Біоакумуляція важких металів в зерні колосових культур
Залежність показників акумулятивної здатності до важких металів зерна пшениці озимої від особливостей сорту. Порівняльний аналіз накопичення свинцю і кадмію в зерні пшениці озимої і ячменю ярого. Отримання високоякісного зерна, яке відповідає нормам.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 21.03.2024 |
| Размер файла | 21,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Донецька державна сільськогосподарська дослідна станція НААН
Біоакумуляція важких металів в зерні колосових культур
Бондарева Ольга Браунівна
канд. техн. наук, старш. наук. співроб., учений секретар
Вінюков Олександр Олександрович д-р с.-г. наук, старш. дослідник, директор
Чугрій Ганна Анатоліївна
д-р філософії з агрономії, завідувач відділу технологій виробництва сільськогосподарської продукції
Україна
Анотація
Показники акумулятивної здатності до важких металів зерна пшениці озимої' залежать від особливостей сорту: мінімальне накопичення свинцю відмічене для сортів Донецька 48, Перемога, Білосніжка, Епоха. Накопичення важких металів в зерні ячменю ярого характеризується меншою мінливістю в порівнянні з пшеницею озимою окрім цинку. Порівняння накопичення свинцю і кадмію в зерні пшениці озимої і ячменю ярого вказує на більшу чутливість до них ячменю ярого. В межах ячменю ярого найбільш стійким до забруднення свинцем був Донецький 14, а чутливим ? Сталкер. Підбір сортів ячменю ярого і пшениці озимої стійких до накопичення важких металів дасть змогу отримувати високоякісне зерно, яке відповідає санітарно-гігієнічним і екологічним нормам.
Ключові слова: пшениця озима, ячмінь ярий, зерно, сорт, вміст важких металів.
Зернові колосові культури займають до 60% посівних площ Донецької області. Вирішення проблеми відповідності зерна сучасним стандартам якості і безпеки потребує дослідження механізму формування такої продукції в умовах індустріальних регіонів, визначення ступеню ризиків, що виникли внаслідок забруднення оточуючого природного середовища.
Аналіз літературних і патентних джерел свідчить, виробництво якісної і безпечної сільскогосподарської продукції і сировини неможливе без урахування екологічного стану агросфери і застосування сучасних екологічно безпечних агротехнологій [1,2].
Відповідно до [3] на показники якості продукції рослинництва впливає ціла низка чинників: грунтово-кліматичні умови вирощування культур, сортові особливості, строки сівби, загальна культура землеробства, використання засобів хімізації, біологічні особливості культур. Попередні дослідження показали, що в південно-східному промисловому регіоні екологічна безпека рослинницької продукції значною мірою залежить від нагромадження в рослинах полютантів промислового походження, серед яких найбільш поширеними є важкі метали. Вони можуть забруднювати ґрунти, змінювати його агрохімічні, мікробіологічні, екологічні властивості, мігрувати і забруднювати поверхневі, ґрунтові води та рослини [4]. Важкі метали можуть затримувати ріст і розвиток рослин, пригнічувати важливі процеси метаболізму, що в подальшому знижує продуктивність і якість сільськогосподарської продукції [5, 6].
На формування якісних показників зерна колосових культур значною мірою впливає генотип сорту, агротехнічні заходи і метеорологічні умови під час наливу зерна. Санітарно-гігієнічні показники обумовлюються вмістом ВМ [6, 7].
Мета дослідження - визначити інтенсивність біоакумуляції важких металів у зерні різних сортів ячменю ярого і пшениці озимої.
Дослідження виконувались у польовій сівозміні Донецької державної сільськогосподарської дослідної станції НААН України в 2015-2020 рр. Ґрунтовий покрив дослідної ділянки - чорнозем звичайний малогумусний важко суглинковий. Валовий вміст поживних речовин: N - 0,28-0,31%, P2O5 - 0,16-0,18%, K2O - 1,8-2,0%, вміст гумусу в орному шарі - 4,3-4,5%, рН - слабо лужна (рН водн - 7,50-7,95).
Обробіток ґрунту і технології вирощування пшениці озимої та ячменю ярого загальноприйняті в господарствах області. Посівна площа ділянки 88,2 м2, облікова - 62,7 м2, повторність - триразова, розміщення ділянок систематичне.
