Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2021_107

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.01.2024
Размер:
21.95 Mб
Скачать

тем, интенсификация сельскохозяйственного производства и стремление избавиться от высокой засоренности агрофитоценозов обусловило большие масштабы применения этого гербицида, что в конечном итоге привело как к его накоплению в почвах, так и к загрязнению водной среды (поверхностных и даже подземных вод). Те данные, которые доказывали только незначительное воздействие глифосата на почвенный микробиологический комплекс, оказались не совсем верными. Дальнейшие исследования показали, что ответная реакция микроорганизмов почвы характеризуется куда большим разнообразием физиолого-биохимических реакций (ответов) на воздействие гербицидов на основе глифосата, чем это считалось ранее. Было показано влияние на видовое разнообразие микроорганизмов в почвах, загрязненных глифосатом, по сравнению с аналогичными почвами не подвергавшимся воздействию. Микроорганизмы проявляли большую устойчивость к токсическому действию [2, 5].

Связь углерод-фосфор в фосфонатах отличается крайней устойчивостью к химическому гидролизу, термическому расщеплению и фотолизу. В обычных почвенных условиях при воздействии природных микробных сообществ и воды происходит разрушение (трансформация) глифосата до аминометилфосфоната (АМФК).Однако данное соединение не утрачивает С—Р связь, а следовательно является устойчивым. Открыты только лишь немногие штаммы микроорганизмов - деструкторов, которые способны полностью минерализовать аминометилфосфонат.

Микроорганизмы, которые разлагают глифосат до глицина, известны и включают Pseudomonassp. и Arthrobactersp. Первоначально происходит разрыв связи С-Р глифосата под действием С-Р лиазы с образованием саркозина, который затем преобразуется в глицин саркозин оксидоредуктазой.

Вторая группа бактерий, представленных Flavobacteriumsp., так же как и смешанная бактериальная культура почвы, разрушает глифосат, расщепляя связь C—N в его карбоксиметиле с образованием АМФК, небольшое количество которой также может быть усвоено в качестве источника фосфора. Отщепление неорганического фосфата в процессе минерализации АМФК происходит под действием фермента – фосфонатазы.

Один из изученных штаммов рода Pseudomonasбыл способен к детоксикации глифосата обоими путями. Бактериальные штаммы, которые обладают гли- фосат-специфичным ферментом (лиазой), катализирующим реакцию негидролитического и неокислительного разрыва химической связи, способны разорвать С—Р связь. Особенностью синтеза (экспрессии) белков С—Р лиазного комплекса является то, что они формируются в условиях дефицита внеклеточного фосфора, то есть отсутствии легкоусвояемых соединений фосфора. В природных же условиях источников фосфора множество, даже в условно бедных данным макроэлементом почвах. Именно по этой причине биодеструкция глифосата в естественных условиях (почвах, воде) лимитируются.

Чаще всего бактерии используют глифосат в качестве специфичного источника фосфора, редко азота (Arthrobactersp.GLP-1/Nit), углерода (Streptomyces sp. StCиAchromobacter sp. LW9) [5].

Однако микроорганизмы, разрушающие остатки препаратов в разных полевых условиях, могут отличаться в видовом отношении. Так, в Московской области из дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы сельскохозяйственных угодий

531

(пашни), которые в течение десяти лет обрабатывались препаратом глифосат, были выделены два штамма микроорганизмов Corinobacteriumsp. Z-1 и Micrococcussp. Z-2 [2].

Таким образом, деструктивная активность микроорганизмов природных сред (почвы, воды) по отношению к глифосату, как правило, не высока. Именно по этой причине важно осуществлять поиск и выделение тех штаммов микроорганизмовиз природных или лабораторных сред, которые способны разрушать устойчивую С—Р и таким образом способствовать деструкции глифосата. Перспективы такого рода исследований обусловлены прежде всего необходимостью с одной стороны вести борьбу с сорными растениями (с позиций сельскохозяйственного производства), а с другой стороны, создания современных биотехнологий ремедиации почвы и воды, загрязненных глифосатом (с позиций экологии и охраны окружающей среды).

