Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

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

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Фитомелиорация и фиторемедиация почв сельскохозяйственного назначения с различной степенью окультуренности и экологической нагрузки"

003488501

па 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

1 О ДЕК 2009

Брянск 2009

003488501

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

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук

Автухович Ирина Евгеньевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Андросов Геннадий Константинович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мёрзлая Генриетта Егоровна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Нечаев Лев Андреевич

Ведущая организация - Рязанский агротехнологический

университет имени П.А. Костычева

Защита состоится 25 декабря 2009 года в 10 часов в аудитории 216 на заседании Диссертационного совета Д.220.005.01 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 «Ю » ноября 2009 года и размещен на официальном сайте ВАК http://vak.ed.gov.ru

Ученый секретарь __________________ 7

диссертационного совета, \ -

доктор сельскохозяйственных наук, , г)

профессор A.B. Дронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное сельское хозяйство России в настоящее время находится в ситуации, когда необходимо решать проблемы по восстановлению почвенного плодородия, связанное с резким сокращением в системе севооборотов площадей занятых кормовыми травами, сидеральными культурами. Отмечается уменьшение объемов применения органических удобрений и ком-постов из-за нарушения системы севооборотов и резкого снижения доли животноводства в сельскохозяйственных предприятиях.

По России сегодня уже не обрабатывается около 40 млн. га бывших сельскохозяйственных угодий, почти 3/4 стада КРС исчезло по различным причинам.

Необходимо подчеркнуть, что уменьшение численности поголовья крупного рогатого скота стало причиной сокращения потребности животноводческой отрасли в кормах. Это в свою очередь оказалось решающим фактором, определяющим производство и применение органики с целью восстановления и повышения почвенного плодородия.

Проведенные исследования по актуальным проблемам отечественного земледелия показали, что в настоящее время почвенное плодородие имеет тенденцию к существенному снижению (Лыков A.M., Короткое A.A., Базды-ревГ.И. 1999; Рожков В.А., Васенев И.И. 2003; Баздырев Г.И., Лошаков В.Г., Пупонин А.И. 2000).

Чтобы поддержать или восстановить почвы сельскохозяйственного назначения по фактору плодородия необходимо, в первую очередь, разрабатывать агроприемы с использованием сидеральных культур (Малявко A.A., 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) по итогам полученных результатов экспериментов по изучению биологии сидеральных культур и их последействия на продуктивность и экологическое состояние севооборотов интенсивных агроценозов подчеркивают, что биологизация современных севооборотов на практике - это широкое использование специальных фитомелиоративных приемов в Российском земледелии.

В тоже время почвы сельскохозяйственного назначения в ряде регионов Российской Федерации нуждаются не просто в восстановлении плодородия, а в улучшении их агрохимических и биологических свойств и характеристик.

Ухудшающаяся экологическая обстановка, особенно вокруг крупных промышленных центров, таких как Москва, Санкт-Петербург, Челябинск, Екатеринбург и нерешенные проблемы 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; Овчарен-ко М.М. 1997).

На современном этапе развития агросферы необходимо вести поиск и новых культур, обладающих, одновременно, фитомелиоративными и фитореме-диационными свойствами, поскольку восстановление плодородия, часто связа-

но с предшествующим 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 молочно-цветкового при возделывании в качестве фитомелиорующей и фиторемедиаци-онной 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 не определяемые раньше кислоты — муравьиная, изомасляная 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 1Ш № 2365078 С1, 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 - фитомелиоран-та для восстановления почвенного плодородия. Содержание доступного фосфора в пахотном слое почвы возрастает на 6% при запашке горчицы белой и на 9% (19 мг/кг) в варианте с сафлором, а содержание обменного калия увеличивается на 5 (11 мг/кг) 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 гипераккумулян-том, использование которого, в чередовании с горчицей белой в течение 4 лет

эффективно для прохождения полного цикла технологии фиторемедиации загрязненных почв.

Установлено, что в условиях техногенного загрязнения по сравнению с контрольным участком пион молочноцветковый за 3 года снижает загрязненность корнеобитаемого слоя почвы тяжелыми металлами: 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 и руководстве 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 32 печатных работах в научных, научно-производственных, научно-методических журналах и сборниках, в том числе 8 в периодических научных изданиях перечня ВАК для публикации основных результатов диссертационной работы на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, девяти глав (обзор литературы, методической и экспериментальной части) выводов и предложений производству, списка литературы, включающего 295 источников, в том числе 108 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 268 страницах машинописного текста, включает 60 таблиц, 32 рисунка (фото, схемы и диаграммы), и отдельные приложения.

Благодарности: профессорам РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева Кондратьеву М.Н., Лошакову В.Г., научному консультанту - профессору Автухо-вич 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 н значение фитомелнорации и фнторемедиации 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 стратегию фитомелнорации, отдельно рассмотрен вопрос по корневым выделениям фитомелиоративных культур.

Обобщены научные результаты по проблеме фнторемедиации 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 значение фиторемедиации почв сельскохозяйственного назначения.

Глава 2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Исследования в условиях почвенной культуры с горчицей белой и рапсом

Опыты были 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 Вагнера. При его закладке использовали метод рендомизации. Повторность 4-кратная. Содержание в почве подвижного калия - 3,4 мг/кг, фосфора - 30 мг/кг (подвижного), рНС0Л, - 6,4; Сорг - 2,8%. Механический состав - средний суглинок, горизонт - А, абсолютная 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 КН2Р04 (80 мг подвижного фосфора на 1 кг).

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 Джексону М (Jackson M.L., 1984). В растениях фосфор определяли по Мерфи и Рейли (Murphy J., Riley, 1962).

Схема опыта включала следующие варианты:

1 — почва без растений (контроль);

2 — гиперфос, доля Р205 — 30%;

3 — горчица белая;

4 — гиперфос + горчица белая;

5 — растворимый фосфор (КН2Р04);

6 ■— растворимый фосфор + горчица белая;

7 — рапс;

8 — гиперфос + рапс;

9 — растворимый фосфор + рапс.

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

В опыте использовали семена горчицы белой. Опыт проводили в водной культуре. Питательный раствор (Кнопа) 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 Ъ—^ см. опытные растения переносили в контейнеры по вариантам схемы опытов.

В фазу цветения определяли содержание фосфора в надземной массе опытных растений. Использовали метод определения фосфора по Мерфи и Рай-ли. Основу методики составляет спектрофотометрический метод (ГОСТ 2665785). Подкисляющее действие корневых выделений определяли потенциометри-ческим 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 на газовожидкостном хроматографе в модификации кандидата химических наук Иванова А.А. По Иванову этот метод носит название - метод ионных окклюзий или ионоэксклюзионная хроматография, но основное различие заключается в том, что в качестве элюента используется 20 мМоль. Н2804, объем метки дозатора 100 мкл., в остальном -традиционный процесс. Прибор - хроматограф Когйго! 430А с УФ-детектором.

Схемы опытов в водной культуре № 1

Изучение роста и развития растений горчицы белой при стандартных параметрах и условиях стресса в водной культуре (фосфорное голодание).

1. (Контроль) Полный питательный раствор.

2. Питательный раствор без фосфорнокислого калия (КН2Р04).

3. Питательный раствор без фосфорнокислого калия (КН2Р04) с добавлением 1 г фосмуки.

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

№2

Влияние подкисляющего действия корневых выделений горчицы белой на показатели рН и ЭДС питательного раствора и деионизированной воды на разных стадиях развития растений

Этот эксперимент был разделен на несколько отдельных 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 деионизиро-ванную 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 1 г.

В фазу цветения растения, выращенные при различном уровне обеспечения

фосфором, помещали в деионизат и фиксировали изменение величины рН в течение нескольких часов.

2.3. Опыты с почвенной культурой при использовании горчицы белой и ячменя (ДАОС — Долгопрудненская агрохимическая станция имени Д.Н. Прянишникова)

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 Са(Н1р04)2 или простой суперфосфат и фосфоритную муку.

Опыт проводили в сосудах Вагнера, вместимостью 5 кг воздушно-сухой почвы. 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.

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 Са(Н2Р04)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.

Таблица 1 - Агрохимическая характеристика дерново-подзолистой почвы

Показатели Значение Размерность

pHkci 6,3

Р:05 6,6 мг/100 г

К20 4,3 мг/100 г

Гумус 1,2 %

Нг 0,9 мг-экв/100 г

S 11 мг-экв/100 г

ЕКО (Т) 11,9 мг-экв/100 г

V 92,4 %

Осенью 2004 года для полной имитации последействия сидерата всю растительную массу горчицы белой 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.

Статистическую обработку результатов с использованием программы дисперсионного анализа - БТКА7 ( авт. прог. Захарин М.Г.).

Таблица 2 - Схема опыта (ДАОС 2004 г.)

Вариант Повторность Характеристика вариантов

1 Контроль - почва б/р

1а почва +посев горчицы белой

2 почва + Са (Н2Р04)2

2а 8 почва + Са (Н2Р04)2 +посев горчицы белой

3 почва + фосфоритная мука б/р

За почва + фосфоритная мука +посев горчицы белой

Схема опыта в 2005 году имела вид (табл. 3). __Таблица 3 - Варианты опыта (ДАОС 2005 г.)

Вариант Характеристика Повторность

1 Контроль - почва б/р

ячмень

1а горчица белая

горчица белая + ячмень

2 Са(Н2Р04)2

Са(Н2Р04)2 + ячмень 4

2а Са(Н2Р04)2 + горчица белая

Са(Н2Р04)2 + горчица белая + ячмень

3 фосмука

фосмука+ ячмень

фосмука + горчица

ja фосмука + горчица + ячмень

2.4. Исследования 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 1822 см. Хорошо выражен подзолистый горизонт. Эрозионные процессы слабо выражены.

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

Учет урожая методом выборочных делянок - в четырех кратной повторно-сти, площадь учетной делянки 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 метода пробного снопа, который использовался при учете урожайности зеленой массы растений.

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 озоле-ние 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.

Схема опыта

1. Контроль - чистый пар

2. Горчица белая на зеленое удобрение

3. 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 вариантами 1 м.

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

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

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 На - 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 формируется в период с 25 ноября по 2 декабря. 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 — 40-55 мм. 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. 4.

Таблица 4 - Содержание тяжелых металлов (мг/кг) в ОСВ _ очистных сооружений г. Истра, 2002 г._

Наименование Методика Содержание Допустимые уровни по ГОСТ

показателя испытаний ТМ 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 16,6 г/кг.

3. ОСВ 33,2 г/кг.

