WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ

И ОБРАЗОВАНИЯ

ДИССЕРТАЦИОННЫЙ  СОВЕТ  Д 220.005.01

в ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная

академия»

243365  с. Кокино  Выгоничского района  Брянской области

Тел.:  из Брянска: (241) 24-479; (241) 24-743; (241) 24-721; из другого города: (483-41) 24-479; (483-41) 24-743; (483-41) 24-721 ОФК по Выгоничскому  району  БГСХА л/с 06082433360 р/с 40503810308001009302,  к/с 30101810400000000601 БИК  041501601  Брянское ОСБ №8605  г. Брянск E-mail:  cit@bgsha.com  Факс: (48341) 24-721

__________________ № __________  ______________________ № __________

В Высшую аттестационную комиссию

Министерства образования и науки Российской Федерации

127994 г. Москва, ул. Садовая-Сухаревская, 16. К-51, ГСП-4

Диссертационный совет Д 220.005.01 в Брянской государственной сельскохозяйственной академии: 243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино (241-24-721) объявляет, что ПОСТНИКОВ Дмитрий Андреевич представил диссертацию на  соискание ученой степени доктора наук «Фитомелиорация и фиторемедиация почв сельскохозяйственного назначения с различной степенью окультуренности и экологической нагрузки» по специальности 03.00.16 – экология (сельскохозяйственные науки).

Защита диссертации планируется 25 декабря 2009 года.

Председатель диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор                                Н. М. Белоус

В ВЫСШУЮ АТТЕСТАЦИОННУЮ КОМИССИЮ

МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

(О размещении объявления и автореферата)

Сведения о предстоящей защите докторской диссертации

Постников Дмитрий Андреевич

«Фитомелиорация и фиторемедиация почв сельскохозяйственного назначения с различной степенью окультуренности и экологической нагрузки»

03.00.16

сельскохозяйственные науки

Д 220.005.01

Брянская государственная сельскохозяйственная академия

243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино,

ул. Советская, 2-а

E-mail:  cit@bgsha.com

Предполагаемая дата защиты диссертации – 25 декабря 2009 г. 

  Исп. Дронов А.В. (483-41)24-721

На правах рукописи

Постников Дмитрий Андреевич

ФИТОМЕЛИОРАЦИЯ И ФИТОРЕМЕДИАЦИЯ ПОЧВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ С РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНЬЮ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

Специальность 03.00.16-экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Брянск -  2009

Работа выполнена на кафедре экологии и БЖД факультета почвоведения агрохимии и экологии  Российского  государственного агарного университета – Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук  И.Е. Автухович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Андросов Г.К.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мёрзлая Г.Е. 

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Нечаев Л.А. 

Ведущая  организация – Рязанский агротехнологический университет имени П.А. Костычева

Защита состоится «25» декабря 2009 года в 10  час. 00 мин. в аудитории 216 на заседании Диссертационного совета Д.220.005.01 при  Брянской  государственной сельскохозяйственной академии по адресу при ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, Брянская ГСХА (главный корпус, 2 этаж, зал заседаний).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянской государственной сельскохозяйственной академии.

Просим Вас принять участие в работе совета или прислать письменный отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) по указанному адресу.

Автореферат разослан  «___»________2009 года и размещен на официальном сайте ВАК http://vak.ed.gov.ru

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.В. Дронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное сельское хозяйство России в настоящее время находится в ситуации  когда необходимо с одной стороны решать проблемы по  восстановлению почвенного плодородия, связанное с резким сокращением полей занятых кормовыми травами, cидеральными культурами, уменьшения объемов применения органических удобрений, нарушением систем севооборотов (по России сегодня не обрабатывается около 40 млн. га бывших сельскохозяйственных угодий, почти   стада КРС исчезло по различным причинам).

Уменьшение поголовья крупного рогатого скота стало причиной сокращения  потребности  в кормах с одной стороны, но  как следствие уменьшение численности стада КРС явилось главным фактором, определяющим  производство и применение органики с целью восстановления и повышения почвенного плодородия, которое в настоящее время имеет тенденцию к существенному снижению (Лыков А.М, Коротков А.А.,. Баздырев Г. И. 1999; Рожков В.А., Васенев И.И. 2003;  Баздырев Г. И., Лошаков В. Г., Пупонин А. И. 2000).

Что бы поддержать или восстановить почвы сельскохозяйственного назначения по фактору плодородия необходимо в первую очередь разрабатывать агроприемы с использованием сидеральных культур (Малявко А.А. Прилепов В.В., Ториков В.Е., Дедков В.Д.2005).  Ряд  авторов (Лошаков В.Г., Эллмер ф., Иванов Ю.Д. и др. 1998, Котлярова О.Г. 2000), приводя результаты экспериментов по изучению биологии сидеральных культур и их  последействия на продуктивность  и экологическое состояние севооборотов интенсивных агросистем подчеркивают, что биологизация современных севооборотов на практике – это широкое использование специальных сидеральных культур в Российском. 

В тоже время почвы сельскохозяйственного назначения в ряде регионов Российской Федерации нуждаются не просто в восстановлении плодородия, а в улучшении их агрохимических показателей и биологических характеристик. Это связано с тем, что постоянно ухудшающаяся экологическая обстановка особенно вокруг крупных промышленных центров (МОСКВА, САНКТ – ПЕТЕРБУРГ, ЧЕЛЯБИНСК, ЕКАТЕРИНБУРГ и др.) и нерешенные проблеммы с последствиями Чернобыльской аварии привели к сильному загрязнению почв сельскохозяйственного назначения тяжелыми металлами и другими токсикантами из которых сегодня наиболее опасными являются: кадмий, стронций, медь, ртуть, цезий (Белоус Н.М. 2005; Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф., Моисеенко М.Г., Драганская М.Г. 2005; Овчаренко М.М. 1997).

На современном этапе развития агросферы необходимо вести поиск и новых  культур, обладающих одновременно фитомелиоративными и фиторемедиационными свойствами, поскольку восстановление плодородия часто связано с предшествуюшим фитомелиорации этапом по очищению пахотного слоя  почвы от различных загрязнителей в частности тяжелых металлов.

Необходимо шире раскрывать экологические возможности травянистых растений  в соответствии с задачами, стоящими перед  сельскохозяйственной экологией (Андросов Г.К., Поцепай Ю.Г. 2005).

Потенциальные возможности  новых и традиционных растений для определенных географических зон еще только предстоит раскрыть в свете проблем фитомелиорации и фиторемедиации.

Цель и задачи исследований:  изучение и  экологическое обоснование использования перспективных растений  в фитомелиорации и фиторемедиации почв сельскохозяйственного назначения.

В ходе выполнения эксперимента решались следующие задачи по изучению и определению:

- основных показателей почвенного плодородия в почве опытных участков сельскохозяйственного назначения;

- особенностей роста и развития горчицы белой, сафлора и пиона молочноцветкового при возделывании в качестве фитомелиорующей и фиторемедиационной культуры;

-  корневых выделений горчицы белой в условиях искусственно созданного стресса (фосфорное голодание) и их подкисляющее действие;

-  влияния выращивания фитомелиорантов в последействии  на показатели почвенного плодородия и микробиологическую активность в  вегетационных и полевых опытах;

-  содержания биофильных элементов, в стеблевой  и корневой части опытных растений;

-  содержания тяжелых металлов в пахотном слое опытных участков при различном уровне внесения осадков сточных вод (ОСВ)  до и после фиторемедиации;

- коэффициента биологического накопления, суммарного выноса тяжелых металлов фиторемедиационными культурами надземной и корневой частью;

- характера  распределения  тяжелых металлов  в растительной массе у  опытных растений;

-  экологических аспектов технологии фитомелиорации и фиторемедиации;

- экологические ограничения при выращивании семенного картофеля в условиях повышенного содержания в почве тяжелых металлов.

Защищаемые положения:

-  экологические особенности роста и развития традиционных и новых растений в условиях Нечерноземной зоны;

-  физиологические особенности горчицы белой (Sinapis alba. L) в условиях искусственно созданного стресса (фосфорное голодание) при обосновании роли корневых выделений фитомелиорантов;

- влияние выращенных  фитомелиорантов в последействии на показатели почвенного плодородия и микробиологическую активность почвы вегетационных и полевых опытов;

- изучение влияния фиторемедиации на динамику изменения содержания тяжелых металлов в пахотном слое опытных участков при различном уровне внесения осадков сточных вод (ОСВ);

- научное обоснование в выборе  специальных универсальных  культур для фитомелиорации и фиторемедиации почв сельскохозяйственного назначения;

- возможности использования ОСВ в сельскохозяйственном производстве

Научная новизна 

Впервые опробована  специальная методика по проведению тест-реакции на органические кислоты, выделяемые белой горчицей.

Определены выделяемые органические кислоты горчицей белой в условиях стресса,  показана  активность выделяемых кислот в зоне корневого чехлика  при долговременной экспозиции опытных растений в деионизированной воде.

Установлено, что существенное подкисление деионизированной воды происходит только у молодых растений горчицы белой, в фазе 2 - 4  настоящих листьев, особенно при создании стрессовых условий. Среди выделяемых органических кислот  горчицей белой были идентифицированы раннее не определяемые кислоты – муравьиная, изомаслянная и валериановая.

Впервые исследован вопрос о мелиоративных возможностях сафлора в условиях Нечерноземной зоны.

Изучены и определены фитомелиоративные и  фиторемедиационные свойства сафлора, которые подтверждены патентом РФ (Постников Д.А. Способ очистки почв от тяжелых металлов. Патент RU № 2365078 C1,опубликовано: 27.08.2009 Бюл. № 24), а также горчицы белой, и пиона молочноцветкового.

Впервые установлены аккумулирующие свойства сафлора при выращивании в условиях  загрязнения почвы  тяжелыми металлами.

Исследованы вопросы рециклинга осадка сточных вод при получении семенного картофеля, как альтернативного приема фиторемедиации при использовании регуляторов роста для управления продукционным процессом в формировании нового урожая.

Практическая значимость.

Проведенные исследования (университет Хоенхайм - Германия, Институт Физиологии Растений РАН имени К.А. Тимирязева, ДАОС, г. Долгопрудный,  МО ВИР – п. Михнево и  полученные результаты убедительно доказывают, что наряду с горчицей белой для фитомелиорации можно с успехом использовать сафлор, запашка зеленой массы которого в последействии оказывает положительное влияние на плодородные свойства почвы. Установлено, что сафлор, как и горчица белая может быть использован в качестве культуры - фитомелиоранта для восстановления почвенного плодородия,  содержание фосфора  в  пахотном слое почвы возрастает на 6% при запашке горчицы белой  и на 9% с сафлором, а содержание обменного калия увеличивается на 5 и 2% соответственно,

Установлено, что в условиях Нечерноземной зоны сидерация при использовании сафлора позволяет  увеличить микробиологическую активность почвы по шкале Д.Г. Звягинцева до оценки  - “сильная”.

По результатам полевых экспериментов по проблеме фиторемедиации загрязненных почв  установлено, что сафлор является активным гипераккумулянтом,  использование в чередовании с горчицей белой в течение 4 лет эффективно для полного цикла технологии фиторемедиации  загрязненных почв.

Установлено, что пион молочноцветковый за 3 года  снижает загрязненность корнеобитаемого слоя почвы тяжелыми металлами в условиях техногенного загрязнения в том числе по  цинку и кадмию – на  23 и 21 %, а  по меди и свинцу  на 17 и 9 % соответственно (опыты в ГБС РАН).

Показано, что на почвах с высоким уровнем загрязнения  тяжелыми металлами, как альтернативного приема фиторемедиации возможно возделывание семенного картофеля (полевые  опыты - ВНИПТИОУ – Владимирская  обл., п. Судогда).

Апробация результатов исследования. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях факультета почвоведения агрохимии и экологии, во время научных стажировок в Германии (1997, 1998, 1999, 2008), в Польше (2007), на международной конференции ЭКОСТОК – 2006 (г. Москва), на международной конференции: – V съезд общества физиологов растений России (Пенза, 2003) и симпозиуме - “Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования” (Пущино, 2003), а также на производственных конференциях г. Щелково (2004 - 2005 и г. Истра (2007 – 2009).

Личный вклад автора. Личное участие автора заключается в разработке научной гипотезы и алгоритма исследований. В течение 10 лет проведены при его непосредственном участии полевые и лабораторные модельные  опыты в почвенной и водной культуре, лабораторные анализы. Проведенные эксперименты показали высокую значимость полученных результатов и убедительно доказали  практическое значение новых и нетрадиционных культур при решении проблем фитомелиорации и фиторемедиации почв сельскохозяйственного назначения.