Целью данной работы являлось выделение из загрязненной гербицидами дерново-подзолистой почвы активных микроорганизмов-деструкторов глифосата; идентификация и изучение закономерностей роста выделенных культур на специальных питательных средах.

Объектами исследований являлись културы неидентифицированных бактерий, которые были выделены из дерново-подзолистой почвы опытного поля Пермского аграрно-технологического университета. На данных сельскохозяйственных угодьях длительно использовались препараты (гербициды) на основе глифосата. Всего были исследованы 4 неидентифицированных штамма бактерий (обозначение штаммов – Т1-Т4) из коллекции УЛК. Омоложение культуры после длительного хранения проводили на жидкой ацетатно-минеральной среде (АМС).

Для определения наиболее активного штамма-деструктора омоложенные культуры выращивали на минеральной среде, содержащей препараты торговых марок Торнадо или Раундап (50 мг/дм3 в пересчете на содержание глифосата) в качестве единственного источника фосфора. Культивирование производилось в колбах объемом 250 см3, с использованием микробиологической качалки при 140-160 об./мин. и температуре 25-30°С. Скорость роста микроорганизмов определяли турбидиметрическим методом. Интенсивность роста изучаемой культуры оценивалась по изменению показателя оптической плотности культуральной жидкости, которую измеряли с помощью фотоэлектроколориметраAP - 101 при λ=460 нм. За раствор сравнения была принята среда без добавления гербицида (таблица 1).

Таблица1

Зависимость оптической плотности Dкультуральной жидкости от времени культивирования

Штамм

 

Т1

 

 

Т2

 

Т3

 

Т4

Часы

D

 

ln D

D

ln D

D

ln D

D

ln D

0

0,023

 

-3,78

0,01

-4,61

0,031

-3,47

0,034

-3,38

24

0,044

 

-3,12

0,027

-3,61

0,047

-3,06

0,051

-2,98

48

0,232

 

-1,46

0,271

-1,31

0,369

-1,00

0,132

-2,03

72

0,655

 

-0,42

0,804

-0,226

0,69

-0,37

0,61

-0,49

96

0,72

 

-0,33

0,832

-0,18

0,739

-0,30

0,673

-0,40

Удельные скорости роста определяли в экспоненциальной фазе кривой роста каждого штамма микроорганизмов, результаты расчетов, проведенных по общепринятой формуле [1], представлены в таблице 2. Т.о., штамм Т2 характеризу-

532

ется максимальной скоростью роста и является наиболее активным из 4х исследованных культур.

Изучение культуральных характеристик выделенного штамма Т2показало, что через трое суток роста на мясо-пептонном агаре (МПА) он образует округлые, гладкие, непигментированные колонии, слизистой консистенции, не врастающие в питательную среду. На минеральной среде (агаризованной) с внесением препарата Торнадо (0,1 об. % по д.в.) образуются точечные, блестящие, бесцветные колонии. Существенным фактом является то, что диаметр колоний, выросших на плотной синтетической среде с препаратом Торнадо, намного меньше, чем на богатой микро- и макроэлементами питательной среде.

Таблица 2

Значения удельной скорости роста для штаммов микроорганизмов Т1-Т4

Штамм

Т1

Т2

Т3

Т4

 

 

 

 

 

Удельная скорость роста,г/дм3×час

0,069

0,102

0,085

0,039

Для определения физиолого-биохимических свойств использовали систему индикаторных бумажек (13 признаков). Исследования показали сходство изучаемого штамма Т2 с родом Pseudomonasпо 11 (сходство 85%).

На основании изучения морфологии, культуральных и физиолого-биохими- ческих свойств штамм Т2 можно охарактеризовать следующим образом. Клетки имеют форму палочек, грамотрицательны, спор не образуют, аэробы. Данные микроорганизмы растут на простой минеральной среде как с ацетатом, так и с гербицидом. Оксидазо- и каталазоположительные. По совокупности всех изученных признаков бактерии Т2 близки к роду Pseudomonas.

