О НАКОПЛЕНИИ ФТОРА РАСТЕНИЯМИ КУКУРУЗЫ ПРИ

ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 4 (35) 2012
УДК 661.482:630*232.322.43:633.15
Galeev R.R. Chagina E.G. ABOUT ACCUMULATION OF FLUORINE BY CORN PLANTS DURING ORGANIC
FERTILIZERS IN KHAKAS CONDITIONS. The methods of reduction Fluorines in Fluence, on productivity and quality
corn plants are learned in this work in conditions of aridne zone of Khakas Republic.
Key words: Fluorine, accumulation, organic fertilizers, yield, quality production, corn.
Р.Р. Галеев, д-р сельхоз. наук, проф., зав. кафедрой растениеводства и кормопроизводства ФГОУ ВПО
«Новосибирский гос. аграрный университет», г. Новосибирск, E-mail: [email protected]. Е.Г. Чагина,
ст. преподаватель, Хакасского гос. университета им. Н.Ф. Катанова, г. Абакан, E-mail: [email protected]
О НАКОПЛЕНИИ ФТОРА РАСТЕНИЯМИ КУКУРУЗЫ
ПРИ ВНЕСЕНИИ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ХАКАСИИ
В работе изучены способы снижения влияния фторидов на продуктивность и качество растений кукурузы,
а также характер накопления фторидов в растениях в условиях аридной зоны Республики Хакасия.
Ключевые слова: фтор, накопление, органические удобрения, урожайность, качество продукции,
кукуруза
Вопрос экологической безопасности всегда был актуальным
на территории любого региона. Токсичные элементы, выбрасываемые в атмосферу побочно предприятиями тяжелой промышленности, цветной металлургии и.т.п. с каждым годом повышают экологическую нагрузку региона.
Республика Хакасия расположена в левобережье верхнего
и среднего течения Енисея, что является частью Алтайско-Саянской горной провинции. Особенностью данного региона, является относительно недорогая электрическая энергия, вырабатываемая Саяношушенской ГЭС. Данное условие формирует
относительно привлекательные условия для производства цветной металлургии, обеспечивающей основную долю загрязнение
земельных угодий соединениями F, Al, Na, Ca и Mg среди которых, самым опасным для почвы и растений является NaF. На
территории республики расположено два алюминиевых завода
– Саяногорский (САЗ) и Хакасский (ХАЗ), на долю которых приходится более 800 тыс. т. алюминия в год.
Накапливаясь в сельскохозяйственных культурах, фтор может приводить к загрязнению последующих звеньев пищевой
цепи, обуславливая болезни скота [1, С. 165-171]. Водорастворимые соединения фтора обладают наибольшей токсичностью,
так как они полностью усваиваются организмом. В результате
накопления фтора происходит деспергирование почвенной мас-
сы, изменение физико-химических свойств почвы и как следствие снижение плодородия [2, с. 209].
Заметная биологическая активность и высокая токсичность
фтора делают актуальным изучение процессов его трансформации в агроценозах. Для решения проблем, связанных с загрязнением пахотных почв фторидами, включая экологическое
нормирование, необходимо комплексное изучение поведения
фтористых соединений в системе почва-растение, что является
крайне важной составляющей для экологически безопасного
земледелия.
Целью наших исследований являлось изучение влияния
различных видов органических удобрений на снижение отрицательного воздействия фтора на продуктивность и качество растений кукурузы.
Объектом исследования являлся гибрид кукурузы «РОСС –
197». Исследования проводились в течение 2007-2009 гг., на
опытном участке ЗАО «Усть-Абаканское» в Уйбат-Биджинской
степи Республики Хакасия. Данная территория является подпойменной террасой р. Енисея со слабоволнистым рельефом. Почва опытного участка – каштановая, малогумусная (2,2 %), слабощелочной реакцией среды (рН – 8,2). Почвообразующие породы – аллювиально-делювиальные суглинки преимущественно легкого гранулометрического состава.
Таблица 1
Урожайность зелёной массы кукурузы в зависимости
от разных доз внесения фтористого натрия (среднее 2007-2009 гг.)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
Варианты
Без орг. удобрений
Навоз (50 т/га)
Навоз (100 т/га)
Опилки (20т/га)
Солома (2 т/га)
НСР05
Контроль (без
внесения NaF)
126,4
143,0
151,3
140,8
137,3
4,64
Урожайность, т/га
10 ПДК (100
50 ПДК (500 мг/кг)
мг/кг)
115,3
61,2
136,6
98,1
148,9
113,6
132,4
87,7
131,1
93,5
4,73
3,54
100 ПДК (1000
мг/кг)
15,2
47,3
71,7
33,5
37,2
2,25
Таблица 2
Площадь листовой поверхности посевов кукурузы тыс. м2/га
(среднее 2007-2009 гг.)