Публикации результатов исследований. Результаты диссертационной работы отражены в 31 печатных работах в научных, научно-производственных, научно-методических журналах и сборниках  в том числе 9 в периодических научных изданиях перечня ВАК для публикации основных результатов диссертационных работ на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, девяти глав, выводов и предложений производству, списка литературы, включающего 295 источников, в том числе 108 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 261 странице машинописного текста, включает 60 таблиц, 17 рисунков, схем, диаграмм и  отдельных приложений.

Благодарности: профессорам РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева  Кондратьеву М.Н., Лошакову В.Г., научному консультанту – докт., биол., наук Автухович И.Е., а  также профессору  Таджикского государственного аграрного университета Норову М.С. Директорам организаций:  МУП “  Истринский водоканал” Петрушину Ю.Н. и НИЭС Щербакову А.Ю.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. (обзор литературы)

Сущность и значение фитомелиорации и фиторемедиации в улучшении состояния почвенных ценозов

Раскрыты вопросы теории и практики фитомелиоративной концепции мирового и отечественного земледелия. Представлены основные проблемы, стоящие перед наукой и практикой по биологизации агросферы, показаны направления по которым необходимо развивать экологическую концепцию  фитомелиорации, отдельно рассмотрен вопрос по корневым выделениям фитомелиоративых культур.

Обобщены научные результаты по проблеме фиторемедиации загрязненных почв различного назначения. Представлены наиболее интересные материалы по растениям гипераккумулянтам тяжелых металлов, рассмотрены вопросы теории и практики поступления катионов тяжелых металлов из почвенного раствора в ксилемные ткани растений. Отдельно представлены материалы по вопросам утилизации органоминеральных отходов и значения фиторемедиации почв сельскохозяйственного назначения.

Глава 2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Опыты в Германии в условиях почвенной культуры

с горчицей белой и рапсом (1998 1999)

Опыт был заложен на юге Германии (земля Баден-Вюртемберг). Использовали семена белой горчицы  из России и  рапса  - немецкой селекции. Опыт проводили в условиях летней теплицы в вегетационных сосудах. При его закладке использовали метод рендомизации. Повторность 4-кратная. Содержание в почве подвижного  калия-  3,4 (А-Л) мг/кг, фосфора         30 мг/кг (подвижного), рНсол, - 6,4; Сорг - 2,8%. Механический состав — сред­ний суглинок, горизонт  — А, влажность — 39%.

С целью изучения  доступности  фосфора  и поступление его в растения использовали следующие его формы: труднорастворимый гиперфос (400 мг фосфора на 1 кг); легкорастворимый КН2РО4 (80 мг подвижного фосфора на 1 кг); в вариан­тах с легкорастворимым фос­фором K2SO4 не вносили.

Высевали отобранные семена из  расчета 10 шт. на сосуд. После прорастания в каждом сосуде оставляли 4 растения. Определяли биометрические (линейные размеры, число цветоносных побегов, влаж­ную и сухую массу стеблей и  корней) и агрохимические  (содержание  фосфора в растениях и  почве) показатели.

Фосфор в почве опреде­ляли на фотометре по Мерфи и Рейли Murphy J., (Riley, 1962).

  В растениях Фосфор определяли  по Джексону М (Jackson М. L., 1984)

2.1.1 Схема вегетационного опыта

Схема опыта включала следующие варианты:

1 — почва без растений (контроль);

2 — гиперфос (апатит), доля СаО — 45%, Р2О5 — 30%;

3 —  белая горчица;

4 — гиперфос + белая горчица;

5 — растворимый  фосфор (КН2РО4);

6 — растворимый фосфор + белая горчица;

7 — рапс;

8 — гиперфос + рапс;

9 — растворимый фосфор  + рапс.

2.2  Опыты в водной культуре с горчицей белой (ИФР имени К.А. Тимирязева РАН, 2000 - 2003)

Использовали смена горчицы белой. Опыт проводили в водной культуре. Питательный раствор готовили по стандартной методике.

После высадки молодых растений в общий кристаллизатор и адаптации к питательному раствору, растения выращивали на  полной питательной среде 2 недели (т.е. 14 -15 дней). В течение этого времени  в сосудах через каждые 2 дня  заменялся питательный раствор. В фазе двух настоящих листьев и при длине корней 3-4 см.  опытные  растения высаживали в контейнеры  по вариантам  схемы опытов.

В фазу цветения определяли содержание фосфора в надземной массе опытных растений.  Использовали метод  определения  фосфора  по Мерфи и Райли, как и в опыте, который проводился в Германии. Основу методики  составляет спектрофотометрический  метод  (ГОСТ 26657-85). Подкисляющее действие  корневых выделений  определяли потенциометрическим методом  (прямой потенциометрии) с  использованием портативного прибора  « Аквилон – 410» .

При отработке методики по проведению тест – реакции по окрашиванию выделяемых органических кислот использовали деионизированную воду, раствор метилового красного, чашки Петри и растения горчицы белой в фазе 2 настоящих листьев.

При определении органических кислот, выделяемых растениями горчицы белой использовали стандартную методику определения органических кислот в растворах на газовожидкостном хроматографе в модификации кандидата химических наук Иванова А.А.  По Иванову этом метод носит название  - метод ионных оклюзий или ионоэксклюзионная хроматография, но основное различие заключается в том, что в качестве элюента используется 20 мМоль. Н2SO4, объем метки дозатора 100 мкл., в остальном традиционный процесс. Прибор – хроматограф Kontrol 430A c УФ детектором.

2.2.1  Схемы опытов

ОПЫТ № 1

Цель:  изучение роста и развития растений при  стандартных  параметрах и  условиях стресса в водной культуре (фосфорное голодание)

1. (Контроль) Полный  питательный раствор.

2. Питательный раствор без фосфорнокислого калия (КН2РО4)

3. Питательный раствор без фосфорнокислого калия (КН2РО4) с добавлением 1г фосмуки.

Перед заменой питательных  растворов и после проводили  измерение рН и ЭДС растворов.

ОПЫТ № 2

Цель:  изучение подкисляющего действия корневых выделений горчицы  белой  путем измерения рН и ЭДС растворов при помещении растений в деионизированную воду  на разных стадиях развития

Был разделен на несколько  краткосрочных опытов.

  1. Определение подкисляющего действия  корневых выделений опытных растений в фазе 2 настоящих листьев непосредственно в питательном  растворе.
  1. Контроль.  Питательный раствор без растений

2.  Питательный раствор с растениями.

2. Определение подкисляющего действия корневых выделений опытных растений в фазе 2 настоящих листьев при помещении растений в деионизированную воду.

1. Контроль. Деионизированная вода без растений с внесением 1 г фосмуки

2.  Деионизированная вода с растениями и внесением 1 г фосмуки

3. Деионизированная вода с растениями

3. Определение подкисляющего действия корневых выделений опытных  растений  в фазу цветения при использовании деионизированной воды после выращивания растений по схеме:

1. Контроль. Полный  питательный раствор.

2. Исключение из  питательного раствора  фосфора  после выращивания  в  кристаллизаторе.

3. Замена в  питательном растворе  доступного фосфора на фосмуку в дозе 1г.

В фазу цветения растения,  выращенные при различном уровне питания  фосфором, помещали в деионизат и фиксировали  изменение  величины рН  в течение нескольких часов часов.

    1. Опыты с почвенной культурой при использовании горчицы белой и ячменя (ДАОС Долгопрудненская агрохимическая станция имени Д. Н. Прянишникова, 2004 2005гг.)

Продолжение и расширение  исследований по теме фитомелиорации было продолжено в условиях летней телицы в ДАОСе.

В качестве основного объекта исследований в данном опыте  использовали  горчицу белую.

При моделировании оптимальных условий по содержанию подвижного фосфора в почве использовали  фосфорнокислый кальций Ca(H2PO4)2  или простой суперфосфат и фосфоритную муку.

Опыт проводили в сосудах, содержание почвы в пересчете на сухую массу – 5 кг. Повторность опыта 4 кратная. В течение всего эксперимента полив проводили дистиллированной водой, доводя до 75% от ППВ. Увлажнение  почвы  проводилось  по  весу в зависимости от расхода влаги. 

Таблица 1

Агрохимическая характеристика дерново-подзолистой почвы

(ДАОС 2004г.)

Параметр

Значение

Размерность

рНkcl.

6,3

б/р

P2O5

6,6

мг/100 г.

K2O

4,3

мг/100 г.

Гумус

1,2

%

Все варианты опыта предварительно готовили  путем перемешивания почвы с заранее взвешенными дозами суперфосфата или фосфоритной муки. Обе формы фосфора вносили в дозе 0,05 г д.в./кг почвы. В пересчете на массу удобрения это составило 0,44 г  Ca(H2PO4)2, и 1,36 г фосфоритной муки на 1 сосуд. В процессе проведения опыта по вариантам  проводили отбор почвенных образцов.

На сосуд высевалось 15 растений горчицы белой и 12 растений ярового  ячменя.

Уборку горчицы проводили в конце фазы цветения и начала образования стручков на нижних ярусах. Определяли массу надземной части растений.

Осенью 2004 года для полной имитации последействия сидерата всю растительную массу высушили, определили сухую массу, перемололи  и заделали в почву по вариантам, весной 2005 года провели полную перебивку сосудов и посеяли яровой ячмень. Ячмень убирали в стадии полного созревания зерна в колосе.

2.3.1 Схема опытов

Таблица 2

Схема опыта (ДАОС 2004 г)

Вариант

Количество сосудов в варианте

Характеристика варианта

1

  8

почва

почва (посев горчицы белой)

2

почва + Ca (H2PO4)2

почва + Ca (H2PO4)2  (посев горчицы

белой)

3

почва + фосфоритная мука

почва + фосфоритная мука (посев горчицы белой)

Статистическую обработку результатов с использованием программы дисперсионного анализа – STRAZ ( авт.прог. Захарин М.Г.)

Схема опыта в 2005 году имела вид (табл. 3):

Таблица 3

Варианты опыта  (ДАОС 2005г)

Вариант

Характеристика

Количество

сосудов в варианте

1

(контроль)

4

ячмень

горчица белая

горчица белая + ячмень

2

Ca(H2PO4)2

Ca(H2PO4)2+ ячмень

Ca(H2PO4)2+ горчица белая

Ca(H2PO4)2+ горчица белая + ячмень

3

фосмука

фосмука + ячмень

фосмука +горчица

фосмука +горчица + ячмень

    1. Опыт в Московском отделении ВИР (старое название),  (ГНУ ВСТИСП  Россельхозакадемии п. Михнево) при использовании горчицы белой и сафлора

Опыт заложен на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах в условиях  Московской области на территории опытной станции п. Михнево.  Участок равнинный. Почва слабогумусирована, мощность гумусного горизонта 18 – 22 см. Хорошо выражен подзолистый горизонт. Подстилающая порода - моренный суглинок. Эрозионные процессы слабо выражены.

В опытах мы использовали сорт сафлора Шифо и горчицу белую отечественной селекции.

За период проведения опытных исследований проводили следующие наблюдения и учеты: фенологические, биометрические.

Учет урожая методов выборочных делянок – в четырех кратной повторности, площадь учетной делянки 1 м2 .

Повторность в опыте четырех кратная.  Площадь  повторности – 20 м2.

Отбор почвенных образцов осуществляли по общепринятой методике в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01 – 83 и ГОСТ 17.4.4.02 – 84.

Отбор растительных образцов проводили при помощи рамочного метода, который использовался при учете урожайности зеленой массы.

Определение кислотности почвы  проводили потенциометрическим методом.

  Определение подвижных соединений калия и  фосфора  в почве проводили по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207 - 91).

Для определения фосфора и калия в растениях использовали мокрое озоление по Гинсбургу.

  Определение  гумуса проводилось по методу Тюрина в модификации Никитина. (ГОСТ 26213-91) (Практикум по агрохимии, 1989).

Микробиологическую активность  почвы оценивали по методике Звягинцева Д.Г., в основе которой  лежит определение биологической активности почвы по интенсивности разложения целлюлозы (Звягинцев Д.Г.,1978; Практикум по агрохимии, 2001; Методы почвенной микробиологии и биохимии,1991).

С целью не нарушить правило единства различий  льняные полотна в осенний период закладывали в 2 этапа.  1 этап -  горчица – чистый пар, 2 – сафлор – чистый пар, поскольку эти 2 культуры существенно различаются по срокам прохождения основных фенофаз развития  и таким образом опыт был разделен на 2 отдельных блока по учетам в осенний период.

Отбор и анализ почвенных образцов на определение  подвижного фосфора и калия проводили по вариантам весной 2008 и 2009 года, но уже с целью изучения последействия.

2.4.1 Схема опыта

1. Контроль – Чистый пар

2. Посев горчицы белой на  зеленое удобрение

3. Посев сафлора на зеленое удобрение

Предшественники -  многолетние кормовые травы.

Удобрения на опытном участке  не вносились в течение 10 лет.

Норма высева горчицы -25 кг/га, сафлора  -  22 кг/га. Ширина защитной полосы между делянками  1 м.

