CC BY
101
УДК 631.8:633.2/.3(571.6)
В.И. Голов, О.С. Самохвалова,
Э.В. Ананьева, А.Н. Тимофеев
УСЛОВИЯ НАКОПЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ОСНОВНЫМИ КОРМОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ НА ПОЧВАХ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ
Выявлены условия поглощения жизненно важных микроэлементов Mo, Se, 1п, ^) и тяжелых металлов ^Ь, Cd) основными кормовыми культурами (люцерна, кострец и соя) на почвах Амурской области. Установлена принципиальная возможность оптимизации содержания необходимых для растений и животных микроэлементов, а также тяжелых металлов с помощью соответствующих удобрений.
В настоящее время возрос интерес к получению не только максимального количества продуктов растениеводства с единицы площади в связи с деградацией пахотных земель, но и к его качеству. С одной стороны, интенсификация сельскохозяйственного производства ведет к загрязнению продукции растениеводства тяжелыми металлами, нитратами, содержащимися в минеральных удобрениях, а также остатками и продуктами распада пестицидов после обработки гербицидами и фунгицидами. С другой стороны, почвы обедняются жизненно важными элементами и, в первую очередь, теми, которые не вносятся с традиционными минеральными и органическими удобрениями ^, Мо, Se, В и др.), что приводит к хроническому дефициту элементов, необходимых не только для растений и животных, но и для человека.
Так, например, по данным некоторых ученых, уровень содержания селена в пшенице, выращенной в России, в 6-7 раз ниже, чем в зерне импортируемого из США и Канады [1]. К таковым регионам относятся и Дальний Восток, в частности, Амурская область и Приморье [2-3]. В целом по стране обеспеченность сельскохозяйственного производства микроэлементами не превышает 10% от их общей потребности [4].
Наибольший эффект при оптимизации питания недостающими элементами достигается при внесении соответствующих удобрений под кормовые и продовольственные культуры. Этот путь, как показывают результаты последних изысканий, оказывается более естественный и более эффективный [4].
Целью наших исследований явилось установление возможности оптимизации содержания дефицитных элементов питания с помощью микроудобрений, содержащих эти элементы, а также при внесении традиционных и перспективных удобрений, таких, как торфогуминовые (ТГУ) или "Деметра", обогащенных данными элементами или включающих их в себя в качестве примесей.
Объекты и методы исследований. Исследования проводились на агрохимическом стационаре ВНИИ сои (п. Садовый) и в учебно-опытном хозяйстве ДальГАУ (с. Грибское) Амурской области на типичных для региона луговых черноземовидных и пойменных аллювиальных почвах в течение 2003-2005 гг. Агрохимическая характеристика почв приведена в табл. 1.
Таблица 1
Агрохимическая характеристика почв Амурской области
Место прове- Почва Гумус, % рН V, % Содержание, мг/кг
дения опыта Р2О5 К2О В Zn Мо
ВНИИ сои, п. Садовый Луговая черн-земовидная 5,9 5,8 87,6 35,5 320,0 0,74 28,0 0,25
Учхоз ДальГАУ, с. Г рибское Пойменная аллювиальная 3,0 4,2 85,0 24,0 40,0 0,21 16,1 0,2
Как видно из табл. 1, почвы, на которых проводились опыты, резко отличаются по плодородию. Луговые черноземовидные почвы, занимающие около 40% от всего пахотного фонда Амурской области, считаются наиболее плодородными. Аллювиальные почвы, на долю которых приходится 16% пахотных земель,
отличаются низким плодородием, легким механическим составом и кислой реакцией среды. Поэтому нормы внесения минеральных и органических удобрений в опытах на последних почвах были значительно выше.
Полевые опыты закладывали, как правило, в 4-кратной повторности, микрополевые (в сосудах без дна) в 3-кратной. Площадь делянок составляла от 10 до 50 м2. Высевали следующие сорта культур: кострец безостый Амурский 54, люцерна посевная Марусинская 425, соя Соната. Посев проводили районированными кондиционными семенами с соблюдением агротехники, принятой в области для возделывания избранных культур. Учет урожая проводили вручную. Полученные результаты обрабатывали по Б.А. Доспехову.
