CC BY
43
УДК 631.811.98
ИССЛЕДОВАНИЕ НАКОПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРОДУКЦИИ ЛЬНОВОДСТВА
С.Л. Белопухов, Е.В. Калабашкина, И.И. Дмитревская
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, Российская Федерация, 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49.
Изучено накопление тяжелых металлов в льноволокне и семенах льна-долгунца сортов Антей и Тост-5 при опрыскивании растений в фазу елочки защитно-стимулирующим комплексом на основе комплексных соединений биогенных металлов и органических кислот (0,5 л/га) и препарата Биопаг на основе полигексаметиленгуанидина хлорида (0,2 л/га). Установлено уменьшение содержания тяжелых металлов в волокне льна на фоне обработки физиологически активными веществами и положительное влияние препаратов на увеличении урожайности волокна и семян. Табл. 2. Библиогр. 6.
Ключевые слова: лен-долгунец, защитно-стимулирующие комплексы, Биопаг, тяжелые металлы.
ACCUMULATION OF HEAVY METALS IN FLAX CULTIVATION PRODUCTS
S.L. Belopukhov, E.V. Kalabashkina, I.I. Dmitrevsky
Russian State Agrarian University,
49, Timiryazevskaya St., Moscow, 127550, Russia.
Accumulation of heavy metals in the fiber and seeds of flax sorts Antey, Tost-5 was studied. Preparation on the base of complex compounds of biogenic metals and organic acids (0,5 l/ha) and "Biopag" on the base of polygecsamethylenguanidin chloride (0.2 l/ha) were used as physiologically active substances. The spraying of flax with physiologically active substances was found to have positive effect displayed in reduction of heavy metals accumulation in flax fiber and increase of fiber and seeds productivity. 2 tables. 6 sources.
Keywords: flax, protective-stimulating complexes, Biopag, heavy metals.
ВВЕДЕНИЕ
Проблема загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами (ТМ) актуальна для больших городов и урбанизированных территорий России. Значительная доля тяжелых металлов, загрязняющих природную среду, попадая в почву, аккумулируется в ней и их концентрация практически не снижается со временем. Особенно прочно фиксируют ТМ гумуссодержащие горизонты, то есть наиболее плодородный слой почвы. Между тем, почва, обладающая плодородием, обеспечивает человечество продуктами питания, но при концентрировании ТМ становится вторичным источником загрязнения приземного воздуха, природных вод и растениеводческой
продукции. К сожалению, охране почв уделяется значительно меньше внимания, чем это требуется в настоящее время. А ведь почвы районов размещения промышленных предприятий и автодорог высокой интенсивности часто служат базой производства кормовых и пищевых продуктов. При этом возделывание сельскохозяйственных культур часто проводится без учета степени загрязнения почв, что приводит к получению продукции, содержащей ТМ в количествах, значительно превышающих ПДК. В итоге снижается качество получаемой сельскохозяйственной продукции, которое является основным критерием ее использования [6].
Одним из путей снижения накопления ТМ в почвах, является выращивание растений в урбанизированных территориях и вблизи дорог, способных активно извлекать из почвы и накапливать в своей биомассе ТМ. Известно, что лен-долгунец интенсивно поглощает различные вещества из почвы и накапливает ТМ в разных частях растения. В Болгарии и Польше лен высевают вблизи дороги и используют как аккумулятор ТМ [4].
Цель наших исследований: изучение накопления тяжелых металлов в волокне и семенах льна-долгунца на фоне обработки растений физиологически активными веществами.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исследования проведены на полевой опытной станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (г. Москва) в 2010-2011 гг. Почва дерново-подзолистая среднесуглинистая, старопахотная, плотность почвы - 1,53 г/см , содержание гумуса (по Тюрину) - 2,5%, рН - 5,6 ед. рН-метра, P2O5 (по Кирсанову) - 17,0 мг/100г, К2О (по Мас-ловой) - 9,5 мг/100 г, N легкогидролизуемый (по Тюрину) - 5,0 мг/100г, емкость поглощения -19,4 мгэкв/100г, сумма обменных оснований -9,7 мгэкв/100г.