В опыте в качестве основных культур исследовались фитомелиоратвные возможности растений горчицы белой и сафлора.

Скашивание  горчицы и сафлора с последующей запашкой  проводили в фазу цветения.

2.4.2 Агроклиматическая характеристика  района

Московская область расположена в поясе господства континентального климата умеренных широт. 

По тепло- и влагообеспеченности, ре­льефу и типу почвы, Московскую область можно разделить на три агроклиматических района.        

       Ступинский район относится  ко второму  (II) агроклиматическому району, который занимает цент­ральную часть области и входит  в подрайон IIа - с дерново-подзолистыми суглинистыми почвами.

       Московская область относится к зоне достаточного увлажнения. Годовое количество осадков колеблется от 450 до 650мм и более.

Физическая спелость почвы наступает у суглинистых почв в среднем 20 мая, а у супесчаных - 18 мая

Сумма среднесуточных температур воздуха за период активной вегетации изменяется от 1900° на северо-западе до 2100° на юго-востоке и востоке района. Гидротермический коэффициент равен 1,3—1,4.        

Средняя продолжительность безморозного периода - 120 - 135 дней. В январе средняя температура – -10,5°С, в апреле - 3,5°С, в июле - 17,8°С, в октябре -3,8°С.Область отличается достаточной и повышенной увлажнённостью на возвышенных участках и умеренной - в низменных частях.

Климатические условия благоприятны с точки зрения агрономии для выращивания многих пропашных культур. Устойчивый снежный покров здесь образуется к 25 ноября - 2 декабря. А средняя высота снежного покрова составляет 35см, который может продержаться до 137 - 143 дней.

В январе и апреле количество осадков более 30 - 35 мм, в июле - 70 - 90 мм, в октябре - 40 - 55мм. Годовой приход солнечной радиации на территории Московской области  составляет 87 ккал/см2. Из этого количества 41 ккал/см2 - в виде рассеянной радиации.

2.5 Модельные опыты в почвенной культуре по фиторемедиации

В опыте использовали  стабилизированный осадок сточных вод очистных сооружений г. Истры. Химический состав ОСВ приведен в табл. 9.

Таблица 9

Содержание тяжелых металлов (мг/кг) в  ОСВ очистных сооружений

г. Истра 2002г.

Наименование показателя

Методика испытаний

Результаты

Допустимые уровни по гост  17.4.07 – 2001 ( 1 и 2 группы)

свинец

ААС

37,4

250        500

кадмий

ААС

5,6

15         30

медь

ААС

539,2

750         1500

цинк

ААС

686,7

1750 3500

При изучении фитосанации в вариантах опыта использовали белую горчицу  (Sinapis alba. L). Опыт был заложен в почвенной культуре.  Использовали дерново-подзолистую среднесуглинистую почву, расчет доз вносимого осадка проводили по сухой массе.

Вегетационный опыт проводили по следующей схеме:

  1. Контроль  (без  ОСВ)
  2. (ОСВ 16,6г/кг)
  3. (ОСВ 33,2 г/кг)

Повторность опыта четырехкратная. Опыт  был заложен в сосудах Митчерлиха, вместимостью 5,2 кг  воздушно-сухой почвы.  Почвенные образцы отбирали и  анализировали на содержание четырех тяжелых металлов (Cd, Pb, Cu, Zn)  по вариантам после окончания вегетации растений  2, 3 и 4 сроков посева, кислоторастворимые формы металлов определяли в  вытяжке  5 М  HNO3 (РД 52.18.191-89 МУ) атомно – абсорбционным анализом, подвижные формы металлов определяли в 1М CH3COONH4 (РД 52.18.289-90 МУ).

    1. Полевые опыты по фиторемедиации загрязненных почв

(очистные сооружения г. Истры, ГБС РАН г. Москва)

Истринский район расположен на северо-западе Московской области. Площадь его 130 тыс.га.

По агроклиматическому районированию Московской области Истринский район занимает промежуточное положение его западная часть входит в первую, а восточная во вторую агроклиматическую зону. Это наиболее холодная и переувлажненная территория области. Количество осадков колеблется в пределах 610-680 мм. Непрерывная продолжительность периода без осадков может достигнуть 30-32 дней, период с t выше 100С длится, в среднем 130 дней (с 10 мая по 15 сентября).

По агроклиматическому районированию Московской области Истринский район занимает промежуточное положение его западная часть входит в первую, а восточная во вторую агроклиматическую зону. Это наиболее холодная и переувлажненная территория области. Количество осадков колеблется в пределах 610-680 мм. Непрерывная продолжительность периода без осадков может достигнуть 30-32 дней, период с t выше 100С длится, в среднем 130 дней (с 10 мая по 15 сентября). В почвенном покрове района представлены дерново-подзолистые почвы суглинистого механического состава средней и сильной степени оподзоленности.

Опыт  по изучению фиторемедиации в условиях мегаполиса, каким является г. Москва проводился на тер­ритории ГБС РАН в 1998-2000 гг., в течение 3-летнего цикла роста и развития рас­тений пиона молочно-цветкового (Paeonia lactiflora Pall)

2.6.1  Описание объектов и методов исследований

В опыте использовали стабилизированный осадок сточных вод очистных сооружений г. Истры.

Результаты представлены в табл. 10

Осадок сточных вод г. Истры (табл.10) характеризуется нейтральной реакцией, высоким содержанием общего азота, фосфора и органического вещества, зольностью 32 % и  влажностью 30 %.

Почва дерноОчистные сооружения расположены за чертой города Истры вблизи деревни Качаброво. Третья очередь очистных сооружений была введена в эксплуатацию в 1991 году. Проектная мощность очистных сооружений биологической очистки составляет 37 тыс. м3/сутки. Фактическое поступление сточных вод – 13000-14000 м3/сутки. Водоприемник очищенных сточных вод – р. Истра, является рыбохозяйственным водоемом 1-ой категории, источником питающим Рублевское водохранилище, снабжающим питьевой водой г.Москву.

В настоящее время очистные сооружения принимают хозяйственно бытовые стоки с застроенных территорий города, прилегающих  поселков, производственные сточные воды предприятий.

Почва опытного участка дерновоподзолистая, среднесуглинистая

По допустимому содержанию тяжелых металлов ОСВ относится к 1 группе (ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 ). Исходя из ПДК содержание всех ТМ в осадке ниже допустимого уровня.

При изучении фиторемедиации (фитосанации) в 2005 – 2006гг. в почву по вариантам высевали семена горчицы белой, глубина посева 3 – 4 см. Норма высева из расчета 20 кг семян на га.

В последующие годы исследований (2007 – 2008) высевали сафлор из расчета 22 кг семян на га.

Опыт проводился в четырехкратной повторности. Расположение делянок систематическое. Площадь делянки составляла 15 м2. Между каждым вариантом и внутри повторностей располагалась защитная полоса шириной 0,5 м. В течение  каждого полевого сезона было проведено 2 ротации горчицы белой, при использовании сафлора  - 1 ротация за полевой сезон. ОСВ вносили вручную, доза осадка рассчитана по сухой массе.

Схема опыта включала 4 варианта:

  1. Контроль
  2. ОСВ 40т/га
  3. ОСВ 80т/га
  4. ОСВ 120т/га

После каждой ротации в фазу цветения растений учитывали урожай и  проводили отбор растительных образцов (зеленая масса и корни).

Учет урожая проводился сплошным методом, с использованием технологии полного удаления растений с участка. Содержание органического вещества (ГОСТ 26213-91) определяли колориметрически по методу Тюрина.

Таблица 10

Химический состав ОСВ

Показатель

Ед. изм.

НД на методы испытаний

Результат

испытания

Норматив

рН

ГОСТ 27979-88

7,1

5,5-8,5

Азот общий

%

ГОСТ 26107-84

0,64

Не менее 0,60

Р205 общий

%

ГОСТ 26207-91

5,27

Не менее 1,5

К20 общий

%

ГОСТ 26207-91

0,92

Не менее 0,15

Органическое вещество

%

40,3

Не менее 20

Содержание подвижных форм ТМ (Аммонийно-ацетатный буфер)

Свинец

мг/кг

«Руководство по санитарно-химическому исследованию почвы». Нормативные

Материалы. Государственный комитет СанЭпиднадзора России. М., 1993 г, - 130с.

13,60

Кадмий

мг/кг

0,94

Медь

мг/кг

42,21

Цинк

мг/кг

70,45

Содержание  ТМ (5 М НNОз):

Допустимые уровни по ГОСТ  Р 17.4.3.07-2001

Свинец

мг/кг

«Руководство по  санитарно-химическому исследованию почвы». Нормативные материалы. Государственный комитет СанЭпиднадзора России. М.,1993 г,130 с.

35,6

250

Кадмий

мг/кг

12,8

15

Медь

мг/кг

543,7

750

Цинк

мг/кг

710,5

1750

рН солевой вытяжки (ГОСТ 26483-85) – потенциометрически. Подвижные формы фосфора (ГОСТ 26207-91) и калия (ГОСТ 26207-91) определяли в вытяжке Кирсанова, гидролитическую кислотность (ГОСТ 26212-91) по методу Каппена, сумму поглощенных оснований (ГОСТ 26487-85) – по Каппену-Гильковицу.

Пробы почвы отбирали при  помощи  бура.

При подготовке растительных проб  корни и надземную часть растений отбирали с каждого варианта (1 м кв.) по  повторностям.

Почва опытного участка характеризовались следующими агрохимическими показателям (табл. 11):

Таблица 11

Агрохимическая характеристика почвы опытного участка.

рНKCI

Органическое веществоГумус, %

Нг

S

ЕКО

V, %

P2О5

К2О

мг - экв / 100г почвы

по Кирсанову, мг/кг

6,87

2,36

1,8

10,2

12,0

85,0

105,0

82,0

Исходное содержание тяжелых металлов в почве опытного участка представлено в таблице 12.

Таблица 12

Содержание тяжелых металлов в почве опытного участка (0-20см).

Опытная площадка истринских очистных сооружений

Химические элементы

Валовое содержание

(5М НNО3), мг/кг

ОДК, мг/кг

Подвижные формы

(аммонийно-ацетатный буфер), мг/кг

ПДК, мг/кг

Рb

11,5

130,0

1,7

6,0

Сd

2,2

2,0

0,3

0,5

Cu

178,8

132,0

18 ,4

3,0

Zn

161,1

220,0

22,6

23,0

Пробы почвы отбирали при  помощи  бура.

При подготовке растительных проб  корни и надземную часть растений отбирали с каждого варианта (1 м кв.) по  повторностям.

Тяжелые металлы в растительных пробах определяли в их  зольных растворах на атомно-абсорбционном спектрофотометре с лампами полого катода типа С 115-1М. Минерализацию проб растений проводили методом сухого озоления по ГОСТ 26657-85.

Статистическая обработка данных проведена при использовании программы дисперсионного анализа  STRAZ.

При использовании пиона молочноцветкового модельный участок  был располо­жен на расстоянии 50 м от ав­томобильной магистрали. Бы­ло высажено по 60 растений в 3 повторностях. Концентра­цию тяжелых металлов опре­деляли в образцах верхнего (0-15 см) и нижележащего  (15-30 см) слоев перед посадкой пионов и после выкопки кор­ней.

Почвенные образцы, доведенные до воздушно-су­хого состояния, измельчали и просеивали сквозь сито с диа­метром отверстий 2 мм.

Анализ воздушно-сухого образца растительного материала проводили после су­хого озоления и растворения золы в равной смеси (1:1) 10% растворов НС1 и HNO3. В дальнейшем все пробы под­вергали атомно-абсорбционному анализу на содержание в них тяжелых металлов — Zn, Сu, Ni, Pb и Cd — на приборе AACZ-6000 фирмы «Хитачи».

Основные агрохимические показатели дерново-подзоли­стой почвы определяли по стандартным методикам.

2.7  Полевые опыты по изучению выращивания семенного картофеля на загрязненных  тяжелыми металлами почвах, как альтернативного приема фиторемедиации (Владимирская обл., ВНИПТИОУ)

Полевой опыт проводил­ся на опытном участке ВНИПТИОУ, расположен­ном в Судогодском районе Владимирской обл. Загрязне­ние  верхнего слоя почвы создавалось вне­сением термофильно-сбро­женного осадка сточных вод Владимирского коммуналь­ного хозяйства. Вносили  ОСВ  в количестве 100 и 200 т/га в  1998 г. с целью изучения аккумуляции ТМ в компонентах агроценозов.

Дерново-подзолистая супесчаная  почва опытного поля  характеризовалась хорошими агрофи­зическими свойствами (табл. 13).

Таблица 13

Агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы

(ВНИПТИОУ, совместно с Хоренко Л.А.)