Повторность опыта четырехкратная. Опыт был заложен в сосудах Митчер-лиха, вместимостью 5,2 кг воздушно-сухой почвы. Почвенные образцы отбирали и анализировали на содержание четырех тяжелых металлов (Cd, Pb, Си, Zn) по вариантам после окончания вегетации растений 2, 3 и 4 сроков посева, ки-слоторастворимые 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).

2.6. 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 10 °С 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. 5.

Осадок сточных вод г. Истры (табл. 5) характеризуется нейтральной реакцией, высоким содержанием общего азота, фосфора и органического вещества, зольностью 32 % и влажностью 30 %.

Почва дерново-подзолистая, среднесуглинистая.

При изучении фиторемедиации (фитосанации) в 2005-2006 гг. 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.

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.-130 с. 13,60 —

Кадмий мг/кг 0,94 —

Медь мг/кг 42,21 —

Цинк мг/кг 70,45

Содержание ТМ (5 М HN03): Допустимые уровни по ГОСТР 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

Опыт проводился в четырехкратной повторности. Расположение делянок систематическое. Площадь делянки составляла 15 м2. Ширина защитной полосы 0,5 м.

В течение каждого полевого сезона было проведено 2 ротации с использованием горчицы белой, а при посеве сафлора - 1 ротация за полевой сезон. ОСВ вносили вручную, доза осадка рассчитана по сухой массе.

Схема опыта включала 4 варианта:

1. Контроль.

2. ОСВ 40 т/га.

3. ОСВ 80 т/га.

4. ОСВ 120 т/га.

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

Учет урожая растений проводился сплошным методом.

Содержание органического вещества (ГОСТ 26213-91) определяли колориметрически по методу Тюрина.

рН солевой вытяжки (ГОСТ 26483-85) - потенциометрически. Подвижные формы фосфора (ГОСТ 26207-91) и калия (ГОСТ 26207-91) определяли в вы-

тяжке Кирсанова, гидролитическую кислотность (ГОСТ 26212-91) по методу Каппена, сумму поглощенных оснований (ГОСТ 26487-85) - по Каппену-Гильковицу.

Пробы почвы отбирали при помощи почвенного бура на глубину 0-20 см.

При подготовке растительных проб корни и надземную часть растений отбирали с каждого варианта по повторностям.

Почва опытного участка характеризовалась следующими агрохимическими показателями (табл. 6).

Таблица 6 - Агрохимическая характеристика почвы опытного участка

рНкс1 Органическое вещество, % Нг 8 ЕКО V, % р2о5 К20

мг-экв / 1 ООг почвы по Кирсанову, мг/кг

6,87 2,3 1,8 | 10,2 | 12,0 85,0 105 | 82

Исходное содержание тяжелых металлов в почве опытного участка (020 см) Истринских очистных сооружений представлено в таблице 7.

Таблица 7 - Содержание тяжелых металлов в почве опытного участка

Химические элементы Валовое содержание (5М Ш03), мг/кг одк, мг/кг Подвижные формы (аммонийно-ацетатный буфер), мг/кг пдк, мг/кг

РЬ 11,5 130,0 1,7 6,0

С<1 2,2 2,0 0,3 0,5

Си 178,8 132,0 18 ,4 3,0

1п 161,1 220,0 22,6 23,0

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 8ТЯА2.

При проведении исследований в ГБС РАН использовали пион молочно-цветковый. Модельный участок был расположен на расстоянии 50 м от автомобильной магистрали. Было высажено по 60 растений на делянках в 3 повторно-стях. Концентрацию тяжелых металлов определяли в образцах верхнего (015 см) и нижележащего (15—30 см) слоев перед посадкой пионов и после вы-копки 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 НЫ03. В дальнейшем все пробы подвергали атомно-абсорбционному

анализу на содержание в них тяжелых металлов - Zn, Си, №, РЬ и Сс1 - на приборе ААСг-бООО 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. 8).

Таблица 8 - Агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы _(ВНИПТИОУ, совместно с Хоренко Л.А.) _

Вариант Гумус, % рНсол Р205 | К20

мг/100 г по Кирсанову

Контроль - без внесения ОСВ 1,75 6,0 21,6 7,3

ОСВ 100 т/га 1,78 6,3 50,3 8,1

ОСВ 200 т/га 1,89 6,3 68,1 9,4

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.

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 не выявило четкого действия биопрепарата симбионт. В 2000 г., после пика высоких дневных температур, отмеченных во II декаде июля, средняя относительная влажность была выше средних

многолетних данных до конца вегетации - это спровоцировало очаговое поражение растений грибным заболеванием - (возб.) РЫЬрЫога шГе51апз.

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 (НИИКХ, 1967) во время бутонизации и цветения. Эти фазы являются оптимальными для определения ассимиляционной поверхности листьев, так как к моменту бутонизации растение развивается 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 металлов, 1992) на атомно-абсорбционном спектрофотометре С-И 5, ртуть - на анализаторе «Юлия-2М».

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

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 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 (КН2РО4) фосфора и нерастворимого 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 в фазе 4 настоящих листьев. На контроле и в варианте с гиперфосом растения заметно отставали в росте по сравнению с растениями, развивающимися в вариантах с растворимым фосфорнокислым калием (КН2Р04).

Стебли на горчице и рапсе срезали 24 июня — по окончании цветения горчицы белой, 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. 9).

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

Таблица 9 - Урожай надземной (числитель) и корневой (знаменатель) массы (г) по вариантам в среднем 1 растения (Германия, университет Хоенхайм)

Вариант

Сырая масса

Сухая масса | % сух, вещества

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

КН2Р04

8,59/0,39

1,66/0,09

19,3/23,1

НСР0

1,31

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

КН2Р04 НСРоз

14,30/1,14

1,92/0,17 1,30

13,4/14,9

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. 10).

По результатам, представленным, в таблице 10 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.

На завершающей стадии опытных исследований были проанализированы по вариантам почвенные образцы, результаты представлены в табл. 11.

Таблица 10 - Содержание фосфора в надземной части растений (мг) _горчицы белой (числитель) и рапса (знаменатель)_

Показатели Контроль Гиперфос КН.Р04

На 1 г 1,3 3,1 4,6

сухой массы 1,3 3,5 4,7

НСР05 0,14/0,31

На сухую массу 1,35 3,75 7,7

одного растения 1,6 3,9 8,9

На сосуд (вынос) 5,4 15,0 30,8

6,6 15,5 35,9

Поглощение фос- 12,8 20,7 25,0

фора растениями на сосуд, % 15,7 21,3 29,2

Таблица 11 - Содержание подвижного фосфора в почве _опытных вариантов (мг/кг)__

Показатели Контроль Гиперфос КН2Р04

Контроль (без растений) 42,0 72,6 123

Горчица белая 33,6 64,4 61,5

Рапс 32,8 64,8 53,3

НСР05 0,5

В варианте с гиперфосом общее поглощение (вынос) растениями горчицы на один сосуд составило около 15 мг. Содержание доступного фосфора после окончания вегетации было 64 мг/кг почвы и 72 мг/кг в варианте с гиперфосом без растений, разница составляет 8 мг/кг почвы, растения на сосуд накопили около 15 мг, вероятно, 7 мг фосфора растения горчицы аккумулировали при воздействии корневых выделений на нерастворимый гиперфос. У рапса в варианте с гиперфосом также отмечается аналогичная тенденция. В отношении вариантов с растворимым фосфором следует отметить, что горчица белая показала одинаковую способность по накоплению фосфора в надземной массе.

Глава 4

Обоснование экологического значения корневых выделений горчицы белой и их идентификация в условиях водной культуры (опыты в ИФР им. К.А. Тимирязева РАН, 2000-2003 гг.)

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 (Р205) (рис. 1).

4000

2000

Контроль

фосфорный голод

без доступного фосфора +1 г фосфоритной муки

Рисунок 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 5 г/кг сухой массы, т.е. в варианте, где было оптимальное питание на протяжении всего цикла 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 3,9 г/кг.

Вариант, в котором растения, испытывали полный дефицит по фосфорному питанию, содержание в растительной массе составило 3 г/кг.

4.2. Влияние коревых выделений белой горчицы на подкисляющее действие питательных растворов и 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 12).

Таблица 12 - Динамика измерения рН и ЭДС (тУ) питательных растворов __(ИФР РАН) _

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

Существенное подкисление замечено только у молодых растений, находящихся в фазе 2-А настоящих листьев, на второй день после замены раствора рН составил 3,80.

После прохождения первых суток с начала эксперимента кислотность питательного раствора падает. Видимо растения горчицы белой в условиях фосфорного голода реализуют накопленный потенциал и возможность выделения органических кислот в первые сутки. Затем отмечается постепенное ослабление противострессовой реакции опытных растений и показатели рН на четвертые сутки стабилизируются. Одновременно существенно снижается ЭДС питательного раствора, вследствие интенсивного расхода питательных ионов.

Для более четкого улавливания подкисляющего действия корневых выделений провели серию опытов, где использовали деионизированную воду (табл. 13). В опыте использовали контрольный вариант, взяв за основу деионизированную воду с добавлением 1 г нерастворимой фосфоритной муки.

Таблица 13 - Динамика рН и ЭДС (тУ) при подкисляющем действии корневых выделений горчицы белой на деионизированную воду (ИФР РАН)

Временной ин- 1 вариант(деионизат + 1 г фосмуки) 2 вариант (деионизат + 1 г фосмуки + растения) 2 вариант(деионизат + растения)

тервал пН ЭДС РН ЭДС рН ЭДС

1 сутки определения

13.30 Чистый деионизат 6,74 -20,4

У(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 1 13,6

2 сутки 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 растениями кислоты, растворяли фосмуку, а, как известно, при растворении фосмука 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 корневых выделений активнее осуществляется растениями на ранних этапах развития (находящихся в фазе 2-4 настоящих листьев), т.к. такие процессы, в условиях стресса, в этот период проходят интенсивно. Таким образом, изменение рН питательного раствора протекает очень быстро в отличие от экспериментов с растениями, находящихся уже в фазе бутонизации и цветения.

4.3. Тестирование 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 реакцию окрашивания корневых выделений горчицы белой были использованы растения, находящиеся в фазе двух настоящих листьев.

Реакция на окрашивание была зафиксирована посредством фотографирования и представлена ниже.

Рисунок 2 - Выделение органических кислот растениями горчицы белой в стрессовых условиях

\

\

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

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 рис. 3.