В целях прогнозирования и управления скоростью микробиологической трансформации или деструкции гербицидов в почве необходимо знать экологические факторы и условия, прямо или косвенно определяющие взаимодействие почвенных микроорганизмов и токсикантов. В этой связи представляется важным, в частности, выявить пределы концентраций гербицидов, не оказывающих ингибирующего действия на микроорганизмы, следовательно, не нарушающих их функции, а также определить влияние дополнительных составляющих гербицида разных торговых марок с одинаковой концентрацией действующего вещества, но, вероятно, разными попутными «инертными» составляющими.

Изучение влияния различных доз гербицида и вида торговой марки ксенобиотика на рост штамма-деструктора Т2 проводили в лабораторных условиях. Бактерии выращивали на синтетической минеральной среде. Опыты проводили в колбах объемом 250 мл. Посевной материал выращивали на косяках с МПА. Суспендирование материала проводили в 0,85% растворе хлорида натрия. После этого 5 см3 суспензии, содержащей 3,1х106кл./см3, вносили в пробирки с 5 см3 минеральной питательной среды в соответствии с вариантом (гербицид и доза). В качестве контроля выступала среда без внесения гербицида. Культивирование проводили в колбах с использованием микробиологических качалок, при скорости 140 об./мин. и температуре 25-28°С. Интенсивность роста культуры оценивали в соответствии с показателем оптической плотности культуральной жидкости D. Измерения данного параметра проводили на фотоэлектроколориметре АР-101 при λ=460 нм.

533

Как видно из таблиц 3,4, все изученные штаммы микроорганизмовТ1-Т4, выделенные из дерново-подзолистой почвы, ранее обрабатываемой глифосатсодержащими пестицидами, способны к росту на синтетических минеральных средах с гербицидами Раундап и Торнадо в качестве единственного источника углерода даже после их длительного хранения под слоем вазелинового масла.

Наиболее активным штаммом-деструктором глифосата можно назвать штамм Т2, поскольку именно онхарактеризовался максимальной удельнойскоростю роста – 0,102 г/дм3×час при наличии в среде гербицида в количестве 50 мг/дм3 (в пересчете на глифосат) в качестве единственного источника фосфора.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

 

Влияние концентраций гербицида Торнадо на рост штамма Т2

 

 

Контроль

Торнадо, 50 мг/ см3

Торнадо, 100 мг/ см3

Время, час

D

 

LnD

D

LnD

D

LnD

0

0,01

 

-4,61

0,017

-4,07

0,026

-3,65

24

0,017

 

-4,075

0,044

-3,12

0,038

-3,27

48

0,028

 

-3,58

0,141

-1,96

0,039

-3,24

72

0,032

 

-3,44

0,295

-1,22

0,071

-2,65

96

0,038

 

-3,27

0,316

-1,15

0,113

-2,18

120

0,04

 

-3,22

0,34

-1,081

0,124

-2,09

Установлено, что в условиях проведения эксперимента ингибирование роста культуры Т2 наблюдается при концентрациях 100 мг/л по действующему веществу в обоих случаях применения разных гербицидов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4

 

Влияние концентраций гербицида Раундап на рост штамма Т2

 

Время, час

 

 

Контроль

Раундап, 50 мг/см3

Раундап, 100 мг/ см3

 

D

 

lnD

D

lnD

D

 

lnD

 

 

 

 

0

 

0,01

 

-4,61

0,029

-3,54

0,039

 

-3,24

24

 

0,017

 

-4,08

0,032

-3,44

0,058

 

-2,85

48

 

0,028

 

-3,58

0,078

-2,55

0,066

 

-2,72

72

 

0,032

 

-3,44

0,118

-2,14

0,068

 

-2,69

96

 

0,038

 

-3,27

0,168

-1,78

0,098

 

-2,32

120

 

0,04

 

-3,22

0,18

-1,71

0,1

 

-2,30

Установлено, что штамм Т2, выделенный ранее из почвы сельскохозяйственных угодий, где применялись гербициды, представляет собой грамотрицательные, тонкие палочки и по своим характеристикам (тинкториальным, физио- лого-биохимическим, культуральным) является близким к роду Pseudomonas.

Литература

1.Виноградова А.В., Козлова Г.А. Культивирование микроорганизмов. Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 97 с.