Из минеральных удобрений в опытах применяли простой суперфосфат (19% Р2О5), хлористый калий (61% К2О) и аммиачную селитру (34% ^. Из микроудобрений вносили молибдат аммония, сернокислый цинк, сернокислый марганец, борную кислоту и селенит натрия. Микроудобрения вносили в полевых опытах методом опрыскивания растений. Дозы внесения при этом составили (по д.в.): для бора - 200 г/га; меди - 200; марганца - 500; селена - 500; цинка - 300; для молибдена - 100 г/га. Указанные дозы были внесены в течение вегетации растений. Например, кострец опрыскивали четыре раза за вегетацию (два раза до первого укоса и два раза перед вторым укосом), поэтому разовая доза внесения для молибдена составила 25 г/га, а для селена 125 г/га и т.д. Для костреца внесение микроудобрений методом опрыскивания оказалось единственно возможным (хотя его нельзя признать оптимальным по ряду причин) приемом обогащения микроэлементами, так как пользовались уже готовыми опытными посевами третьего года жизни. Необходимо подчеркнуть, что в Амурской области в последние годы кострец весьма интенсивно используется для кормовых целей, благодаря своей выносливости к низким зимним температурам, сравнительно высокой продуктивности и низким ценам на семена. Чего нельзя сказать о бобовых кормовых культурах, часто вымерзающих из-за малоснежных зим.
Кроме минеральных удобрений были использованы торфогуминовые удобрения (ТГУ), содержащие по 6% азота, фосфора и калия, а также достаточное количество селена, серы и бора. Доза внесения азота, фосфора и калия в сосудах составила по 100 мг/кг почвы, а ТГУ по 1 г/кг. С данными удобрениями азота, фосфора и калия попадало по 60 мг/кг почвы. В отличие от минеральных удобрений, в составе ТГУ азот, фосфор и калий находились в адсорбированном состоянии, так как предварительно торф, из которого затем готовили ТГУ, был активирован специальным щелочным составом, позволяющим увеличить его адсорбционную способность в несколько раз. Поэтому эффективность ТГУ в полевых опытах бывает намного выше, чем минеральных удобрений за счет пролонгированного действия элементов минерального питания [5].
Анализ на содержание микроэлементов в почвах и растениях проводили атомно-абсорционным методом с использованием спектрофотометров "Квант" и "НКасЫ".
Результаты исследований. Поглощение питательных элементов растениями определяется, с одной стороны, их биологическими особенностями, с другой - спецификой почвенно-климатических условий, в которых они выращиваются. По содержанию химических элементов, в том числе и микроэлементов, в отдельных органах можно в общих чертах судить об их физиологической роли в жизни растений.
Опрыскивание растений костреца безостого в течение вегетации привели к накоплению всех применяемых в опыте микроэлементов до оптимальных величин (табл. 2). Следует подчеркнуть, что концентрация применяемых элементов в вегетативной массе оказалась несколько ниже ожидаемой в связи с частичными потерями микроудобрений при опрыскивании. Это также связано с тем, что анализ проводился в массе последнего укоса, когда идет на убыль интенсивность их поглощения, особенно листьями. Кроме того, на снижение концентрации повлияло вымывание применяемых микроудобрений осадками, которые обильно выпадают в этот период.
Таблица 2
Накопление микроэлементов вегетативной массой костреца безостого на луговых черноземовидных почвах при внесении микроудобрений в полевом опыте (среднее из 4-х повторностей)
Вариант опыта Урожай в т/га зеленой массы двух укосов Содержание, мг/кг
В Мо Си Со Zn Se
Контроль (фон N Р, К до посева) (16,1 ±0,5)т/га 17,3 1,3 17,2 0,2 64,3 0,10
Фон + В, Мо, Zn, Со, Си и Se (19,9 ± 0,7) т/га 39,2 4,1 28,1 1,8 80,7 0,19
НСР 0,15 т/га
Тем не менее, применение комплекса дефицитных микроудобрений методом опрыскивания растений растворимыми формами их соединений привело к увеличению вегетативной массы костреца на 3,8 т/га, а также к увеличению содержания микроэлементов до оптимальных величин (за исключением кобальта и селена).
