USAGE OF DECONTAMINATING PROPERTIES OF LOST CROP ROTATIONS IN IMPROVING BIORESOURCES OF CENTRAL BLACK EARTH AGROCENOSIS
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.