стресс

Муравьиная

Изомасляная

Валериановая

контроль

Рисунок 3 - 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 течение 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

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

После уборки урожая с вариантов были отобраны образцы горчицы белой с целью определения содержания фосфора в надземной массе опытных растений, результаты приведены в таблице 14.

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 14 - Содержание фосфора в образцах сухой массы белой горчицы, г/кг

Вариант, № Содержание фосфора В % к контролю

Контроль (1а) 4,1

Са(Н2Р04)2 (2а) 5,7 139

Фосмука (За) 5,4 132

НСР05 0,2

В варианте За с нерастворимой фосфоритной мукой разница по накоплению фосфора с вариантом 2а составляет 0,3 г/кг сухой массы горчицы белой. Различия слабо существенны и это еще раз доказывает способность растений горчицы белой при помощи корневых выделений усваивать фосфор из почвы при внесении нерастворимых в воде 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 изучалось последействие по вариантам опыта с использованием такого известного фитоиндикатора почвенного плодородия, как ячмень яровой.

Результаты по урожайности ячменя представлены в табл. 15.

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.

Таблица 15 - Продуктивность растений ячменя в зависимости от вида применяемого удобрения и использования модельной сидерации (ДАОС, 2005 г.)

Вариант Средняя масса зерна, г/сосуд В % к контролю

1 контроль (почва) 5,2 -

1а (горчица белая) 6,2 119

2 ( Са(Н2Р04)2 6,9 133

2а (Са(Н2Р04)2 + горчица белая) 7,3 140

3 (фосфоритная мука) 5,4 104

За (фосфоритная мука + горчица белая) 6,4 123

НСР05 0,3

Необходимо также отметить, что разница в процентах между вариантами 3 и За, где в почву была внесена фосфоритная мука составляет +19 процентов за счет включения в вариант За 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 течение двух лет исследований.

Динамика содержания фосфора в почве опытных вариантов представлена в табл. 16.

Таблица 16 - Содержание подвижного фосфора в почве опытных вариантов

__(ДАОС, 2004-2005 гг.)_

Вариант Содержание Р205 мг/кг

Исходное 2004 г. Весна Действие на 2004 г. Осень Последействие 2005г. Весна Последействие 2005 г. Осень В% к контролю

1 47,0 49,0 49,0 -

Контроль Ячмень 46,0 93

51,0 104

47,0 1 а 43,0 51,0 Ячмень 49,0 100

2 70,0 69,0 69,0 140

Ячмень 65,0 132

70,0 68,0 138

2а 63,0 68,0 Ячмень 64,0 130

58,0 57,0 58,0 118

Ячмень 52,0 106

47,0 72,0 147

За 58,0 72,0 Ячмень 69,0 141

НСР 05 0,57 0,58 0,59

Следует отметить, что в 1 варианте хотя и отмечается положительная динамика по содержанию фосфора в почве, но полученные значения отражают вариабельность данного показателя во времени.

На варианте 1а, где применялась горчица белая достигнуто уже существенное увеличение по содержанию в почве доступного фосфора и вероятно это уже связано с мобилизацией нерастворимых фосфатов, которые, как известно, могут содержаться в почве в виде апатита, фосфорита и вивианита, при этом могут мобилизовываться фосфаты кальция, алюминия, одно - двух и трехосновные фосфаты железа

Растворимость фосфорнокислого железа и алюминия меньше, чем растворимость кальциевых солей фосфорной кислоты. Именно поэтому в почве всегда имеется некоторый запас прочносвязанных фосфатов, мобилизация которых

возможна под воздействием почвенной микрофлоры и корневых выделений, имеющих низкий рН.

Анализ представленных данных в таблице 16 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.

Наиболее результативными были варианты с применением водорастворимого простого суперфосфата и фосфоритной муки. В варианте с внесением фосмуки отчетливо проявилось свойство горчицы белой по мобилизации нерастворимого фосфата в последействии при учете урожая ярового ячменя.

На основании полученных результатов эксперимента были сделаны предварительные выводы по экологическому обоснованию использования специальных культур - фитомелиорантов на слабоокультуренных дерново-подзолистых почвах с целью усиления замкнутости круговорота фосфора в интенсивных агросистемах.

ГЛАВА 6

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

Дальнейшие исследования по проблеме фитомелиорации почв сельскохозяйственного назначения проводили в полевых условиях на участках Московского отделения ВИРа в 2008-2009 гг.

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. 17.

Таблица 17 - Содержание и распределение фосфора и калия в сухой массе _растений (%) (МО ВИР, п. Михнево, совместно с Курило A.A.)

сафлор горчица белая

Повтор- стебли, листья, корни стебли, листья, корни

ность соцветия соцветия

Р205 К20 Рг05 К20 р2о5 К20 Р205 К,о

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

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

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

После запашки опытных растений по вариантам в 2008 г. нами в 2009 г. были повторно отобраны образцы почвы для анализа на содержание подвижного фосфора и калия в последействии. Данные представлены на рис. 4.

25

2008 12009

Пар

чи™й чиГтый "Ф™Р калий ф0Сф0Р

сафлор

фосфор

горчица белая

Рисунок 4 - Содержание фосфора и калия (мг/100г) в почве опытных вариантов

Результаты полевого эксперимента показали, что сафлор, как фитомелио-ративная культура обладает всеми необходимыми свойствами и может быть использована в качестве сидерата в Нечерноземной зоне.

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 оценке - "средняя", а после сафлора - "сильная" (рис. 5).

4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5

п ар чистыи; 4 1

горчица белая; 2,9

сафлор; 1,5

0,5

ШШшЛ

пар чистый сафлор горчица белая

Рисунок 5 — Снижение массы льна-полотна при разложении в почве

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 была поставлена задача, изучить возможность проведения исследований по фитосанации с максимально возможным числом ротаций (посев, уход, уборка и перебивка сосудов), с той целью, чтобы 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. 18.

Таблица 18 - Урожайность надземной массы (г/сосуд) белой горчицы в фазу цветения по ротациям (совместно с Ромодиной Л.В., 2002-2003 гг.)

1 и 4 ротация* 2 ротация 3 ротация

Вариант Надземная масса В% к кон- Надземная масса В% к кон- Надземная масса В % к кон-

сырая сухая тролю сырая сухая тролю сырая сухая тролю

1. Контроль 64.2 44.3 М 7,8 44,8 7,8 68,9 11,2

2. 83.9 89,7 12,3 16,3 128/208 57,2 9,1 116 109,7 17,5 156

3. 70,8 90,1 10,7 17,2 111/220 58,7 9,4 120 121,3 19,4 173

*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: Сс1 в 8 и 7 раз, Си в 1,5 и 1,8 раза и Хп 5 и 5,8 раза соответственно.

28

Результаты по определению тяжелых металлов в почве опытных вариантов представлены в табл. 19.

Таблица 19 - Содержание ТМ в почве (мг/кг) по вариантам после 2; 3 и 4 (только иодв. фракция) сроков вегетации белой горчицы

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

2.0СВ (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

з.осв (33,2 г/кг) ПДКлодв 3,4 3,3 0,45 0,41 4,5 3,1 57,2 54,3

2,0 6,0 11,2 0,38 0,5 0,5 1,4 3,0 20,4 41,45 23 93,7

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

Коэффициент биологического поглощения (К6г1) 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 К6п на 2 и 3 вариантах по меди связано с образованием устойчивых комплексов при добавлении органоминерального субстрата (ОСВ). Наименьшее значение Кб„ - по свинцу и кадмию. Наиболее активно растениями белой горчицы поглощаются катионы (в порядке возрастания): С(1 < РЬ < Си < Zn.

Глава 8

Экологическое обоснование фпторемедиацнн 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. 20).

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, ч о 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.

Таблица 20 - Продуктивность растений горчицы белой (сух. масса г/м2) (опытная площадка очистных сооружений г. Истры 2005-2006 гг.)

Варианты 2005 г. 2006 г.

опыта стебли В °/о корни в% стебли в% корни в%

1 ротация 420,3 61,0 370,1 50,5

1 контроль

2 ротация 352,6 52,4 283,6 32,5

1 ротация 708,4 168 103,3 169 550,8 149 73,2 145

2 вар. 2 ротация 545,1 154 87,6 167 432,5 152 51,0 156

1 ротация 723 172 101,4 166 610 164 87,5 173

3 вар. 2 ротация 550,9 156 86,7 165 454,2 160 54,3 167

1 ротация 595,4 134 94,6 155 480,7 130 76,4 151

4 вар. 2 ротация 433,2 123 81,7 156 356,8 126 51,3 157

Учет урожая сафлора проводили в фазу цветения (окончание), результаты представлены в табл. 21.

Таблица 21 - Продуктивность растений сафлора (сух. масса г/м2) (опытная площадка очистных сооружений г. Истры 2007-2008 гг.)

Варианты опыта 2007 г. 2008 г.

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

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

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

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

Результаты по выносу тяжелых металлов опытными растениями представлены в таблице 22.

Таблица 22 - Общий вынос ТМ (мг/м2) из почвы опытных вариантов с урожаем растениями горчицы белой и сафлора (2005-2008 гг.)

Вариант Общий вынос ТМ с урожаем, мг/м2

опыта 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.

8.1. Влияние 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. 23.

Таблица 23 - Содержание тяжелых металлов (мг/кг) в почве (0-15 см) опытных вариантов после 4 лет применения фитосанации

(опытная площадка Истринских очистных сооружений 2005-2008 гг.)

Вариант, СВИНЕЦ КАДМИЙ МЕДЬ ЦИНК

повторность 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 0,5 0,3 2,9 8,6

исходному

2. ОСВ 40 т/га 12,1 11,4 2,37 2,01 183,8 179,3 169,2 156,1

Снижение к ис- 0,7 0,36 4,5 13,1

ходному

В % к контролю 140 120 155 152

3. ОСВ80 т/га 13,2 12,41 2,43 1,95 190,1 185,3 178,8 163,4

Снижение к ис- 0,8 0,48 4,8 15,4

ходному

В % к контролю 160 160 165 179

4.ОСВ 120 т/га 14,7 13,8 I 2,50 2,11 197,3 192,7 187,5 173,1

Снижение к ис- 0,9 0,39 4,6 14,4

ходному

В % к контролю 180 130 159 167

НСР05 0.13 0.06 0.65 1.11

По итогам проведения полевых исследований в течение четырех лет было установлено следующее: для окончательного процесса очистки загрязненной почвы до уровня фонового значения по 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, для применяемой схемы чередования горчицы белой и сафлора проведение активной фитореме-диации еще в течение 6 лет.