Вариант

Гумус,

%

pHсол

P2O5

K2O

мг/100г

по Кирсанову

Без внесения ОСВ ) контроль)

1,75

6,0

21,6

7,3

100 т/га

1,78

6,3

50,3

8,1

С целью получения высококачественного семенного материала картофеля  использовали  2 – хлорэтилфосфоновую кислоту.  (2 -ХЭФК)  разлагается в тканях с выделением этилена. Поэтому мы использовали этот ретардант для воздействия на ростки, расположенные на апикальной части клубня, с целью снятия апикального доминирования.

Агротехника общепринятая для семеноводческих  хозяйств  Нечернозёмной зоны. Норма посадки 3,5-4,0 т/га, средняя масса посадочных клубней  составляла 50 - 60 г.

2.7.1 Схема полевого опыта

Схема опыта включала 5 вариантов:

1 — контроль клубни, обработанные чис­той водой;

2 — 0,01% раст­вор 2-ХЭФК (1 мл/л воды);

3 — 0,05% раствор 2-ХЭФК (5 мл/л воды);

4 — 0,005% раствор симбионта (0,5 мл/л воды);

5 — 0,01% раствор симбионта (1 мл/л воды)

Исследования проводились в течение 1998-2000 гг. с мая по сентябрь. Количество осадков и температура в мае обоих годов были значитель­но ниже нормы, что силь­но задержало всходы карто­феля. Лето 1999 г. выдалось засушливым и жарким, что привело к снижению урожая и помешало проявиться дей­ствию биопрепарата симбионт в 2000 г., после пика высоких темпе­ратур, пришедшегося на II де­каду июля, средняя относи­тельная влажность была выше средних многолетних данных до конца вегетации,  спровоцировав  очаговое поражение  растений  грибом  - Phitophtora infestans.

При проведении опытов руководствовались методи­кой исследований по куль­туре картофеля (НИИКХ, 1967). Учитывали следующие показатели: длительность периода от закладки опыта до начала всходов, даты на­ступления полных всходов, фазы бутонизации и цвете­ния, начала отмирания бот­вы, уборки урожая.

Во время вегетации расте­ний подсчитывали количе­ство стеблей и трижды, во время каждой фазы, изме­ряли их высоту. Фотосинте­тическую поверхность рас­тений определяли методом высечек (Методика по­левого опыта, 1959) во время буто­низации и цветения. Эти фазы являются оптимальны­ми для определения ассими­ляционной поверхности лис­тьев, так как к моменту буто­низации растение сформиро­вывается на 70-75%, а во время фазы цветения листо­вая пластинка максимально развита.

Отбирали образцы почв до закладки опыта и после убор­ки урожая с делянок с раз­ным содержанием ОСВ. По вариантам отбирали средние образцы клубней картофеля для микроэлементного анали­за. Для изучения последей­ствия препаратов заклады­вали семенной материал на хранение. Провели анализ ото­бранных образцов почвы и растений на содержание тяжёлых металлов. Содержание в почвенных и растительных образцах тяжёлых металлов определяли в лаборатории НИЭС (Независимый инсти­тут экспертизы и сертифика­ции) (Методические указания по определению тяжёлых ме­талов……1992) на атомно-абсорбционном спектрофотометре С-115, ртуть - на анализа­торе «Юлия-2 М».

Полученные результаты измерений подвергли стати­стической обработке метода­ми дисперсионного и корре­ляционного анализа с помо­щью программы «Straz».

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Глава 3

Опыт в Германии

Влияние мобилизационной способности горчицы белой и рапса на  итоговое содержание доступного фосфора в почве 

в условиях почвенной культуры

Опыты проводили в Германии (университет ХОЕНХАЙМ) в условиях  летней  оранжереи с регулируемыми автоматикой условиями освещения и температуры.

В вегетационном опыте исследованы возможности сидеральных культур накапливать фосфор при внесении в почву легкорастворимого (KH2PO4) фосфора и трудно­доступного апатита (гиперфоса). В качестве контроля ис­пользовалась почва с естественным низким содержанием доступного фосфора.

3.1 Влияние различного содержания фосфора в почве опытных вариантов на рост и развитие растений горчицы белой и рапса

Первые признаки реакции растений на различное обеспечение  почвы фос­фором были отмечены 30 мая. В контроле и  в варианте с гиперфосом растения замет­но отставали в росте по срав­нению с растениями, разви­вающимися в вариантах с растворимым фосфорнокислым калием  (KH2PO4).

Стебли на горчице и  рапсе срезали  24 июня — по окончании цветения горчицы, так как именно в эту фазу куль­туру запахивают на зеленое удобрение.

3.2  Влияние различной степени обеспеченности почвы доступным фосфором на урожайность опытных растений

После окончания вегетации определяли сырую и сухую массу растений (табл. 14).

Было отмечено, что  горчица белая  будет  хорошо развивает­ся на почвах  с низким содер­жанием доступных форм фосфора, но имеющих опре­деленный запас труднорас­творимых фосфатов.

Таблица 14

Урожай  надземной (числитель) и корневой (знаменатель) массы (г)  по вариантам в среднем 1 растения (Германия, ХОЕНХАЙМ)

Вариант

Сырая масса

Сухая масса

% к влажной

Горчица белая

КОНТРОЛЬ

5,35/0,23

1,01/0,05

19,2/21,7

ГИПЕРФОС

7,23/0,28

1,20/0,06

16,6/21,4

НСР05

8,59/0,39

1,31

1,66/0,09

19,3/23,1

Рапс

КОНТРОЛЬ

10,65/1,13

1,21/0,16

11,4/14,2

Гиперфос

9,57/0,61

1,08/0,08

11,3/13,1

КН2РО4 

14,30/1,14

1,92/0,17

13,4/14,9

НСР05

1.30

3.3  Накопление фосфора в надземной массе горчицы белой и рапса и его выноса с урожаем в зависимости от содержания доступного фосфора в почве

Как известно, фосфор поступает в растение в виде ионов ортофосфорной кислоты, способность растений поглощать такие ионы из прочносвязанных фосфатов определяется, прежде всего, концентрацией органических кислот, выделяемых растением в ризосферной зоне.

Растения горчицы и рапса показали довольно близкие результаты по накоплению фосфора в зависимости от различной степени содержания доступного фосфора в почве (табл. 15).

По результатам, представленным в таблице 15 следует отметить, что расхождения по накоплению фосфора в пересчете на одно растение между рапсом и горчицей белой не существенны внутри блока определенного варианта. В то же время если сравнивать варианты в зависимости от вида удобрения, то различия существенны. Интересно отметить, что существенность различий четко прослеживается, если сравнить контрольный и варианты с гиперфосом и фосфорнокислым калием.

Таблица  15

Содержание фосфора в надземной части растений (мг) горчицы белой (числитель) и рапса (знаменатель)

Показатели

Контроль

Гиперфос

КН2РО4

На 1 г

сухой массы

1,335

-------

1,340

3,128

-------

3,503

4,638

-------

4,686

НСР05

0,139/0,308

На сухую массу одного растения

1,348

-------

1,634

3,753

-------

3,88

7,700

-------

8,990

На сосуд

5,392

-------

6,636

15,012

---------

15,536

30,800

---------

35,960

Поглощение фосфора растениями на сосуд

12,6

-----

15,8

20,8

------

21,6

25,0

------

29,2

На завершающей стадии опытных исследований были проанализированы по вариантам почвенные образцы, результаты представлены в табл. 16.

Таблица 16

Содержание подвижного фосфора в почве опытных вариантов (мг/кг)

Показатели

Контроль

Гиперфос

КН2РО4

Контроль (без растений)

42,0

72,6

123

Горчица белая

33,6

64,4

61,5

Рапс

32,8

64,8

53,3

НСР05  0,48

В варианте с гиперфосом общее поглощение растениями горчицы  на один сосуд составило около 15 мг, а содержание доступного фосфо­ра после окончания вегета­ции было 64 мг/кг почвы и  72 мг/кг в варианте с гиперфосом без растений. Разница так же 8 мг/кг почвы, расте­ния  на сосуд накопили около 15 мг,  вероятно, 7 мг растения гор­чицы аккумулировали  при  воздействии корневых выделений на труднорастворимый гиперфос. У рапса в варианте  с гиперфосом также отме­чается аналогичная тенденция.

Глава 4

Обоснование экологического значения корневых выделений и их идентификация  при росте и развитии горчицы белой

в условиях водной культуры.

(опыты в ИФР им. К.А. Тимирязева РАН, 2000 – 2003гг)

Установлена зависимость  между уровнем фосфорного питания и интенсивностью дыхания корней горчицы, содержанием фосфора в растительной массе. 

Идентифицированы корневые выделения растений горчицы белой в условиях искусственно созданного стресса (фосфорное голодание).

4.1 Результаты анализа растительной массы на содержание фосфора.

Способность к потреблению  труднодоступного фосфора  горчицей белой  в условиях водной культуры доказывает и анализ  образцов на содержание  фосфора (Р2О5) (диаграмма 1).

Диаграмма 1. Накопление фосфора растениями белой горчицы в зависимости от степени доступности в питательном растворе.

Было отмечено, что больше всего фосфора содержится в растениях контрольного варианта  4991 мг/кг сухой массы, т.е. в варианте где было оптимальное питание на протяжении всего развития растений. В 3 варианте, где  доступный фосфор был заменен на фосмуку в дозе 1 г, содержание общего фосфора  в растениях  меньше контроля и составляло 3876мг/кг.

Вариант, в котором растения, испытывали полный дефицит по фосфорному питанию, содержание в растительной массе составило  2991мг/кг.

4.2 Влияние коревых выделений белой горчицы на подкисляющее действие в испытуемых растворах деионизированной воды

Анализ данных показал, что  существенное подкисление, вследствие выделения корнями горчицы органических кислот,  происходит у молодых растений. В тоже время  опыт показал, что  растения очень быстро реагируют на  отсутствие фосфора в среде  и интенсивно начинают выделять в окружающее пространство органические кислоты.

В целом же после замены растворов  отмечена  тенденция к  увеличению рН среды т. к. происходит расход ионов, их активное потребление корнями растений и раствор приобретает практически нейтральную среду (таблица 17).

Таблица 17

Динамика  измерения  рН и ЭДС питательных растворов.

Дата

Новый  раствор питательной среды

Питательный раствор

рН

ЭДС

рН

ЭДС

Растения в фазе 2 - 4 настоящих листьев

9.07

5.30

120.3

3.80

158.8

10.07

4.66

99.5

11.07

5.26

67.9

15.07

6.26

65.0

16.07

6.46

-4.5

(ИФР РАН, совместно с Курило А.А)

Существенное подкисление замечено только у молодых растений, находящихся в фазе 2 - 4  настоящих листьев, на второй день после замены раствора рН составил 3.80. 

Для более четкого улавливания подкисляющего действия корневых выделений провели серию опытов, где  использовали деионизированную воду. (табл.18).

Таблица 18

Динамика рН  и  ЭДС при подкисляющем действии корневых выделений горчицы белой на деионизированную воду

       (ИФР РАН совместно с Курило А.А.)        

Время  замера

1 вариант (деионизат+1г фосмуки)

2 вариант (деионизат+1г фосмуки+ растения)

  1. вариант (деионизат+

растения)

рН

ЭДС

рН

ЭДС

рН

ЭДС

1  день определения

13.30 Чистый деионизат

6.74

-20.4

V(деионизата ) -  50мл, в варианте по 5 растений

13.40

6.80

34.8

5.71

40.8

4.65

98.5

14.40

6.88

-29.2

6.13

14.4

6.16

12.3

15.20

7.01

-37.6

6.05

19.2

6.07

18.0

15.40

6.77

-22.4

6.62

-13.7

6.12

14.9

16.40

6.75

-21.5

6.51

-7.4

6.14

13.6

17.40

7.12

-42.5

6.61

-13.1

6.12

14.5

18.10

7.10

-41.1

6.54

-9.2

6.14

13.6

  2  день  определения

12.10

7.63

-72.0

6.91

-29.8

6.92

-31.5

13.10

6.80

-24.0

7.09

-40.7

6.88

-28.5

13.50

7.47

-62.4

7.07

-39.9

6.91

-30.2

Использовались растения, не подвергавшиеся  Р-стрессу, выращенные на полном питательном растворе.

В ходе выполнения эксперимента было отмечено, что активное выделение кислот наблюдалось уже  через 10 минут после того, как растения были помещены в деионизированную воду,  рН среды изменялся  с 6.74 до 5.71  (2 вар.)

В третьем варианте показатель рН в последующие 10 минут был  снижен до 4,6, что подтвердило наше раннее предположение о том, что активнее кислоты выделяются растениями на ранних стадиях развития.

В растворе второго варианта, в дальнейшем, происходила стабилизация показателей среды в результате  взаимодействия  корневых  выделений и  частиц фосмуки. По всей видимости, выделяемые растениям кислоты, растворяли фосмуку, а, как известно, при растворении фосмука всегда подщелачивает раствор  за счет высвобождающегося кальция.

