CC BY
38
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 633.1 «321»:631.8:504.5
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И СОРТА НА НАКОПЛЕНИЕ ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗЕРНЕ ЯРОВЫХ КУЛЬТУР
CULTIVATION TECHNOLOGY AND SORTS INFLUENCE ON TOXIC ELEMENTS ACCUMULATION IN SPRING CROPS GRAIN
B.E. Ториков, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
ФГОУ ВПО Брянская государственная сельскохозяйственная академия А.Е. Сорокин, кандидат сельскохозяйственных наук АНО ВПО ЦС РФ «Российский университет кооперации»
V.E. Torikov
Bryansk state agricultural academy
A.E. Sorokin
Russian university of cooperation
В статье рассматриваются вопросы влияния технологий возделывания и сортов на накопление токсичных для человека и животных химических элементов.
Cultivation technologies and sorts influence on the accumulation of chemical elements toxic for humans and animals is examined in the article.
Ключевые слова: ячмень, овес, токсичный элемент, технология, сорт.
Key words: barley, oats, toxic element, technology, sort.
Содержание целого ряда минеральных веществ в продукции растениеводства заметно снижается в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства. При этом количество многих минеральных веществ резко уменьшается как в почве, так и в растениеводческой продукции. В почву с промышленными минеральными туками поступают далеко не все необходимые минеральные элементы, а многие из них потребляются из нее и отчуждаются с выращенной продукцией. На фонах с высокими дозами NPK растения сильнее поражаются болезнями, а это ведет к
использованию пестицидов в возрастающих объемах. Поэтому, помимо снижающегося содержания минеральных веществ в растениях, для продуктов современного сельского хозяйства характерна насыщенность потенциально ядовитыми веществами [2].
Нами определялось в продукции растениеводства содержание не только тяжелых металлов (кадмий, мышьяк, ртуть, свинец), но и алюминия. Токсичность алюминия во многом связана с его
антагонизмом по отношению к кальцию и магнию, фосфору, цинку и
меди.
Исследования выполнены на опытном поле Брянской
государственной сельскохозяйственной академии и Выгоничском
госсортоучастке. На опытном поле изучалось влияние интенсивной
(ТМшРшКш с учетом последействия зеленых удобрений, соломы, внесенных под предшественник - картофель и прямое действие пестицидов) и биологической (последействие навоза, зеленых удобрений и соломы, внесенных под предшественник) технологии; с Выгоничского госсортоучастка были отобраны образцы растений различных сортов, возделываемых на фоне 1Мг,оРг>оКг,о для анализа элементного состава, в процессе которого было определено и содержание токсичных элементов в зерне ячменя и овса. Минеральный состав зерна определялся во Всероссийском НИИ минерального сырья имени Н.М. Федоровского (аналитический сертификационный центр) с использованием масс-спектрального и атомно-эмиссионного методов с индуктивно связанной плазмой. Опыт проводился в течение 3 лет (с 2004 по 2006 гг.).
В результате проведенных исследований было выявлено, что содержание алюминия и свинца в зерне изучаемых культур изменялось в зависимости от технологии возделывания неравномерно. В зерне ячменя содержание алюминия при интенсивной технологии по сравнению с биологической падало значительно (-218,7 % у ячменя). Содержание свинца в зерне яровых зерновых культур при увеличении технологии средствами химизации возрастало (+53,7 % в зерне овса и +89,4 % в зерне ячменя). Существенное возрастание по всем культурам, возделываемым по интенсивной технологии, по сравнению с биологической отмечалось по кадмию и мышьяку, причем наибольшее изменение концентрации отмечалось у ячменя (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние технологий возделывания на содержание в зерне ячменя, токсичных элементов в условиях длительного стационарного опыта, мг/кг
Элемент Ячмень Овес
Технология возделывания
Интенсивная Биологическая Интенсивная Биологическая
Алюминий 91 290 330 110
Кадмий 0,11 0,028 0,020 0,011
Мышьяк 0,084 <0,02 0,067 <0,02
Ртуть <0,003 <0,003 <0,03 <0,003
Свинец 0,92 0,098 0,19 0,088
Содержание алюминия во всех сортах ячменя в среднем за годы исследований превышало ПДТС (20 мг/кг) [1], наибольший вклад в превышение концентрации алюминия дал 2006 год; наибольшее превышение наблюдалось в зерне овса при интенсивной технологии возделывания (16,5 ПДК). Наибольшее содержание алюминия в ячмене отмечалось в сорте Гонар (71,5 мг/кг, то есть более 3,5 ПДК). В сорте
Эльф содержание алюминия было выше по сравнению с другими сортами, кроме Гонара и Московский 2 (в Эльфе было на 85,7 и 10,4 % меньше содержание этого элемента в зерне соответственно), в пределах 22,1 (Владимир) - 26,0 % (Зазерский 85). Не совсем ясно, как оценить содержание по ПДК кадмия у сорта Владимир (ПДК 0,02 мг/кг, содержание кадмия в зерне сорта Владимир <0,058 мг/кг в среднем за исследуемые годы, <0,05 мг/кг отмечалось в 2006 году, но в образце 2005 года отмечалось резкое превышение ПДК по этому сорту (0,11 мг/кг). Таким образом, вероятно, средняя концентрация была превышена по ПДК По мышьяку в 2006 году содержание отмечалось как <0,4 мг/кг, хотя ПДК 0,2 мг/кг, что в усреднении дало большее число, чем ПДК, но не в абсолютном выражении, поэтому оценить содержание мышьяка достаточно затруднительно. В зерне сорта Владимир в 2005 году содержание свинца составляло 2,5 ПДК, а в 2006 году было уже менее 0,25 ПДК, усредненное значение также сложно оценить. По другим элементам их содержание не превышало ПДК (табл. 2).
