CC BY
19СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
Влияние органо-минерального препарата гумипит на всхожесть семян и ростовые характеристики подсолнечника в присутствии тяжелых металлов на южных черноземах Саратовской области
Кузербаева З. Р.
Кузербаева Зульфия Равильевна /Kuzerbaeva Zulfya Ravilevna - аспирант, кафедра природной и техносферной безопасности, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А., г. Саратов
Аннотация: в статье исследуется росторегулирующее действие гумипита на всхожесть семян, ростовые характеристики и продуктивность подсолнечника «Юго-Восточный 26» (на основе лабораторных опытов 2015 года). Установлено положительное влияние предпосевной обработки семян, корневой и некорневой обработок и комплекса перечисленных агроприемов на ростовые характеристики подсолнечника «Юго-Восточный 26» в присутствии тяжелых металлов (Ы12+, Cu2+) и без них. Выявлена эффективность применения препарата гумипит. Ключевые слова: гуминовый препарат из торфа, подсолнечник, предпосевная обработка семян, корневая/некорневая подкормка, тяжелые металлы (М2+, ^2+).
УДК 63-057.2
В Саратовской области насчитывается 1889,07 тыс. га посевных площадей, из которых 605,78 тыс. га засеяны подсолнечником (регион занимает третье место по производству маслосемян подсолнечника) [1].
Из-за сложившейся эколого-экономической ситуации плодородие почв в регионе заметно снижается, урожайность этой ведущей технической культуры стремительно падает. Однако в последние годы, несмотря на невысокую урожайность, отмечается значительный рост посевных площадей под подсолнечник [2].
В результате техногенной деятельности человечества в почве накопилось огромное количество загрязняющих веществ, среди которых такие высокотоксичные вещества, как тяжелые металлы. Вредные химические элементы, накапливаясь в почве, ухудшают ее агрохимические свойства, что в свою очередь приводит к ухудшению условий питания сельскохозяйственных растений и снижению их урожайности.
Незначительное увеличение количества минеральных удобрений, вносимых под подсолнечник, не позволяет поддерживать плодородие почвы. В последние годы для его улучшения стали широко применяться гуминовые удобрения и препараты, которые позволяют сохранить экологическое равновесие почвы и повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
Гуминовые препараты используют при выполнении основных мероприятий предпосевной обработки семян, корневой и внекорневой подкормках вегетирующих растений.
В составе гуминовых препаратов содержатся полезные для почвы бактерии и грибы, способные возвращать химические элементы в круговорот веществ [3], а также содержится целый ряд питательных элементов: азот, кальций, фосфор, сера, магний, различные микроэлементы, витамины, кислоты, белки, аминокислоты, пептиды. Препараты, полученные из низинного торфа, в отличие от других препаратов гуминовой природы содержат более высокую концентрацию гуминовых веществ: от 20 до 70%.
Гуминовые препараты повышают биологическую активность почвы, обогащают семена макро- и микроэлементами, стимулируют рост растений и усиливают корнеобразование, оказывая высокое стимулирующее действие на ростовые процессы
в начальной фазе развития, что приводит к улучшению условий питания и сопровождается активизацией роста надземной части растения.
Современными отечественными специалистами установлено и доказано положительное влияние гуминовых удобрений и препаратов на агрохимические характеристики почвы и ростовые характеристики сельскохозяйственных растений в присутствии тяжелых металлов, превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК). По результатам проведенных ими исследований выявлено, что: гумусовые кислоты, являющиеся основным действующим веществом гуминовых удобрений, обладают способностью к гелеобразованию. Благодаря этому качеству, после обработки почв гуматами, повышается ее влагоудерживающая способность. Почвы, куда регулярно вносятся гуминовые удобрения, становятся более устойчивыми к действию химических загрязняющих веществ: радионуклидов, тяжелых металлов (свинец, ртуть, хром, кадмий и др.) и пестицидов, чем почвы малогумусные. В эпоху урбанизации и возделывания сельскохозяйственных культур на пахотных землях, зараженных радиацией и тяжелыми металлами, данная проблема особенно актуальна. Гуматы связывают вредные соединения, образуя нерастворимые в почвенном растворе комплексы. Таким образом, становится невозможным их поступление в растения, почвенно-грунтовые воды, атмосферу. В техногенных зонах полив раствором гуминовых удобрений (в концентрации от 0,1% до 0,01%) резко повышает биологическую активность почвы и способствует устойчивости растений к вредным выбросам предприятий [4].