Через час эксперимента потенциал растений по выделению кислот видимо снизился, а высвободившийся кальций продолжал участвовать в образовании гидрооксидов и это повлияло на показатели кислотности раствора.

Снижение  рН  в 3 варианте было зафиксировано  до 4.65, это указывает на то, что растения  реагируют на стрессовые условия  активным выделением органических соединений кислой природы. Через 2 часа после изменения кислотности раствора происходила стабилизация  показателей рН и ЭДС.

  Очевидно,  подкисляющее действие выделений активнее осуществляется  корнями  молодых растений  (находящихся в фазе 2 настоящих листьев), т.к. все процессы, в том числе и дыхание, в молодом организме протекают интенсивнее.  Таким образом, реакция на изменение питательного раствора  происходит  практически мгновенно в отличие от взрослых  растений, находящихся в фазе бутонизации и цветения.

4.4 Тестирование интенсивности выделяемых органических кислот  растениями горчицы белой и их идентификация при стресс-реакции в условиях водной культуры

Как было отмечено в методическом разделе данной главы для проведения реакции на интенсивность окрашивания корневых выделений горчицы белой  были использованы растения, находящиеся в фазе двух настоящих листьев.

Реакция на окрашивание была зафиксирована посредством фотографирования и представлена ниже.

Слева, растение, испытывающее фосфорный недостаток в течении 2 дней, справа растение, получавшее фосфор в виде нерастворимой фосмуки.

Рис. 1. Выделение органических кислот растениями горчицы белой в стрессовых условиях.

Здесь следует отметить, что интенсивнее (насколько это отражено визуально) кислоты выделяются у растения, испытывающее полный стресс по обеспеченности фосфором

Для итогового опыта нами использовались два варианта – растения в  начале стадии бутонизации, выращенные на полном питательном растворе (контроль) и растения в стрессовой ситуации, направленной на активизацию выхода корневых выделений.

Результаты представлены  на диаграмме 2.

Диаграмма 2. Изменение выхода органических кислот, выделяемых растениями белой горчицы в условиях стресса.

Следует отметить, что выход муравьиной кислоты возможно связан с уже вторичным стрессом у растений, которые находились в течении нескольких часов в деионизироанной воде.

Так же необходимо подчеркнуть, что валериановая и изомасляная кислоты в корневых выделениях определены впервые.

Глава 5

Фитомелиоративное влияние растений горчицы белой  на содержание доступного фосфора в почве и продуктивность растений ячменя 

на 2 год испытаний в условиях летней оранжереи (ДАОС).

5.1 Влияние различной степени доступности фосфора в почве на накопление фосфора растениями горчицы белой

После уборки урожая нами с вариантов  были отобраны образцы горчицы белой  с целью определения содержания фосфора в надземной массе опытных растений, результаты приведены в таблице 19.

Анализ полученных результатов позволяет заключить следующее: накопление фосфора в надземной массе горчицы белой в зависимости от степени доступности ионов ортофосфорной кислоты в почве более интенсивно происходит на фоне внесения водорастворимого простого суперфосфата.

Таблица 19

Содержание фосфора в образцах сухой массы белой горчицы, мг/кг.

Вариант,

Содержание фосфора,

повторности

среднее

В % к контролю

1

2

3

4

Вариант 1а,

контроль

4110

4096

4109

4115

4107

----

Вариант 2а

5698

5730

5718

5709

5714

139

Вариант 3а

НСР05

5423

5435

5430

5461

5437

132

20.9

В варианте с цитраторастворимой фосфоритной мукой разница по накоплению фосфора во 2а и 3а вариантах составляет 7%, что еще раз доказывает способность растений горчицы усваивать фосфор из почвы при внесении слабо растворимых в водном растворе фосфатов.

5.2 Влияние последействия изучаемых приемов и сидерального эффекта горчицы белой на продуктивность  ярового ячменя

Как было отмечено в методической части данного опыта в сезон 2005 года нами изучалось последействие по вариантам опыта с использованием такого известного фитоиндикатора почвенного плодородия, как ячмень яровой.

Результаты по урожайности ячменя представлены в табл. 20

Таблица 20

Продуктивность растений ячменя в зависимости от вида применяемого удобрения и использования  модельной сидерации. (ДАОС, 2005г).

вариант

Средняя  масса зерна,

г/сосуд

В % к

контролю

Средняя

масса

соломы

г/сосуд

В % к

контролю

Вар.  1 контр.

5.2

---

4.65

---

Вар.  1а

6.2

119

4.60

98

Вар.  2

6.9

133

4.75

102

Вар.  2а

7.3

140

4.80

103

Вар.  3

5,4

104

3.87

83

Вар.  3а

НСР05

6.4

0.334

123

4.85

104

На варианте 1а можно выделить “чистый эффект”  по влиянию последействия белой горчицы  на продуктивность ячменя и он составляет 119 процентов к показателю  средней массы зерна на контроле.

Необходимо  также отметить, что разница в процентах между вариантами 3 и 3а, где в почву была внесена фосфоритная мука тоже составляет +19 процентов за счет включения в вариант 3а горчицы белой.

5.3 Влияние внесения  фосфорных удобрений  и модельной сидерации на содержание и динамику подвижного фосфора в почве

За период проведения опыта с опытных вариантов были отобраны почвенные образцы для проведения анализа на содержание подвижного фосфора. Образцы отбирали четыре раза в течении двух лет исследований.

Динамика содержания фосфора в почве опытных вариантов представлена в табл. 21.

Таблица 21

Содержание и динамика подвижного фосфора

в почве опытных вариантов (ДАОС, 2004-2005г)

Вариант

Содержание Р2О5 мг/кг

Исходное

2004 год

Весна

Действие

на 2004 г.

Осень

Последействие

2005г.

Весна

Последействие

2005 год

Осень

В %

к контролю

1

Контроль

47,0

1 а

47,0

49,0

49,0

------

Ячмень

46,0

93

43,0

51,0

51,0

104

Ячмень

49,0

100

2

70,0

2 а

70,0

69,0

69,0

140

Ячмень

65,0

132

63,0

68,0

68,0

138

Ячмень

64,0

130

3

47,0

НСР 05

58,0

57,0

58,0

118

Ячмень

52,0

106

58,0

.572

72,0

.581

72,0

  147

Ячмень

69,0

0.597

  141

Анализ представленных данных в таблице  21 показал, что положительная динамика содержания доступного фосфора может быть достигнута  в почве даже  только за счет использования горчицы белой в качестве промежуточной культуры – вариант 1а – последействие.

На основании полученных результатов опыта были сделаны окончательные выводы по экологическому обоснованию использования горчицы белой на дерново-подзолистой почве с целью создания правильных предпосылок в экологизации отечественного земледелия.

ГЛАВА 6

Экологическое обоснование  фитомелиорации при использовании традиционных и новых культур в полевых условиях.

Опыты в МО ВИРе (п. Михнево, Моск. обл.)

Дальнейшие исследования по проблеме фитомелиорации почв сельскохозяйственного назначения проводили в полевых условиях на полевых участках Московского отделения ВИРа в 2008 - 09гг.

6.1 Накопление фосфора и калия растениями горчицы белой и сафлора в фазе полного цветения

В фазу полного цветения были отобраны образцы растений для проведения агрохимического анализа на содержание фосфора и калия в надземной и корневой части горчицы белой и сафлора.

Результаты представлены в табл. 22

Анализ полученных результатов, характеризующих содержание и распределение биофильных элементов в опытных растениях показал, что сафлор  более интенсивно, чем фосфор накапливает калий, распределение последнего по органам растения составляет: в надземной части – 19,7 г/кг  и 14,1г/кг в корнях в пересчете на сухую массу соответственно.

Таблица  22

Содержание  и распределение фосфора и калия в сухой

массе растений (%)

(МО ВИР. П. Михнево, совместно с Курило А.А.)

повторность

сафлор

Горчица белая

Стебли,

листья,

соцветия

корни

Стебли,

листья,

соцветия

корни

Р2О5

К2О

Р2О5

К2О

Р2О5

К2О

Р2О5

К2О

1.

0,45

1,95

0,15

1,39

0,52

1,37

0,32

1,17

2.

0,47

1,99

0,16

1,43

0,54

1,38

0,36

1,20

3.

0,43

1,87

0,12

1,35

0,51

1,24

0,35

1,13

4.

0,49

2,08

0,17

1,46

0,55

1,35

0,32

1,21

среднее

0,46

1,97

0,15

1,41

0,53

1,34

0,34

1,18

6.2  Влияние растений горчицы белой и сафлора  на содержание фосфора и калия в последействии.

После запашки опытных растений по вариантам в 2008 году нами в 2009 были повторно отобраны образцы почвы для анализа на содержание подвижного фосфора и калия в последействии.

Результаты представлены  на диаграмме 3.

Диаграмма 3. Содержание фосфора и калия (мг/100г) в  почве опытных вариантов.

6.3 Влияние последействия  запашки сафлора и горчицы белой на микробиологическую активность почвы

При запашке горчицы белой скорость разложения льна-волокна в почве пахотного слоя за 2 месяца не превысила аналогичный показатель на варианте с сафлором и по шкале Д.Г. Звягинцева биологическая активность почвы  в слое 0-20 см соответствует оценки – “средняя”, а после сафлора – “cильная”

Результаты приведены на диаграмме 4.

Диаграмма 4.  Снижение массы льна-полотна при разложении в почве после  запашки зеленой массы горчицы белой и сафлора при определении биологической активности по шкале Д.Г. Звягинцева.

Глава 7

Изучение  возможностей фиторемедиации загрязненных почв сельскохозяйственного назначения при внесении осадка сточных вод

на модельных опытах

Необходимо отметить, что в среднем в условиях летней оранжереи период выращивания горчицы белой продолжался 27 – 28 дней. В начале проведения эксперимента нами была поставлена задача изучить возможность проведения  исследований по фитосанации с максимально возможным числом ротаций (посев, уход, уборка и перебивка сосудов), с той целью, что  бы  разработать технологическую схему фитосанации на агроэкологическом полигоне. Третью ротацию закончили 16 сентября, между  уборкой второй и посевом третьей ротации интервал составил 12 дней. Это было сделано с целью стабилизации возможного негативного воздействия корневых выделений белой горчицы на всхожесть семян.

По результатам  полученных данных  следует отметить, что дозы внесения ОСВ оказывали стимулирующее воздействие на динамику роста и развития горчицы белой. Во всех вариантах с внесением ОСВ были получены существенные прибавки продуктивности по сравнению с растениями с контрольного варианта.

В фазу цветения растений проводили скашивание  и учет урожая  сырой и сухой надземной массы.  Результаты  представлены в табл. 23.

Таблица  23

Урожайность надземной массы (г/сосуд) белой горчицы в фазу цветения по ротациям (совместно с Ромодиной Л.В., 2002/2003г)

Вариант

1. Контроль

2.

3.

1 и 4 ротация

2 ротация

3 ротация

Надземная масса

В %

к контролю

128/208

111/220

Надземная масса

В %

к контролю

116

120

Надземная масса

В %

к контролю

156

173

сырая

сухая

сырая

сухая

сырая

сухая

64,2

44,3

83,9

89,7

70,8

90,1

9,6

7,8

12,3

16,3

10,7

17,2

44,8

57,2

58,7

7,8

9,1

9,4

68,9

109,7

121,3

11,2

17,5

19,4

числ. 2002

знам. 2003

Осадок сточных вод оказал положительное влияние на урожайные свойства горчицы белой, самые высокие результаты получены в первую, третью и четвертую ротации.

В ходе проведения исследований было отмечено, что  растения на  вариантах с дозами осадков – 16,6 и 33,2 г/кг выносили больше, чем с контрольного варианта: Cd  в  8 и 7 раз, Cu в 1,5 и 1,8 раза и Zn  5 и 5,8 раза соответственно.

Результаты  по определению тяжелых металлов в почве опытных вариантов представлены в табл. 24

Таблица 24

Содержание ТМ в почве (мг/кг) по вариантам после 2; 3 и 4 (только подв. фракция) сроков вегетации белой горчицы

(совместно с Ромодиной Л.В., 2002 – 2003г).

Вариант

показатели

  2/4  свинец 

3* 

2/4  кадмий 

  3 * 

  2/4  медь

  3* 

2/4  цинк

  3 * 

  1. Контроль

1,6

1,0

0,3

0,1

0,9

0,8

58,7

44,3

0,08

10,2

0,04

0,31

0,56 

8,2

8,3 

63,5

2.ОСВ

(16,6 г/кг)

2,3

2,1

0,4

0,30

3,3

2,5

63,2

60,4

1,8 

10,0

0,1 

0,36

 1,2

14,2

 38,2

75,0

3.ОСВ

(33,2 г/кг)

3,4

3,3

0,45

0,41

4,5

3,1

57,2

54,3

2,0 

11,2

0,38 

0,5

 1,4

20,4

41,45 

93,7

ПДКподв

6,0

0,5

3,0

23

* (2;3 вегетация) - числитель подвижные формы/знаменатель валовое содержание.