2.Жариков М.Г. Эколого-токсикологическая оценка многолетнего применения глифосата на дерново-подзолистой почве и биоремедиация загрязненных территорий // Автореф. дис. на соиск. уч. степ.канд. биол. наук. МСХА им К.А. Тимирязева. М, 2010.– 20 с.

3.Лихачев С.В., Жакова С.Н. Экологический анализ сегетальной флоры сельскохозяйственных угодий вблизи г. Перми // АгроЭкоИнфо. – 2021. – № 3

(45).http://agroecoinfo.ru/STATYI/2021/3/st_310.pdf (дата обращения 10.10.2021).

4.Свиридов А. В., Шушкова Т. В., Ермакова И. Т. и др. Микробная деградация гербицида глифосата (обзор) //Прикладная биохимия и микробиология. –2015. – Том 51. – № 2.– С. 183-190

5.Спиридонов. Ю.Я., Ларина Г.Е., ПротасоваЛ.Д., АбубикеровВ.А., Жариков М.Г. Многолетнее применение общеистребительного гербицида раундап в центральном регионе Нечерноземья

//Агрохимия. – 2010.– №2. – С. 29-36.

534

УДК 581.48:582.71

СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ РЯБИНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ Sorbus aucuparia L. В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

Н.Л. Колясникова

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия e-mail: Kolyasnikova@list.ru

Аннотация. Исследовано цветение, опыление и семенная продуктивность рябины обыкновенной Sorbus aucuparia L. из насаждений г. Перми. Наблюдения и сбор материала проводились летом 2018 г. и 2021 г. с 10 модельных деревьев. Выявлено, что в оба года исследований модельные деревья рябины обыкновенной в условиях городской среды успешно прошли все генеративные фазы развития, сформировали полноценные плоды и семена. Жизнеспособность мужского гаметофита варьировалась от 88,2 до 91,5 %. Коэффициент продуктивности составил 4361 %, что указывает на возможность широкого применения данного вида в озеленении городской среды.

Ключевые слова: рябина обыкновенная, потенциальная и реальная семенная продуктивность, фертильность, цветение

Городская среда оказывает негативное влияние на растения. Это комплексное воздействие на их рост, развитие, репродуктивную способность. В связи с этим весьма важно изучение влияния городской среды на семенную продуктивность растений, используемых в озеленении. Интродукция считается успешной, если растения, высаженные в парках и скверах города, проходят полноценно все этапы генеративного цикла, начиная с формирования фертильных пыльцевых зёрен и семязачатков и заканчивая образованием плодов и семян.

Целью наших исследований явилось изучение семенной продуктивности рябины обыкновенной в условиях интродукции г. Перми.

Объект и методы исследования. Были исследованы деревья рябины обыкновенной, произрастающие вдоль ул. Крупской г. Перми. Средняя высота деревьев, выбранных в качестве модельных, равнялась 10 м, возраст деревьев – около 20 лет. Наблюдения, сбор материала, определение фертильности пыльцы, потенциальной и реальной семенной продуктивности были выполнены по десяти модельным деревьям рябины в мае-сентябре 2018 г. и 2021 г.

Наблюдения по фенологии проводили по методике, описанной в работе Н.Е. Булыгина [1]. Потенциальную и реальную семенную продуктивность в пересчёте на один модельный побег рябины обыкновенной определяли по методике И.В. Вайнагий [2].

Результаты исследований. Лето 2018 г. в Пермском крае и г. Перми по температуре и осадкам в целом соответствовало средним многолетним данным. Средняя температура летнего сезона равнялась +16,6°, что было ниже нормы на 0,2°. Немного холоднее и меньшее число осадков выпало в мае-июне 2018 г. В первых числах июня даже были осадки в виде снега. Июльская температура была на несколько градусов выше нормы. Избыточных осадков не наблюдалось ни в один из летних месяцев [3].