Обязательным условием по технологии фиторемедиации загрязненной почвы должно 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 М. К., Schwab А. Р. 2001), как это обычно практикуется в существующей технологии фитосанации (фиторемедиации) загрязненной почвы.

Рисунок 6 - Сафлор перед уборкой на опытной площадке по изучению фиторемедиации (Истринские очистные сооружения 2008 г.)

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 течение 4 лет при выращивании на загрязненной почве позволяет существенно снизить загрязненность корнеобитаемого слоя тяжелыми металлами.

На территории Главного ботанического сада г. Москвы в течение 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

32

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 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 содержания 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%. Видимо это 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 возобновляется. При использовании никфана у растений картофеля отмечено также незначительное увеличение числа стеблей - 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 сильный эффект в увеличении линейных размеров стеблей был отмечен в 3-м варианте, отставание в росте наблюдалось и в фазу цветения. Эта тенденция сохранялась на всех фонах.

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

Применение препаратов перед посадкой клубней картофеля увеличило выход и массу клубней нового урожая при сравнении с контролем (табл. 24).

Таблица 24 - 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 НСР05". для А - 0,3 шт., для В - 0,38 шт., по массе клубней соответственно 16 г, 20 г и 36 г.

В опыте использовали клубни среднераннего сорта картофеля Невский.

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.

В 1999г. коэффициент биологического размножения существенно увеличился 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.

Результаты учета урожая картофеля в 2000г. приведены в табл. (табл. 25).

Было отмечено, что действие применяемых препаратов проявлялось наиболее существенно на фоне без внесения ОСВ. Применение осадка сточных вод сглаживало различия по показателям урожайных свойств в зависимости от вида препарата и его концентрации.

Таблица 25 - 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

-> j 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

Примечание. По числу клубней НСР05.' для А - 0,26 шт., для В - 0,34 шт. По массе клубней соответственно - 21 г, 28 г и 48 г.

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 на 2-м - в среднем 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.

9.2. Влияние уровня загрязнения пахотного слоя почвы тяжелыми металлами при рециклинге осадков сточных вод на накопление токсикатов в клубнях картофеля

После каждого года исследования в почве опытных вариантов и клубнях нового урожая определяли содержание тяжелых металлов (табл. 26).

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 Н§ низкий, 2п и Си - средний.

Таблица 26 - Влияние ОСВ на валовое содержание ТМ в почве и накопление в клубнях картофеля (мг/кг сухого вещества)

__ (совместно с Хоренко Л.А.)_

Тяжелые ме- Вари- Почва Растения

таллы (ТМ) ант 1999 г. 2000 г. пдк 1999 г. 2000 г. ПДК

1 9,0 9,0 0,44 0,37

Свинец 2 13,2 13,0 32 0,67 0,59 2,5

3 13,5 13,6 1,19 0,86

НСР05 0,6 0,7 0,2 0,2

1 1,6 1,5 0,21 0,14

Кадмий 2 3,3 3,0 2 0,38 0,27 0,15

3 5,5 5,2 0,45 0,29

НСР05 0,5 0,7 од 0,05

1 20,2 19,0 4,81 4,58

Медь 2 42,0 41,0 60 5,36 5,11 25

3 57,0 56,2 6,58 5,93

НСР05 7,9 7,6 0,46 0,38

1 62,5 61,8 28,1 14,8

Цинк 2 102 90,7 220 33,4 18,0 50

3 163 141 40,3 23,5

НСР05 10,3 8,4 5,2 3,1

1 14,0 13,8 0,77 0,75

Никель 2 18,2 17,0 80 1,14 0,90 2,5

3 30,1 29,2 1,50 1,26

НСР05 1,2 1,4 0,2 0,15

1 5,3 5,3 0,25 0,20

Кобальт 2 7,0 6,8 100 0,35 0,26 1,0

3 8,4 8,4 0,41 0,39

НСР05 0,6 0,5 0,1 0,1

1 0,04 0,03 0,01 0,008

Ртуть 2 0,08 0,07 2,1 0,01 0,010 0,1

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.

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 растений.

При анализе растительных образцов было обнаружено, что уровень Cd превышал ПДК в 3 раза (200 т/га), а содержание остальных ТМ было на уровне ПДК. Аналогичные результаты были получены учеными МГУ (Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Обухов А.И., 1995), изучавшие различные культуры при выращивании их на почвах, загрязнённых тяжёлыми металлами.

Картофель оказался одной из культур, самых устойчивых к тяжелым металлам. Следует отметить, что кадмий накапливался в клубнях картофеля выше допустимой концентрации. Этот металл относится к группе медленно выводимых из организма человека элементов и вероятность «кумулятивного эффекта» становится высокой (Ильин В. Б. 1991). Препараты на аккумуляцию ТМ растениями выраженного действия не оказали, имеющиеся различия были в пределах ошибки.

В почве опытных участков по фону отмечалось высокое содержание Cd, а после внесения ОСВ в дозе 100 т/га его уровень превышал ПДК в 1,7 раза, а при внесении 200 т/га - в 3 раза.

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. Проведенные исследования по проблеме фитомелирации и фитореме-диации почв сельскохозяйственного назначения позволили установить и выявить новые возможности традиционных (горчица белая) и новых культур (сафлор) для Нечерноземной зоны в условиях Московской области. Исследования выявили универсальные свойства горчицы белой и сафлора, которые могут быть использованы непосредственно при решении экологических проблем в аг-росфере.

2. Установлено, что в условиях водной кулмуры, при замене водорастворимого фосфора на фосфоритную муку 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 и 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 (рН 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 на основе проведенных опытов в почвенной культуре (университет Хоенхайм - Германия, ДАОС - РФ), что растения горчицы белой и рапса способны мобилизовать и усваивать и фосфор при внесении в почву нерастворимых фосфатов. Поглощение и накопление фосфора из почвенного раствора растениями горчицы белой и рапса зависит от исходного содержания подвижного фосфора и на фоне применения гиперфоса процент поглощения составляет у горчицы - 20,7 и рапса - 21,3. Эффект от модельной сидерации (опыты в ДАОС) особенно ярко проявляется при использовании фосфоритной муки и горчицы белой — содержание подвижного фосфора в почве превышают аналогичный показатель в контроле на 47 % (23 мг/кг), а на второй год испытаний при выращивании ячменя - на 41% (20 мг/кг).

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. 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. Впервые установлено, что при выращивании сафлора в Нечерноземной зоне на среднеокультуренной дерново-подзолистой почве растения более интенсивно накапливают калий, чем фосфор, распределение калия по органам растения составляет: в надземной части - 19,7 г/кг, а в корнях -14,1 г/кг сухой массы. Растения сафлора накапливают фосфор с преимуществом 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.

6. 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 по сравнению с контролем возрастает на 14мг/кг при запашке горчицы белой и на 19 мг/кг на варианте с сафлором. Установлено, что сидерация на дерново-подзолистой 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 оценке активности почвы по шкале Д.Г. Звягинцева, как "сильная". При запаш-

ке горчицы белой биологическая активность почвы в слое 0-20 см соответствует оценке по шкале - "средняя". Результаты по сафлору получены впервые.

7. 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 на всех вариантах с внесением ОСВ. При внесении самой высокой дозы осадка сточных вод (33,2 г/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): Сс1 < РЬ < Си < Тп.

8. 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 течение 2х 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.

9. Установлено, что свинец и медь преимущественно аккумулируются в корневой части сафлора, но по сравнению с горчицей белой сафлор отличается большей аккумуляцией металлов в целом. 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 кадмия 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 функцию биофильтра с целью предотвращения токсичного действия ионов кадмия, которые через клеточные мембраны попадают из системы корня в сосудистые ткани стебля.

10. Установлено, что прием фиторемедиации 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 са (2 мг/кг) для дерновоподзоли-стых 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 тереб-

ления 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.

11. 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 содержания кислоторастворимых 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 "пассивной" фиторемедиации.

12. Впервые показана, возможность выращивания семенного картофеля на почвах, загрязнённых тяжелыми металлами при внесении осадков сточных вод. Выращивание картофеля на загрязнённых почвах возможно на семена и на технические цели, например для переработки на биоэтанол. 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 аг-росфере для семеноводческих хозяйств. Внесение в почву осадка сточных вод в дозе 200 т/га, приводит к загрязнению почв и клубней нового урожая картофеля Сс1 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

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

2. При загрязнении почвы тяжелыми металлами, а также при рециклинге осадка сточных вод на почвах сельскохозяйственного назначения рекомендовано использование горчицы белой и сафлора, а в случае "пассивной" фиторемедиации - пиона молочноцветкового.

3. В качестве альтернативного приема фиторемедиации на загрязненных тяжелыми металлами почвах, а также при утилизации осадка сточных вод следует выращивать только семенной картофель или на технические цели - для получения крахмала.

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. 3,1994. 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, 2001. с. 113-124.

3. Постников Д.А., Прохин Л.В. Аккумуляция тяжелых металлов корневищами пионов при техногенном воздействии на почвенный ценоз // Известия ТСХА, вып. 1,2003. с. 187-190.

4. Хоренко Л.А., Постников Д.А.Эффективность применения регуляторов роста при выращивании картофеля на полях с внесением осадков сточных вод П Известия ТСХА, вып. 2, 2003. с. 77-90.

5. Постников Д.А., Кузнецов C.B., Щербаков А.Ю. Эффективность фитосана-ции земель сельскохозяйственного назначения при внесении осадков сточных вод // Известия ТСХА, вып. 3, 2004. с. 67-71.

6. Постников Д.А., Ромодина Л.В., Кузнецов C.B., Щербаков А.Ю. Аккумуляция тяжелых металлов растениями белой горчицы при внесении осадка сточных вод в почву // Известия ТСХА, вып. 3,2005. с. 39-47.

7. Постников Д.А., Ромодина Л.В., Игнатьева С.Л. Фитосанация почв сельскохозяйственного назначения при утилизации осадка сточных вод // Известия ТСХА, вып. 1,2008. с. 58-66.

8. Постников Д.А. Способ очистки почв от тяжелых металлов. Патент RU № 2365078 Cl, опубл. 27.08.2009 Бюл. № 24.

В других изданиях, журналах и сборниках:

1. Постников Д.А. Альтернативные системы в сельскохозяйственном производстве. МСХА, 1993. 14 с.

2. Постников А.Н., Постников Д.А. Картофель. Сорта. Болезни, вредители, сорняки и меры борьбы. ТОО РУПОР. Настольная книга фермера, 1994. - 48 с.

3. Постников Д.А., Изилов М.Ю., Раскатов В.А. Нетрадиционные способы повышения биопродуктивности картофеля / Доклады ТСХА, вып. 266, МСХА, 1995. 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 1999 г. с. 56-57.