Помимо микроудобрений нами изучалось поступление микроэлементов и тяжелых металлов при внесении обычных традиционных минеральных удобрений и торфогуминовых, которые на Дальнем Востоке получают все большее признание. Из минеральных удобрений больше всего тяжелых металлов в качестве примесей содержат фосфорные удобрения, которые, в свою очередь, наследуют их из природных фосфоритов и апатитов. Необходимо подчеркнуть, что отечественное фосфатное сырье (апатиты Кольского полуострова) содержат около 0,5 мг/кг кадмия (американские - до 170 мг/кг), 7-92 мг/кг свинца и 50-130 мг/кг цинка [6]. ТГУ наследует микроэлементы и тяжелые металлы из торфа, который составляет 80-90% от веса ТГУ. Содержание микроэлементов в торфах, в свою очередь, зависит от растений торфообразователей. Так, например, по данным В.Н. Дюкарева и др., содержание свинца в низинном торфе, из которого изготавливали ТГУ, колебалось от 0,7 до 21 мг/кг, цинка от 3,8 до 29 мг/га и молибдена от 0,7 до 3,4 мг/кг, т.е. значительно меньше, чем в фосфорном сырье [7]. Кроме того, необходимо помнить, что ТГУ обладая большой поглотительной способностью, могут обменно поглощать из почвы некоторые микроэлементы и тяжелые металлы, удерживая их вымывание.
Как свидетельствуют данные табл. 3, больше всего люцерна накапливает бор и цинк, частично селен и молибден при внесении ТГУ, а тяжелые металлы (свинец и кадмий) больше поглощались при внесении одних минеральных удобрений, видимо, за счет более высокого содержания последних в фосфорных удобрениях.
Таблица 3
Накопление микроэлементов и тяжелых металлов люцерной посевной на луговых черноземовидных почвах в микроделяночном опыте (среднее из 3-х повторностей)
Вариант опыта Урожай зеленой массы, г/сосуд Содержание, мг/кг
В Мо Zn Se РЬ Cd
Контроль (без удобрений) 35,7 ± 5,3 9,5 1,8 91,7 0,08 6,4 0,17
Минеральные удобрения (Р, К, Мо) 43,8 ± 7,8 12,7 4,9 90,0 0,09 14,0 0,21
ТГУ "Деметра" 6, +1 7, 5 24,1 2,1 126,9 0,13 8,9 0,19
НСР 7,1 г/сосуд
Значительное повышение концентрации бора при внесении ТГУ объясняется тем, что при его изготовлении в торф добавляют борогипс, отход борного производства, в котором содержится до 1,0% бора и 15% серы, которых недостает в почвах Дальневосточной провинции. Ранее мы писали, что ареалы недостатка бора и серы в почвах Дальнего Востока практически совпадают, поэтому эти два элемента постоянно добавляются в состав ТГУ из расчета 60 кг/т или 6 г/кг торфа [8].
Исследуя закономерности поглощения микроэлементов соей, которую в области часто используют как кормовую культуру в качестве зеленого корма или для силосования, мы обнаружили примерно те же закономерности, что и при внесении этих удобрений под люцерну (см. табл. 4). В опыте с соей мы использовали более бедную аллювиальную почву, отобранную в пойме реки Зея.