535

В сравнении с 2018 г., лето 2021 г. в Пермском крае было очень тёплым и сухим. Средняя температура в г. Перми была выше климатической нормы и составила +18,6°.При этом отмечена рекордная продолжительность теплого периода, на большей территории региона летняя погода наблюдалась уже с 7-8 мая – на три недели раньше обычных сроков. В мае 2021 г. средняя температура в г. Перми соответствовала летним показателям и равнялась +16,3°. Осадки были неравномерными, имели локальный ливневый характер. В мае и июне наблюдалась засуха [4].

Массовое цветение рябины обыкновенной в 2018 г. пришлось на вторую декаду июня, а в 2021 г., из-за аномально жаркой весны, пик цветения наступил раньше, уже в третьей декаде мая. Для установления температурно-фенологиче- ских связей развития был проведен подсчет сумм температур, рассчитанных от 0˚С нарастающим итогом на момент наступления максимума цветения. Сумма активных температур к 24 июня 2018 г. составила 672оС, а к 19 мая 2021 г. – 711оС. Фенологическая фаза плодоношения рябины в 2021 г. также началась раньше, по сравнению с 2018 г., полностью окрашенные плоды наблюдались уже в первую декаду августа.

На годичных побегах рябины обыкновенной формируется 2-3 щитковидных соцветия, расположенных в пазухах верхушечных листьев. Конечное соцветие рябины, расположенное на верхушке годичного побега, несёт больше цветков, в среднем 76,8. Далее к основанию побега соцветия в пазухах последующих двух листьев формируют одинаковое число цветков (в среднем 32,1 и 33,6), которое вдвое меньше числа цветков апикального соцветия (табл.).

Таблица

Потенциальная и реальная семенная продуктивность рябины обыкновенной (2021 г.)

Показатель

M±m, шт.

V,%

Семенная продуктивность, шт.

потенциальная

реальная

 

 

 

Число соцветий на побег

2,8±0,1

5,0

-

-

Число цветков в соцветии

32,1±4,8

15,0

503

 

 

33,6±4,1

12,1

527

 

 

76,8±7,3

9,5

1204

 

Число семязачатков в цветке

5,6±0,3

5,0

-

 

Число плодов в соцветии

16,6±1,6

9,6

-

177

 

19,1±2,3

12,0

 

203

 

38,5±5,6

14,5

 

410

 

 

 

 

 

Число семян в плоде

3,8±0,3

9,0

 

-

Были исследованы пыльцевые зёрна рябины обыкновенной, по окрашиванию их в индигокармине определена фертильность. В оба года наблюдений фертильность пыльцы оказалась высокой, варьировалась в интервале 88,2-91,5 %. В дальнейшем после оплодотворения в среднем половина завязей соцветия образовали плоды. Процент плодоцветения составил 50,1-56,8.

Из элементов, составляющих семенную продуктивность, наименее вариабельными оказались: число соцветий на генеративный побег и число семязачатков в цветке. Вероятно, эти показатели являются генетически закреплёнными и видоспецифичными. Остальные показатели более вариабельны, зависят от многих условий окружающей среды, и генетическая программа (отражаемая потенциальной семенной продуктивностью растения) реализуется не полностью (что показывает реальная семенная продуктивность).

536

Коэффициент продуктивности рябины обыкновенной в условиях городской среды летом 2021 г. варьировал от 34,0 до 38,5 %. В 2018 г. этот показатель колебался в более широких пределах от 43,0 до 61,0 % [5]. Вероятно, аномально жаркая сухая погода в мае-июне 2021 г. привела к некоторому снижению семенной продуктивности, но в целом, несмотря на различия погодных условий, исследованные деревья рябины обыкновенной в оба года сформировали фертильные генеративные органы, завязали полноценные плоды и семена.

Таким образом, в оба года наблюдений модельные деревья рябины обыкновенной в условиях городской среды успешно прошли все генеративные фенологические фазы, сформировали полноценные плоды и семена. Жизнеспособность мужского гаметофита варьировалась от 88,2 до 91,5 %. Коэффициент продуктивности составил 43-61 % в 2018 г. и 34-38,5 % – в 2021 г., что указывает на возможность широкого применения данного вида в озеленении городской среды.

Литература

1.Булыгин Н.Е. Фенологические наблюдения над древесными растениями. – Л. – 1979. – 96 с.

