ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕКОНТАМИНАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КУЛЬТУР ПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА В УЛУЧШЕНИИ ПОЧВЕННОГО БИОРЕСУРСА АГРОЦЕНОЗА ЦЧР
Высоцкая Е.А.
Кандидат географических наук, доцент,
Воронежский государственный педагогический университет, г. Воронеж
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕКОНТАМИНАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КУЛЬТУР ПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА В УЛУЧШЕНИИ ПОЧВЕННОГО БИОРЕСУРСА АГРОЦЕНОЗА ЦЧР
Аннотация.
В статье рассматриваются возможности применения посевов сахарной свеклы для улучшения экологически неблагоприятной почвенной обстановки (в условиях техногенного загрязнения тяжелыми металлами). Приводится динамика биологической продуктивности сахарной свеклы, как деконтаминационного показателя.
Ключевые слова: сахарная свекла, динамика продуктивности, почва, тяжелые металлы.
Key words: sugar beet, dynamics of productivity, soil, heavy metals.
На современном этапе загрязнение почв от техногенных источников, особенно в развитом сельскохозяйственном Центрально – Черноземном регионе является актуальной. Почва, как основной компонент биоресурса агроценоза восстанавливается достаточно долго и сложно, так как отличается способностью аккумулировать и закреплять токсические вещества.
При изучении нами концентрации подвижных форм различных основных микроэлементов в почве пропашного севооборота, проводимого на почвах агроценоза Эртильского района Воронежской области ЦЧР, с посевами сахарной свеклы в по фазам развития было выявлено, что вследствие интенсивного потребления сахарной свеклой микроэлементов происходит снижение в почве концентраций тяжелых металлов, однако характер этого снижения различен.
Содержание марганца в почве в течение вегетационного периода сахарной свеклы снижается в 2–3 раза. К уборке происходит некоторое увеличение содержания железа и цинка (относительно середины вегетационного периода) на всех вариантах опыта (с внесением удобрений и без), что объясняется снижением pH почвенного раствора в этот период вследствие интенсивного поглощения сахарной свеклой положительно заряженных ионов основных элементов питания из удобрений. В результате этого процесса происходит увеличение подвижности микроэлементов в почвенном растворе. Концентрация кадмия мало изменяется в течение вегетации, однако сохраняются превышения ПДК вдоль дороги на ширину 0–20 м. Незначительное снижение кадмия и свинца в почве наблюдается вследствие того, что поступления от автотранспорта и удобрений способствуют увеличению содержания этих элементов в почве.
Таким образом, изучение динамики тяжелых металлов и микроэлементов в течение вегетационного периода позволяет сделать выводы, что концентрации железа, марганца, никеля, кобальта, меди и цинка в почве изменяются по фазам вегетации сахарной свеклы, а кадмия и свинца – не изменяются. Динамика содержания подвижных форм тяжелых металлов в течение вегетации зависит от доз и соотношений вносимых удобрений и техногенных загрязнений.
В наших исследованиях содержание меди в почве напрямую зависело от вносимых удобрений. В начале вегетационного периода максимальное содержание подвижной меди в слое 0–30 см отмечено на вариантах с внесением минеральных удобрений. К периоду смыкания листьев в междурядьях практически по всем вариантам имеет место незначительное снижение концентрации этого элемента в почве. Однако к периоду уборки по вариантам с внесением минеральных удобрений наблюдается дальнейшее снижение содержания этого элемента, тогда как на неудобренном фоне ее концентрация незначительно возрастает. В этот период медь вновь концентрируется в слое 0–30 см. В слое 30–60 см перед уборкой содержание меди в 1,1–2,3 раза ниже, чем в слое 0–30 см.
Исходя из физиологических особенностей, сахарная свекла испытывает высокие потребности в марганце. Наиболее обогащена подвижной формой этого элемента верхняя, гумусированная часть почвенного профиля [1,2]. С внесением минеральных удобрений подвижность марганца в черноземе повышается что способствует активному поглощению его растениями [3]. Малоподвижные соединения марганца, по нашим исследованиям, накапливаются в пахотном слое.
