CC BY
11
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РЕГУЛИРОВАНИЮ КАЧЕСТВА И УРОЖАЙНОСТИ ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА В АГРОЦЕНОЗАХ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
© Высоцкая Е.А.*
Воронежский государственный педагогический университет, г. Воронеж
В статье рассматриваются возможности регулирования динамики урожайности, качества продукции агроценоза с посевами сахарной свеклы в условиях почвенного загрязнения тяжелыми металлами на примере конкретного агрохозяйства в почвенно-климатических условиях Воронежской области.
В условиях современной нестабильности сельскохозяйственного производства особенно актуальной становится проблема разбалансированности взаимодействия факторов интенсификации и существующих систем земледелия с биологическим потенциалом аграрных ландшафтов. Возрастающие антропогенные нагрузки на почву и на все связанные с нею компоненты агроценоза усилили экологическую напряженность [1].
При рассмотрении перспектив развития растениеводческой отрасли необходимо отметить экономическое значение возделывания агрофита сахарной свеклы. Почвенные и агроклиматические ресурсы Воронежской области позволяют получать высокие урожаи данной культуры.
Однако в настоящее время в большинстве случаев рассматриваются только экономические аспекты возделывания сахарной свеклы, тогда как техногенное загрязнение среды тяжелыми металлами и его влияние на продуктивность разных сортов и гибридов изучены не достаточно.
Сахарная свекла, как и другие растения, интенсивно поглощает тяжелые металлы, таким образом, актуальным направлением исследований в сельскохозяйственной науке, становится необходимость подбора современных высокопродуктивных гибридов сахарной свеклы, незначительно реагирующих на условие загрязнения почвенной среды агроэкосистемы тяжелыми металлами [2, 3].
В качестве объекта исследования нами были выбраны агроценоза с посевами сахарной свеклы интенсивно загрязненные тяжелыми металлами.
Предметом исследования являлась динамика продуктивности районированных гибридов сахарной свеклы Фрейя и Бристоль на черноземах агро-ценозов, загрязненных тяжелыми металлами.
* Доцент кафедры Безопасности жизнедеятельности и медицинских знаний, кандидат географических наук, доцент.
Цель наших исследований заключалась в изучении качества и урожайности гибридов сахарной свеклы в агроценозах Воронежской области с загрязнением тяжелыми металлами.
Полевые опытные исследования, проведены в период с 2010-2012 гг. на полях ООО «Исток» Эртильского района Воронежской области, расположенных вдоль автомагистрали.
В связи с междисциплинарностью исследования использовались методы, применяемые в экологии, землеустройстве и агрономии, а именно: описательный, системного анализа, математико-статистический, картографический, сравнительно-аналитический, наблюдение, опытно-полевой, лабораторного анализа.
В ходе исследований нами выявлены приоритеты возделывания сахарной свеклы в агроценозах с интенсивным загрязнением почвы тяжелыми металлами в условиях Воронежского региона. Разработаны новые подходы к оценке свекловодческой отрасли, основанные не только на рентабельности производства, но и рациональном землепользовании на принципе экологизации.
В ходе проведенных стационарных и полевых исследований по изучению качества агрофитов и урожайности некоторых районированных гибридов сахарной свеклы в условиях техногенного загрязнения черноземов типичных Воронежской области нами выявлен ряд условий, влияющих на формирование экологической составляющей агроценозов.
Загрязнение почв тяжелыми металлами формируется на фоне техногенного загрязнения и усугубляется внесением минеральных удобрений.
При повышенных концентрациях микроэлементов вносимых с удобрениями и техногенными выбросами, подвижные формы тяжелых металлов приобретают токсикологические свойства. В результате усвоения их сахарной свеклой они значительно снижают содержание сахара в урожае. Внесение различных удобрений, в том числе и минеральных, способствует повышению содержания в сахарной свекле азота, фосфора, калия, однако угнетает фотосинтетическую активность и способствует снижению содержания сахара в корнеплодах.
Подвижность тяжелых металлов обусловлена гидротермическим коэффициентом и вносимыми удобрениями.
На участках, черноземов типичных среднемощных, среднегумусных с повышенным содержанием тяжелых металлов необходимо возделывать культуры, обладающие относительной толерантностью к подвижным формам тяжелых металлов. В условиях ЦЧР одной из таких культур является гибрид сахарной свеклы Фрейя, генетические особенности которого определяются высокой урожайностью, независимо от антропогенного загрязнения агроце-нозов тяжелыми металлами, плодородия почвы и условий увлажнения.
Для достижения рентабельности и экологичности, гибрид Фрейя необходимо возделывать на участках черноземов типичных среднемощных, сред-
негумусных, с повышенным техногенным загрязнением тяжелыми металлами, каковыми являются придорожные полосы сельскохозяйственных полей, где наблюдается максимальное снижение сахаристости корнеплодов - в 2 раза. На территориях с благоприятной экологической обстановкой экономически выгодно возделывать гибрид Бристоль.
Результаты проведенных исследований по изучению биологической продуктивности гибридов сахарной свеклы в условиях техногенного загрязнения почв агроландшафтов позволяют сделать следующие выводы:
Наиболее высокие концентрации тяжелых металлов в почвах свекловичных агроценозов наблюдаются в придорожной полосе на расстоянии 0-20 м от автомобильной дороги. В пределах участков поля, расположенных на данном расстоянии от дороги наблюдаются превышения ПДК по свинцу и кадмию.