Площадь листовой поверхности, тыс. м2/га
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
308
Варианты
Без орг. удобрений
Навоз (50 т/га)
Навоз (100 т/га)
Опилки (20т/га)
Солома (2 т/га)
НСР05
Контроль (без
внесения NaF)
10 ПДК (100 мг/кг)
50 ПДК (500 мг/кг)
100 ПДК (1000
мг/кг)
31,4
36,7
39,4
35,8
34,9
1,78
28,5
34,7
38,5
33,3
32,8
1,66
16,1
25,2
29,1
22,5
24,0
1,17
7,6
15,6
23,7
11,6
12,3
0,71
ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 4 (35) 2012
Опыты проводили согласно общепринятым методикам
Б.А. Доспехова [3, с. 352], в 6-ти кратной повторности с рендомизированным размещением вариантов.
Высокий уровень загрязнения фтором создавали внесением на опытные делянки фтористого натрия (NaF) в виде сухого
порошка на глубину 0-20 см в дозах: 10 ПДК (100 мг/кг), 50 ПДК
(500 мг/кг), 100 ПДК (1000 мг/кг).
Система ухода за посевами общепринятая для данной зоны.
Органические удобрения (навоз – 50 и 100 т/га, солома – 2 т/га,
опилки – 20 – т/га) вносились осенью под основную обработку
почвы. Уборка кукурузу на зеленую массу проводили в фазу
молочной спелости. Площадь листьев растений рассчитывали
по формулам регресс ии на основе методики професс ора
Н.Ф. Коняева [4, с. 43–46].
Агрохимический анализ почвенных и растительных образцов проводился в агрохимической службе «Хакасская» по общепринятым методикам [5, 256 с.]. В растительных образцах
фтор определялся по методике ЦИНАО.
Уровень загрязнения фтором растений оценивался согласно существующим предель но-допустимым концентрациям
(ПДК) водорастворимых фторидов в грубых и сочных кормах –
20 мг/кг [6].
Результаты и их обсуждение. Результаты исследований
показали, что при фторидном загрязнении почв навоз, опилки
и солома в целом оказывали положительное влияние на детоксикацию фтора. Так при определении урожайности зеленой массы кукурузы наименьшими потерями урожайности в сравнении
с контрольным вариантом наблюдались на варианте с внесением 100 т/га навоза (таблица 1).
Наименьшие показатели урожайности наблюдались на вариантах с внесением опилок 20 т/га и соломы 2 т/га. В целом на
всех вариантах опыта наблюдалось достоверное снижение урожайности, в зависимости от дозы внесения NaF. На вариантах
с дозой внесения 500 мг/кг и 1000 мг/кг урожайность зеленой
массы кукурузы снижалась в 2-6 раз по отношению к контрольному варианту – без внесения токсиканта.
Показатели площади листовой поверхности кукурузы также
снижались в зависимости от дозы внесения NaF. Максимальным показателями снижения характеризовался вариант с внесением 1000 мг/кг. Однако, с внесением органических удобрений данная тенденция значительно снижалась (таблица 2).
В значительной степени на показатели фотосинтетической
продуктивности листьев оказал внесенный навоз, в меньшей
степени опилки и солома. На варианте с внесенным навозом
растение меньше снижали свою продуктивность.
Анализ химического состава растений показал, что с повышением концентрации фтористого натрия в почве, увеличивалось содержания в растениях кукурузы сухого вещества и клетчатки, а также наблюдалось снижение сырого протеина.
На варианте без органических удобрений более высокие
показатели сухого вещества в зеленной массе отмечаются при
внесении 100 мг/кг и 1000 мг/кг. В варианте внесения навоза
в дозе 100 т/га зафиксировано максимальное содержание сухого вещества на тех же дозах внесения фтора. Меньшее влияние
на содержание сухого вещества в растениях кукурузы отмечено
при внесении соломы и опилок (таблица 3).
Наибольшее снижение содержания сырого протеина в зеленой массе кукурузы, с увеличением дозы NaF отмечено при
отсутствии внесенных органических удобрений с 13,1 до 11,4%.