В техногенных зонах действие гуминовых препаратов улучшает фитопоглотительную способность подсолнечника и способствует нормированию содержания токсичных веществ в почве.
Однако гуминовые удобрения заметно отличаются друг от друга химическим составом и содержащейся в них микрофлорой (в зависимости от сырья и способа их получения).
Гумипит - органическое жидкое гуминовое удобрение, которое изготавляется компанией ООО «АДМ» из низинного торфа, подвергнутого действию ультразвука высокой интенсивности. Гумипит содержит: влаги - 67,4%, органического вещества -20%, нитратов - 3 мг/кг, доступного для растений фосфора - 18,8 мг/кг, обменного калия - 123 мг/кг; рН - 5,7. Содержание кальция и магния составляет соответственно 1660 и 30 мг - экв/100 г сухого вещества, что свидетельствует о высоком уровне этих элементов питания. Содержание марганца - высокое, а цинка и меди - низкое. Валовое содержание свинца, кадмия, цинка, меди, никеля, мышьяка и ртути не превышает ориентировочно-допустимого количества (ОДК) [3]. Это удобрение признано Международным фондом экологически безопасным.
В связи с тем, что препарат гумипит изучен недостаточно, неизвестно действие ультразвука на почвенные гели, куда входят гуминовые вещества, а также его влияние на биологическую активность почвы, ее физико-химические свойства и питательный режим, на ростовые характеристики подсолнечника, его урожайность и качество маслосемян.
Все это послужило основанием для проведения соответствующих опытов над посевами подсолнечника в условиях южных черноземов Саратовской области.
Цель настоящей работы - выявить и рассмотреть характер влияния гумипита на биологическую активность почвы, ее физико-химические свойства и питательный режим; изучить рострегулирующее действие гумипита на всхожесть семян, ростовые характеристики и продуктивность подсолнечника, зависимость фитопоглощения ТМ (№2+, Си2) в присутствии гумипита (различной концентрации) и без него.
Методика исследований: Исследования проводились в 2015 году в лаборатории ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.». Перед посевом семена гибрида подсолнечника «Юго-Восточный 26» предварительно обрабатывались 1%, 0,1%, 0,01%, 0,001% растворами гумипита (в качестве контрольного варианта
41
использовали дистиллированную воду). Затем проращивались в количестве 10 штук в трехкратной повторности в одноразовых стаканчиках объемом 500 мл с навесками почвогрунта массой 50 г, в которые вносился раствор NiSO4 (с концентрацией 0,5 мг/кг) и CuSO4 (с концентрацией 0,2 мг/кг). Корневую и внекорневую подкормку вегетирующих растений осуществляли 0,03% раствором гумипита. В ходе эксперимента проводилась регистрация количества взошедших семян, увеличения длины корней и надземной части растений.
Ход эксперимента представлен в виде следующих схем, а его результаты отражены в соответствующих нумерации таблицах.
Схема опыта № 1
1) контроль (без удобрения);
2) предпосевная обработка семян 0,001% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
3) предпосевная обработка семян 0,001% раствором + полив 0,03% раствором гумипита;
4) предпосевная обработка семян 0,01% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
5) предпосевная обработка семян 0,01% раствором + полив 0,03% раствором гумипита;
6) предпосевная обработка семян 0,1% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
7) предпосевная обработка семян 0,1% раствором + полив 0,03% раствором гумипита;
8) предпосевная обработка семян 1% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
9) предпосевная обработка семян 1% раствором + полив 0,03% раствором гумипита.