Вміст важких металів визначали в зразках зерна та ґрунту, який відбирали з орного шару одночасно з рослинними зразками. Вміст важких металів в зразках, що досліджувались, визначали атомно-абсорбційним методом на КАС- 120.1 в режимі електротермічної атомізації. Зразки ґрунту відбирали згідно з ДСТУ 4287:2004 «Якість ґрунту. Відбирання проб». Відбір рослинних зразків для проведення аналітичних досліджень проводили згідно «Методичних вказівок по проведенню досліджень в довготривалих дослідах з добривами», ч. 1,2., М., 1980 .
Біопідготовка рослинного матеріалу проводилася відповідно ДОСТ 2692994. Для визначення валової кількості важких металів грунт розкладали із застосуванням суміші кислот HCI+HNO3+HF з подальшим розчиненням залишку в HNO3. Потенційно рухомі форми важких металів визначали після кстрагування 1 моль/дм3 HCI.
Статистичну обробку результатів проводили за методикою Б.А. Доспєхова.
Для оцінки якості зернової продукції за вмістом важкого металу використовували загальноприйняті ГДК (гранично допустима концентрація). Вміст важких металів в зерні всіх досліджених сортів не перевищував ГДК, але за експериментальними результатами виявлено значне варіювання по елементам і сортам, тобто рівень накопичення важких металів в зерні пшениці озимої залежить від генетичних особливостей сорту і властивостей елементу.
Експериментальні дані свідчать, що показники акумулятивної здатності до важких металів зерна пшениці озимої залежать від особливостей сорту (табл.1). метал зерно пшениця ячмінь
Таблиця 1 Вміст важких металів в зерні пшениці озимої різних сортів (2015-2020 рр.)
|
Сорт пшениці озимої |
Урожайність, т/га |
Вміст важких металів, мг/кг |
||||
|
Cu (ГДК=10) |
Zn (ГДК=50,0) |
Pb (ГДК=0,5) |
Cd (ГДК=0,1) |
|||
|
Донецька 46 |
3,97 |
1,9 |
21,1 |
0,25 |
0,068 |
|
|
Донецька 48 |
5,19 |
4,1 |
28,1 |
0,13 |
0,024 |
|
|
Одеська 267 |
5,17 |
4,1 |
28,3 |
0,22 |
0,059 |
|
|
Олексіївка |
4,83 |
4,1 |
28,1 |
0,25 |
0,051 |
|
|
Диво донецьке |
5,55 |
1,9 |
25,7 |
0,22 |
0,046 |
|
|
Перемога |
4,98 |
4,2 |
28,3 |
0,12 |
0,059 |
|
|
Білосніжка |
5,35 |
3,8 |
26,7 |
0,12 |
0,050 |
|
|
Ігриста |
5,67 |
4,3 |
27,6 |
0,16 |
0,041 |
|
|
Юзовська |
4,47 |
3,3 |
23,4 |
0,12 |
0,023 |
|
|
Попелюшка |
5,33 |
5,9 |
27,9 |
0,38 |
0,075 |
|
|
Богиня |
5,18 |
3,6 |
24,7 |
0,16 |
0,044 |
|
|
Краплина |
4,93 |
2,4 |
26,5 |
0,25 |
0,039 |
|
|
Колумбія |
5,55 |
5,5 |
37,4 |
0,27 |
0,080 |
|
|
Жайвір |
4.35 |
4,4 |
27,6 |
0,16 |
0,034 |
|
|
Епоха |
5,76 |
3,9 |
27,2 |
0,12 |
0,022 |
|
|
Ужинок |
5,86 |
4,2 |
23,2 |
0,19 |
0,022 |
|
|
Турунчук |
5,65 |
3,6 |
28,2 |
0,25 |
0,019 |
|
|
НІР 0,5 |
0,47 |
0,98 |
2,1 |
0,09 |
0,01 |
|
|
Коеф.варіації,% |
26,8 |
12,2 |
35,1 |
42,2 |
[авторська розробка]
Накопичення цинку по сортам характеризується найбільшою стабільністю, коефіцієнт варіації має саме низьке значення 12,2. Вміст цинку вар'юється в межах 0,40-0,75 часток ГДК. Максимальне накопичення цинку 37,4 мг/кг відмічене для сорту Колумбія. Мінімальний вміст цинку 21,1 мг/кг був в зерні сорту Донецька 46. Мідь накопичувалась в зерні від 0,19 до 0,59 часток ГДК.