Наиболее высокая его концентрация наблюдалась на вариантах с внесением удобрений. В слое 0–30 см было отмечено превышение содержания марганца относительно контрольных вариантов. К периоду уборки наблюдается постепенное снижение концентрации этого элемента во всех слоях почвы.
Наиболее интенсивное снижение концентраций марганца отмечалось по вариантам с удобрениями, следовательно, они способствуют активному поглощению марганца сахарной свеклой.
Динамика марганца в течение сезона характеризуется снижением его содержания с начала вегетации до уборки от 28,1 до 10,2 мг/кг на контроле, а в вариантах с удобрениями от 27,6 до 16,3 мг/кг, что составляет примерно 2 раза.
Нашими исследованиями установлено, что на вариантах с внесением минеральных удобрений к периоду смыкания листьев в междурядьях наблюдается снижение концентрации железа в 0,1–0,2 раза.
К периоду уборки содержание железа вновь возрастает, превышая первоначальный уровень на вариантах с внесением минеральных удобрений.
Внесение удобрений в целом не способствует значительному увеличению запасов подвижного железа в слое 0–30 см. Однако на глубине 30–60 см по вариантам с внесением удобрений концентрации железа возрастают в 1, 2 раза уже к фазе смыкания листьев в междурядьях.
В наших опытах было выявлено, что концентрация подвижного кобальта возрастает от всходов к уборке сахарной свеклы как в слое 0–30 см, так и в слое 30–60 см.
Перед уборкой максимум содержания кобальта имел место в вариантах с внесением N150P140K120. Однако в целом сезонные колебания концентрации кобальта проявлялись незначительно. Согласно нашим исследованиям подвижный кобальт не обнаруживал биогенной аккумуляции. На вариантах с удобрениями происходит обогащение верхнего 0–30 см слоя почвы подвижным кобальтом, при этом внесение минеральных удобрений незначительно увеличивает запасы этого элемента. При использовании удобрений концентрации кобальта увеличиваются, мигрируя в подпахотный горизонт.
К периоду смыкания листьев в междурядьях в слое 0–30 см происходит увеличение концентрации кадмия. Максимальное увеличение концентрации этого элемента к середине вегетационного периода отмечено на вариантах с внесением удобрений. Содержание подвижного кадмия в слое 0–30 см на контроле к середине вегетационного периода уменьшилось на 0,016 мг/кг почвы. К уборке происходит дальнейшее снижение концентрации кадмия на всех вариантах опыта, кроме контроля и делянок, где были использованы только гербициды.
Таким образом, к середине вегетации практически по всем вариантам опытов происходит некоторое увеличение содержания этого элемента, а к периоду уборки – снижение. В большей степени это явление выражено на вариантах с внесением минеральных удобрений. Кроме того, в слое 0–30 см влияние агрохимического фактора более значительно, чем в слое 30–60 см.
По результатам наших исследований, в начале вегетации максимум концентрации никеля имел место на вариантах с минеральными удобрениями, однако к периоду уборки происходит снижение содержания подвижного никеля в 1,35–2,23 раза. По другим вариантам его содержание относительно стабильно.
Таким образом, на основе проведенной нами опытно- экспериментальной работы можно сделать вывод, что сахарная свекла является одним из поглотителей, в том числе тяжелых металлов из почвы, способствуя восстановлению экологического баланса и биоресурса почвенной части агроценоза.
Литература
- Адерихин П.Г. Почвы Воронежской области / П.Г. Адерихин. –Воронеж : Изд-во Воронеж. ун-та, 1983. – С. 24–42.
- Протасова Н.А. Почвенно-геохимическое районирование Воронежской области / Н.А. Протасова, М.Т. Копаева // Почвоведение. – 1995. – № 4. – С. 24.
- Скорбач В.В. Влияние реакции почвенной среды на подвижность микроэлементов в черноземе выщелоченном / В.В. Скорбач // Тезисы докладов 4-й открытой региональной конференции «Экологические и генетические аспекты флоры и фауны Центральной России». – Белгород, 1996. – С. 71–72.