Источниками поступления тяжелых металлов в почвенный компонент агроценозов являются техногенные выбросы и вносимые минеральные удобрения.
Влияние автотранспорта на микроэлементный состав почвы свекловичного агроценоза проявилось в значительном увеличении содержания подвижного свинца (в 2.6 раза) на расстоянии 0-20 м от автодороги, а также в незначительном повышении концентрации железа, цинка и кобальта.
В течение вегетационного периода изменяется содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве: к периоду уборки увеличивается содержание подвижной меди, но снижается концентрация кадмия, цинка, марганца и никеля, содержание железа, свинца изменяется незначительно.
Подвижность тяжелых металлов и динамика их поступления в корнеплоды и листья сахарной свеклы различается по фазам вегетации и изменяется с глубиной. К периоду уборки сахарной свеклы происходит увеличение содержания железа и цинка, концентрации остальных микроэлементов снижаются. Концентрация кадмия свинца мало изменяется с течением времени.
Незначительное снижение кадмия и свинца в почве наблюдается вследствие того, что вносимые поступления от автотранспорта и дозы удобрений способствуют увеличению содержания этих элементов в почве. Наибольшие снижения концентраций тяжелых металлов имеют место на глубине 3060 см. Наиболее интенсивно поглощается марганец и кадмий.
Листья и корнеплоды сахарной свеклы обладают различной поглотительной способностью. Однако прослеживается закономерное увеличение концентраций кадмия и свинца, как в листьях, так и в корнеплодах на вариантах с внесением удобрений и делянках расположенных на расстоянии 0-20 м от автодороги. Так же наблюдаются более высокие концентрации железа, марганца и цинка в листьях вариантов, выращенных с внесением удобрений.
В корнеплодах в большем количестве накапливается медь, цинк, марганец, кобальт, свинец и никель. В листьях преимущественно аккумулируются кадмий и железо.
Максимальное влияние на формирование площади листовой поверхности сахарной свеклы у гибрида Бристоль оказали минеральные удобрения, а также удаление от автодороги более чем на 20 м, вблизи автодороги площадь листовой поверхности развивалась менее интенсивно.
Формирование листовой поверхности определяется характером увлажнения. В сезоны оптимального и достаточного увлажнения нарастание листовой поверхности происходило нормально на всех вариантах опыта. В засушливых условиях на делянках с удобрениями наблюдалось замедление роста листовой пластинки.
Нарастание листовой поверхности гибрида Фрейя происходило интенсивнее на всех вариантах опыта по сравнению с Бристолем. Выявлено, что повышенное содержание тяжелых металлов в почве не оказывает негативного влияния на нарастание листовой поверхности гибрида Фрейя.
Сахарная свекла благодаря своим физиологическим особенностям накапливает железо, марганец, цинк и медь. Ее листья имели большую негативную зависимость от повышенных концентраций тяжелых металлов, чем корнеплоды. Концентрация ни одного из изученных элементов в листьях и корнеплодах сахарной свеклы не превышала ПДК.
Степень концентрации токсических элементов в корнеплодах сахарной свеклы благодаря ее физиологическим особенностям в несколько раз меньше, чем в листьях.
Повышенные концентрации тяжелых металлов снижают технологические качества корнеплодов Бристоля, увеличивая содержание азота и потери сахара, снижая сахаристость и выход сахара. Гибрид Фрейя проявлял толерантность к содержанию тяжелых металлов в растении при возделывании на черноземе типичном среднемощном, среднегумусном, и его технологические качества были выше.
Внесение минеральных удобрений способствовало положительной динамике продуктивности листьев и корнеплодов сахарной свеклы, способствуя при этом некоторому снижению сахаристости гибрида Бристоль. По Фрейе не отмечалось ингибирующего действия тяжелых металлов на синтез сахаров. Сбор сахара с 1 га свекловичных насаждений на делянках возделывания гибрида Фрейя в этом случае также увеличивался.
Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать вывод, что в условиях загрязнения почв тяжелыми металлами агроце-нозов Воронежской области с посевами сахарной свеклы для повышения общей продуктивности, а как следствие, рентабельности растениеводческой отрасли агрохозяйств необходимо высевать гибриды, толерантные к почвенному загрязнению.
Список литературы:
1.Бабенко О.Б. (Никитина О.В.) Загрязнение агроценозов пригородной зоны Курска тяжёлыми металлами / О.В. Бабенко, А.И. Стифеев // Агроэко-
логические проблемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур: материалы всерос. науч.-пракг. конф. Курского отделения межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева», Курск, май 2008. - Курск: Издательский центр «ЮМЭКС», 2008. - С. 63-65.
2. Кошелев Ю.А. Влияние комплексного агрохимического окультуривания на изменения агрохимических показателей чернозема выщелоченного и продуктивность севооборота / Ю.А. Кошелев, Н.Г. Мязин // Инновационные технологии и технические средства для АПК: материалы межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых. - Воронеж, 2009. -Ч. II. - С. 150-157.
3. Кураков В.И. Удобрение районированных сортов и гибридов в зер-носвекловичном севообороте лесостепи ЦЧП / В.И. Кураков, О.А. Минако-ва, Л.В. Александрова // Сорта полевых культур в системе агроландшафтно-го земледелия (селекция, семеноводство, технологии возделывания): Мат. засед. Терр. корд. совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ». - Каменная Степь, 2006. - С. 100-101.