Для исследований использовали лен-долгунец сорт Антей (выведен Псковским НИИСХ) и сорт ТОСТ-5 (выведен СибНИИСХиТ Россельхозакадемии), семена категории РСт.
Опыт заложен методом организованных повторений в 4-х кратной повторности, площадь учетной делянки 2,0 кв.м. Предшественники льна-долгунца - кормовая свекла (2010г.), горчица на семена (2011г.). Перед посевом в почву вносили комплексное удобрение Кемира полевое - 10, из расчета по азоту (кг/га д.в.), содержание: N - 11,8; P2O - 12; К2О - 25; S - 0,7; Ca - 0,55; B - 0,09; Fe - 0,16; Zn - 0,09; Mo -0,008; Си - 0,08.
Посев проведен сеялкой СЛН-16, в фазу всходов лен опрыскивали инсектицидом Шарпей (0,2 л/га), в фазу елочки гербицидом Базагран-М (1,5-2 л/га). В начале и конце фазы елочки растения опрыскивали защитно-стимулирующим комплексом (ЗСК) на основе комплексных соединений биогенных металлов, органических кислот (0,5 л/га) и препаратом Биопаг на основе полигексаметиленгуанидин хлорида (0,2 л/га), а также водой для контроля.
Волокно и семена анализировали на содержание тяжелых металлов. Пробоподготовка образцов проведена методом «мокрого озоления» в автоклаве (тефлоновая бомба) в СВЧ -комплексе фирмы «СЕМ» (США). Для анализа использовали азотную кислоту (х.ч.), перекись водорода (х.ч.). Определение тяжелых металлов
проводили методом масс-спектрометрии на масс-спектрометре «ELAN DRC» (США) [5]. Опыт выполнен в 3-х кратной повторности, доверительные интервалы с уровнем значимости 95%, рассчитана наименьшая существенная разность (НСР) с помощью программы Ехсе1.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
В настоящее время при выращивании льна-долгунца особую актуальность приобретает использование новых высокоэффективных защитно-стимулирующих комплексов (ЗСК) и физиологически активных веществ (ФАВ), позволяющих увеличить урожай, качество волокна, семян, и снизить себестоимость производства льнопродукции, получить модифицированное волокно нового качества с улучшенными физико-механическими свойствами [1-3].
В наших исследованиях в 2010-2011 гг. на двух сортах льна-долгунца наблюдалось при подсчете морфологических характеристик: увеличение общей высоты растений на 6-8 см, технической длины на 5-10 см, массы наземной части 1-го растения - на 0,2-0,4 г, числа коробочек на 1-ом растении - на 0,5-2,5 шт., числа семян в 1-ой коробочке - на 1-3 шт., массы 1000 семян - на 0,5-1 г. в среднем по ЗСК и Биопаг относительно контроля. Увеличилась урожайность льносоломки на 2-5 ц/га, льнотресты -на 2-5 ц/га, семян - на 0,5-1 ц/га, волокна - на 1-2 ц/га относительно контроля. Эффективность действия была больше при использовании ЗСК на льне-долгунце сорта ТОСТ-5 относительно препарата Биопаг и проявлялась в повышении урожайности льносоломки на 4-6 ц/га, льняной тресты - на 3-5 ц/га, семян - на 0,5-1 ц/га и волокна - на 0,5-1,5 ц/га.