Вміст свинцю і кадмію відзначається більшою мінливістю, на що вказують підвищені коефіцієнти варіації. Це обумовлене тісним взаємозв'язком накопичення цих елементів з сортовими особливостями пшениці озимої. Так, вміст свинцю в зерні знаходиться в межах 0,12-0,38 мг/кг, відрізняється майже в 3 рази. Найбільш чутливим до поглинання свинцю (0,76 часток ГДК) був сорт Попелюшка. Мінімальне накопичення свинцю відмічене для сортів Донецька 48, Перемога, Білосніжка, Епоха. Вміст кадмію в зерні пшениці озимої змінювався від 0,022 мг/кг до 0,080 мг/кг, тобто 0,22 і 0,8 часток ГДК. Найменший вміст кадмію спостерігався у сортів Юзовська, Епоха, Турунчук, Ужинок, Донецька 48. Максимальний вміст кадмію виявлено у сорту Колумбія. Ці дані свідчать про наявність сортів пшениці озимої більш толерантних до поглинання важких металів, особливо 1 касу небезпеки. Це слід враховувати при підборі сортів пшениці озимої для вирощуванні цієї культури в зонах значного техногенного навантаження, що знизить ризик забруднення продукції Pb і Cd.
Вміст важких металів в зерні ячменю ярого наведено в табл. 2.
Таблиця 2 Вміст важких металів в зерні ярого ячменю різних сортів (2016-2020 рр.)
|
Сорт ячменю ярого |
Урожайність, т/га |
Вміст важких металів, мг/кг |
||||
|
Cu (ГДК=10,0) |
Zn (ГДК=50,0) |
Pb (ГДК=0,5) |
Cd (ГДК=0,1) |
|||
|
Партнер |
3,32 |
3,50 |
24,5 |
0,39 |
0,059 |
|
|
Донецький14 |
3,53 |
3,72 |
20,9 |
0,19 |
0,047 |
|
|
Донецький15 |
3.48 |
3,97 |
25,9 |
0,27 |
0,061 |
|
|
Східний |
3,80 |
4,21 |
26,9 |
0,32 |
0,072 |
|
|
Аверс |
3,68 |
4,32 |
24,1 |
0,24 |
0,051 |
|
|
Степовик |
3,57 |
3,50 |
35,6 |
0,46 |
0,059 |
|
|
Щедрик |
3,63 |
3,17 |
38,1 |
0,41 |
0,038 |
|
|
Сталий |
3,90 |
4,00 |
29,1 |
0,39 |
0,031 |
|
|
Аграрій |
3,39 |
3,67 |
26,8 |
0,47 |
0,070 |
|
|
Взірець |
3,49 |
4,80 |
34,1 |
0,46 |
0,081 |
|
|
Сталкер |
2,94 |
4,46 |
34,4 |
0,49 |
0,070 |
|
|
Аватар |
3,63 |
5,00 |
37,0 |
0,38 |
0,081 |
|
|
Чарівний |
2,90 |
4,37 |
32,7 |
0,40 |
0,050 |
|
|
Вакула |
2,97 |
4,06 |
27,3 |
0,37 |
0,059 |
|
|
НІР 0,5 |
0,30 |
1,1 |
2,5 |
0,09 |
0,01 |
|
|
Коефіцієнт варіації,% |
12,2 |
17,2 |
25,0 |
23,3 |
[авторська розробка]
За даними таблиці видно, що накопичення важких металів в зерні ячменю ярого характеризується меншою мінливістю в порівнянні з пшеницею озимою окрім цинку. Для ячменю ярого найбільш стабільне накопичення міді, коефіцієнт варіації має саме низьке значення 12,3. Поглинання міді по сортам змінювалось в межах 0,32-0,50 часток ГДК. Коефіцієнт варіації вмісту Zn був нижчим за озиму пшеницю і становив 17,2. Коефіцієнти варіації вмісту Pb і Cd мають більші значення ніж для вмісту Cu і Zn. Це свідчить про більшу залежність накопичення Pb і Cd від сорту. Але варіювання вмісту цих елементів в зерні ячменю ярого було меншим, ніж для пшениці озимої.
В межах ячменю ярого найбільш стійким до забруднення свинцем був Донецький 14, а чутливим ? Сталкер. Відносно кадмію найбільш толерантним був сорт Сталий. В зерні сортів Аватар і Взірець відмічене найбільше накопичення кадмію - 0,8 часток ГДК.
