р т. наук, професор ©
Лье1еський нацюнальний утеерситет еетеринарног медицины та б1отехнологт
¡мет С.З.Гжицького.
ДОСЛ1ДЖЕННЯ Ф1ЗЮЛОГ1ЧНИХ ПОКАЗНИК1В РОСЛИН П1Д ЧАС IX УДОБРЕННЯ СОРБЕНТОМ З КОМПОНЕНТАМИ СТ1ЧНИХ ВОД
У робот1 представлено пор1еняння фгзюлоггчних показникге рослин, е залежност1 е1д застосуеання цеолту, при удобреннг сшьськогосподарських уг1дь. Дослгджено еплие на яюсть сходження та р1ст рослин природног форми цеолту та того ж мтералу у еидг егдпрацьоеаного сорбенту, одержаного енаслгдок процесу очищення стокге м 'ясопереробних комплексе. Визначено маси з1браного ерожаю.
Ключо^^ слова: цеолт, егдпрацьоеаний сорбент, удобрення грунту, крес-
салат.
1На сьогодшшнш день важливi позици у сусmльствi та полчищ займають питання екологи, оскшьки iз зростанням сощального добробуту та iз розвитком промисловост все частше ставиться питання про безвщходшсть технологш, еколопчну безпечнiсть виробництв, екологiчно чистi продукти харчування.
Очищення сичних вод м'ясопереробних комплексiв природним мшеральним сорбентом - цеолiтом, не лише дозволяе знизити вмiст забруднюючих компонентiв у стоках, таких як: амоншний азот, фосфати, бiлок, а й забезпечуе покращення врожайностi сшьськогосподарських культур через застосування одержаного комплексу для удобрення грунту.
Вщомо, що цеол^ володiе безлiччю унiкальних властивостей, що робить його привабливим для використання у сiльському господарствi, як полшшувача грунту. Для ще! мети вш широко використовуеться в Япони, США, Болгарп, Угорщинi, Польщi. Використання цеолiту в овочiвництвi та рослиннищв забезпечуе високу схожiсть насiння, прискорюеться зростання, розвиваеться сильна коренева система, також мшерал захищае корiння вщ гниття та хвороб. Впродовж багатьох роюв цеолiт тдвищуе врожайнiсть плодово-ягщних культур та скорочуе термiни дозрiвання. Даний мiнерал мае багатий склад мжроелеменив, «працюе» в грунтi до 10 роюв. Цеолiт перешкоджае накопиченню в рослинах токсичних речовин (штраив, радiонуклiдiв), важких металiв, що дуже важливо для здобуття екологiчно чистих продукив. Пiд дiею мiнералу зменшуеться вимивання азоту з грунту, пщвищуеться водна мiсткiсть дерново-пiдзолистих, супiщаних i низькородючих грунтiв. Завдяки внутрiшнiй пористш будовi цеолiтiвпiдвищуються аерацiйнi властивостi чорнозему та важких глинистих грунив, земля стае бшьш рихлою i пов^ропроникною. Цеолiт можна використовувати разом з мшеральними та органiчними добривами [1].
У св^овому землеробствi, як i в Укрш'ш, вiдмiчаеться пряма залежшсть мiж
© Мацуська О.В., Параняк Р.П., Гумницький Я.М., 2011
291
рiвнем сшьського виробництва i використанням мiнеральних добрив, яю е могутнiми i швидкодiючими факторами пщвищення врожаю та полiпшення його якост1 На думку американських вчених, 41% врожайност культур залежить вщ добрив, 8- вiд якостi насшня, 15-20- вiд застосування гербiцидiв, 5- вщ iригацil, 15-вiд погодних умов, 11-18%- вщ iнших факторiв [2].