7. Игнатьев H.H. Постников Д.А., Андрюшин Д.А. Влияние препарата Симби-онт-2 на корнеобразование у картофеля. Деп. В ВИНИТИ - РАН 26.04.99., №1327 -В. 99,3 с.

8. 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.

9. Игнатьев H.H. Постников Д.А., Андрюшин Д.А. Физиологическая активность водных вытяжек в условиях действия элементов питания растений и стимулирующего начала микроэлемента. Деп. В ВИНИТИ - РАН. 18.12. 2000, №3159 -В.00,12с.

10. Постников Д.А., Раскатов В.А., Черников В.А., Соколов O.A. Мосиенко H.A. Функционирование агросистем в условиях техногенеза. В кн. Агроэкология / под ред. Черникова В.А., Чекереса А.И. Колос, 2000. с. 150-168.

11. Хоренко Л.А. Постников Д.А. Воздействие регуляторов роста на картофель в условиях загрязненных ценозов / Бюл. ВИУА, вып. 115,2001. с. 76-77.

12. 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./ M.: МСХА, 2002. С. 20-49.

13. 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. С. 70-74 с.

14. 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. С. 67-69.

15. Постников Д.А. Кузнецов C.B. Аккумуляция тяжелых металлов растениями белой горчицы в условиях вегетационного опыта / ГУ, центр по выполнению работ и оказанию услуг природоохранного назначения, 2003, вып. 2. С. 91-94.

16. Постников Д.А. Раскатов В.А. Кузнецов A.B. Комплексный эколого-экономический анализ оценки воздействия на окружающую среду. М.: МСХА, 2003. 83 с.

17. 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 2003 г. с. 78.

18. Постников Д.А. Чудакова A.A. Монахова О.Ф. Экологическое значение корневых выделений белой горчицы (Sinapis alba) / Пущино, 9-14 июня 2003 г., международный симпозиум. Том 1. с. 313-315.

19. Постников Д.А. Экологизация системы земледелия: приёмы и методы. В сб. Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии. М.: МСХА, 2004. с. 327-333.

20. Постников Д.А., Веселов Д.Л. и др. Фитоэкстракция тяжелых металлов горчицей белой из обезвоженного осадка сточных вод в условиях полевого стационара // Реформа в ЖКХ, "ГОРОД" № 5, 2005 г. с. 21-26.

21. Постников Д.А. Сорта и классификация сортов. В кн. Картофель / Постников А.Н., Постников Д.А. / 2-е изд., перераб. и доп. М.: 2006. С. 27-46.

22. 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. С. 93-122.

23. 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. С. 131-139.

24. Постников Д.А. Неприхотливое растение заменит удобрение / Сельская Новь. Вып. 12, 2007. С.54.

Подписано к печати 06.11.2009

Формат 60*84/16.

Печать трафаретная

Уч.-изд. л. 2,42

Тираж 100 экз.

Заказ № 466

Отпечатано в издательском центре ФГОУ ВПО МГЛУ 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 58 Тел. (495) 976-02-64

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Постников, Дмитрий Андреевич

1. Введение.7

Глава 1 .Обзор литературы

2. 1.1 Фитомелиорация и её значение для современного земледелия.14

3.1.2 Экологические подходы в развитие теории и практики применения сидеральных культур.19

4. 1.3 Сущность и значение аллелопатии, как вспомогательного фактора фи-томелиорации по проблеме экологизации земледелия.35

6. 1.5 Экологические проблемы при утилизации осадков сточных вод (ОСВ) для повышения почвенного плодородия.36

7. 1.6 Фиторемедиация и её виды при использовании в прикладной экологии.44

8. 1.6.1 Биологические механизмы аккумуляции тяжелых металлов.50

9. 1.6.2 Поглощение тяжелых металлов корнями растений.51

10. 1.6.3 Транспорт тяжелых металлов в растениях.53

11. 1.7 Прикладные аспекты био и фиторемедиации при очистке загрязненных компонентов экосистем.54

Глава 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

12. 2.1 Исследования в Германии в условиях почвенной культуры с горчицей белой и рапсом.61

13. 2.2 Исследования в водной культуре с горчицей белой.64

14. 2.3 Опыты с почвенной культурой при использовании горчицы белой и ячменя (ДАОС).71

15.2.4 Исследования в Московском отделении ВИР при использовании горчицы белой и сафлора.76

16. 2.5 Модельные опыты в почвенной культуре по фиторемедиации.85

17. 2.6 Полевые опыты по изучению выращивания семенного картофеля на загрязненных тяжелыми металлами почвах, как альтернативного приема фиторемедиации (Владимирская обл., ВНИПТИОУ).86

18. 2.6.1 Описание объектов и методов исследований.87

19. 2.7 Полевые опыты по изучению выращивания семенного картофеля на загрязненных тяжелыми металлами почвах, как альтернативного приема фиторемедиации (Владимирская обл., ВНИПТИОУ).92

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Глава 3 Влияние мобилизационной способности горчицы белой и рапса на итоговое содержание доступного фосфора в почве в условиях почвенной культуры.

20. 3.1 Влияние различного содержания фосфора в почве опытных вариантов на рост и развитие растений горчицы белой и рапса.97

21. 3.2 Влияние различной степени обеспеченности почвы доступным фосфором на урожайность опытных растений.100

22. 3.3 Влияние различной степени обеспеченности почвы доступным фосфором на содержание его в растениях горчицы белой.102

23. Выводы.105

Глава 4 Обоснование экологического значения корневых выделений и их идентификация при росте и развитии горчицы белой в условиях водной культуры.106

24. 4.1 Влияние различной степени обеспеченности питательного раствора фосфором на биометрические показатели и накопление фосфора горчицей белой в условиях водной культуры.107

25. 4.2 Результаты анализа растительной массы на содержание фосфора.110

26. 4.3 Влияние корневых выделений белой горчицы на подкисляющее действие в испытуемых растворах деионизированной воды.112

27. 4.4 Тест - реакция выделяемых органических кислот растениями белой горчицы и их идентификация в условиях водной культуры.115

28. Выводы.119

Глава 5 Фитомелиоративное влияние растений горчицы белой на содержание доступного фосфора в почве и продуктивность растений ячменя во 2 год испытаний в условиях летней оранжереи.120

29. 5.1 Влияние различных вариантов внесения фосфорных удобрений на развитие и продуктивность горчицы белой.123

30. 5.2 Влияние различной степени доступности фосфора в почве на накопление фосфора растениями горчицы белой.125

31. 5.3 Влияние последействия изучаемых приемов и сидерального эффекта горчицы белой на продуктивность ярового ячменя.127

32. 5.4 Содержание фосфора и калия в соломе ячменя в последействии изучаемых приемов.128

33.5.5 Влияние внесения фосфорных удобрений и модельной сидерации на содержание подвижного фосфора в почве.129

34. Выводы.134

ГЛАВА 6 Экологическое обоснование фитомелиорации при использовании традиционных и новых культур в полевых условиях.136

35. 6.1 Фенологические и биометрические наблюдения и учеты.138

36. 6.2 Продуктивность растений горчицы белой и сафлора.139

37. 6.3 Накопление фосфора и калия растениями горчицы белой и сафлора в фазе полного цветения.140

38. 6.4 Агрохимическая характеристика почвы опытного участка и влияние растений горчицы белой и сафлора на содержание фосфора и калия в последействии.143

39. 6.5 Влияние последействия запашки сафлора и горчицы белой на микробиологическую активность почвы.149

40. Выводы.153

Глава 7 Изучение возможностей фиторемедиации загрязненных почв сельскохозяйственного назначения при внесении осадка сточных вод на модельных опытах.155

41. 7.1 Влияние различных доз вносимого осадка сточных вод (ОСВ) на биометрические показатели и урожайность горчицы белой.156

42.7.2 Изучение фиторемедиационных свойств горчицы белой при выращивании на почве с различным загрязнением тяжелыми металлами.159

43. 7.3 Агрохимическая характеристика и анализ содержания тяжелых металлов в почве опытных вариантов при проведении модельной фиторемедиации.165

44. Выводы.170

Глава 8 Экологическое обоснование фиторемедиации загрязненных почв сельскохозяйственного назначения при использовании горчицы белой, сафлора и пиона молочноцветкового.

45. 8.1 Влияние внесения различных доз ОСВ на урожайность горчицы белой.173

46. 8.2 Влияние различного уровня загрязнения пахотного слоя почвы опытного участка на накопление тяжелых металлов в надземной и корневой массе растений горчицы белой.176

47. 8.3 Определение коэффициента биологического поглощения тяжелых металлов горчицей белой и определение экологической эффективности фиторемедиации загрязненной почвы.179

48. 8.4 Влияние различных доз внесения ОСВ на урожайность сафлора.182

49. 8.5 Изучение влияния различных доз вносимого осадка сточных вод в почву на накопление тяжелых металлов растениями сафлора .186

50. 8.6 Влияние дозы вносимого осадка по вариантам опыта на вынос сафлором тяжелых металлов из почвы.192

51. 8.7 Влияние четырехлетнего цикла фиторемедиции на содержание тяжелых металлов в пахотном слое почвы в зависимости от различной дозы вносимого осадка сточных вод.196

52. 8.8 Фиторемедиация техногенно нагруженных ландшафтов при использовании пиона молочночветкового (Раеота 1асй/1ога РаИ).199

53. Выводы.203

54. Глава 9. Получение семенного картофеля при возделывании на почве с высоким содержанием тяжелых металлов без предварительной фитореме-диации.206

55. 9.1 Влияние обработки клубней картофеля на рост и развитие картофеля по вариантам опыта.208

56. 9.2 Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля в растворах 2-хлорэтилфосфоновой кислоты и симбионта на биологическую продуктивность и структуру урожая.212

57. 9.3 Влияние уровня загрязнения пахотного слоя почвы тяжелыми металлами при рециклинге осадков сточных вод на накопление токсикантов в клубнях картофеля.216

58. Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Фитомелиорация и фиторемедиация почв сельскохозяйственного назначения с различной степенью окультуренности и экологической нагрузки"

Современное сельское хозяйство России в настоящее время находится в ситуации, когда необходимо решать проблемы по восстановлению почвенного плодородия, связанное с резким сокращением полей занятых кормовыми травами, сидеральными культурами, уменьшением объемов применения органических удобрений, нарушением систем севооборотов (по России сегодня не обрабатывается около 40 млн. га бывших сельскохозяйственных угодий, почти 2А стада КРС исчезло по различным причинам).

