CC BY
43
УДК 633.14:338.43
НАКОПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И |37С$ ЗЕРНОМ ОВСА НА ТЕХНОГЕННО ЗАГРЯЗНЕННОЙ ПОЧВЕ
Белоус Н.М., д. с.-х. н., профессор Малявко Г.П., д. с.-х. н., профессор Шаповалов В.Ф., д. с.-х. н., профессор Смольский Е.В., к. с.-х. н., ст. преподаватель
ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
* Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 13-04-97534р центр а»
Резюме: Выявлены закономерности транслокации тяжелых металлов и 137Сз из техногенно загрязненной дерново-подзолистой почвы в зерно овса сорта Скакун. Применение удобрений позволяет получать нормативно чистое зерно по содержанию тяжелых металлов (Си, РЬ, Ъ\л. Сс1) и способствует снижению накопления Се. Наибольшая кратность снижения концентрации 137Сз получена по органо-минеральной и минеральной системе удобрения в комплексе с химическими средствами защиты растений.
Ключевые слова: почва, система удобрений, тяжелые металлы, цезий-13 7, зерно овса.
Введение. Качество и экологическая безопасность растениеводческой продукции в значительной степени зависят от содержания в ней тяжелых металлов.
Пути поступления тяжелых металлов в почву, а в дальнейшем и растение различны. Значительную роль в накоплении тяжелых металлов в почве играют удобрения, в том числе органические, при разложении которых образуется запас подвижных форм ТМ [1].
Как правило, избыток тяжелых металлов в почве вызывает расстройство физиологически важных функций в растительном организме. Высокие концентрации Ъ\л. РЬ, Сс1 приводят к дисбалансу компонентов питания в растениях и отрицательно влияют на синтез и функции многих биологически активных соединений - ферментов, витаминов, гормонов и др. Прямое воздействие данных элементов в растительных клетках обусловлено или блокировкой реакций с участием ферментов вследствие замещения исходного металла другим или коагуляцией белков [2].
Исследованиями В.В. Дыбина с соавторами, установлено, что тяжелые металлы (ТМ) Ъ\л. РЬ,
Summary: Regularities of a translocation of heavy metals and 137Cs from tekhnogenno polluted cespitóse and podsolic soil in grain of oats of a grade the Racer are revealed. Application of fertilizers allows to receive standardly pure grain according to the content of heavy metals (Cu, Pb, Zn, Cd) and promotes decrease in accumulation 137Cs. The greatest frequency rate of decrease in concentration of 137Cs is received on organo-mineral and mineral system of fertilizer in a complex with chemical means of protection of plants.
Keywords: soil, system of fertilizers, heavy metals, caesium-13 7, oats grain.
при их содержании в почве выше ПДК снижают урожайность полевых культур [3].
Получение сельскохозяйственной продукции, содержащей минимальное количество тяжелых металлов и радионуклидов и соответствующей требованиям санитарно-гигиенических нормативов - основная задача ведения агропромышленного производства на техногенно загрязненной территории.
Поэтому разработка приемов ведения сельскохозяйственного производства, на угодьях подвергшихся радиоактивному загрязнению основывается на знании закономерностей миграции нуклидов [4].
Поведение радионуклидов в агроэкосисте-мах зависит от двух факторов: в первую объединяют естественные биохимические процессы, определяющие поведение радионуклидов в почве и их переход в растение, а во вторую -факторы, связанные с проведением агротехнических и агрохимических мероприятий, которые оказывают модифицирующее действие на миграцию полютантов [5].
Материалы и методы. Исследования проводили в условиях Брянской области, расположенной на юго-западе Центрального региона России, в многолетнем стационарном полевом опыте Новозыбковской опытной станции ВНИИ люпина.
Климат - умеренно-континентальный с теплым летом и умеренно холодной зимой. Среднегодовая сумма осадков составляет 530-650 мм. Тип водного режима - периодически промывной. Продолжительность периода вегетации (в пределах среднесуточных температур +5°С и выше) составляет 176-193 дня, сумма температур за это время 2450-2750°С.
Агрометеорологические условия вегетационных периодов в годы проведения исследований складывались следующим образом: в
2008 и 2010 гг. отмечались острозасушливые явления (ГТК-0,8), в 2009 г. наблюдалось избыточное увлажнение (ГТК-1,7).
Почва опытного участка - дерново-подзолистая, рыхлопесчаная, сформированная на древне-аллювиальной супеси, подстилаемой связным песком. Мощность гумусового горизонта - 20-22 см. Плотность загрязнения опытного участка 137Cs колебалась в пределах 526-666 кБк/м2.
Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы следующая: содержание органического вещества - 2,4-2,5%, pHKci - 6,7-6,9, гидролитическая кислотность (по Каппену-Гильковицу) - 0,58-0,73 мг-экв. на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований - 7,18-18,88 мг-экв. на 100 г почвы, содержание подвижного фосфора - 385-510 и обменного калия - 69-117 мг на кг почвы (по Кирсанову).