Порівняння накопичення Pb і Cd в зерні пшениці озимої і ячменю ярого вказує на більшу чутливість до них ячменю ярого. Мінімальний вміст свинцю 0,24 частки ГДК був в зерні пшениці озимої, в зерні ячменю ярого - 0,38 ГДК. Мінімальний вміст кадмію, відповідно, 0,19 і 0,30 ГДК. Це ймовірно обумовлено різницею в будові кореневої системи, яка є бар'єром проти транспорту важких металів в системі ґрунт - рослина. В чорноземах завдяки значному вмісту гумусу катіони металів фіксуються органікою в шарі грунту 0-30 см, і забруднення формується, головним чином, в орному шарі.
Основна частина кореневої системи ранніх ярих міститься в шарі 5D20 см, що обумовлює більшу чутливість до важких металів. У пшениці озимої в осінній період відбувається інтенсивний ріст кореневої системи, у фазу кущіння коренева систем сягає глибини 50-60 см, тому навесні більша її частина знаходиться в шарі, який містить значно меншу кількість рухомих форм важких металів.
Таким чином, підбір сортів ячменю ярого і пшениці озимої стійких до накопичення важких металів дасть змогу отримувати високоякісне зерно, яке відповідає санітарно-гігієнічним і екологічним нормам, що в умовах індустріальних регіонів має велике практичне значення.
Список використаних джерел
1. Грюнвальд, Н. (2008). З якою ж системою контролю якості та безпекою зерна і продуктів його переробки Україна виходить на міжнародний ринок. Зерно і хліб, (3), 44-46.
2. Фурдичко, О. І. & Дем'янюк, О. С. (2014). Якість і безпека сільскогосподарської продукції в контексті продовольчої безпеки. Агроекологічний журнал, 1,7 - 10.
3. Городній, М. М. (ред.) (2006). Прикладна біохімія та управління якістю продукції рослинництва. К.: Арістей.
4. Макаренко, Н. А. & Макаренко, В. В. (ред.) (2008). Екологічна експертиза технологій вирощування сільськогосподарських культур: метод. рекомендації. К.
5. Кривіч, Н. Я., Білявський, Ю. А. & Мандзик, Я. П. (2004). Вміст важких металів у ґрунті під озимою пшеницею та її продуктивність залежно від систем удобрення та способів основного обробітку. Вісн. ДАУ, 1,61 -68.
6. Тогачинська, О. В. (2007). Сучасні вимоги до якості продукції рослинництва (на прикладі зернових). Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва: матеріали науково-практичної' конференції молодих учених. Київ, Україна
7. Пшениця. ДСТУ 3768:2010. (2010). К.: Держспоживстандарт України.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Вплив внесення добрив на динаміку накопичення сухої речовини в листках пшениці озимої. Фази колосіння в листках першого та другого ярусів. Накопичення загального азоту в листках. Рівень накопичення азоту в листках та інтенсивність його відтоку в зерно.
статья [28,8 K], добавлен 20.11.2011Біологічні основи вирощування високих урожаїв якісного зерна та насіння озимої м’якої пшениці, її адаптивні властивості (зимостійкість, стійкість проти вилягання і хвороб). Економічна оцінку ефективності застосування різних строків сівби озимої пшениці.
дипломная работа [153,1 K], добавлен 03.02.2014Агробіологічні особливості вирощування озимої пшениці на богарних землях. Система основного і передпосівного обробітку ґрунту, розміщення культури в сівозміні. Наукові методи програмування врожайності озимої пшениці сорту "Херсонська-86" в умовах богари.
курсовая работа [100,5 K], добавлен 04.08.2014Аналіз показників вирощування та зберігання озимої пшениці в ТОВ агрофірма "Україна". Проектований технологічний проект виробництва озимої пшениці. Конструктивне вдосконалення копновоза-волокуші для збирання і транспортування незернової частини врожаю.
дипломная работа [836,2 K], добавлен 26.01.2010Вплив регуляторів росту на продуктивність, структуру врожаю озимої пшениці, врожайність і якість зерна. Вплив регуляторів росту на польову схожість насіння і коефіцієнт кущення озимої пшениці. Економічна ефективність застосування регуляторів росту рослин.
научная работа [2,8 M], добавлен 29.12.2007Вміст важких металів у ґрунтах: хімічна, геохімічна та еколого-токсикологічна характеристика. Сучасна структура сільськогосподарських угідь Миколаївської області. Дослідження акумуляції важких металів біомасою основних сільськогосподарських культур.