Анализ ТМ в волокне льна-долгунца показал, что независимо от способа обработки льна ЗСК, препаратом Биопаг или в варианте без обработки в растениях льна в большом количестве накапливается железо (Fe) 1574-2112 мг/кг, меньше: 11-35 мг/кг Ni, Zn, Al; 2-12 мг/кг Cr, Mn, Sn; 0,2-1,5 мг/кг Co, Cu, Pb; 0,04-0,07 мг/кг Hg; 0,01-0,02 мг/кг Cd. Отмечено, что в волокне льна-долгунца при обработке растений ЗСК и Биопаг уменьшается содержание железа на 70-230 мг/кг у сорта ТОСТ-5 и на 70-390 мг/кг у сорта Антей. Снижается массовая доля в волокне Cr, Mn, Sn, Zn, Ni, Sn, Pb на 0,1-6,1 мг/кг, увеличивается содержание Cu на 0,2-0,8 мг/кг по двум сортам относительно контроля. Происходит накопление Al в волокне льна сорта ТОСТ-5 на 3,3-12,4 мг/кг и уменьшение Al на 1,6-7,7 мг/кг в волокне сорта Антей. Изменения в накоплении Hg и Cd в волокне льна не сущ е-ственны относительно контроля (табл. 1).
Таблица 1
Содержание элементов в волокне льна -долгунца, мг/кг *
Элемент Контроль Биопаг ЗСК НСР05
Сорт Тост-5
А1 15,2/17,3 20,6/22,4 27,6/27,0 1,23
Сг 6,9/7,2 3,6/3,8 3,0/2,8 0,05
Мп 10,1/9,2 9,0/9,1 9,0/8,5 0,83
Ре 1650/1632 1580/1600 1574/1600 109,2
Со 0,28/0,30 0,28/0,25 0,20/0,24 0,04
1\Н 25,6/24,6 20,8/24,0 20,1/18,5 1,47
Си 0,64/0,72 0,70/0,58 1,48/1,32 0,08
Ип 17,1/15,3 14,2/15,0 13,5/12,2 1,09
Сс1 0,021/0,022 0,011/0,018 0,010/0,012 0,01
Бп 7,2/6,5 5,6/4,7 4,0/4,5 0,61
Нд 0,041/0,056 0,040/0,042 0,030/0,042 0,03
РЬ 0,62/0,69 0,32/0,31 0,40/0,36 0,05
Сорт Антей
А1 19,2/18,9 15,3/11,2 17,6/15,0 1,11
Сг 6,9/7,5 5,5/6,3 5,4/5,5 0,51
Мп 11,8/11,0 10,5/10,8 10,6/10,8 0,89
Ре 2112/2015 1874/1943 1715/1850 114,2
Со 0,30/0,31 0,24/0,27 0,30/0,28 0,04
1\Н 31,2/38,2 31,0/33,6 30,2/35,6 0,49
Си 0,72/0,85 0,70/0,65 0,94/1,20 0,08
Ип 11,6/12,8 12,0/12,5 12,0/12,9 1,11
СС 0,010/0,011 0,012/0,010 0,010/0,011 0,01
Бп 8,20/8,00 7,50/7,12 7,50/6,30 0,66
Нд 0,068/0,070 0,060/0,065 0,054/0,056 0,04
РЬ 0,55/0,51 0,33/0,30 0,28/0,34 0,03
*числитель 2010год, знаменатель2011 год
При исследовании накопления ТМ в се- троля: Fe на 79-492 мг/кг; Al, О" и Mn на 1,0-5,1 менах льна-долгунца было отмечено сниже- мг/кг; Ип на 3,6-14,0 мг/кг; Бп, №, Бп и Си на 0,1-ние всех изученных металлов относительно кон- 0,8 мг/кг; РЬ на 0,1-0,2 мг/кг (таб. 2).