Значення азотних добрив зумовлене тим, що азот входить до складу рослинних бшюв, амiнокислот, нуклешових кислот та iнших життево важливих сполук. Рослини засвоюють лише мшеральний азот у формi iонiв амонш (NH4+) та нiтрат-iонiв (NO3-). За нестачi азоту спостерiгаеться гальмування росту рослин, послаблюеться утворення бокових пагошв i коренiв, спостерiгаеться дрiбнолистковiсть, тощо. Основною зовнiшньою ознакою дефiциту азоту е блщо-зелене забарвлення листюв, поява некрозiв, висихань i вщмирань тканин.
Фосфор, як i азот - важливий елемент живлення рослин, який засвоюеться ними у формi фосфат-iонiв (PO3-) та ортофосфату H2PO4-. Фосфор у рослинному органiзмi входить до складу бшюв, нуклешових кислот, фосфолшвдв, фосфорних ефiрiв цукрiв, нуклеотидiв (АТФ, НАДФ), вiтамiнiв тощо. Зовшшшми ознаками нестачi фосфору е синювато-зелене з бронзовим вiдтiнком забарвлення листюв, яю стають дрiбними та вузькими, гальмуеться рiст та дозрiвання урожаю [3,4].
Метою роботибуло дослiдити фiзiологiчнi показники сходу та росту рослин при внесенш у субстрат цеол^ та рiзних доз того ж мшералу у формi вiдпрацьованого сорбенту, який було одержано внаслщок здшснення процесу очищення стокiв м'ясопереробних пщприемств, а також визначити маси зiбраного врожаю.
Матер1ал 1 методи. При дослщженш процесу сорбци на цеолiтi iз стiчних вод м'ясопереробних пiдприемств нами було встановлено сорбцшну здатнiсть даного мiнералу до таких компонентiв спчних вод, як азот амонiйний, фосфор фосфатсв та бiлку [5]. Даш компоненти являються забрудниками стокiв, а в сшьському господарствi - «покращувачами» врожайностi. Сорбованi компоненти на цеолт, а також сам цеолiт е пщживою угiдь, тому застосування цього одержаного комплексу у сiльському господарсга дозволяе вирiшувати не лише проблему удобрення, а й одержати безвiдходнiсть технологiй в процесах очищення стоюв.
Для вирiшення цих проблем було проведено вегетацшш дослiдження, що вщтворювали реальнi умови вирощування сiльськогосподарських культур. В процес вирощування рослин було вщтворено режими 1х пiдживлення та поливу, що практикуються у тепличних господарствах [6].
Виходячи з того, що для пщживлення овочевих культур застосовуеться цеол^ в юлькост 25-50кг на 100м2, то на використану площу (0,03м2)необхiдною кiлькiстю е 7,5-15гр цього мшералу. На 1га рiллiпiдовочевiрослини вноситься 220кг добрива, томуданаплощаземл^ що становить 0,03м2 добрив потребуе пщживлення 0,66г.
Адсорбцшна здатшсть сорбенту по азоту амоншному та фосфатах, при очищенш стокiв, е наступною: а*аз0ту=0,000833г/г; а*фОСфаТш=0,000922г/г. Виходить, що сорбент тсля процесу сорбци мiстить у своему складi сумарну кiлькiсть добрив: Х=0,0018г добрив в 1г сорбенту. Також у складi вiдпрацьованого сорбенту мютиться бiлок, що являеться цiнним компонентом в сшьському господарств^ з адсорбцшною здатнiстю: а*б1Лку=0Д53г/г.
Для дослщження впливу добрив на юнетику росту рослин ставили чотири паралельних дослщи: ♦-тсок без удобрення (контроль); ♦-пiсок +10гр природно! форми цеолiту; ♦-пiсок +10гр вiдпрацьованого цеолiту; ♦-пiсок +20гр вщпрацьованого цеолiту.
В горщечки висiвали крес-салат, який являеться тестовою рослиною (по 50 зернят у кожен). Протягом вегетацшного перюду проводився догляд та спостереження за рослинами (спушування тску, полив (1000 мл)). Рослини фотографували (рис. 1,2,3) та порiвнювали !х ступiнь розвитку.