Таблица 4
Накопление микроэлементов растениями сои (надземной массой) при внесении торфогуминовых и минеральных удобрений на аллювиальных почвах в микрополевом опыте
Вариант опыта Урожай биологический, г/сосуд Урожай зерна, г/сосуд Содержание, мг/кг
В Мо Мп Zn
Контроль (без удобрений) 41,7 ± 3,6 21,3 25,1 1,8 30,0 20,7
Минеральные удобрения (Фон-Р, К) 44,9 ± 5,7 22,4 26,8 1,6 28,5 25,7
Фон + микроудобрения (В, Мо, Мп, Zn) 43,6 ± 4,1 - 38,0 6,5 48,7 42,1
ТГУ "Деметра" 47,0 ± 4,3 23,9 36,5 2,3 35,6 23,1
Фон + ТГУ "Деметра" 49,8 ± 3,4 24,4 37,8 2,1 32,8 24,4
НСР 5,3 г/сосуд 2,1 г/сосуд
Из данных табл. 4 следует, что наибольший эффект на урожай биомассы и зерна сои оказали ТГУ, от применения которых урожай надземной массы сои достоверно увеличился на 12,7% , а зерна на 12,2%. От
совместного применения минеральных и торфогуминовых удобрений прибавка была намного выше и составила соответственно 19,4 и 14,6%. Одни минеральные удобрения были менее эффективны. Максимальное накопление микроэлементов в биомассе сои было отмечено в варианте с внесением микроудобрений. Далее идет вариант с совместным внесением ТГУ и минеральных удобрений, за ним вариант ТГУ, а минеральные удобрения (РК) практически не влияли на их поглощение.
Выводы
1. Внесение микроудобрений способствует накоплению соответствующих микроэлементов в биомассе кормовых культур. Величину накопления можно регулировать дозой внесения удобрений, содержащих необходимые элементы.
2. Наибольший эффект на урожай кормовых культур оказывали торфогуминовые удобрения. Те микроэлементы, которые входили в его состав, например, бор поглощался с такой же эффективностью, как и из борных удобрений (борная кислота).
3. Содержащиеся в макроудобрениях тяжелые металлы поглощались удобряемыми культурами, но не превышали ПДК. ТГУ способствовало их иннактивации, судя по накоплению их в биомассе.
Литература
1. Голубкина, Н.А. Перспектива использования селена в растениеводстве / Н.А. Голубкина // Вестн. РАСХН. - 2006. - № 1. - С. 49-55.
2. Ермаков, В.В. Биологическое значение селена / В.В. Ермаков, В.В. Ковальский. - М.: Наука, 1974. -298 с.
3. Торшин, С.П. Обогащение люпина желтого селеном при внесении биселенита натрия / С.П. Торшин, И.Ю. Забродина, Т.С. Машкова // Агрохимия. - 2001. - № 1. - С. 34-43.
4. Ягодин, Б.А. Обеспечение сельскохозяйственного производства микроэлементами / Б.А. Ягодин, Е.А. Крылов // Агрохимия. - 2000. - № 12. - С. 45-52.
5. Эффективность и перспективы применения органо-минеральных удобрений из местного агросырья на почвах Дальнего Востока / В.И. Голов [и др.] // Генетические ресурсы растениеводства Дальнего Востока: сб. науч. тр. - Владивосток: Дальнаука, 2004. - С. 223-230.
6. Минеев, В.Г. Экологические проблемы агрохимии: учеб. пособие / В.Г. Минеев. - М.: Изд-во МГУ, 1988. -285 с.
7. Дюкарев, В.Н. Микроэлементы в торфоземах Приморья / В.Н. Дюкарев, В.Г. Малоглавец, В.И. Озноби-хин // Микроэлементы в антропогенных ландшафтах Дальнего Востока: сб. науч. тр. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР 1985. - С. 69-87.
8. Голов, В.И. Экологические проблемы применения удобрений на почвах Дальнего Востока / В.И. Голов // Вестн. ДВО РАН. - 1990. - № 2. - С. 49-57.
----------♦'------------
УДК 351.39(058.9) И.В. Зеньков
ОРГАНИЗАЦИОННО-ПРАВОВОЙ МЕХАНИЗМ ВОЗВРАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ, ВЫБЫВАЮЩИХ ИЗ ОБОРОТА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ
В статье рассмотрено влияние существующих технологий горнотехнической рекультивации земель на изменение качественных характеристик плодородного слоя почвы. Выявлена тенденция восстановления сельскохозяйственных земель, разрушаемых открытыми геотехнологиями. Разработан алгоритм, показывающий организационно-правовое взаимодействие заинтересованных в восстановлении земель секторов экономики: предприятий угледобывающей отрасли, производителей сельскохозяйственной продукции, органов государственного управления.
Актуальность проблемы. Основной негативной тенденцией в ротации земельного фонда РФ является сокращение площади сельскохозяйственных угодий под воздействием техногенных и биологических