Таблица 2
Содержание элементов в семенах льна-долгунца, мг/кг*
Элемент Контроль Биопаг ЗСК НСР05
1 2 3 4 5
Сорт Тост-5
А1 3,5/2,8 2,5/2,1 1,2/1,4 0,36
Сг 6,5/6,1 3,8/4,2 3,1/2,9 0,48
Мп 10,5/12,6 8,5/8,7 9,6/9,8 0,89
Ре 2900/3082 2578/2590 2800/2740 126,4
Со 0,51/0,45 0,34/0,29 0,25/0,17 0,04
1\Н 3.2/4,5 3,0/4,0 3,1/3,6 0,47
Си 0,40/0,39 0,33/0,38 0,32/0,31 0,05
Ип 24,1/20,5 15,8/12,3 10,2/11,0 1,12
СС 0,21/0,22 0,11/0,10 0,10/0,10 0,01
Бп 3,6/3,4 3,2/3,4 3,0/3,1 0,42
Нд 0,034/0,030 0,024/0,028 0,021/0,011 0,01
РЬ 0,38/0,40 0,30/0,32 0,25/0,20 0,03
Продолжение таблицы 2
1 2 3 4 5
Сорт Антей
Al 4,2/4,5 4,0/4,1 3,2/3,8 0,44
Cr 8,7/7,4 4,5/4,9 3,6/4,1 0,49
Mn 11,8/12,9 10,3/10,5 10,5/9,6 0,13
Fe 2980/2950 2901/2915 2860/2845 118,6
Co 0,63/0,58 0.41/0,39 0,30/0,25 0,05
Ni 4,8/5,1 4,5/4,7 4,7/4,3 0,5
Cu 0,44/0,46 0,40/0,35 0,32/0,28 0,04
Zn 25,6/25,3 22.0/20,2 18,5/17,8 1,14
Cd 0,21/0,20 0,12/0,11 0,10/0,12 0,06
Sn 3,5/3,8 3,5/3,4 3,0/3,2 0,37
Hg 0,056/0,060 0,037/0,034 0,031/0,035 0,04
Pb 0,40/0,43 0,39/0,36 0,30/0,32 0,03
*числит ель 2010год, знаменатель 2011 год
Таким образом, при обработке растений льна-долгунца ЗСК и Биопаг не происходит накопление в волокне и семенах Сг, Мп, Ре, Со, N Zn, Cd, Sn, Нд, РЬ, а наоборот происходит их уменьшение по сравнению с контролем. Отмечено лишь увеличение в волокне Си на 0,20,8 мг/кг относительно контроля, а также накопление А1 в волокне льна сорта ТОСТ-5 на 3,312,4 мг/кг и уменьшение А1 на 1,6-7,7 мг/кг в волокне сорта Антей.
1. Белопухов С.Л., Дмитревская И.И., Кочаров С.А, Сафонов АФ. Влияние биостимуляторов на химический состав продукции льноводства // Известия ТСХА, 2010. Вып. 1. С. 128-131.
2. Belopukhov S.L., Dmitriev L.B., Dmitrieva E.l., Dmitrevskaja I.I., Kocharov S.A Influence of biostimula-tors on structure of fat acids of linen oil // IZVESTIA of Timiryazev-academy, Special Issue, 2010. Р. 171-175.
3. Белопухов С.Л., Дмитревская И.И., Жевнеров АВ., Волков АЮ. Микроэлементный состав льняного
Эффективность препаратов ЗСК и Биопаг на льне-долгунце повлияло на увеличение урожайности льносоломки на 2-5 ц/га, тресты - на 2-5 ц/га, семян - на 0,5-1 ц/га, волокна - на 1-2 ц/га относительно контроля. Эффективность действия ЗСК была больше на льне сорта ТОСТ-5 относительно препарата Биопаг и проявлялась в повышении урожайности льносоломки на 4-6 ц/га, льняной тресты - на 3-5 ц/га, семян - на 0,5-1 ц/га и волокна - на 0,5-1,5 ц/га.
СКИЙ СПИСОК
масла // Достижения науки и техники АПК, 2011. №7. С. 54-56.
4. Живетин В.В., Гинзбург Л.Н., Ольшанская О.М. Лен и его комплексное использование. М. : Информ -Знание, 2002. 400 с.
5. Методические указания МУК 4,1,1482-03, Минздрав России. Москва, 2003. 27с.
6. Черных Н.А, Овчаренко М.М. Тяжёлые металлы и радионуклиды в биогеоценозах. М. : Агрокон-салт, 2002. 200 с
Поступило в редакцию 24 апреля 2012 г