Схема опыта № 2
1) контроль (без №2+(0,5 мг/кг), без удобрения);
2) №2+ (0,5 мг/кг) - в почве (без удобрения);
3) №2+ (0,5 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 0,001% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
4) №2+ (0,5 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 0,001% раствором + полив 0,03% раствором гумипита;
5) №2+ (0,5 мг/кг) - в почве + обработка семян 0,01% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
6) №2+ (0,5 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 0,01% раствором + полив 0,03% раствором гумипита;
7) №2+ (0,5 мг/кг) - в почве + обработка семян 0,1% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
8) №2+ (0,5 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 0,1% раствором + полив 0,03% раствором гумипита;
9) №2+ (0,5 мг/кг) - в почве + обработка семян 1% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
10) №2+ (0,5 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 1% раствором + полив 0,03% раствором гумипита.
Схема опыта № 3
1) контроль (без (0,2 мг/кг), без удобрения);
2) (0,2 мг/кг) - в почве (без удобрения);
3) Си2+ (0,2 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 0,001% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
4) Си2+ (0,2 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 0,001% раствором + полив 0,03% раствором гумипита;
5) Си2+ (0,2 мг/кг) - в почве + обработка семян 0,01% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
6) Си2+ (0,2 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 0,01% раствором + полив 0,03% раствором гумипита;
7) Си2+ (0,2 мг/кг) - в почве + обработка семян 0,1% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
8) Си2+ (0,2 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 0,1% раствором + полив 0,03% раствором гумипита;
9) Си2+ (0,2 мг/кг) - в почве + обработка семян 1% + некорневая подкормка 0,03% раствором гумипита;
10) Си2+ (0,2 мг/кг) - в почве + предпосевная обработка семян 1% раствором + полив 0,03% раствором гумипита.
Результаты проведенных опытов представлены в следующих таблицах, порядок которых обусловлен очередностью экспериментов и их схем (схеме опыта № 1 соответствует таблица 1, схеме опыта № 2 - таблица 2, схеме № 3 - таблица 3).
Таблица 1. Результаты опытов по проращиванию семян подсолнечника после их предварительной обработки растворами гумипита
5, я & й я & я « & -в о - « о
« н 1 8 _ ^ в4 2 % , он« Ноя я «5 Я я 2 ш к ™ ^ 2 Л н Я в , о И я я 3 О & « о д я га и Я Я и
е®! С5 а я 2 Я н в 2 С О V® 9! 1 £ о И и со
« в 1 «5 и о 5 »о и $ О 03 ЕТ а и 2 *2 - а г 1 »О и о Я Я Й ез ^ Я Я Й
1 0 0 0 81 13,3 17,6
2 0,001 0,03 0 90 15,7 16,9
3 0,001 0 0,03 93 16,9 16,6
4 0,01 0,03 0 87 17,7 16,1
5 0,01 0 0,03 90 18,4 15,0
6 0,1 0,03 0 85 15,2 16,2
7 0,1 0 0,03 86 15,6 16,0
8 1 0,03 0 85 14,0 15,5
9 1 0 0,03 85 14,5 15,1
средняя 15,7 16,23
ошибка ср. 0,4 0,2
Таблица 2. Результаты опытов по проращиванию семян подсолнечника на загрязненной ионами М2+ (с концентрацией 0,5) почве после предварительной обработки растворами
гумипита
№ варианта Ш2+ в почве, мг/кг С гумипитом при обработке семян, % С гуми-питом при обработке растений, % С гумипитом при обработке почвы, % Всхожесть, % Длина основного корня, см Длина надземной части, см
1 0 0 0 0 86 5,6 9,4
2 0,5 0 0 0 43 4,5 6,1
3 0,5 0,001 0,03 0 36 4,5 5,2
4 0,5 0,001 0 0,03 40 5,0 5,5
5 0,5 0,01 0,03 0 50 5,9 4,9
6 0,5 0,01 0 0,03 46 7,0 4,5
7 0,5 0,1 0,03 0 43 4,1 4,5