Коэффициент биологического поглощения (Кбп) растениями белой горчицы имел наибольшее значение по  меди и цинку – на контроле – 9,1 и 2,6; на втором варианте -3,2 и 2,2; третьем – 2,3 и 2,3.  Уменьшение Кбп на 2 и 3 вариантах по меди связано с образованием устойчивых комплексов при добавлении органоминерального субстрата (ОСВ). Наименьшее значение Кбп -  по свинцу и кадмию. Наиболее активно растениями белой горчицы поглощаются  катионы  (в порядке возрастания):  Cd<Pb<Сu<  Zn.

Глава 8

Экологическое обоснование фиторемедиации загрязненных почв сельскохозяйственного назначения при использовании

горчицы белой, сафлора и пиона молочноцветкового

С целью изучения влияния разных доз осадка сточных вод на  общую продуктивность растений за каждую ротацию  определяли  массу надземной и корневой части  опытных растений горчицы белой (табл.25).

Было отмечено, что внесение осадка сточных вод в дозах 40, 80 и 120 т/га положительно влияло  на продуктивность надземной и корневой части растений.

Следует отметить, что доза осадка в 120 т/га, уже является токсичной, т.к. продуктивность горчицы белой  в 4 варианте не превышает данный показатель по третьему варианту и составляет в среднем 132% за 2 года.

Таблица 25

Продуктивность растений  горчицы белой (сух. масса г/м2)

(опытная площадка очистных сооружений г. Истры 2005-06гг)

Варианты опыта

2005г

2006г

стебли

в %

корни

в %

стебли

в %

корни

в %

1 ротация

1 контроль

2 ротация

420,3        

352,6

       

---

61,0

52,4

       

----

370,1

283,6

----

50,5

32,5

----

1 ротация

2 вар.

2 ротация

708,4

545,1

168

154

103,3

87,6

169

167

550,8

       

432,5

149

152

73,2

51,0

145

156

1 ротация

3 вар.

2 ротация

723

550,9

172

156

101,4        

86,7

166

165

610

454,2

164

160

87,5

54,3        

173

167

1 ротация

4 вар.

2 ротация

595,4

433,2

134        

123

94,6

81,7

155

156

480,7        

356,8

130

126

76,4        

51,3

151

157

Наибольшее увеличение продуктивности было получено в варианте с дозой ОСВ 40 и 80 т/га.

Существенное снижение продуктивности  по двум завершающим  ротациям 2005 и 2006 года  возможно было связано с низкой обеспеченностью почвы опытного участка доступной влагой, дефицит, которой был спровоцирован небольшим количеством осадков за  август 2005 года – 30,9 мм,  а за июль 2006 года – 23,3 мм.

Следует отметить, что для второй ротации осадки  июля являются основным лимитирующим показателем для интенсивного набора биомассы.

Следует отметить, что доза осадка в 120 т/га, уже является токсичной, т.к. продуктивность горчицы белой  в 4 варианте не превышает данный показатель по третьему варианту и составляет в среднем 132% за 2 года.

Наибольшее увеличение продуктивности было получено в варианте с дозой ОСВ 40 и 80 т/га.

Существенное снижение продуктивности  по двум завершающим  ротациям 2005 и 2006 года  возможно было связано с низкой обеспеченностью почвы опытного участка доступной влагой, дефицит, которой был спровоцирован небольшим количеством осадков за  август 2005 года – 30,9 мм,  а за июль 2006 года – 23,3 мм.

Учет урожая  сафлора проводили в фазу цветения (окончание), результаты представлены в табл. 24.

Растения сафлора оказались более экологически пластичными в отношении такого фактора, как осадки и фактически формировали урожай примерно равный по массе в учетные годы исследований.

Таблица 24

Продуктивность растений  сафлора (сух. масса г/м2)

(опытная площадка очистных сооружений г. Истры 2007-08гг)

Варианты опыта

2007г

2008г

стебли

в % к контролю

корни

в % к контролю

стебли

в % к контролю

корни

в % к контролю

1 контроль

821

----

107,3

----

810

-----

98,4

----

2 вар.

1216

148

175,2

164

1235

152

168,3

171

3 вар.

1280

156

182,4

170

1258

155

176,5

179

4 вар.

НРС05

1295

97,4

158

192,6

8,56

180

1310

112,5

161

181,2

11,52

184

Таблица 25

Общий вынос ТМ (мг/м2)  из почвы опытных вариантов с урожаем

растениями горчицы белой и  сафлора.

(2005 – 08гг)

Вариант

опыта

Общий вынос ТМ с урожаем, мг/м2

свинец

кадмий

медь

цинк

контроль

5,21

6,05

76,46

355,32

2.40 т/га

7,41

7,90

111,46

579,62

в  % к контролю

142

130

146

163

3. 80 т/га

8,30

11,58

132,76

657,85

в  %  к контролю

159

191

174

185

120 т/га

8,47

9,67

129,47

594,70

в  % к  контролю

162

159

169

167

Наиболее результативным следует считать условия  модельного загрязнения для исследования фиторемедиации, которые были созданы в третьем варианте, где общий вынос по сравнению с контролем составил: по свинцу – 159, кадмию – 191, меди – 174 и цинку – 185 % соответственно.

8.1Влияние четырехлетнего цикла фиторемедиции на содержание тяжелых металлов в пахотном слое почвы в зависимости от различной

дозы вносимого осадка сточных вод

Фиторемедиация с использованием горчицы белой и сафлора в течение четырех лет на опытных вариантах показала, что в зависимости от дозы внесенного осадка сточных вод в почве слоя 0-20 см возможно снижение содержания свинца, кадмия, меди  цинка.

Результаты приведены в табл. 26.

По итогам проведения четырех лет полевых исследований было установлено, что для окончательного процесса очистки загрязненной почвы до уровня фонового  значения кислоторастворимой формы меди – 178,6 мг/кг в наиболее оптимальном и  результативном  третьем  варианте, где применялся осадок сточных вод в дозе – 80 т/га, необходимо, при испытанной схеме чередования горчицы белой и сафлора проведение активной фиторемедиации  в течение 10  лет.

Таблица 26

Динамика содержания тяжелых металлов  (мг/кг)

в почве (0-15) опытных вариантов после 4 лет применения фитосанации. (Опытная площадка истринских очистных сооружений  2005-2008гг.)

Вариант,

повторность

СВИНЕЦ

КАДМИЙ

МЕДЬ

ЦИНК

2005

2008

2005

2008

2005

2008

2005

2008

1.КОНТРОЛЬ

11,5

11,0

2,21

1,93

178,6

175,7

161,1

152,5

Снижение  к исходному 

0,5

0,3

2,9

8,6

2. ОСВ 40 т/га

12,1

11,4

2,37

2,01

183,8

179,3

169,2

156,1

Снижение  к исходному

В % к контролю

0,7

140

0,36

120

4,5

155

13,1

152

  1. 3. ОСВ80 т/га

13,2

12,4

2,43

1,95

190,1

185,3

178,8

163,4

Снижение  к исходному

В % к контролю

0,8

160

0,48

160

4,8

165

15,4

179

4.ОСВ 120 т/га

14,7

13,8

2,50

2,11

197,3

192,7

187,5

173,1

Снижение  к исходному

В % к контролю

  НСР05

0,9

180

0.134

0,39

130

0.06

4,6

159

0.658

14,4

167

1.11

Обязательным условием по технологии фиторемедиации  загрязненной почвы дожно быть то, что все растения – гипераккумулянты  будут убирать полностью вместе с корнем из почвы, т.е. фактически будет использован прием теребления, а не скашивания (Ильинский А. В. 2003; Hutchinson S. L., Banks M. K., Schwab A. P. 2001), как это обычно практикуется в существующей технологии фитосанации (фиторемедиации) загрязненной почвы.

Оставление корневых остатков в загрязненной почве приводит после их ферментативного разложения к повышению содержания тяжелых металлов в верхнем слое почвы.

Анализ полученных результатов по суммарному действию фиторемедиации позволил заключить, что чередование горчицы белой и сафлора в течении 4 лет  при выращивании на загрязненной почве позволяет существенно снизить загрязненность корнеобитаемого слоя тяжелыми металлами.

Рис.  2. Сафлор перед уборкой на опытной площадке по изучению фиторемедиации. Истринские очистные сооружения 2008г.

Также  на территории Главного ботанического сада г. Москвы в течении 3 лет нами проводились исследования по изучению фиторемедиационных свойств пиона молочноцветкогово (Paeonia lactiflora Pall). Было отмечено снижение содержания тяжелых металлов в корнеобитаемом слое.  При анализе корневой массы пиона на содержание тяжелых металлов было установлено, что аккумуляция цинка составляет – 36,15 мг; меди – 22,75 мг; кадмия – 0,235 мг и свинца – 8,97 мг/кг сухой массы соответственно.

Пион молочноцветковый  интенсивно поглощает из почвенного раствора катионы цинка и кадмия - снижение  кислоторастворимых форм данных металлов за три года исследований составило – 23 и 21 %, а  по меди и свинцу 17 и 9 % соответственно. Пион -  культура нетрадиционная для фиторемедиации загрязненных почв и впервые было установлено, что это многолетние растение может быть успешно использоваться в городском парковом хозяйстве, где помимо эстетического значения  посадки пиона  выполняют восстановительную функцию по очищению  загрязненного  тяжелыми металлами корнеобитаемого слоя почвы.

Таким образом, можно выделить “активную” фиторемедиацию – использование горчицы белой, сафлора или других растений путем посева каждый сезон и “пассивную”, когда фиторемедиационная культура занимает  загрязненный участок несколько лет.

Глава 9.

Получение семенного картофеля при возделывании на почве с высоким содержанием тяжелых металлов без  предварительной

фиторемедиации

Целью проводимых исследований было изучение влияния различных доз вносимого осадка сточных вод на рост, развитие и продуктивность  растений картофеля при обработке  посадочных клубней регуляторами роста, а также определение содержание тяжелых металлов в клубнях нового урожая в зависимости от уровня загрязнения верхнего слоя почвы.

Действие препаратов -  2 – хлорэтилфосфоновой кислоты и симбионта наиболее  четко про­явилось на  вариантах без внесения ОСВ.

Наибольшее увеличение числа стеблей обнаружено от применения 0,05% 2-ХЭФК. На  контрольном фоне  без внесения ОСВ  этот показатель увеличился на 25%, при внесении 100 т/га        на 24%, а 200 т/га — на 35%. Это, ви­димо, связано с тем, что пред­посадочная обработка клубней 2-ХЭФК способствует пробуждению и стимуляции дополнительных ростовых почек латерального расположения, ингибируя апикальное доминирование. Пос­ле прекращения действия 2-ХЭФК рост верхушечных почек возобновился. При ис­пользовании никфана также увеличилось число стеблей, правда, незначительно, на 5-20%. 

В фазу бутонизации ингибирующее действие 2-ХЭФК проявлялось не активно и на вариантах отмечали выравнивание по линейным размерам опытных растений картофеля. Наи­более сильные эффект  в увеличении линейных размеров стеблей  был отмечен  в 3-м варианте, отста­вание в росте наблюдалось  и в фазу цве­тения. Эта тенденция сохра­нялось на всех фонах.

9.1 Влияние  предпосадочной обработки клубней картофеля в растворах  2-хлорэтилфосфоновой кислоты и симбионта на биологическую продуктивность и структуру урожая

В опыте  использовали клубни среднераннего сорта картофеля Невский.

Применение препаратов  перед посадкой клубней картофеля увеличило выход  и массу клубней нового урожая при сравнении с контролем (табл. 27). 

Таблица 27

Биологическая продуктивность и структура урожая картофеля в зависимости от применяемых препаратов (фактор А)

и доз ОСВ (фактор В), 1999, ВНИПТИОУ, совместно с Хоренко Л.А.

Вариант

Масса, г/куст

В % к контр.

Число клубней, шт/куст

В % к контр.

По фракциям, шт/куст

Менее 30 г

31 – 80 г

Более 81 г.

Без внесения ОСВ

1 контроль

426

--

7,9

--

1,9

5,5

0,5

2

481

113

8,3

106

2,0

5,0

1,3

3

518

122

9,9

126

2,9

6,2

0,8

4

445

104

8,2

105

2,2

5,4

0,6

5

458

108

8,6

110

3,0

4,6

1,0

С внесением ОСВ 100 т/га

1

544

--

7,9

--

1,7

4,4

1,8

2

559

103

8,6

108

2,1

4,6

1,9

3

584

107

9,8

123

2,6

5,7

1,5

4

570

105

8,1

103

1,2

4,9

2,0

5

578

106

8,3

104

1,4

5,2

1,7

С внесением ОСВ 200 т/га

1

642

--

8,2

--

1,2

4,7

2,3

2

687

107

8,6

107

1,6

4,5

2,5

3

734

114

10,5

130

2,1

6,3

2,1

4

661

103

8,4

104

1,4

4,4

2,6

5

675

105

8,7

108

1,2

4,6

2,9

Примечание. По числу клубней НСР05для А  - 0,3 шт, для В - 0,38 шт,  для частных различий – 0,66, по        массе клубней соответственно 16 г, 20 г и 36 г.

