CC BY
37
обеспечивают высокую продуктивность сельскохозяйственных растений, особенно многолетних трав. Главным лимитирующим фактором урожайности на данных почвах являются метеорологические условия вегетационного периода.
Для увеличения продуктивности сельскохозяйственных растений и сохранения плодородия торфяных почв следует применять поддерживающее известкование и корректировку доз минеральных удобрений с учетом оптимизации их питательного режима. Обязательно введение севооборота, где на долю многолетних трав должно приходиться не менее 80% севооборотной площади.
Литература
1. Поздняков А.И., Ковалев Н.Г. и др. Торф и эутрофные торфоземы при длительном сельскохозяйственном использовании. - Тверь, 2014. - 356 с.
2. Царенко В.П. Азотный режим осушенных торфяных почв//Гумус и почвообразование. -2009. - С.46-58.
3. Уланов А.Н. Торфяные и выработанные почвы южной тайги Евро-северо-востока России: монография. - Киров, 2005. - 320 с.
4. Царенко В.П. Мониторинг азотистых соединений болотных агроэкосистем и применение азотных удобрений// II международный конгресс химических технологий: сб. научн. трудов. - СПб, 2001. - С. 70-71.
5. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. - М., 2007. - 138 с.
Literatura
1. Pozdnyakov A.I., Kovalev N.G. i dr. Torf i ehutrofnye torfozemy pri dlitel'nom sel'skohozyajstvennom ispol'zovanii. - Tver', 2014. - 356 s.
2. Carenko V.P. Azotnyj rezhim osushennyh torfyanyh pochv//Gumus i pochvoobrazovanie. -2009. - S.46-58.
3. Ulanov A.N. Torfyanye i vyrabotannye pochvy yuzhnoj tajgi Evro-severo-vostoka Rossii: monografiya. - Kirov, 2005. - 320 s.
4. Carenko V.P. Monitoring azotistyh soedinenij bolotnyh agroehkosistem i primenenie azotnyh udobrenij// II mezhdunarodnyj kongress himicheskih tekhnologij: sb. nauchn. trudov. - SPb, 2001. - S. 70-71.
5. Umarov M.M., Kurakov A.V., Stepanov A.L. Mikrobiologicheskaya transformaciya azota v pochve. - M., 2007. - 138 s.
УДК 631.416.8
Канд. биол. наук Ф. АДИМАЛЕ (ФГБОУ ВО СПбГАУ, felicianoad@mail.ru)
ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВОГО ПРЕПАРАТАНА НАКОПЛЕНИЕ МЫШЬЯКА И СВИНЦА АМАРАНТОМ ИЗ ДЕРНОВО-КАРБОНАТНОЙ ПОЧВЫ
Мышьяк и свинец относятся к высокотоксичным химическим элементам первого класса опасности. Основным путем их поступления в организм человека является потребление загрязненных пищевых продуктов. Накопление Лб и РЬ в организме приводит к неблагоприятным последствиям в форме хронических заболеваний, мутагенных, канцерогенных и ряда других эффектов [1, 2].
Уровень содержания Лб и РЬ в сельскохозяйственной продукции нормируется. Широко известны мероприятия, способствующие снижению накопления этих токсикантов в сельскохозяйственных культурах. К ним относятся применение органических удобрений, известкование почвы. В современных условиях в растениеводстве большое внимание
уделяется применению гуминовых веществ в качестве некорневой подкормки. Влияние этого агробиологического приема на накопление Лб и РЬ растениями из почвы остается малоизученным.
Цель исследования. С целью изучения влияния гуминового вещества (ГВ) на накопление мышьяка и свинца растениями амаранта на дерново- карбонатной почве был поставлен многофакторный лабораторный опыт. В задачи исследования входило изучение накопления Лб и РЬ амарантом в условиях изменения количества некорневых подкормок гуминовым препаратом (ГП), изменения концентрации препарата, а также в условиях совместного применения гуминового вещества и минеральных удобрений.