2.Вайнагий И.В. О методике изучения семенной продуктивности растений // Ботанический журнал. – 1974. – Т.59, №6. – С. 826-831.

3.Климатические особенности лета 2018 г. в Пермском краеhttp://accident.perm.ru/index.php/novosti/1156-summer2018 (дата обращения 10 октября 2021 г.)

4.Климатические особенности лета 2021 г. в Пермском краеhttp://accident.perm.ru/index.php/novosti/1629-klimaticheskie-osobennosti-leta-2021-g-v- permskom-krae (дата обращения 10 октября 2021 г.)

5.Колясникова Н.Л., Кузьменко И.Н. Особенности биологии размножения некоторых древесных пород при интродукции в условиях города Перми // Вестник Пермского университета. – 2019. – Вып. 2. – С.124 - 129.

УДК 631.95

ФИТОТЕСТИРОВАНИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

С.В. Лихачев,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

E-mail: slichachev@yandex.ru

Аннотация. Представлены результаты биоэкологической оценки влияния осадков сточных вод (ОСВ) биологических очистных сооружений ОАО «Метафракс» г. Губаха на токсикологические, агрохимические свойства почвы, а также Sinаpis аlba L. и Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb в качестве тест-растений. Фитотестирование показало отсутствие токсического эффекта применяемых ОСВ. Показано, что при увеличении дозы ОСВ изменяется структура фитоценоза горчицы белой, показатели всхожести, высота растений, биомасса и содержание масла

всеменах.

Висследованиях использовались ОСВ с иловых карт ОАО «Метафракс», расположенного в городе Губаха Пермского края. Исследованный в опыте ОСВ имел следующие агрохимические характеристики (массовая доля на сухое вещество): органическое вещество 40%; азот общий – 3%; фосфор общий – 4,5 %; калий общий – 0,6%; рН – 6,3 ед. В опыте использовалась горчица белая сорта ВНИИМК

537

518. Почва под микрополевым опытом дерново-мелкоподзолистая среднесуглинистая. Содержание гумуса – 5,03 %; pHкcl – 7,0; гидролитическая кислотность – 4,1; сумма обменных оснований – 39,5 мг-экв./100 г почвы; ЕКО – 43,6 мг-экв./100 г почвы. Содержание подвижного фосфора составило 207 мг/кг, обменного калия

189 мг/кг.

При биотестировании проб почвы с помощью водоросли Scenedesmus quadricauda численность клеток учитывали в счетной камере Горяева. Во всех вариантах опыта по сравнению с контролем токсический эффект не выявлен. Фитостимулирующий эффект в большей степени проявился в водной вытяжке из ОСВ и составил 43,8%.

Отмечено снижение выживаемости растений в варианте с дозой внесения ОСВ 2 кг/м2 на 3% по сравнению с контролем и соответственно на 4 % в варианте с дозой внесения ОСВ 6 кг/м2 (в обоих случаях это доказано математически).

Ключевые слова: осадки сточных вод, фитотестирование, биотестирование, горчица белая, технические культуры, фитоценоз.

Под биотестированием понимается биотоксикологическая оценка какого либо объекта (почва, грунты, вода, отходы, ОСВ, изделия и др.) при его тестировании на специфических тест-объектах (микроводоросли, ракообразные, инфузории, высшие растения и др.). В качестве тест-организмов часто рекомендуется использовать высшие растения – рожь, райграс, рис, овес, пшеницу, ячмень, сорго, горчицу, рапс, редис. Горчица, наряду с редисом имеет короткий период вегетации, что позволяет оценить воздействие потенциального токсигенного фактора на последующие поколения. Токсикологический эксперимент с использованием высших растений называется фитотестированием или фитотестом [5].

Биотестирование является необходимым условием оценки возможного влияния осадков сточных вод (ОСВ) при их применении в сельскохозяйственном производстве. При использовании в качестве удобрений ОСВ должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 [2]. В качестве тест-организма можно применять высшие растения и в частности горчицу белую. Одновременно с этим, горчица является перспективной кормовой и технической культурой в для Нечерноземной зоны. Данное растение может быть использовано в биоремедиации загрязненных почв, а также в качестве сидерата для повышения уровня плодородия и улучшения водно-физических свойств почв [1, 3, 4].