Необхiдно вiдмiтити, що нижче приведенi данi е результатом одного з численних експерименив, який фшсуе результат, отриманий в холодний перюд року. Оскiльки середня тривалють свiтлового дня становила близько восьми годин, а середня температура в примщенш коливалась в межах 15оС. Також, вважливо зауважити, що вирощування рослин проводилось на пiску, що не е сприятливим середовищем для росту рослин. Тому рослини, зображенш на фотозшмках, дещо вiдстають у розвитку, порiвняно з тими, що виавають в теплий перiод року з бшьшою тривалiстю свiтлового дня та вирощують у rрунтi.
Результати дослщжень
г*
Без шджнвлення
Шдживлення: 10 гр цеолггу
10 гр
вщп ра ц ьо ничто
20 гр вщпрацьованого
• ■ . ~ • :
Рис 1. Пор1вняння сходу рослин в залежносп вщ агротехшки на 3 день вегетаци
Аналiзуючи схiд (рис. 1) штан рослин у перiод вегетаци тапрактично його кшцевий стан (рис. 2,3), спостер^аеться вiдставання в сходженш, та ростi рослин, що вирощувались без удобрення, та з додаваннямприродно! форми цеолiту, вiд iнших. Бачимо, явно кращий розвиток рослин, тдживлених 10 та 20 грамами вщпрацьованого сорбенту, що були внесенш передпоавним способом.
Без шджиайсшш
а)%
10 гр Ц(Н>. и'
в)\
а)
Ф
Юг
вщпрацьон.шо о цеол1)у
Ш:1
Рис 2. Пор1вняння ф1з1олог1чного стану рослин в залежност ввд агротехшки на 7 день вегетацй'
1>1Ч МШЖЦЫ I: III) 1
тт.
5 «А.
10 г
вщпрацьш но о .деолп
Рис 3. Пор1вняння ф1з1олог1чного стану рослин в залежност1
вiдaгpотеxнiки нa 17 день вегетaцiï
Ha третю до6у тсля посадки рослин сyбстрaт одержaв трiщини, що говорить про ïx сходження. Анaлiзyючи рисунок 1в, бaчимо, що рослини, пiдживленнi 10гр вiдпрaцьовaного сорбенту почгли проростaти i та цю добу ïx кiлькiсть стaновилa 10%. 20г цього вiдпрaцьовaного сорбенту дгло в цей чaс ïx появу - 75%. Чого не сгажеш про рослини, яю не були пщживленими (рис.1а-контроль), a тaкож тi, що одержгли природну форму цеолiтy (рис.1 б). ïx сходження почглось нa 4-5 добу.
Ha сьомий день дослщжень бaчимо, що рослини, яю не одержгли пщживлення тa були удобреними природнiм цеол^ом досягли висоти до 1см. ïx кшьюсть нa цю добу стaновилa ~60% (рис.2а,б). Додaвaння вiдпрaцьовaноï форми цеол^ дгло сxодження рослин та 96%. Причому вщмшшсть у кшькост поживниx речовин в сyбстрaтi тут дaлa помiтно крaщий резyльтaт в рост рослин. Рослини, що одержгли 10гр вiдпрaцьовaного сорбенту досягли росту - 2см (рис 2в) тa Зсм (рис. 2г)- посприяло пщживлення 20гр того ж цеолiтового комплексу.
У горщечкax без додaткового удобрення тa з додaвaнням цеолiтy сxодження рослин продовжувглось до 12 доби i досягло юлькост ~74%. Слщ зayвaжити, що цього резyльтaтy сxодy рослин при пiдживленнi сyбстрaтy 20гр вiдпрaцьовaного сорбенту ми одержгли уже та З добу вегетaцiйного перюду. Помiтним являлось тaкож i вiдстaвaння у ростi циx рослин, що досягли висоти у юнцевому CTam близько Зсм (рис. За,б) тa меншим розвитком зеленоï мaси, що пояснюеться обмеженiстю рослин в поживнж елементax.