Наименьшее влияние NaF на содержание сырого протеина отмечено при внесении навоза в дозе 100 т/га, что позволяет утверждать о значительном влиянии его на уменьшение данного
показателя. Однако в дозе 1000 мг/кг отмечается существенное
его снижение и влияние навоза на процессы снижения содержания сырого протеина уменьшаются. Меньшим эффектом отрицательного влияния NaF на показатель содержания сырого
протеина отмечается в варианте с внесением опилок на опытные делянки.
Содержание клетчатки в растениях кукурузы с увеличением дозы NaF повышается, однако существенных различий между органическими удобрениями не зафиксировано.
По питательной ценности зеленой массы кукурузы определенных логических зависимостей в вариантах нашего опыта не
обнаружено.
Анализ показателей содержания фтора показывает, что содержание его в растениях кукурузы в не зависимости от дозы
внесения NaF было значительно ниже, чем предельно допустимая концентрация (ПДК=20 мг/кг) (таблица 4).
Однако стоит учитывать, что NaF относится к первому классу
опасности. Наличие его и постоянное накопление в кормах, а после и животноводческой продукции способствует отрицательному влиянию на продукцию и конечного потребителя в частности.
Таблица 3
Химический состав растений при внесении различных органических удобрений
в условиях загрязнения фтором (среднее 2007-2009 гг.)
№
п/п
Вариант
1.
Без орг.
удобрений
2.
3.
4.
5.
Навоз
(50 т/га)
Навоз (100
т/га)
Опилки
(20т/га)
Солома (2
т/га)
Показатели
Варианты
10 ПДК (100
50 ПДК (500
мг/кг)
мг/кг)
22,3
21,3
Сухое вещество, %
Контроль (без
внесения NaF)
20,2
100 ПДК (1000
мг/кг)
22,4
Сырой протеин, %
13,1
12,7
12,1
11,4
Клетчатка, %
Корм. ед.
22,7
0,58
23,4
0,61
24,9
0,57
25,7
0,59
Сухое вещество, %
21,5
22,9
21,9
22,3
Сырой протеин, %
14,4
13,8
13,1
12,3
Клетчатка, %
Корм. ед.
22,5
0,60
23,9
0,61
25,1
0,59
25,9
0,60
Сухое вещество, %
22,1
23,1
23,3
23,0
Сырой протеин, %
14,7
14,5
13,8
12,9
Клетчатка, %
Корм. ед.
23,8
0,61
23,9
0,60
25,5
0,58
26,0
0,58
Сухое вещество, %
20,4
22,6
21,5
22.5
Сырой протеин, %
13,2
13,0
12,5
11,9
Клетчатка, %
Корм. ед.
22,9
0,58
23,4
0,59
24,9
0,57
25,6
0,56
Сухое вещество, %
20,9
22,9
22,5
22,9
Сырой протеин, %
13,8
13,5
12,9
12,3
Клетчатка, %
23,1
23,6
25,1
25,6
Корм. ед.
0,59
0,60
0,57
0,59
309
ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 4 (35) 2012
Таблица 4
Содержание валового фтора в зеленой массе кукурузы при внесении
различных доз фтора в почву (среднее за 2007-2009 гг.)
№
п/п
Варианты
1.
Без орг. удобрений
2.
3.
4.
Навоз (50 т/га)
Навоз (100 т/га)
5.
Контроль (без
внесения NaF)
0,42±0,16
Содержание фтора (F)
(при натуральной влажности) мг/кг
10 ПДК (100
50 ПДК (500 мг/кг)
мг/кг)
1,26±0,25
4,52±0,20
100 ПДК (1000
мг/кг)
6,61±0,23
Опилки (20т/га)
0,38±0,09
0,34±0,04
0,39±0,05
0,89±0,08
0,66±0,11
1,08±0,06
2,76±0,18
2,02±0,13
3,41±0,11
4,25±0,16
3,79±0,19
5,22±0,22
Солома (2 т/га)
0,46±0,09
1,01±0,07
3,13±0,09
4,87±0,27
При условии отсутствия внесенного NaF на делянках опыта
отмечается небольшое изменение в показателях его накопления в растениях при различных видах органических удобрений.
В условиях внесения 100 мг/кг фтора в почву органические удобрения способствуют снижению его накопления в растениях с 1,26
мг/кг в варианте без удобрений до 0,66 мг/кг при внесении навоза 100 т/га. Доза 500 мг/кг способствует большему накоплению
фтора в растениях, однако органические удобрения способствуют снижению его содержанию в зеленой массе кукурузы с 2,02
мг/кг при использовании 100 т/га навоза до 3,41 мг/кг при использовании 20 т/га опилок (без удобрений – 4,52 мг/кг).