Амарант - латинское название ЛшагапШш, однолетних травянистых растений, которые произрастают в теплых и умеренных областях.
Материалы, методы и объекты исследования. Дерново-карбонатные почвы широко распространены в Ленинградской области. Почва опыта имеет нейтральную реакцию среды, богата органическим веществом, характеризуется очень высоким содержанием подвижного фосфора (табл. 1).
Фоновое валовое содержание свинца в почве сопоставимо со значениями, характерными для данного региона, однако содержание мышьяка соответствует величине ПДК этого элемента [2].
Таблица 1. Агрохимическая характеристика дерново-карбонатной среднесуглинистой почвы
Сорг, % о а X а Нг Б V, % Подвижные и обменные формы,мг/100 г Валовое содержание, мг/кг почвы
мэкв/100г Р2О5 К2О АБ РЬ
9,72 6,76 0,53 49,2 98,94 45,5 9,5 2,07 18,58
Схема опыта состояла из двух блоков (табл. 2). Первый блок - без внесения минерального удобрения, второй блок - с минеральными удобрениями. Питательные элементы Код5РодКод были внесены в почву в виде солей N^N03 и КН2РО4.
Таблица 2: Схема опыта
Вариант Блок 1 Блок 2
1 РЬ + Аб - фон РЬ + Аб+ОТК - фон
2 Фон + ГПо,ооо2 Фон + ГПо,ооо2
3 Фон + ГПо,оо2х1 Фон + ГПо,оо2х1
4 Фон + ГПо,оо2х2 Фон + ГПо,оо2х2
5 Фон + ГПо,оо2х3 Фон + ГПо,оо2х3
Схема опыта включала 5 вариантов и 3 повторности. Опыт проводился в пластиковых сосудах, масса почвы в каждом сосуде 650 г. Загрязнение почвы создавалось за счет внесения растворов РЬ^0з)2 и №2НАбОз. Валовое содержание свинца и мышьяка в почве после загрязнения увеличилось на 32 мг/кг (1 ПДК) и 2 мг/кг (1 ПДК) соответственно.
Семена амаранта были высеяны по 12 шт. в каждый сосуд. При появлении 3 настоящих листьев через 17 дней после посева все варианты были обработаны гуминовым препаратом, за исключением первых контрольных вариантов. Растения 2 варианта были обработаны гуминовым препаратом концентрацией 0,0002 мг/л. Все остальные варианты -гуминовым препаратом концентрацией 0,002 мг/л. Согласно литературным данным, эта доза гуминового препарата является оптимальной [3, 4, 5].
Через 24 дня после посева была проведена вторая обработка растений в 4 и 5 вариантах обоих блоков опыта гуминовым препаратом концентрацией 0,002 мг/л. Остальные варианты были обработаны водой.
Спустя 31 день после посева была проведена третья обработка растений гуминовым препаратом концентрацией 0,002 мг/л в 5 варианте. Все остальные варианты были обработаны водой.
Во время вегетации растений в опыте поддерживалась оптимальная влажность почвы на уровне 70% ППВ. Уборка урожая проводилась через 43 дня после посева. После уборки и учета урожая с каждого опытного варианта составлялась объединенная растительная проба для определения содержания свинца и мышьяка. Измерения концентрации Лб и РЬ в растворах после мокрого озоления растений (в смеси азотной и хлорной кислот) были произведены на атомно-абсорбционном спектрометре «8Ышаё2и АА-7000».
Результаты исследования. Некорневая подкормка амаранта гуминовым препаратом в любой исследуемой концентрации способствовала достоверному возрастанию сухой биомассы растений во всех вариантах по сравнению с контрольным вариантом, как на фоне применения минеральных удобрений, так и без них (рис. 1, табл. 3). Это подтверждено результатами статистической обработки данных [6].