Опыт развернут в плодосменном севообороте со следующим чередованием культур: картофель - овес - люпин на зеленый корм -озимая рожь. Севооборот заложен в 1992 г., с
2009 г. началась пятая ротация.
Объект исследований - сорт овса «Скакун».
Схема полевого опыта представлена в таблице 1.
В качестве органического удобрения использовали подстилочный навоз крупного рогатого скота с удельной активностью 137Cs в среднем 890 кБк/кг. Из минеральных удобрений применяли аммиачную селитру, двойной гранулированный суперфосфат, калий хлористый. Подстилочный навоз вносили под пред-
шествующую культуру - картофель. Всю расчетную дозу удобрений вносили под предпосевную культивацию.
Система защиты растений овса предусматривала применение следующих пестицидов: «Диален супер» 50% в.р. - 0,7 л/га, «Бай-летон» 25% с.п. - 0,6 кг/га, «Карате Зеон» 50% к.э. - 0,15 г/га.
Повторность вариантов опыта - четырехкратная, посевная площадь делянки - 90 м2, учетная - 70 м2. Расположение делянок - систематическое.
Агротехника возделывания овса - общепринятая для зоны.
Содержание тяжелых металлов определяли на атомно-абсорбционном спектрометре «Квант - Ъ»
Удельную активность радионуклида цезия-137 в зерне и почвенных образцах определяли на универсальном измерительном комплексе «ГАММА-плюс» с программным обес-печеньем «Прогресс 2000»
Результаты и их обсуждение. Выявлено, что концентрация меди в основной продукции овса в слабой степени зависела от уровня использования агрохимических средств и по всем вариантам опыта была значительно ниже ПДК. Содержание свинца варьировало в пределах от 0,16 до 0,25 мг/кг, что также не превышает ПДК.
Следует отметить, что в вариантах с органическими, органо-минеральными и минеральными удобрениями с низкой дозой КРК (ТЧ75Р20К50) имела место тенденция повышения содержания свинца относительно контроля. При последовательном увеличении доз КРК роста концентрации свинца не отмечено, что видимо связано с биологическим разбавлением в связи с повышением урожая зерна в этих вариантах. Концентрация цинка в зерне овса по вариантам опыта колебалось в пределах 6,70-9,09 мг/кг сухого вещества при максимальном показателе на контроле.
Под влиянием средств химизации отмечено достоверное снижение концентрации цинка в зерне. Обратная тенденция наблюдается по содержанию кадмия, где минимальный показатель 0,013 отмечен на контроле. В то время как под влиянием различных систем удобрения он достоверно повышался до 0,023 мг/кг.
Таблица 1 - Влияние средств химизации на содержание тяжелых металлов в зерне овса, мг/кг сухого вещества (среднее за 2009-2011 гг.)
Вариант Си РЬ Ъъ са
Контроль 2,14 0,17 9,09 0,013
Последействие навоза 80 т/га 2,38 0,21 8,39 0,023
Последействие навоза 40 т/га + Ы^РзиК^ 2,65 0,24 7,59 0,020
^5Р2оК50 1,46 0,23 7,04 0,018
МпоР/юКюо 1,70 0,18 6,70 0,019
Т^ЬббРбоКш 1,67 0,17 7,04 0,020
Последействие навоза 40 т/га + пестициды 1,76 0,24 8,08 0,020
Ы^РзиК^и+ПССТИЦИДЫ 1,44 0,25 8,44 0,021
N110Р40К1 оо+пестициды 1,82 0,16 8,55 0,018
N1 б5РбоК 15о+пестициды 1,89 0,17 7,50 0,020
НСР05 0,21 0,03 0,06 0,005
ПДК 5 0,5 10 0,030
МДУ 30 5 50 0,3
Однако, полученная в опыте продукция (зерно) может быть использована на пищевые и кормовые цели без ограничения, так как ПДК ни по одному из исследуемых ТМ не был превышен.
Применение комплекса агрохимических мероприятий способствовало значительному снижению миграции 137Сз из почвы в зерно.
Примечание: СанПиН 2.3.2. 1078-01 для зерна - 70 Бк/кг.
Максимальное содержание 137Сз в зерне овса отмечено на контрольном варианте 148 Бк/кг (СанПиН 2.3.2.1078-01 - 70 Бк/кг) [6] (табл. 2).
Следовательно, продукция полученная на контроле не пригодна на пищевые цели и может быть использована только как зернофураж.