Сокращение поголовья крупного рогатого скота стало причиной снижения потребности в сочных и грубых кормах. 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 (Шпаар Д., Иванюк В., Шуманн П. 1999; Горчаков Я.В., Дурманов Д.Н. 2002; Кирюшин В.И., 1996; Лыков А.М, Коротков A.A.,. Баздырев Г. И. 1999; Рожков В.А., Васенев И.И. 2003; Баздырев Г. И., Лошаков В. Г., Пупонин А. И. 2000).

Поэтому, чтобы поддержать или восстановить почвы сельскохозяйственного назначения по фактору плодородия необходимо в первую очередь разрабатывать агроприемы с использованием новых и традиционных си-деральных культур (Малявко A.A. Прилепов В.В., Ториков В.Е., Дедков В.Д. 2005).

В настоящее время агроэкологическую роль сидеральных культур в поддержании баланса основных питательных элементов в пахотном слое почвы трудно переоценить. На современном этапе развития агросферы необходимо вести поиск и новых культур, обладающих одновременно фитомелиоративными и фиторемедиационными свойствами.

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

За последние 100 лет интенсивного развития техногенеза человечество накопило огромное количество отходов различной природы.

Как правило, сначала появлялись новые технологии в различных отраслях производства, а потом уже приходилось решать проблемы экологического характера.

Из-за несовершенства многих технологий в биосфере происходили процессы накопления и трансформации различных загрязнителей, действие которых всегда замыкалось на человеке (Реймерс Н.Ф., 1994; Черников В.А. и др., 2004).

Как сообщают западные исследователи, процесс техногенного развития общества стал причиной загрязнения почв различных агроладшаф-тов и невозможности в связи с этим получения экологически безопасной продукции. Дальнейшее развитие сельского хозяйства в такой ситуации неэкономично, а в плантационных агросистемах загрязнение почвы приводит к невозможности ведения садоводства. Это ограничивает рынок сельскохозяйственной продукции и сокращает рентабельность аграрной индустрии. Поступление солей тяжелых металлов превышает их вынос во многих Европейских почвах (Van Driel and Smilde, 1990).

По предварительным оценкам в Европе последствием политики Евросоюза, развивающего рециклинг органических отходов может стать увеличение поступления токсичных металлов в компоненты экосистем в будущем, а время снижения содержания металлов в почвах исчисляется тысячами лет (McGrath, 1987), поэтому требуются современные технологические подходы для удаления избытка токсикантов. Очистка почв, загрязненных тяжелыми металлами, является одной из труднейших задач, стоящих перед прикладной экологией по защите окружающей среды. Имеющиеся на сегодняшний день приемы очистки почв, в основу которых положены физико-химические методы экстракции, главным образом, требуют вывоза почвы с загрязненного участка (ex situ), являются очень дорогими - 3 миллиона долларов /га. Более того, они разрушают почвенную структуру и инактивируют биологические процессы в почве. Существующие методы не удовлетворительны для очистки садов или почв больших территорий, предназначенных для использования, как земель сельскохозяйственного назначения. Приемы, необходимые для очистки почв на больших территориях, которые умеренно загрязнены и где почвенное плодородие может серьезно пострадать, использование зеленых растений для очистки почв от тяжелых металлов, известное как фиторемедиация, является приемом «экстренного выхода», предполагаемым для очистки почвы прямо на месте без ее вывоза (in situ). Этот прием имеет низкую стоимость и не приносит вреда окружающей среде (McGrath, 1998). Установлено, что фиторемедиация может стоить порядка 0,25 миллиона долларов/га (Cunningham and Berti, 2000).

С ростом городов разного уровня в России повсеместно отмечается увеличение производства органоминеральных отходов или ОСВ, причем сегодня в России на временных площадках складирования накоплено свыше 100 млн. тонн ОСВ, применение которых в сельскохозяйственных целях находится под большим вопросом. По оценкам применения осадков сточных вод в агросфере Россия находится на этапе разработки новой концепции использования отходов (Пахненко Е.П. 2007).

Анализ ОСВ показывает, что в большинстве случаев осадки на очистных сооружениях представляют собой экологически опасный вид отхода, как по микробиологической, так и по химической оценке загрязнения.

С этой целью нами бы предприняты исследования по разработке приемов, направленных на рециклинг органоминеральных отходов (ОСВ), которые в настоящее время переполнили технологические мощности специальных площадок для хранения (очистные сооружения г. Дмитрова, Дубны, Истры, Щелково).

Серьезной проблемой является также состояние почв сельскохозяйственного назначения, находящихся вблизи крупных промышленных центров и, поэтому, испытывающих постоянное техногенное воздействие различных загрязнителей техногенного характера (Белоус Н.М. 2005; Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф., Моисеенко М.Г., Драганская М.Г. 2005; Ов-чаренко М.М. 1997).

Следовательно, возделывание сельскохозяйственных культур без специальных приемов, направленных на снижение уровня загрязнения корнеобитаемого слоя почвы находится под большим вопросом при получении экологически безопасной продукции.

Рабочая гипотеза, которая была положена в основу наших исследований состояла в следующем: изучение и проверка фитомелиоративных и фиторемедиационных свойств горчицы белой, сафлора и пиона молоч-ночветкового с целью научного обоснования возделывания их на почвах сельскохозяйственного назначения при решении комплексных задач в агроэкологии.

В ходе выполнения НИР нами было установлено, что такая культура, как горчица белая обладает не только свойствами фитомелиоранта, но и гипераккумулянта. При выращивании на загрязненных почвах эта культура способна извлекать и аккумулировать такие тяжелые металлы, как свинец, медь, кадмий, ртуть и цинк, особенно когда их содержание существенно перекрывает допустимые уровни токсикологического нормирования.

Неожиданно интересные результаты нами были получены в ходе выполнения четырехлетнего эксперимента при использовании новой для нашего региона культуры, как сафлор в чередовании с горчицей белой.

Было отмечено, что в последействии в корнеобитаемом слое искусственно загрязненной почвы (рециклинг ОСВ) было снижено (до безопасного уровня) содержание кадмия, меди свинца и цинка.

В отличие от выполненных другими авторами исследований в этой области нами был использован прием теребления.

По итогам этой работы получено положительное решение на выдачу патента на технологию фиторемедиации при использовании сафлора.

Одновременно в условиях полевых экспериментов, проводимых в Московской области (МО ВИР, п. Михнево) нами впервые получены данные, указывающие на высокую роль сафлора в качестве фитомелиоратив-ной культуры.

Таюке при проведении трехлетнего эксперимента с пионом молочно-цветковым установлено, что растения пиона способны выполнять функции фиторемедиационной культуры при выращивании на загрязненной тяжелыми металлами почве в условиях Московского мегаполиса (ГБС РАН).

Основная цель исследования: изучение и экологическое обоснование новых аспектов 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 мо-лочноцветкового при возделывании в качестве фитомелиорирующей 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 опытных растений;

- экологических аспектов технологии фитомелиорации и фиторемедиации;

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

Научная новизна

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 деиони-зированной воде.

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

Изучены и определены фиторемедиационные свойства сафлора, 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.

Практическая значимость.

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 — опыты в университете Хо-енхайм (Германия), Институт Физиологии Растений РАН имени К.А. Тимирязева, ДАОС, г. Долгопрудный, полевые опыты (МО ВИР).

Установлено, что сафлор, как и горчица белая может быть использован в качестве культуры - фитомелиоранта для восстановления почвенного плодородия.

Установлено, что в условиях Нечерноземной зоны сидерация при использовании сафлора позволяет увеличить микробиологическую активность почвы на разряд выше, чем при использовании горчицы белой, одновременно в пахотном слое возрастает содержание доступного фосфора и подвижного калия - опыты на полевых площадках МО ВИРа, п. Михнево.

По результатам полевых экспериментов по проблеме фиторемедиа-ции загрязненных почв установлено, что сафлор является активным ги-пераккумулянтом, использование которого в чередовании с горчицей белой в течение 4 лет эффективно для полного цикла технологии фиторе-медиации корнеобитаемого слоя почв сельскохозяйственного назначения - опыты на полигонной площадке очистных сооружений г. Истры. На использование сафлора в целях фиторемедиации получен авторский патент

- Способ очистки почв от тяжелых металлов. 1Ш 2 365 078 С1. опубликовано 27.08.2009 Бюл. № 24.

Установлено, что пион молочноцветковый за 3 года снижает загрязненность корнеобитаемого слоя почвы в условиях техногенного загрязнения - опыты в ГБС РАН.

Показано, что на почвах с высоким уровнем загрязнения тяжелыми металлами, как альтернативного приема фиторемедиации возможно возделывание только семенного картофеля - опыты во Владимирской области - ВНИПТИОУ, п. Судогда.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Постников, Дмитрий Андреевич

Общие выводы

1. Проведенные исследования по проблеме фитомелирации и фи-торемедиации почв сельскохозяйственного назначения позволили установить и выявить новые возможности традиционных (горчица белая) и новых культур (сафлор) для Нечерноземной зоны в условиях Московской области. Исследования выявили универсальные свойства горчицы белой и сафлора, которые могут быть использованы непосредственно при решении экологических проблем в агросфере.

2. Установлено, что в условиях водной культуры, при замене водорастворимого фосфора на фосфоритную муку 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 и 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 (рН 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 на основе проведенных опытов в почвенной культуре (университет Хоенхайм - Германия, ДАОС - РФ), что растения горчицы белой и рапса способны мобилизовать и усваивать и фосфор при внесении в почву нерастворимых фосфатов. Поглощение и накопление фосфора из почвенного раствора растениями горчицы белой и рапса зависит от исходного содержания подвижного фосфора и на фоне применения гиперфоса процент поглощения составляет у горчицы - 20,7 и рапса — 21,3. Эффект от модельной сидерации (опыты в ДАОС) особенно ярко проявляется при использовании фосфоритной муки и горчицы белой — содержание подвижного фосфора в почве превышают аналогичный показатель в контроле на 47 % (23 мг/кг), а на второй год испытаний при выращивании ячменя - на 41% (20 мг/кг).

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. 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/м". Впервые установлено, что при выращивании сафлора в Нечерноземной зоне на средне-окультуренной дерново-подзолистой почве растения более интенсивно накапливают калий, чем фосфор, распределение калия по органам растения составляет: в надземной части — 19,7 г/кг, а в корнях - 14,1г/кг сухой массы. Растения сафлора накапливают фосфор с преимуществом 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 массе1 - 58,3, а в корнях - 41,7 % соответственно.