Таблица 2 - Содержание токсичных элементов в зерне ячменя разных сортов, мг/кг
Элемент Эльф Московский 2 Владимир Зазерский 85 Гонар Прима Белоруссии
Алюминий 38,5 42,5 30,0 28,5 71,5 29,5
Кадмий 0,020 0,016 <0,058 <0,013 0,015 0,015
Мышьяк <0,21 <0,21 <0,21 <0,21 <0,21 <0,21
Ртуть <0,008 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006
Свинец <0,05 <0,07 <0,27 <0,07 <0,09 <0,07
Нами были определены также зависимости содержания этих элементов от погодных условий.
У сорта Эльф была проанализирована зависимость накопления токсичных элементов с абсолютным содержанием от погодных условий.
По алюминию прослеживается сильная обратная корреляция с количеством осадков (г = -0,8) и средняя обратная - с температурным режимом (г = -0,4), по кадмию прослеживается сильная прямая корреляция с температурным режимом (г = 1,0).
В сортах овса существенно отличалось содержание алюминия; наименьшим оно было в сорте Козырь - на 113,8 % меньше, чем в сорте Скакун, на 103,1 % меньше, чем в сорте Улов и на 55,2 % меньше, чем сорте Буг. Содержание кадмия в сорте Козырь было выше по сравнению с зерном сорта Буг на 11,5 %. По другим сортам и другим элементам провести сравнительный анализ не представляется возможным. В целом содержание токсичных элементов не превышало ПДК, кроме алюминия, в сортах Скакун, Улов и Буг (табл. 3).
Таблица 3 - Содержание токсичных элементов в зерне овса различных
сортов, мг/кг
Элемент Козырь Скакун Улов Буг
Алюминий 14,5 31,0 29,5 22,5
Кадмий <0,008 <0,008 0,01 0,01
Мышьяк <0,21 <0,21 <0,21 <0,21
Ртуть <0,006 <0,006 <0,006 <0,006
Свинец <0,07 <0,07 <0,07 <0,07
По сорту Скакун по содержанию алюминия был проведен корреляционно-регрессионный анализ по зависимости от погодных условий. Было обнаружено, что содержание алюминия не зависит от количества осадков и отмечается обратная зависимость от средней температуры за вегетационный период (г = -0,98).
Следовательно, технологии возделывания в большей мере влияют на накопление токсичных элементов по сравнению с сортами. Однако необходимо отметить, что по всем изучаемым технологиям и анализируемым сортам (кроме сорта Козырь овса) в зерне наблюдалось превышение ПДК по алюминию, что по всей видимости связано с достаточно большим содержанием этого элемента в почве (до 3,75 % в интенсивной технологии возделывания ячменя), хотя по мышьяку в почве наблюдалась большая концентрация (до 6 %), однако,
превышения концентрации в продукции растениеводства отмечено не было.
Библиографический список
1. Временные гигиенические нормативы содержания некоторых химических элементов в основных пищевых продуктах [Текст]. - № 2450-81. - М.: Минздрав СССР, 1982. -40 с.
2. Мальцев, В.Ф. Биологизация земледелия и минеральный состав растений [Текст] / В.Ф. Мальцев, А.Е. Сорокин, С.П. Камков // Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России. - Брянск, 2005. - Вып. 1. - С. 86-93.
E-mail: torikov@bgsha.com