8 0,5 0,1 0 0,03 40 4,6 4,8
9 0,5 1 0,03 0 33 3,8 6,0
10 0,5 1 0 0,03 40 4,0 5,5
средняя 5,0 5,6
ошибка ср. 0,3 0,4
Таблица 3. Результаты опытов по проращиванию семян подсолнечника на загрязненной ионами Сп2+ (с концентрацией 0,2) почве после предварительной обработки растворами
гумипита
№ варианта Ш2+ в почве, мг/кг С гумипитом при обработке семян, % С гумипитом при обработке растений, % С гумипитом при обработке почвы, % Всхожесть, % Длина основного корня, см Длина надземной части, см
1 0 0 0 0 89 6,9 10
2 0,2 0 0 0 47 5,1 7,1
3 0,2 0,001 0,03 0 41 5,3 5,8
4 0,2 0,001 0 0,03 45 6,8 6,0
5 0,2 0,01 0,03 0 53 7,3 5,4
6 0,2 0,01 0 0,03 49 7,9 4,9
7 0,2 0,1 0,03 0 48 4,9 4,5
8 0,2 0,1 0 0,03 45 5,5 5,0
9 0,2 1 0,03 0 47 4,2 6,5
10 0,2 1 0 0,03 43 4,6 6,3
средняя 5,8 6,1
ошибка ср. 0,3 0,3
Результаты исследований: Приведенные в таблицах 1-3 показатели наглядно демонстрируют нам, что после предпосевной обработки заметно повысились всхожесть семян подсолнечника «Юго-Восточный 26» и развитие корневой системы растений.
По данным таблицы 1, увеличение длины корневой системы наблюдается чаще всего при обработке семян раствором гумипита концентрацией 0,01% и составляет 17,7 см. Это вариант, где обработка семян сочетается с некорневой обработкой и 18,4 см при корневой обработке, когда высота надземной части растений представленных вариантов заметно снижается.
По данным таблицы 2, наибольшее увеличение длины корневой системы наблюдается при обработке семян раствором гумипита концентрацией 0,01% и составляет 5,9 см. Отмечается вариант, где обработка семян сочетается с некорневой обработкой и 7,0 см в сочетании с корневой обработкой, при этом высота надземной части растений представленных вариантов заметно снижается.
Исходя из показателей таблицы 3, увеличение длины корневой системы наблюдается при обработке семян раствором гумипита концентрацией 0,01% и составляет 7,3 см. Здесь выделяется вариант, где обработка семян сочетается с некорневой обработкой и 7,9 см в сочетании с корневой обработкой, при этом высота надземной части растений так же, как и в предыдущих таблицах, снижается.
Наибольшая всхожесть во всех трех таблицах наблюдается в варианте с предпосевной обработкой семян раствором гумипита концентрацией 0,01%.
Таким образом, основываясь на приведенных данных, мы можем сделать вывод о том, что препарат гумипит стимулирует рост и развитие корневой системы подсолнечника, а интенсивность ее развития зависит непосредственно от концентрации препарата.
Литература
1. Федеральная служба государственной статистики. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.gks.ru/dbscripts/cbsd/dbinet.cgi?pl=1434002/ (дата обращения: 13.07.2016).
2. Ресурсосберегающие технологии подсолнечника в условиях западной и южной правобережной микрозон Саратовской области: метод. рекомендации. Саратов: ГНУ НИИ сельского хозяйства Юго-Востока, 2012. 24 с.
3. Назарова Л. С., Назаров В. А. Характеристика органо-минерального гуминового препарата гумипит // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова, 2013. № 7. С. 38-40.
4. Пояснительная записка о влиянии гуминовых удобрений на рост и развитие растений и использовании комплексного жидкого органического гуминового удобрения Гумистим, производимого в ООО «ССХП «Женьшень», для повышения урожая и качества сельскохозяйственных культур. [Электронный ресурс]. Режим доступа: ginseng.su/humist-po.htm/ (дата обращения: 13.07.2016).