6. 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 по сравнению с контролем возрастает на 14мг/кг при запашке горчицы белой и на 19мг/кг на варианте с сафлором. Установлено, что сидерация на дерново-подзолистой 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 оценке активности почвы по шкале Д.Г. Звягинцева, как "сильная". При запашке горчицы белой биологическая активность почвы в слое 0-20 см соответствует оценке по шкале - "средняя". Результаты по сафлору получены впервые.

7. 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 на 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): Сс!<РЬ<Си< 7м.

8. При проведении полевых исследований по проблеме фиторе-медиации 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 течение 2х 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 фиторе-медиационных мероприятий.

9. Установлено, что свинец и медь преимущественно аккумулируются в корневой части сафлора, но по сравнению с горчицей белой сафлор отличается большей аккумуляцией металлов в целом. 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 кадмия 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.

10. Установлено, что прием фиторемедиации 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 кислотора-створимой формы кадмия с 2,4 мг/кг до 1,95 мг/кг, что меньше, чем ПДК с<1 (2 мг/кг) для дерново-подзолистых 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.

11. 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 содержания кислотора-створимых 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 "пассивной" фиторемедиации.

12. Впервые показана, возможность выращивания семенного картофеля на почвах, загрязнённых тяжелыми металлами при внесении осадков сточных вод. Выращивание картофеля на загрязнённых почвах возможно на семена и на технические цели, например для переработки на биоэтанол. 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

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

2. При загрязнении почвы тяжелыми металлами, а также при рециклинге осадка сточных вод на почвах сельскохозяйственного назначения рекомендовано использование горчицы белой и сафлора, а в случае "пассивной" фиторемедиации - пиона молочноцветкового.

3. В качестве альтернативного приема фиторемедиации на загрязненных тяжелыми металлами почвах, а также при утилизации осадка сточных вод следует выращивать только семенной картофель или на технические цели — для получения крахмала.

Библиография Диссертация по биологии, доктора сельскохозяйственных наук, Постников, Дмитрий Андреевич, Брянск

1. Аболинь М. В. Влияние ретардантов на выход клубней семенного материала картофеля. //Сб. науч. трудов. —Горки, 1989, с. 50-56.

2. Автухович И. Е. Металлы и древесные растения: экологические аспекты взаимовлияния: Дисс. . докт. с.-х. наук: 03.00.16/ И.Е. Автухович. -М., 2006.-326 с.

3. Айзенман Б. Е., Смирнов В. В., Бондаренко А. С. Фитонциды и антибиотики высших растений. — Киев: Наук, думка, 1984. 280 с.

4. Алексеев Е.К. Зеленое удобрение — действенное средство повышения урожаев на дерново-подзолистых почвах. — М.: Знание. 1959. 40 с.

5. Алексеев Е.К. Зеленое удобрение. М.: Сельхозгиз, 1940. - 9 е., Алексеев Е.К. Зеленое удобрение в Нечерноземной полосе. - М.: Сельхоз-издат, 1959. - 276 е.,

6. Алексеев Е.К. Зеленые удобрения. Минск: «Уроджай», 1970.- 197с.

7. Алексеев Е.К. Руководство по удобрению почв Горьковского края. -Горький.: Горьков. краев, изд-во, 1934. 155 с.

8. Алексеев Е.К. Теория и практика зеленого удобрения. М.: Огиз -Сельхозгиз, 1936. - 332 е.,

9. Алексеев Е.К. Теория и практика зеленого удобрения. М.: Огиз -Сельхозгиз, 1936. - 332 с.

10. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. — Л.: Агро-промиздат, 1987.- 142 с.

11. Алещенко М.Г. Выращивание многолетнего люпина на зеленое удобрение // Научные труды РГАЗУ. Агрономия: Сборник/ Рос. Гос. Аг-рар. Заоч. университет. М., 2002 - С. 79-81.

12. Андросов Т.К., Поцепай Ю.Г. Экологическое обоснование биологической рекультивации территорий с повышенной эксплуатационной нагрузкой на юго-западе России // Вестник БГСХА, Брянск, Отдельный вып., 2005.- с. 37-43.

13. Анисимова Т.Ю. Агроэкономическая эффективность люпинополь-зования на легких почвах Мещерской низмености // Бюл. ВНИИ удобрений и агропочвоведения. 2001 - №115. - С. 114-115.

14. Антонов И.С., Градобоева И.А. Почвозащитные сидеральные пары в республике Хакасия // Плодородие, № 3, 2001. С. 18

15. Баздырев Г. И. Воспроизводство фитосанитарного состояния почвы. В кн.: Воспроизводство плодородия почв в Нечерноземной зоне. М.: 1982.- С. 115-125.

16. Баздырев Г. И., Лошаков В. Г., Пупонин А. И. Экологизация земледелия / Земледелие. Под ред. А. И. Пупонин. М.: Колос, 2000. - 552 с.

17. Бардина Л. А. Агроэкологические аспекты использования осадков коммунальных стоков в качестве мелиорантов почв. — Автореф. канд. дис. С.-Пб., 1994.- 23с.

18. Белолинский В. А. Принципы оптимизации агроландшафтов // Земледелие. 1992. - № 7. с. 17-20.

19. Белоус Н.М. Влияние плодородия на уржайность сельскохозяйственных культур и накопление 137CS// Вестник БГСХА, Брянск, Отдельный вып., 2005.- с. 30-34.

20. Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф., Моисеенко М.Г., Драганская М.Г. Влияние различных систем удобрения на накопление тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции// Вестник БГСХА, Брянск, Отдельный вып., 2005,- с. 22-29.

21. Беляк В.Б., Зеленин И.Н., Чернышев A.B. Применение сидерации в Пензенской области: Практическое руководство. — Пенза: РИО ПГСХА, 2005.-28 с.

22. Брезгунов М. А. Люпин на зеленое удобрение // Земледелие. 1984. -№1.-С. 44-45.

23. Быков Б. А. Интересный факт средовлияния (аллелопатии)//Бот. журн. 1961. - Т. 46. - № 2. С. 108-112.,

24. Вадюнина А. Ф., Корчагина 3. А. Методы исследования физических свойств почвы. -Изд. третье, перераб. и доп. -М.: Агропромиздат, 1986. -416 с.

25. Вальков В. Ф. Почвенная экология сельскохозяйственных растений.-М: Агропромиздат, 1986. 208 е., Беляев Г. Н., Попова Г. Е. Влияние зеленого удобрения на урожайность картофеля в специальном севообороте. - Пермь, 1980. - 4 е.,

26. Васильев В. Н. Использование зеленых удобрений на эродированных почвах кубы: Эродированные почвы и повышение их плодородия в странах членах СЭВ. - Сб. научн. тр. / Почвенный институт им. Докучаева. М., 1989.-С. 77-87

27. Вильяме В.Р. Учение об обработке почвы и о системах восстановления плодородия почвы. Общее Земледелие. Ч. 1 Москва, 1919. 463 с.

28. Воробьёв С.А., Иванов Ю.Д. Урожайность зерновых культур и плодородие почвы в специализированных севооборотах при использовании зелёного удобрения //Изв. ТСХА.- 1989.- вып. 6.- с. 3-13.

29. Вудс Ф. В. Фитоценотическая роль аллелопатии//Физиолого-биохимические основы взаимодействия растений в фитоценозах. Киев: Наукова думка, 1971. - Вып. 2. - С. 36-42.,

30. Выхристюк H.A., Пастух A.M., Нагирный H.H. Повышение плодородия почвы в руках земледельца // Земледелие.- 1990.- № 6.- с. 38-41.

31. Гаджибрагимов З.А. Влияние пожнивного зелёного удобрения на плодородие дерново-подзолистой почвы и продуктивность специализированных зерновых севооборотов.- Диссерт.канд с-х наук М, 1989.- 167 с .

32. Галиулин Р.В., Галиулина P.P. Профилактика загрязненй ландшафтов тяжелыми металлами: фиторемедиация сточных вод// Агрохимия. -1999.- № 3, с. 84-91

33. Головко Т.К Круговорот аллелопатически активных веществ в биогеоценозах : Сборник науч. тр./ Киев, наука думка, 1992 г., 168 с.

34. Головко Э. А. Микроорганизмы в аллелопатии высших растений.- Киев: Наук, думка, 1984. 200 с.

35. Горбатов B.C. Устойчивость и трансформация оксидов тяжелых металлов /Zn, Pb, Cd/ в почве// Почвоведение. М., 1989. - № 1. С.42 - 49.

36. Горчаков Я.В., Дурманов Д.Н. Мировое органическое земледелие 21 века. Монография,- М.: 2002 г., 402 с.

37. Гродзинский А. М. Аллелопатия в жизни растений и их сообществ. Киев: Наукова думка, 1965. — 200 е.,

38. Гродзинский А. М. Аллелопатия растений и почвоутомление: Избр. тр. Киев: Наук, думка, 1991. - 432 с.,

39. Гродзинский А. М., Головко Э. А., Горобец С. А., Кострома Е. Ю., Крупа JI. И., Прутенская Н. И., Середюк JI. С, Юрчак JI. Д., Шроль Т. С. Экспериментальная аллелопатия. — Киев: Наук, думка, 1987. 236 с.

40. Гродзинский A.M. Аллелопатия и интродукция растений// Бюл. ГБС.- 1971.- Вып.81.- С.45-50.

41. Дегодюк Э.Г., Штупун Н.В., Проскура З.В. и др. Использование осадка сточных вод кожевенного производства в качестве удобрения// Агрохимия. 1983. - № 12. - с. 69-74.

42. Деева В. П., Шелег 3. И. Регуляторы роста и урожай. Минск.: Наука и техника, 1985. 45с.

43. Довбан К. И. Зеленые удобрения резерв повышения плодородия дерново-подзолистых почв. Актуальные проблемы земледелия. - М.: Колос, 1984.-С. 227-233.

44. Довбан К. И. Коротко о сидератах // Земледелие. 1996. - № 3.-C.45.

45. Довбан К.И. Зеленое удобрение. М: Агропромиздат, 1990. - 208 с.

46. Довбан К.И. Экологические аспекты сидерации // Химизация сельского хозяйства, 1992 № 4 - с. 28-32.

47. Довбан К.И., Кулеш С. В. Пути повышения плодородия дерново-подзолистых почв: Обз. инф./ Серия: Агрохимия.- Минск: 1981 .-43с.

48. Доманский Ю.А. Развитие корневой системы и обогащение почв органическим веществом у многолетних трав различного возраста // Вопросы почвенного плодородия: Сб. науч. тр. ИСХИ. -Иркутск, 1968.-С.77-84.