Целю исследования являлось токсикологическая оценка влияния ОСВ на почву, а также Scenedesmus quadricauda и Sinаpis аlba использованных в качестве тест-организмов.

В исследованиях использовались ОСВ с иловых карт ОАО «Метафракс», расположенного в городе Губаха Пермского края. Исследованный в опыте ОСВ имел следующие агрохимические характеристики (массовая доля на сухое вещество): органическое вещество 40%; азот общий – 3%; фосфор общий – 4,5 %; калий общий – 0,6%; рН – 6,3 ед. В опыте использовалась горчица белая сорта ВНИИМК 518. Почва под микрополевым опытом дерново-мелкоподзолистая среднесуглинистая. Содержание гумуса – 5,03 %; pHкcl – 7,0; гидролитическая кислотность – 4,1; сумма обменных оснований – 39,5 мг-экв./100 г почвы; ЕКО – 43,6 мг-экв./100 г почвы. Содержание подвижного фосфора составило 207 мг/кг, обменного калия 189 мг/кг. Опыт проводился по следующей схеме:

538

1) Контроль (без ОСВ); 2) ОСВ в дозе 2 кг/м2 воздушно сухого вещества; 3) ОСВ в дозе 6 кг/м2 воздушно сухого вещества. Норма высева 300 шт. всхожих семян на 1 м2. Учетная площадь делянки 1 м2.

Известно, что ОСВ является источником минеральных элементов и органического вещества. На контрольном варианте отмечалось незначительное снижение обеспеченности почвы подвижным фосфором и калием по сравнению с начальным содержанием, однако математически это не доказано. Содержание органического вещества также не изменилось (таблица 1).

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Влияние ОСВ на агрохимические свойства почвы

 

 

 

До

 

 

После уборки

 

 

Характеристика

закладки

контроль

ОСВ

ОСВ

 

 

опыта

(без ОСВ)

2 кг/м2

6 кг/м2

 

Органическое вещество, %

5,03

±

0,5

4,90 ± 0,7

6,07

± 0,6

9,01 ± 0,7

 

 

 

 

 

 

 

pHКCL

7,0 ± 0,6

6,4 ± 0,4

6,8 ± 0,5

6,9 ± 0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подвижный фосфор, мг/кг Р2О5

207

±

10

203 ± 11

230

± 12

257 ± 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обменный калий, мг/кг К2О

189

±

10

181 ± 9

193

± 10

200 ± 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дерново-мелкоподзолистая среднесуглинистая характеризовалась высоким содержанием органического вещества (5,03%). По итогам вегетационного опыта, в контрольном варианте содержание органического вещества не изменилось и составило 4,90 ± 0,7%. Внесение осадка сточных вод в дозе 2 кг/м2 не привело к существенному увеличению содержания органического вещества, однако отмечена тенденция к увеличению. Внесение осадка сточных вод в очень высокой дозе (6 кг/м2) к концу вегетационного периода привело к достоверному увеличению содержания органического вещества в почве с 4,90 ± 0,7% до 9,01 ± 0,7%, то есть на 83% по сравнению с контрольным вариантом. Можно предположить, что влияние высоких доз ОСВ будет обусловливать повышенное содержание органического вещества в почве в течение ряда лет.

Внесение осадка сточных вод в дозе 2 кг/м2 к концу вегетационного периода привело к достоверному увеличению содержания подвижного фосфора в дерновоподзолистой почве с 203 ± 11мг/кг до 230 ± 12 мг/кг, то есть на 27 мг/кг (13,3%) по сравнению с контрольным вариантом. Столь существенное увеличение содержания подвижного фосфора в почве привело к изменению группировки почв по содержанию подвижного фосфора (по Кирсанову) с высокой на очень высокую обеспеченность (таблица 2).