к ш х
£
4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00
Фон Фон + Г/10 Фон + Г 1 Фон + Г 2 Фон + Г 3
Без №К №К
Рис. 1. Влияние гуминового препарата на биомассу растений амаранта
Сухая масса амаранта, выращенного на дерново-карбонатной почве с внесением минеральных удобрений, в среднем по вариантам была в 2,2 раза больше по сравнению с результатами, полученными без внесения КРК в почву.
Для характеристики поведения Лб и РЬ в системе почва-растение использованы расчетные величины: вынос элемента растениями, коэффициент накопления элемента растениями (КН), доступная доля элемента в почве.
В вариантах с применением минеральных удобрений содержание Лб в растениях амаранта и КН этого токсиканта в среднем в 1,2 раза меньше, чем значения аналогичных показателей в вариантах без применения минеральных удобрений (табл. 3). По-видимому, фосфаты удобрения препятствовали поступлению мышьяка в растения. Фосфор и мышьяк являются элементами- аналогами, между ними возможны конкурентные отношения при переходе из почвы в растение [7].
Таблица 3 . Параметры накопления As амарантом
Схема опыта Биомасса, мг/сосуд Содержание As, мг/кг КН Вынос As, n-10"3 мг/сосуд Доступная доля As, %
Опыт без применения минеральных удобрений
1. Pb + As - фон 0,598 4,89 2,36 2,93 0,111
2. Фон + ГПо,ооо2 1,198 4,71 2,28 5,65 0,213
3. Фон + ГП0.002Х1 1,715 3,45 1,67 5,92 0,224
4. Фон + ГП0,002Х2 2,005 3,35 1,62 6,71 0,257
5. Фон + ГП0,002Х3 1,336 3,73 1,80 4,99 0,189
НСР05 0,3 — — — —
Среднее 1,371±0,54 4,03±0,72 1,95±0,35 5,24±1,43 0,199±0,05
Опыт с применением минеральных удобрений
1. Pb + As+NPK - фон 1,370 4,51 2,18 6,18 0,233
2. Фон + ГП0,0002 2,781 3,94 1,90 10,97 0,415
3. Фон + ГП0,002Х1 3,490 2,92 1,41 10,20 0,386
4. Фон + ГП0,002Х2 3,536 2,93 1,42 10,36 0,392
5. Фон + ГП0 002 3 3,708 2,94 1,42 10,91 0,413
НСР05 0,68 — — — —
Среднее 2,977±0,97 3,45±0,74 1,67±0,36 9,72±2,01 0,368±0,08
Некорневая подкормка амаранта гуминовым препаратом способствовала снижению показателей накопления мышьяка во всех вариантах, как с внесением, так и без внесения минеральных удобрений, по сравнению с контролем. Однако воздействие гуминового препарата на накопление As неоднозначно. Так, в 5 варианте при трехразовой подкормке растений ГП концентрацией 0,002 мг/л без применения минеральных удобрений КН As амарантом увеличился по сравнению с вариантами, где обработок было меньше. В этом варианте наблюдалось также существенное уменьшение биомассы амаранта по сравнению с другими вариантами, что может указывать на снижение толерантности растений к неблагоприятным факторам окружающей среды под влиянием многократной подкормки гуминовым препаратом в данной концентрации.