Таблица 2 - Влияние средств химизации на содержание 137Св в зерне овса, Бк/кг
^Вариант^ ~—-—^^^^^^^Год^^^^^ 2009 2010 2011 Среднее Кратность снижения, раз
Контроль 177 167 101 148 -
Последействие навоза 80 т/га 71 50 83 68 2,2
Последействие навоза 40 т/га + Ы^^иКм, 66 128 54 83 1,8
^бРгоКзо 83 80 87 83 1,8
1^поР4оКюо 60 116 61 79 1,9
1^1б5РбоК150 51 156 31 79 1,9
Последействие навоза 40 т/га + М^Р^К^и+псстициды 51 69 55 58 2,6
М^Р;„К5„+ пестициды 68 85 57 70 2,1
]Ч11()Р4оК1оо+ пестициды 53 69 41 54 2,7
^б5РбоК15о+ пестициды 44 89 40 56 2,6
НСР05 9,7 14,5 10,9
Последействие навоза 80 т/га снижало содержание ''"Сэ в зерне овса в 2,2 раза, а последействие 40 т/га навоза в сочетании с Ы^РзпК-м) в 1,8 раза. В вариантах с последействием органических удобрений снижение происходит за счет увеличения урожайности, то есть наблюдается биологический процесс разбавления, а также улучшаются агрохимические свойства почвы, что способствует закреплению ионов 137Сз в почвенно-поглотительном комплексе и меньшему переходу его в растения.
Применение минеральных удобрений в дозах КззРгоКзо; ТЧцоР/юКюо и ТЧ^РеоКш позволило получить основную продукцию с содержанием 137Сз соответственно в 1,8-1,9 раза ниже, чем на контроле, но, тем не менее, она не соответствует требованиям (СанПиН 2.3.2.1078-01) предъявляемым к продовольственному зерну.
Комплексное применение удобрений в сочетании с пестицидами позволило получить зерно овса пригодное для использования на продовольственные цели, где концентрация 137Сз варьировала от 54 до 70 Бк/кг.
Особенно выделились органо-минеральная и минеральная система удобрения со средней дозой ТЧцоР/юКшо в сочетании с пестицидами, которые позволяют получать нормативно чистое продовольственное зерно овса. Зерно, выращенное на других вариантах опыта, может быть использовано на кормовые цели.
Выводы. Применение изучаемых систем удобрения позволяет получать зерно овса не превышающее допустимого уровня по содержанию в нем тяжелых металлов (Си, РЬ, Ъ\л. Сс1). Органические и минеральные удобрения способствовали снижению поступления 137Сз из
почвы в урожай зерна овса, при этом наибольшее снижение концентрации 137Cs до уровней соответствующих нормативу (СанПиН 2.3.2. 1078-01) отмечено при комплексном применении средств химизации. Максимальное снижение концентрации 137Cs получено по органо-минеральной и минеральной системе удобрения (N110P40K100) в комплексе с химическими средствами защиты растений.
Литература. 1. Садовникова, Л.К. Влияние осадков сточных вод и извести на подвижность соединений тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве / Л.К. Садовникова, М.В. Ко-сатиков // Агрохимия. - 1995. - № 6. - С. 81-88.
2. Черных, H.A. Экологическая безопасность и устойчивое развитие / H.A. Черных, Н.З. Милащен-ко, В.Ф. Ладонин // Экотоксикологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. - Пущино: ОНТИПНЦРАН. 2001. - 148 с.
3. Дыбин, В.В. Влияние тяжелых металлов на продуктивность кукурузы / В.В. Дыбкин, К.В. Ивановский, Н.В. Минина / Бюллетень ВИУА. -2001. - № 115.-С. 128.
4. Белоус, Н.М. Способы поступления радионуклидов в растения на загрязненных почвах / Н.М. Белоус, Г.З. Мерзлая, М.О. Смирнов // Плодородие. - 2006. - № 4. - С. 33-34.
5. Богдевич, И.М. Защитные агрохимические мероприятия в АПК Республики Белирусь / И. М, Богдевич, А. Г. Подоляк, М. Г. Шмигель-ская // Агрохимический вестник. - 2006 . - №2. -С. 13-19.
6. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов: Санитар-ноэпидемилогические правила и нормы СанПиН 2.3.2.1078-01. М.: Минздрав РФ, 2002. 164 с.
УДК: 636.52/58:611.018:611.4
ФОРМИРОВАНИЕ ГИСТОСТРУКТУРЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ У КУР КРОССА «ИЗА-БРАУН» В ПОСТИНКУБАЦИОННЫЙ ПЕРИОД
Стрельцов В.А., д.с.-х.н., профессор Ткачева Н.С., соискатель
ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
Резюме. В статье приведены результаты исследований по установлению особенностей формирования гистологической структуры поджелудочной железы у кур яичного кросса «ИЗА-браун» в постинкубационный период. Установлено, что на разных этапах онтогенеза содержание компонентов ее изменяется.
Ключевые слова: поджелудочная железа, гистология, онтогенез, возраст, кросс.
The resume. In article results of researches on an establishment of features of formation of histologic structure of a pancreas at hens of egg crosscountry "IzA-braun" during the postincubatory period are resulted. It is established, that at different stages ontogeny the maintenance of its components changes.
Keywords: a pancreas, histology, ontogeny, age, cross-country.