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

Градации основных характеристик почвы

 

Группы почв по степени

Группы почв по содержанию органического вещества,

обменной кислотности

обеспеченности подвижным фосфором и обменным калием

 

 

 

Органическое

Содержание в мг/кг почвы

Градация

рН KCl

Градация

по Кирсанову

вещество,%

 

 

 

Р2О5

К2О

 

 

 

 

Очень сильнокислые

менее 4,0

Очень низкое

менее 2

менее 25

менее 40

Сильнокислые

4,0-4,5

Низкое

2-4

26-50

41-80

Среднекислые

4,6-5,0

Среднее

4-6

51-100

81-120

Слабокислые

5,1-5,5

Повышенное

6-8

101-150

121-170

Близкие к нейтраль-

5,6-6,0

Высокое

8-10

151-250

171-250

ным

 

 

 

 

 

Нейтральные

более 6,0

Очень

более 10

более 250

более 250

высокое

 

 

 

 

 

539

Вварианте с дозой 6 кг/м2математически доказано увеличение содержания

впочве подвижного фосфора на 24 %. Увеличение содержания доступного калия составило 5%. Содержание органического вещества увеличилось на 79 % по сравнению с содержанием, определенным до постановки опыта.

Всоответствии с методикой биотестирования [5], критерием токсичности является подавление уровня флуоресценции хлорофилла водорослей или снижение численности клеток водоросли на 50% и более по сравнению с контролем в течение 72 часовой экспозиции. При биотестировании проб почвы с помощью водоросли Scenedesmus quadricauda численность клеток учитывали в счетной камере Горяева. Во всех вариантах опыта по сравнению с контролем токсический эффект не выявлен. Фитостимулирующий эффект в большей степени проявился в водной вытяжке из ОСВ и составил 43,8% (таблица 3).

Таблица 3

Результаты биотестирования ОСВ и почвы с помощью микроводоросли

Scenedesmus quadricauda, 2020

 

Среднее число кле-

Отклонение от

Характер

 

Вариант

ток водоросли,

Токсичность

контроля, %

влияния

 

шт./мм3

 

 

 

 

 

Контроль (вода

800

дистиллированная)

 

 

 

 

Контроль

950

– 18,8

стимуляция

отсутствует

(почва без ОСВ)

 

 

 

 

ОСВ

1150

– 43,8

стимуляция

отсутствует

ОСВ 2 кг/м2

1000

– 25,0

стимуляция

отсутствует

ОСВ 6 кг/м2

1100

– 37,5

стимуляция

отсутствует

Полевая всхожесть горчицы мало различалась по вариантам опыта. Выживаемость растений горчицы по вариантам оказалась не одинаковой. Так отмечено снижение выживаемости по сравнению с контролем в вариантах внесением ОСВ 2 и 6 кг/м2. Отмечено снижение выживаемости в варианте с дозой внесения ОСВ 2 кг/м2 на 3% по сравнению с контролем и соответственно на 4 % в варианте с дозой внесения ОСВ 6 кг/м2 (в обоих случаях это доказано математически).

В варианте с дозой 6 кг/м2 в начальные фазы развития (которые пришлись на время засухи) растения заметно отставали в росте по сравнению с контролем. Возможно, это было связано с тем, что в условиях недостатка влаги проявилось иссушающее действие ОСВ. Однако к началу цветения средняя высота растений в варианте с внесением 6 кг/м2 ОСВ оказалась практически в три раза больше, чем в контроле. В варианте с внесением 2 кг/м2 ОСВ высота растений была больше по сравнению с контролем в два раза (таблица 4).

 

 

 

 

 

Таблица 4

 

 

Влияние ОСВ на продуктивность Sinаpis аlba

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биомасса (воз-

Урожайность

Прибавка урожая

Содержание

 

Вариант

душно-сухое веще-

семян,

масла в семе-

 

семян, г/м2

 

 

ство), г/м2

г/м2

нах, %

 

 

 

1.

Контроль

275,5

40,0

24,3

(без ОСВ)

 

 

 

 

 

2.

ОСВ 2 кг/м2

329,3

60,5

20,5

28,2

3.

ОСВ 6 кг/м2

456,0

88,7

48,7

26,4

НСР05

22,1

14,0

1,8

540

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]