Таблица 4. Параметры накопления Pb амарантом
Схема опыта Содержание Pb, мг/кг КН Вынос Pb, n-10"3 мг/сосуд Доступная доля Pb, n-10"3%
Опыт без применения минеральных удобрений
1.Pb + As - фон 0,523 0,028 0,313 0,95
2. Фон + ГП0,0002 0,295 0,016 0,353 10,07
3. Фон + ГП0,002Х1 0,561 0,030 0,961 2,92
4. Фон + ГП0,002Х2 0,561 0,030 1,124 3,42
5. Фон + ГП0 002 3 1,910 0,103 2,551 7,76
Среднее 0,770±0,65 0,041±0,03 1,060±0,91 5,02±3,76
Опыт с применением минеральных удобрений
1. Pb + As+NPK - фон 0,618 0,033 0,846 2,57
2. Фон + ГП0,0002 0,428 0,023 1,189 3,62
3. Фон + ГП0,002Х1 0,447 0,024 1,559 4,74
4. Фон + ГП0,002Х2 0,684 0,037 2,419 7,36
5. Фон + ГП0 002 3 1,197 0,064 4,439 13,50
Среднее 0,675±0,31 0,036±0,02 2,090±1,44 6,36±4,37
Показатели накопления Pb амарантом: содержание в растениях и коэффициент накопления в среднем несколько снижались под действием минеральных удобрений. Величина этих показателей по вариантам опыта зависела от концентрации гуминового вещества и количества некорневых подкормок. Наиболее неблагоприятным вариантом в отношении накопления свинца растениями оказался вариант с трехкратной подкормкой амаранта гуминовым препаратом концентрацией 0,002 мг/л (табл. 4).
Вынос металлов (As и Pb) растениями амаранта из почвы увеличивался при некорневой подкормке гуминовым веществом. Вынос металлов в блоке с внесением минеральных удобрений оказался в 2 раза больше по сравнению с блоком без применения минеральных удобрении. Доступная доля мышьяка и свинца для растений из почвы возрастала под действием гуминового вещества как в условиях применения минеральных удобрений, так и без них (табл. 3, 4). Можно предположить, что ГП увеличивает проницаемость мембран клеток растения, что в итоге ускоряет передвижение питательных веществ и тяжелых металлов в растение из почвы.
Выводы:
1. Сухая биомасса амаранта возрастала под действием гуминового вещества как в условиях применения минеральных удобрений, так и без них. Наиболее эффективным приемом явилась двукратная некорневая подкормка амаранта гуминовым препаратом концентрацией 0,002 мг/л.
2. Применение гуминового препарата снижало показатели накопления мышьяка амарантом - содержание токсиканта в растениях, коэффициент накопления. Накопление свинца амарантом зависело от концентрации гуминового вещества и количества обработок растений. Для снижения накопления свинца амарантом необходимо применять однократную подкормку гуминовым препаратом концентрацией 0,0002 мг/кг.
3. Доступная доля мышьяка и свинца для растений из почвы возрастала под действием гуминового препарата как в условиях применения минеральных удобрений, так и без них.
Литература
1. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века. - М.: Изд-во РУДН, 2002. - 140 с.
2. Водяницкий Ю.Н. Свойства тяжелых металлов и металлоидов в почвах // Агрохимия. -2009. - №8. - С. 85-94.
3. Попов А.И., Мельников С.П., Ефремова М.А. Управление продукционным процессом сельскохозяйственных культур с помощью применения гуминовых препаратов // Пятая международная научная конференция Ирана и России по проблемам развития сельского хозяйства: сб. ст. - СПб, 2010. - С. 409-412.
4. Ермаков Е.И., Попов А.И. Биологическая коррекция продуктивности агрофитоценозов в условиях пространственной неоднородности почвенного покрова земель сельскохозяйственного назначения // Регулируемая агроэкосистема в растениеводстве и экофизиологии. АФИ-75 лет: сб. ст. - СПб, 2007. - С. 21-42.
5. Попов А.И., Зеленков В.Н., Теплякова Т.В. Биологическая активность и биохимия гуминовых веществ. - Ч. 1. - Биохимический аспект (обзор литературы) // Вестник РАЕН. - 2016. - № 1. - С. 11-18.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
7. Адимале Ф., Ефремова М.А. Накопление Pb и As растенями амаранта из дерново-подзолистой почвы // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2010. - №18. - С. 57-61.