Влияние симбионта на про­дуктивность было несуще­ственно, менее чем на 10% независимо от концентрации в 1999 г., т. к. засушливая и жаркая погода не позволила развиться грибам-симбион­там на корневой системе картофеля вне зависимости от внесения ОСВ.

Результаты учета урожая картофеля в 2000г. приведены в табл. (табл.  28).

Таблица 28

Биологическая продуктивность и структура урожая картофеля в зависимости от применяемых препаратов (фактор А)

и доз ОСВ (фактор В), 2000г., ВНИПТИОУ, совместно с Хоренко Л.А.

Вариант

Масса, г/куст

В % к контр.

Число клубне, шт/куст

В % к контр.

По фракциям, шт/куст

Менее 30 г

31 – 80 г

Более 81 г.

Без внесения ОСВ

1 контроль

396

--

6,6

--

2,1

3,2

1,3

2

515

130

7,8

118

1,8

3,9

2,1

3

572

144

8,3

125

1,5

4,2

2,6

4

451

115

7,1

107

1,9

3,4

1,8

5

490

123

6,9

104

1,6

3,3

2,0

С внесением ОСВ 100 т/га

1

512

--

7,0

--

1,9

3,4

1,7

2

606

118

8,7

124

2,5

3,9

2,3

3

626

122

8,8

126

2,1

4,1

2,6

4

599

117

7,6

108

1,7

3,1

2,8

5

614

120

7,8

111

1,9

3,2

2,7

С внесением ОСВ 200 т/га

1

734

--

8,4

--

1,4

3,5

3,5

2

760

103

10,4

124

2,6

4,2

3,6

3

795

108

10,7

127

2,5

6,3

2,1

4

757

103

8,8

105

1,3

3,9

3,6

5

781

106

8,8

105

1,6

3,5

3,7

П р и м е ч а ни е. По числу клубней HCP05: для А — 0.26 шт,

для В — 0.34 шт. для частных различий - 0,6 шт; по массе клубней  соответственно- 21 г, 28 г и 48 г.

В 1999г. оэффици­ент биологического размно­жения существенно вырос лишь в результате приме­нения 0,05% 2-ХЭФК (на 26%) независимо от дозы ОСВ за счёт увеличения се­менной фракции. Аналогич­но изменялся коэффициент и в 2000 г. Он вырос в сред­нем на 5%, с типичным для этого препарата ростом крупной фракции.

Действие препаратов  про­явилось на фоне без внесения ОСВ. За два года была отмечена существенная прибавка общего урожая с кус­та в 3-м варианте — на 22% в 1999 г. и на 44 % в 2000 г., а во 2-м — на 30 % по отноше­нию к контролю. Этот результат значительно луч­ше, чем на вариантах с применением ОСВ, что объясняется, веро­ятно, реакцией растений картофеля на, исследуемые препараты при недостатке в почве питательных макро- и микроэлементов и органичес­кого вещества.

9.3 Влияние уровня загрязнения пахотного слоя почвы тяжелыми металлами при рециклинге осадков сточных вод на накопление

токсикатов в клубнях картофеля

Необходимо подчеркнуть, что картофель оказался одной из, самых устойчивых культур только Cd аккумулировался в клубнях  выше допустимой концентрации.

После каждого года исследования в  почве опытных вариантов и  клубнях нового урожая определяли содержание тяжелых металлов (табл. 29).

При сравнении содержания ТМ в исследуемой почве со шкалой экологического нормиро­вания по  валовым  показателям  ТМ для почв (Обухов А. И. Ефремова Л. Л., 1988) было выяснено, что уровень содержания в почве Со и Hg низкий, Zn и Сu  - средний.

Кадмий относится к группе медленно выводимых из организма человека элементов, отчего вероятность «кумулятивного эффекта» становится высокой (Ильин В. Б. 1991).  Препараты на аккумуляцию ТМ растениями выраженного действия не оказали, имеющиеся различия — в преде­лах ошибки. 

Повышенное содержание Cd в почвах опасно вследствие его более высокой подвижности по сравнению с другими метал­лами, а также способности  интенсивно поглощаться различными частями  растениями.

При анализе растительных образцов было обнаружено,  что уровень Cd превышал ПДК в 3 раз (200 т/га), а содержание остальных ТМ  - в норме. Такую же закономерность отмечают исследователи МГУ (Плеханова И. О., Кутукова Ю. Д., Обухов А. И., 1995),. изучавшие раз­личные культуры при выращивании их на загрязнённых, тяжёлыми металлами почвах.

Картофель оказался одной из, самых устойчивых культур только Cd аккумулировался в клубнях  выше допустимой концентрации. Кадмий относится к. группе медленно выводимых из организма человека элементов, отчего вероятность «кумулятивного эффекта» становится высокой (Ильин В. Б. 1991).  Препараты на аккумуляцию ТМ растениями выраженного действия не оказали, имеющиеся различия — в преде­лах ошибки. 

В нашем опы­те изначально отмечалось высокое содержание Cd  в  почве, а после внесения 100 т/га ОСВ его уровень превышал ПДК в 1,7 раза, а при внесении 200 т/га — в 3 раза.

Таблица 29

Влияние ОСВ на валовое содержание ТМ в почве и накопление в клубнях картофеля, мг/кг сухого вещества (совместно с Хоренко Л.А.).

ТМ

вариант

ПОЧВА

РАСТЕНИЯ

1999 г.

2000г.

ПДК

1999 г.

2000г.

ПДК

 

Свинец

1.

9,0

9,0

32

0,44

0,37

2,5

2

13,2

13,0

0,67

0,59

3

13,5

13,6

1,19

0,86

НСР05

0,6

0,7

0,2

0,2


кадмий

1

1,6

1,5

2

0,21

0,14

0,15

2

3,3

3,0

0,38

0,27

3

5,5

5,2

0,45

0,29

НСР05

0,5

0,7

60

0,1

0,05

медь

1

20,2

19,0

4,81

4,58

25

2

42,0

41,0

5,36

5,11

3

57,0

56,2

6,58

5,93

НСР05

7,9

7,6

0,46

0,38

цинк

1

62,5

61,8

220

28,1

14,8

50

2

102

90,7

33,4

18,0

3

163

141

40,3

23,5

НСР05

10,3

8,4

5,2

3,1

никель

1

14,0

13,8

80

0,77

0,75

2,5

2

18,2

17,0

1,14

0,90

3

30,1

29,2

1,50

1,26

НСР05

1,2

1,4

0,2

0,15

кобальт

1

5,3

5,3

100

0,25

0,20

1,0

2

7,0

6,8

0,35

0,26

3

8,4

8,4

0,41

0,39

НСР05

0,6

0,5

0,1

0,1

ртуть

1

0,04

0,03

2,1

0,01

0,008

0,1

2

0,08

0,07

0,01

0,010

2

0,09

0,08

0,02

0,012

НСР05

0,01

0,01

0,003

0,005

Примечание. 1 - почва без внесения ОСВ, 2 - почва с внесением 100т/га ОСВ, 3  - почва с внесением 200 т/га ОСВ.

В целом необходимо отметить, что выращивание семенного картофеля на загрязненных почвах возможно, но в этом случае необходимо контролировать содержание кадмия в почве и клубнях нового урожая.