Рослини, що були пщживленш 20гр вiдпрaцьовaного сорбенту досягнули росту 5-6см (рис. Зг). Зниження дози цього добривa до 10гр дгло зниження в ростi рослин до 4-5см (рис. Зв). Вiдмiннiсть у юлькост додaвaння добривa тaкож дещо вплинyлa нa розвиток зеленоï мaси рослин, що пояснюеться нестaчею для нж елементiв живлення.
Зaлежнiсть висоти крес-сaлaтy вiд чaсy пiд чaс вегетaцiйного перiодy продемонстровaно зa допомогою рисунку 4.
t. дю
0 5 10 15 20
Рис. 4. Кшетнкя pоcту кpеc-caлaту в зaлежноcтi вiд aгpотеxнiки: ♦-без удобрення; ■-з 10гр цеолiтy; А-з 10гр вiдпрaцьовaного сорбенту; х- з 20гр вiдпрaцьовaного сорбенту
На завершальному етат вегетацшних дослщжень рослини було 3i6paHO та висушено до одержання !х постшно! ваги. Очевидним е те, що маса зiбраного врожаю е бшьш важливим параметром даних дослщжень, яю дозволяють показати вплив вщпрацьованого цеолiту на кiлькiсть одержано! продукцп.
Таблиця 1
Пор1вняння одержаних мас рослин, що вирощувались при рiзних удобреннях
субстрату
№ п/п Назва шдживлюючого компоненту Вага рослин, гр
1 Без удобрення 0,061
2 10 гр цеолиу 0,05
3 10 гр вщпрацьованого сорбенту 0,08
4 20 гр вщпрацьованого сорбенту 0,136
Аналiзуючи данi табл. 1, бачимо, що рослини пщживлеш 10 та 20 грамами вщпрацьованого сорбенту, приблизно вдвiчi перевищили масу рослин, що вирощувались без удобрення та тих, що одержали 10гр природно! форми цеол^.
Отже, iз одержаних даних при проведеннi вегетацшних дослщжень можемо пропонувати застосування вщпрацьованого сорбенту, що одержуеться в процес очищення стокiв м'ясопереробних пiдприемств для удобрення сшьськогосподарських угiдь. Адже застосування цього цеол^ового комплексу дозволяе покращити врожайнiсть сiльськогосподарських культур приблизно вдвiчi. Поряд iз цим, вирiшуеться ще одна екологiчна проблема - одержання безвщходних технологiй очищення стокiв.
Лггература
1.Природные цеолиты в народном хозяйстве// Тез. докл. Всесоюз. совещ. (Кемерово, 18-19 апреля 1990).-Новосибирск.-1990.-232с.
2.Городнiй М.М., Шикула М.К. Агроекологiя.-К.: Вища школа.-1993р.
3.Карасюк1.М., ГеркiялО.М., ГосподаренкоГ.М. та шшь Агрохiмiя. За ред. 1.М.Карасюка. К.:Вища школа.-1995.-471с.
4.Гладюк М.М. Основиагрохiмii. Хiмiявсiльськомугосподарствi.-К.,Iрпiнь: Перун.-2003.-288с.
5.Мацуська О.В., Параняк Р.П., Гумницький Я.М. Адсорбция компонентов сточных вод природными сорбентами// Химия и технология воды.-2010.-Т.32.-№4.-С.399-407.
6.Справочник по удобрениям. Донецк.: " Донбас".-1980.-205с.
Summary
In this work was presented comparison of physiology indexes of plants, depending on application of zeolite, at the fertilizer of agricultural lands. Here was investigated an Influence on quality of ascent and height ofplants of true form of zeolite and the same mineral in the type of the exhaust sorbent got as a result of process of cleaning of flows of meat-processing complexes. The masses the taken crops are determined.
Рецензент - д.с.-г.н., проф. Козенко О.В.