магистерская работа [2,0 M], добавлен 03.02.2016Ботаніко-морфологічна характеристика біологічних особливостей культури. Аналіз методів створення вихідного матеріалу для селекції: гібридизації, мутагенезу, генної інженерії. Вивчення народногосподарського значення озимої пшениці та виробництва насіння.
курсовая работа [54,2 K], добавлен 02.05.2011Особливості адаптації сортів пшениці озимої до зміни агрокліматичних умов України. Фенологічні спостереження за розвитком сортів. Дослідження сортової мінливості елементів структури врожаю. Мінливість польової схожості і зимостійкості пшениці озимої.
дипломная работа [905,5 K], добавлен 28.10.2015Проблеми вирощування продовольчого зерна, особливості адаптації сортів пшениці озимої до зміни агрокліматичних умов півдня України. Фенологічні спостереження за розвитком сортів. Економічна та біоенергетична ефективність вирощування насіннєвого матеріалу.
дипломная работа [725,6 K], добавлен 02.06.2015Організаційно-економічна характеристика СТОВ "Більшовик". Динаміка і структура його посівних площ. Аналіз стійкості урожайності сільскогосподарських культур та впливу різних факторів на неї. Економічна ефективність вирощування і реалізації озимої пшениці.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.03.2011Статистичний аналіз. Собівартість продукції рослинництва. Динаміка собівартості озимої пшениці та соняшнику. Структура собівартості 1ц озимої пшениці та соняшнику. Індексний аналіз досліджуваного явища. Кореляційний аналіз озимої пшениці та соняшнику.
курсовая работа [107,4 K], добавлен 21.12.2008Аналіз стану машинно-тракторного парку у ДП "Ера-1", виробничо-технічна характеристика господарства. Використання МТП при виробництві озимої пшениці; експлуатаційні та економічні показники; застосування пристрою жниварки ЖВР-10, безпека життєдіяльності.
дипломная работа [262,1 K], добавлен 18.05.2011Землекористування і структура земельних угідь господарства. Врожайність культур й валові збори продукції. Матеріально-технічне забезпечення галузі, економічна ефективність виробництва продукції. Планування врожайності озимої пшениці, вартості добрив.
курсовая работа [65,3 K], добавлен 24.11.2011Народногосподарське значення і біологічні особливості м'якої озимої пшениці. Умови і технологія вирощування культури. Характеристика рекомендованих до посіву сортів пшениці; підготовка насіння, догляд за посівами, система добрив. Збирання і облік урожаю.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 08.10.2011Оцінка умов Ужгородського району. Ботанічна характеристика озимої пшениці. Оцінка впливу різних факторів на формування врожаю озимої пшениці. Догляд за посівами і засоби захисту від бур’янів, хвороб і шкідників. Збирання врожаю та його зберігання.
курсовая работа [615,3 K], добавлен 27.05.2015Продуктивність ячменю ярого. Селекційна робота в Миронівському інституті пшениці. Короткостебловість та стійкість сортів ячменю до вилягання. Стійкість сортів ячменю проти збудників хвороб. Ботанічна характеристика та біологічні особливості ячменю ярого.
дипломная работа [107,5 K], добавлен 16.07.2015Загальні відомості про господарство та вирощувані культури. Коротка ботанічна характеристика та вимоги озимої пшениці до умов росту і розвитку. Ведення галузі рослинництва в умовах реформування земельних відносин. Розробка системи агротехнічних заходів.
курсовая работа [290,0 K], добавлен 26.03.2014Загальна характеристика господарства "Великоснітинське". Особливості вирощування озимої пшениці залежно від системи землеробства. Фітосанітарний стан культури. Сучасні методи і прийоми в захисті рослин. Обробіток грунту та догляд за посівами культури.
реферат [59,0 K], добавлен 10.11.2010Методика статистичної обробки економічної інформації в сільському господарстві. Характеристика агрофірми "Відродження", його статистико-економічний аналіз й прогнозування виробництва озимої пшениці, а також трендовий аналіз шляхів підвищення ефективності.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 12.07.2010Технологія вирощування і селекції озимої пшениці. Стан і перспектива виробництва продукції сільськогосподарської культури, використання її сортових ресурсів. Характеристика зовнішніх умов вирощування, основні напрямки селекції нових сортів культури.
курсовая работа [751,7 K], добавлен 29.11.2010