Выводы

  1. В условиях почвенной культуры исследованы фитомелиоративные свойства горчицы белой и рапса. Показано, что в пересчете на 1 г сухой массы  опытных растений внесение гиперфоса в почву опытных вариантов  способствует увеличению накопления фосфора  горчицей белой в 2,3 и  рапсом в 2,6 раза  соответственно. Поглощение  и накопление фосфора из почвенного раствора растениями горчицы белой и рапса зависит от исходного потенциала подвижного фосфора и на фоне применения гиперфоса процент  поглощения составляет у горчицы -  20,8 и рапса – 21,6; в  варианте с легкорастворимым фосфором отмечается возрастание процента поглощения у горчицы -  на 4,2% и рапса -  на 7,6% , общий остаток подвижного фосфора в почве опытных вариантов составил: контроль без растений – 42 мг, с растениями – 33,6 мг (горчица) и 32,8 мг; в варианте с гиперфосом - без растений  -  72,6 мг, с растениями – 64,4 мг (горчица) и 64,8мг (рапс);  в варианте с КН2РО4  - контроль  без растений – 123мг, с растениями – 61,5мг (горчица) и 53,3мг (рапс) на кг сухой почвы соответственно.
  2. Установлено, что в условиях водной культуры, как и в опытах в почвенной культуре при замене водорастворимого фосфора на фосмуку растения горчицы белой способны  также усваивать фосфор, что подтверждается результатами анализа по содержанию фосфора в стеблевой части растений. Впервые установлено, что интенсивность  подкисляющего эффекта питательного раствора корневой системой горчицы белой зависит от стрессовых условий, но определяется фазой развития. Наибольшую подкисляющую способность  показали растения в фазе 2 настоящих листьев при переносе горчицы белой в деионизированную воду, но  эффект сильного подкисления  краткосрочный (с 6,74 до 4,65) и  через час кислотность стабилизируется на уровне 6,05.
  3. Впервые показано, что использование метилового красного в качестве индикатора на выделяемые органические кислоты горчицей белой  позволяет получать визуально различимую картину по интенсивности проявления красного окрашивания  раствора деионизата  с индикатором  по всей  зоне корня опытных растений. Идентификация органических кислот, выделяемых горчицей белой в деионизированную воду,  показала, что в корневой зоне присутствует муравьиная, изомасляная и валериановая кислоты, интенсивность выделения органических кислот  выше в условиях  искусственно созданного стресса.  Муравьиная и валериановая кислоты в составе корневых выделений горчицы белой выявлены впервые.
  4. Установлено, что при выращивании на дерново-подзолистой почве растения горчицы белой  способны усваивать и накапливать фосфор при внесении в почву цитраторастворимой фосфоритной муки, что в свою очередь  в последействии позволяет увеличить  урожай зерна ярового ячменя в варианте без удобрений на 19%, при использовании простого суперфосфата  на 40, а в  варианте с фосфоритной мукой на 23 % соответственно. Использование горчицы белой на почвах с реакцией среды, близкой к нейтральной создает условия для реализации скрытого потенциала почвенного плодородия, а в случае применения удобрений повышает их эффективность. Эффект от модельной сидерации особенно ярко проявляется при использовании фосфоритной муки – содержание фосфора в почве повышается на 47 %, а на второй год испытаний при выращивании ячменя  на  41%. Динамика содержания фосфора в почве опытных вариантов показала, что только при использовании горчицы белой  в вариантах без удобрений возможно увеличение доступного фосфора на 4мг, а при использовании в последействии ярового ячменя  - на 2 мг.
  5. В полевых опытах по фитомелиорации впервые установлено,  что в  условиях Московской области при выращивании сафлора  на дерново-подзолистой почве  и посеве в середине мая опытные растения достигают фазы  полного цветения в конце первой  декады августа, при чем по  способности сафлора формировать надземную массу эта культура превосходит горчицу белую и на момент запахивания в фазе полного  цветения урожай надземной массы сафлора составляет в среднем - 3,6 кг/м2 .
  6. Впервые установлено, что при выращивании сафлора в Нечерноземной на средне окультуренной дерново-подзолистой почве зоне растения более интенсивно накапливают калий, чем  фосфор, распределение калия по органам растения составляет: в надземной части – 19,7г/кг, а в корнях  - 14,1г/кг  сухой массы. Растения сафлора накапливают фосфор с преимущестом в надземной части. Распределение  от суммарного содержания в процентах фосфора в сафлоре составляет: в надземной массе – 75,4 и  в корнях  - 24,6 %, а калия - в надземной массе  - 58,3, а в корнях – 41,7 % соответственно.
  7. Запашка в фазу цветения в условиях Нечерноземной зоны  горчицы белой и сафлора при изучении  влияния последействия зеленого удобрения на показатели содержания подвижного фосфора и калия позволяет увеличить содержание биофильных элементов в  пахотном слое почвы.  Содержание фосфора  возрастает на 6% при запашке горчицы белой и на 9% на варианте с сафлором,  содержание обменного калия увеличивается на 5 и 2% соответственно. Вариативность динамики по сравнению с чистым паром очень существенна и в варианте с горчицей белой изменение по фосфору составило - 386%, а  по обменному калию  - 250%, на варианте с сафлором -  вариативность составила по фосфору – 657, а по калию – 425% соответственно, результаты по сафлору получены впервые.
  8. Установлено, что сидерация на дерновоподзолистой почве в условиях Московской области при  использовании сафлора  увеличивает скорость разложения льна-полотна.  За 2 месяца после закладки общая масса  полотна снижается  на 67%, что соответствует биологической  оценки активности почвы по шкале Д.Г. Звягинцева, как “сильная” и эти данные получены впервые. При запашке горчицы белой биологическая активность почвы  в слое 0-20 см соответствует оценки – “средняя”.
  9. При оценке фиторемедиационных свойств горчицы белой установлено, что аккумуляция  опытными растениями (мг/сосуд) группы тяжелых металлов: свинец, кадмий, медь и  цинк  в течение четырех  ротаций возрастает  всех вариантах с внесением ОСВ. При внесении  самой высокой дозы осадка сточных вод (33,2г/кг) горчица белая накапливают больше тяжелых металлов: свинца на 66%; кадмия на 200%; меди на 90,5  и цинка на 68,4 % соответственно  по сравнению с контрольным вариантом. Наиболее активно растениями белой горчицы поглощаются  катионы  (в порядке возрастания):  Cd<PbuZn.
  10. При проведении полевых исследований  по проблеме фиторемедиации почв сельскохозяйственного назначения установлено, наряду с горчицей белой в качестве фиторемедиационной культуры может быть использован сафлор. В полевых опытах осадок сточных вод при внесении в почву в дозе 40 – 80 т/га положительно влиял на урожайные свойства горчицы белой и сафлора. Доза осадка в 120 т/га,  в первые годы исследований является токсичной для горчицы белой. При возделывании горчицы белой в течении 2 ротаций за полевой сезон снижение урожайности во 2 ротации  по всем вариантам опыта каждого сезона составляет 10 – 15%, что вероятно связано с проявлением эффекта аллелопатии, поэтому необходимо  чередование горчицы белой и сафлора при проведении  фиторемедиационных мероприятий.
  11. Установлено, что  свинец и медь преимущественно аккумулируются в корневой части сафлора, но по сравнению с горчицей белой сафлор отличается большей аккумуляцией металлов в целом,  установлено, например, что медь накапливается в корнях сафлора до 96 мг/кг сухой массы при дозе вносимого осадка 120 т/га. При внесении в почву ОСВ до 80 т/га включительно растения сафлора  аккумулируют кадмий с преимуществом в надземной части, среднее содержание в корнях  - 2,15мг/кг и надземной массе – 3,3 мг/кг. При дозе  осадка 120 т/га  аккумуляция в тканях корня сафлора возрастает, а  в надземной снижается, так среднее содержание  в корнях составляет – 2,3 мг,  а в  надземной массе растений уже  – 2,5 мг/кг сухой массы, вероятно с увеличением поступления из почвенного раствора катионов тяжелых металлов корневые ткани ксилемы растений сафлора  выполняют роль биофильтра с целью предотвращения токсичного действия  ионов кадмия, которые через  клеточные мембраны попадают из  системы корня в  сосудистые ткани стебля.
  12. Установлено, что фиторемедиация с использованием горчицы белой и сафлора в течение четырех лет на опытных вариантах в зависимости от дозы внесенного осадка сточных вод в почве слоя 0-20 см  позволяет  достоверно снизить содержание свинца, кадмия, меди  цинка. Показано, что в слое почвы  достигнуто снижение  содержания  кислоторастворимой формы кадмия с 2,4 мг/кг до 1,95 мг/кг, что меньше, чем  ПДК Cd (2 мг/кг) для дерновоподзолистых среднесуглинистых  почв. Впервые показано, что в технологии фиторемедиации загрязненной почвы возможно чередование двух культур – горчицы белой и сафлора, использование сафлора ускоряет процесс очистки загрязненной почвы. Уборка растений при фиторемедиации должна проводится путем теребления с целью удаления и корневой части растений – гипераккумулянтов. На использование сафлора в фиторемедиационных целях получен государственный патент. Таким образом в технологии фиторемедиации сафлор удачно дополняет фитосанирующий эффект от горчицы белой, увеличивая вынос меди и других металлов.
  13. Впервые установлено, что для очистки загрязненной почвы может быть использован пион молочноцветковый, в результате 3-летнего биологического цикла растений пиона в почве опытного участка отмечено  существенное снижение по содержанию кислотрастворимых форм  тя­желых металлов, которое составило по цинку и кадмию – 23 и 21 %, а  по меди и свинцу 17 и 9 % соответственно. Использование пиона молочноцветкового может быть отнесено к “пасивной фиторемедиации.
  14. Впервые показана, возможность выращивания семенного картофеля на почвах, загрязнённых  тяжелыми металлами при  внесение осадков сточных вод. Выращивание картофе­ля на загрязнённых по­чвах возможно на семена и на технические це­ли, например для переработки на спирт. Испытанные приемы по выращиванию картофеля на загрязненных почвах с целью получения семенного материала убедительно доказывают  необходимость проведения производственных испытаний и разработки технических условий рециклинга ОСВ в агросфере для семеноводческих хозяйств. Внесение  в почву осадка сточных вод в дозе 200т/га, приводит к за­грязнению почв и клубней нового урожая  картофеля Cd выше ПДК. При выращивании карто­феля на почвах, загрязнённых тяжелыми металлами из – за внесенного ОСВ в дозе не более 200 т/га ток­сикологический эффект  на растениях картофеля от тяжёлых металлов отсутст­вует.

Предложения производству

При планировании фитомелиоративных севооборотов в условиях Нечерноземной зоны следует наряду с горчицей белой использовать сафлор, который обладает ярко выраженными свойствами сидеральной культуры.

При загрязнении почвы тяжелыми металлами, а также в случае рециклинга осадка сточных вод на почвах сельскохозяйственного назначения рекомендовано использование горчицы белой  сафлора или пиона молочноцветкового, в качестве альтернативного приема фиторемедиации на загрязненных почвах следует выращивать картофель на семена.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК:

  1. Постников Д.А.,  Постников А.Н. Продуктивность картофеля при разных способах предпосадочной подготовки клубней//  Известия ТСХА, вып. 3, 1994г. с. 30 – 37.
  2. Постников Д.А., Ромхельд Ф., Нойман Г.Аккумуляция фосфора белой горчицей и рапсом при внесении в почву различных форм фосфатов.// Известия ТСХА, вып. 1, 2001г. с. 113 – 124.
  3. Постников Д.А., Прохин Л.В. Аккумуляция тяжелых металлов корневищами пионов при техногенном воздействии на почвенный ценоз// Известия ТСХА, вып. 1, 2003г. с. 187 – 190.
  4. Хоренко Л.А., Постников Д.А.Эффективность применения регуляторов роста при выращивании картофеля на полях с внесением осадков сточных вод.// Известия ТСХА, вып. 2, 2003г. с. 77 – 90.
  5. Постников Д.А., Чинина Н.В.Локальный мониторинг  экосистемы Бутаковского залива в г. Химки //Известия ТСХА, вып. 1, 2004г. с. 40 – 47.
  6. Постников Д.А., Кузнецов С.В., Щербаков А.Ю. Эффективность фитосанации земель сельскохозяйственного назначения при внесении осадков сточных вод.// Известия ТСХА, вып. 3, 2004г. с. 67 – 71.
  7. Постников Д.А., Ромодина Л.В., Кузнецов С.В., Щербаков А.Ю. Аккумуляция тяжелых металлов растениями белой горчицы при внесении осадка сточных вод в почву// Известия ТСХА, вып. 3, 2005г. с. 39 – 47.
  8. Постников Д.А., Ромодина Л.В., Игнатьева С.Л. Фитосанация почв сельскохозяйственного назначения при утилизации осадка сточных вод// Известия ТСХА, вып. 1, 2008г. с. 58 – 66.
  9. Постников Д.А. Способ очистки почв от тяжелых металлов. Патент RU

№ 2365078 C1,опубликовано: 27.08.2009 Бюл. № 24

В других  изданиях, журналах и сборниках:

  1. Постников Д.А. Альтернативные системы  в сельскохозяйственном производстве. МСХА, 1993г. 14 с.
  2. Постников А. Н., Постников Д.А. Картофель. Сорта. Болезни, вредители, сорняки и меры борьбы. ТОО РУПОР. Настольная книга фермера, 1994г. – 48 с.
  3. Постников Д.А. , Изилов М.Ю., Раскатов В.А. Нетрадиционные способы повышения биопродуктивности картофеля/ Доклады ТСХА, вып. 266,МСХА, 1995г. с. 33- 39
  4. Постников Д.А., Раскатов В.А. Агросистемы в условиях техногенеза. МСХА,  - 1997.28 с.
  5. Постников Д.А., Раскатов В.А. Экологические подходы при возделывании сельскохозяйственных культур в интенсивных агроценозах./ Экология, здоровье и природопользование. Тезисы докладов. Саратов, СГСХА, 1997.  С. 34
  6. Постников Д.А., Раскатов В.А. Достижения Российской аграрной науки в решении экологических проблем центральной России. /Тез. докладов Российской научно – практической конференции г. Орел, 26 – 28 октября 1999г. с 56 – 57.
  7. Постников Д.А., Раскатов В.А. Альтернативные системы земледелия и их экологическое значение. В кн. Агроэкология./под ред. Черникова В.А.,Чекереса А.И. Колос.,2000., с. 322- 330.
  8. Постников Д.А., Раскатов В.А., Черников В.А., Соколов О.А. Мосиенко Н.А. Функционирование агросистем в условиях техногенеза. В кн. Агроэкология./под ред. Черникова В.А., Чекереса А.И. Колос.,2000., с. 150 – 168.
  9. Хоренко Л.А. Постников Д.А. Воздействие регуляторов роста на картофель в условиях загрязненных ценозов/ Бюлл. ВИУА, вып. 115, 2001г., с. 76 – 77.
  10. Постников Д.А.Болезни картофеля и меры борьбы с ними. В кн. Картофель. Сорта. Болезни, вредители, сорняки и меры борьбы с ними/Постников А.Н., Постников Д.А./ М.: МСХА. 2002. 75 с.
  11. Постников Д.А.  Элементы экологического земледелия при возделывании картофеля. В кн. Картофель. Сорта. Болезни, вредители, сорняки и меры борьбы с ними/Постников А.Н., Постников Д.А./ М.: МСХА. 2002. 75 с.
  12. Постников Д.А. Особенности защиты картофеля. В кн. Картофель. Сорта. Болезни, вредители, сорняки и меры борьбы с ними/Постников А.Н., Постников Д.А./ М.: МСХА. 2002. 75 с.
  13. Постников Д.А. Кузнецов С.В. Аккумуляция тяжелых металлов растениями белой горчицы в условиях вегетационного опыта./ ГУ, центр по выполнению работ и оказанию услуг природоохранного назначения, 2003г, вып. 2. С. 91- 94.
  14. Постников Д.А. Раскатов В.А. Кузнецов А.В. Комплексный эколого – экономический анализ оценки воздействия на окружающую среду. М.: МСХА. 2003. 83 с.
  15. Постников Д.А. Монахова О.Ф. Чудакова А.А.Усвоение растениями белой горчицы труднорастворимых соединений фосфора в водной культуре при участии корневых выделений./ Тезисы докладов V съезда общества физиологов растений. Пенза, 15 – 21 сентября 2003г., с. 78.
  16. Постников Д.А. Чудакова А.А. Экологическое значение корневых выделений белой горчицы (Sinapis alba)/ Пущино, 9 – 14 июня 2003г.,  международный симпозиум. Том 1., с. 313 – 315.
  17. Постников Д.А. Экологизация системы земледелия: приёмы и методы. В сб. Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии. М.: МСХА, 2004., с. 327 – 333.
  18. Постников Д.А., Веселов Д.Л. Фитоэкстракция тяжелых металлов горчицей белой из обезвоженного осадка сточных вод в условиях полевого стационара//Реформа в ЖКХ, “ГОРОД”  № 5, 2005г. с. 21 – 26.
  19. Постников Д.А. Сорта и классификация сортов. В кн. Картофель. /Постников А.Н., Постников Д.А./ 2 – е изд., перераб. и доп. М.: 2006. 160 с.
  20. Постников Д.А. Болезни картофеля и меры борьбы с ними. В кн. Картофель. /Постников А.Н., Постников Д.А./ 2 – е изд., перераб. и доп. М.: 2006. 160 с.
  21. Постников Д.А. Элементы экологического земледелия при возделывании картофеля. В кн. Картофель. /Постников А.Н., Постников Д.А./ 2 – е изд., перераб. и доп. М.: 2006. 160 с.
  22. Постников Д.А. Неприхотливое растение заменит удобрение/Сельская Новь. Вып. 12, 2007. С.54.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.