На делянках где внесении NaF осуществлялось в дозе 1000
мг/кг зафиксированы максимальные показатели содержания его
в растениях – до 6,61 мг/кг в варианте без удобрений. При использовании органических удобрений содержание фтора значительно ниже варианта без удобрений, при этом также существуют определенные различия по видам удобрений.
Результаты проведенных исследований на кукурузе, свидетельствуют о существенной фитотоксичности NaF для роста
и развития растений. Значительное снижение урожайности и площади фотосинтетической поверхности листьев отмечается при
дозах 500 мг/кг (50 ПДК) и 1000 мг/кг (100 ПДК).
Внесение органических удобрений способствует снижению
отрицательного влияния фтора на рост и развитие растений кукурузы. Наибольший эффект получен при внесении навоза при
дозе 100 т/га, в остальных вариантах эффект от применения
был ниже.
Искусственное внесение в почву NaF в пределах изучаемых концентраций выявило влияние его на повышение содержание сухого вещества, клетчатки и снижение сырого протеина
в растениях.
Накопление фтора в растениях кукурузы при различных концентрациях его в почве и применении различных видов органических удобрений находилось на уровне ниже ПДК в получаемой продукции. Однако следует учитывать, что применение органических удобрений способствует меньшему накоплению фтора в растениях кукурузы и как следствие в животноводческой
продукции.
Библиографический список
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Пашова, В.Т. Содержание фтора в почве и растениях // Агрохимия.- 1980. – № 10.
Антонов, И.С., Алюминиевая промышленность и проблемы загрязнения растительного покрова в Республике Хакасия / И.С. Антонов,
Н.А. Градобоева, Л.А. Сараева [и др.]. – Абакан, 1997.
Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта. – М., 1985.
Коняев, Н.Ф. Математический метод определения площади листьев растений // Доклады ВАСХНИЛ.– 1970.– № 9.
Плешков, В.П. Практикум по биохимии растений. – М., 1976.
Санитарные нормы допустимых концентраций токсических веществ в почве. СанПин 42-126-4433-87. Методы определения загрязняющих веществ в почве. – М. 1988.
Bibliography
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Pashova, V.T. Soderzhanie ftora v pochve i rasteniyakh // Agrokhimiya.- 1980. – № 10.
Antonov, I.S., Alyuminievaya promihshlennostj i problemih zagryazneniya rastiteljnogo pokrova v Respublike Khakasiya / I.S. Antonov, N.A.
Gradoboeva, L.A. Saraeva [i dr.]. – Abakan, 1997.
Dospekhov, B.A. Metodika polevogo opihta. – M., 1985.
Konyaev, N.F. Matematicheskiyj metod opredeleniya plothadi listjev rasteniyj // Dokladih VASKhNIL.– 1970.– № 9.
Pleshkov, V.P. Praktikum po biokhimii rasteniyj. – M., 1976.
Sanitarnihe norm ih dopustimihkh koncentraciyj toksicheskikh vethestv v pochve. SanPin 42-126-4433-87. Metodih opredeleniya
zagryaznyayuthikh vethestv v pochve. – M. 1988.
Статья поступила в редакцию 05.07.12
УДК 629.78:502
Efremenkov A.A., Malygin A.A., Gorbachev I.V. ENVIRONMENTAL MONITORING OF SPACE ACTIVITY IN AREAS
OF FALLING OF SEPARATING PARTS OF CARRIER ROCKETS (normative agents). In the context of the
establishment of the state environmental monitoring within the framework of the Concept of long-term socio-economic
development of the Russian Federation to 2020 [1] the issue of environmental monitoring (E) and environment pollution,
in particular, in the areas of space objects (SO) falling is of special importance. The paper considers general provisions
of environmental regulations, the current system of state environmental monitoring, environmental monitoring of space
activity as well as technical innovations for environmental monitoring of rocket-space activity (RSA).
Key words: environmental monitoring, space activity, areas of falling of separating parts (SP) of rockets and
carrier rockets (CR).
А.А. Ефременков, канд. воен. наук, начальник отдела ФГУП «Центр эксплуатации объектов наземной
космической инфраструктуры» Федерального космического агентства, E-mail: [email protected];
А.А. Малыгин, ведущий специалист отдела экологического мониторинга и землеустройства Управления
экологической безопасности ФГУП «ЦЭНКИ», Е-mail: [email protected]; И.В. Горбачев,
н.с. ИВЭП СО РАН, Барнаул, Е-mail: [email protected]
310