Literatura
1. Davydova S.L., Tagasov V.I. Tyazhelye metally kak supertoksikanty XXI veka. - M.: Izd-vo RUDN, 2002. - 140 s.
2. Vodyanickij YU.N. Svojstva tyazhelyh metallov i metalloidov v pochvah // Agrohimiya. -2009. - №8. - S. 85-94.
3. Popov A.I., Mel'nikov S.P., Efremova M.A. Upravlenie produkcionnym processom sel'skohozyajstvennyh kul'tur s pomoshch'yu primeneniya guminovyh preparatov // Pyataya mezhdunarodnaya nauchnaya konferenciya Irana i Rossii po problemam razvitiya sel'skogo hozyajstva: sb. st. - SPb, 2010. - S. 409-412.
4. Ermakov E.I., Popov A.I. Biologicheskaya korrekciya produktivnosti agrofitocenozov v usloviyah prostranstvennoj neodnorodnosti pochvennogo pokrova zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya // Reguliruemaya agroehkosistema v rastenievodstve i ehkofiziologii. AFI-75 let: sb. st. - SPb, 2007. - S. 21-42.
5. Popov A.I., Zelenkov V.N., Teplyakova T.V. Biologicheskaya aktivnost' i biohimiya guminovyh veshchestv. - Ch.1. - Biohimicheskij aspekt (obzor literatury) // Vestnik RAEN. -2016. - № 1. - S. 11-18.
6. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. - M.: Agropromizdat, 1985. - 351 s.
7. Adimale F., Efremova M.A. Nakoplenie Pb i As rastenyami amaranta iz dernovo- podzolistoj pochvy // Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2010. -№18. - S. 57-61.
УДК 631.626.86
Канд. техн. наук О.В. БАЛУН (ФГБНУ «Новгородский НИИСХ») Канд. техн. наук В.А. ЯКОВЛЕВА (ФГБНУ «Новгородский НИИСХ», Ьоуооо1@ша11.ги)
ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОТКРЫТОГО ДРЕНАЖА НА УРОВЕНЬ ГРУНТОВЫХ ВОД ТЯЖЕЛЫХ ПОЧВ НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
На территории Новгородской области около 40% сельхозугодий расположены на заболоченных землях, из них около 75% - на тяжелых по гранулометрическому составу [1]. Основной задачей повышения плодородия избыточно увлажненных почв является проведение мелиоративных мероприятий.
В 80-е годы начинается переход к осушению почв, в том числе и тяжелых, закрытым дренажем. Но закрытый дренаж не всегда обеспечивал оптимальное регулирование водно-воздушного режима. Его основной недостаток заключался в низкой водопроницаемости дренажной засыпки, которая не способна была обеспечить надежную гидравлическую связь верхнего, проницаемого слоя с дренажной трубкой. Осушительные системы с закрытым дренажем обладают большей надежностью и долговечностью и более удобны в эксплуатации, чем системы открытого дренажа. Но на тяжелых слабоводопроницаемых грунтах они не всегда обеспечивают необходимую эффективность осушения, особенно в период весеннего снеготаяния и интенсивного выпадения осадков [2].
В мелиоративной практике, как за рубежом, так и в отечественной, предпринимались попытки организации поверхностного стока на отдельных мелиоративных системах. В ряде случаев, особенно на тяжелых суглинистых и глинистых почвах, задачи осушения удается решить простейшими мероприятиями по сбросу поверхностных вод [3, 4].
Открытые каналы обладают высокой ремонтопригодностью, низкой стоимостью, но недостаточно удобны в эксплуатации, так как открытая сеть мешает проезду сельхозтехники.
Цель исследования - изучение в условиях Новгородской области на основе эколого-экономической оценки эффективности применения для осушения тяжелых почв ложбин стока в сочетании с закрытым дренажем и без дренажа. Современное эколого-экономическое обоснование представляет собой оценку мелиоративной системы на протяжении её эксплуатации с обязательным учетом внешних (экологических) эффектов. В качестве экологического фактора был использован уровень снижения грунтовых вод для обеспечения в корнеобитаемом слое почвы благоприятного для растений водно-воздушного режима.