49. Дридигер В. К. и др. Двулетний донник на занятых парах// земледелие. 1995.-№5.-с. 26-27.

50. Душенков В. Раскин И. Фиторемедиация зеленая революция в экологии // Химия и жизнь 21 век № 11-12 1999г. 48-49с.

51. Жадько С. В., Дайнеко Н. М. Накопление тяжелых металлов древесными породами улиц г. Гомеля // Изв. Гомел. гос. ун-та , 2003 . № 5 .-С.77-80.

52. Жиляев A.M., Латулина Г.Г., Анискин H.A. Эффективность использования люпина в качестве парозанимающей культуры// Научные труды РГАЗУ. Агрономия: Сборник/ Рос. Гос. Аграр. Заоч. университет. М., 2002-С. 81-83

53. Жученко A.A. Адаптивное растениеводство. Штиинца. 1988. 544с.

54. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей // Почвоведение. 1978. № 6. С. 48-54.

55. Зезин Н. Н: Почвозащитная роль промежуточных культур и способов основной обработки почвы на склонах в условиях Среднего Урала: Ав-тореф. дисс. канд. с.-х. наук. Пермь, 1986. - 20 с.

56. Золотухина Е.Ю., Гавриленко Е.Е. Тяжелые металлы в водных растениях. Аккумуляция и токсичность/ТБиологические науки. 1989. № 9. С. 93-106

57. Иванов В. П. Растительные выделения и их значение в жизни фи-тоценозов. — М.: Наука, 1973. 295 е.,

58. Иванов В.П. Корневые выделения растений и их влияние в жизни фитоценозов. Автореф. дисс. доктора биол. наук. — М., 1972 г. — с. 38.

59. Ильин В. Б. Тяжёлые металлы в системе почва — растение. Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1991. 150 с.

60. Ильинский А. В. Применение фитомелиорантов для очистки черноземов, загрязненных тяжелыми металлами // Влияние природ, и антропог. факторов на социоэкосистемы, 2003. № 2.- С. 259-261

61. Кант Г. Зеленое удобрение/Перевод с немецкого Б. Д. Кирюшииа -М.: Колос, 1982. 128 с.

62. Карлина О. К., Кропотова Е. В., Тиванский В. В., Осташкина Е. Е Полигонные испытания способа очистки поверхностного стока от радионуклидов с помощью водной растительности. // Тр. МосНПО "Радон" . 1999. №6.Т.1.-С. 55-58.

63. Карпинский Н.П. Пособие по проведению анализов почв. М.: 1965.- 134с.

64. Касатиков В.А., Касатикова С.М., Шабардина Н.П. Агроэкономиче-ские и технологические аспекты производства и применения органических удобрений из городских отходов // Сб. трудов ВНИПТИОУ. — 1999. — Вып.2. — С.190-196.

65. Касатиков В.А., Попов В.П., Рудник В.Е. Влияние термофильнос-броженого осадка гордских сточных вод на почву// Химизация сельского хозяйства. 1990. - № 2. - с. 51-52.

66. Кирдин В.Ф., Саранин Е.К. Биологизация земледелия России // Земледелие.- 1996.- № 6,- с. 2-3.

67. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. М.: Агропромиз-дат, 1996. 365 с.

68. Кобзаренко В.И. Ресурсы фосфора и калия дерново-подзолистых почв и возможная их мобилизация // Агрохимия, 1999 г, № 10 , с. 12-13.

69. Кобзаренко В.И., Батура И.Н. Прогнозирование фосфатного режима дерново-подзолистых почв//Агрохимический вестник, 2009. № 1.-е. 2931.

70. Ковда В. А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана. М.: Наука, 1981. - 182 с,

71. Комаров М. Н., Балыкин А. Г. Почвозащитная роль промежуточных посевов//Земледелие. 1987. -№ 1. -С. 30-31.,

72. Кононова М. М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения.-М.; 1963.- 314с.

73. Кононова М.М. Проблемы почвенного гумуса и современные задачи его изучения.- М.: Изд-во АН СССР, 1951.- 386с.

74. Кононученко Н.В. и др. Применение микроэлементов и регуляторов роста в картофелеводстве. Минск.: Ураджай, 1987. 19 с.

75. Копова Л. С. Продуктивность картофеля в зависимости от способов обработки кампозаном и интенсификация системы земледелия Калининской области. Сб. науч. трудов. М., 1986, с. 16-21.

76. Кормилицын Р. Ф. Сидеральный пар в орошаемом земледелии Поволжья //Земледелие. 1995. - №4. -с. 8-11.

77. Котлярова О.Г. Малозатратные технологии в Белгородской области // Земледелие,- 2000.- № 5.- с. 4-5.

78. Кроль М.Ю., Ларионов Г.А. Накопление тяжелых металлов в почве, кормах и организме животных под влиянием ОСВ//Ветеринария. 1997. -№ 9.- С. 5-9.

79. Кувшинов Н.М., Кувшинова И.М., 2000 Деградация агрофизических свойств серых лесных почв под действием машинно-тракторных агрегатов и пути её устранения. В кн. Биологизация земледелия юга - запада России. Брянск. Изд.- во Брянской ГСХА. 343с.,

80. Кудряшова В.И. Аккумуляция ТМ дикорастущими растениями. — автореф. дисс. Саранск. 2003 г. - 25 с.

81. Кузин Е.Н., Гришин Г. Е. Проблема тяжелых металлов при использовании осадка сточных вод как удобрения //Плодородие N 6 2003. — с. 23 -24.

82. Кузнецов Ю.И., Акатьев В.Н. Картофель на грядах без гербицидов //Картофель и овощи,- 1994.- № 3.- с. 7-9.

83. Кулаковская Т. Н. Проблемы расширенного воспроизводства плодородия дерново-подзолистых почв в условиях возрастающей химизации сельского хозяйства // Вестник с.-х. науки. 1982. - № 9. - С. 33-44;

84. Ладонин В.Ф., Мерзлая Г.Е., Афанасьев Р.А. Стратегия использования осадков сточных вод и компостов на их основе в агрокультуре. Под ред., Н.З. Милащенко/ ВИУА им. Д.Н. Прянишникова. М.: Агроконсалт, 2002, 140 с.

85. Лобков В.Т. Биологизация земледелия и почвозащитный ком-плекс//3емледелие. 1997.- N 1. с. 8 - 9.

86. Лошаков В. Г. Промежуточные культуры важный элемент интенсивных зональных систем земледелия. Агрономические основы специализации севооборотов. - М., 1987. - С. - 29-40.

87. Лошаков В. Г. Промежуточные культуры в севооборотах Нечерноземной зоны. -М.: Россельхозиздат, 1980. 133 с.

88. Лошаков В. Г. Промежуточные культуры в севооборотах Нечерноземной зоны. М.: Россельхозиздат, 1982. - 131 с.

89. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры фактор экологически чистого земледелия // Аграрная наука.- 1994.- № в.- с. 24-25

90. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры как фактор интенсификации земледелия и окультуривания дерново-подзолистых почв: Автореф. дисс. д-ра с.-х. наук-М, 1981.- 46 с.

91. Лошаков В.Г., Иванова С.Ф., Асхабов Р.Ю. и др. Пожнивные культуры в зерновых севооборотах // Земледелие.- 1986,- № 10.- с. 27-29.

92. Лошаков В.Г., Иванова С.Ф., Челдаева А.Ф. Ферментативная активность дерново-подзолистой почвы и урожайность зерновых культур в специализированных севооборотах при использовании зелёного удобрения //Изв. ТСХА.- 1989.- вып. 6.- с. 3-13.

93. Лошаков В.Г., Эллмер ф., Иванов Ю.Д. и др. Плодородие почвы урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность полевых севооборотов при длительном использовании зелёного удобрения // Изв. ТСХА.- 1998.- вып. 2.- с. 26-37.

94. Лукина Л.Ф. Смирнова H.H. Физиология высших растений. Киев: Наукова думка, 1988. 188с.

95. Лыков A.M. Гумус и плодородие почвы.- М.: Московский рабочий, 1985.- 191с.,

96. Лыков A.M. Страж плодородия. О значении органического вещества в интенсивном земледелии М.: Московский рабочий, 1976.-112с.

97. Лыков А.М, Короткое A.A.,. Баздырев Г. И. Земледелие с почвоведением М.: Колос, 1999. - 448 с.

98. Мажайский Ю.А., Баран С., Кжывы Е., Кжывы Ю., Гусева Т.М. Фи-тосанация почв, загрязненных тяжелыми металлами, с использованием ракитника. / Сб. 4 съезд почвоведов. Мелиорация почв. 2004., 652 с.

99. Малявко A.A. Прилепов В.В., Ториков В:Е., Дедков В.Д. Семенному картофелю биологизированную технологию/ЛЗестник БГСХА, Брянск, Отдельный вып., 2005.- с. 18-21.

100. Матвеев Н. М. Аллелопатический фактор во взаимоотношениях древесных и травянистых растений в искусственных лесах степной зоны Украины: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Днепропетровск, 1967. -15 с.

101. Матвеев Н. М. Аллелопатия как фактор экологической среды. Самара. 1994. 206 с.

102. Методика полевого опыта / Под ред. Найдина. М.: Сельхозгиз, 1959. -15 с.

103. Методические указания по определению тяжёлых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО, 1992.- 36с.

104. Методы почвенной микробиологии и биохимии / Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ, 1991. 304 с.

105. Минев В.Г., Соловьева Е.И., Соловьев Г.А. Баланс некоторых мик-кроэлементов в дерново-подзолистой почве при длительном применении удобрений/ТХимизация сельского хозяйства. 1988.- №1.- с.47 - 49.

106. Минеев В.Г., Дебрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. М. 1993. 411с.

107. Минеев В.Г., Макарова А.И., Трингана Т.А. Тяжелые металлы и окружающая среда в условиях современной интенсивной химиза-ции.//Агрохимия,1981.-№ 5.- с. 146-155.

108. МинкевичИ.А. Сафлор. Краевое издательство. Краснодар, 1939г. -64с.

109. Минкевич И.А., Борковский В.Е. — Масличные культуры, изд. 3-е, перераб., М., изд. Сельхозлитературы, 1955. -415с.

110. Миркин Б. М. Теоретические основы современной фитоценологии. — М.: Наука, 1985. 137 е.,

111. Мороз П. А. Аллелопатия в плодовых садах. Киев: Наукова думка, 1990. - 208 с.,

112. Нарзулаев Т., Норов М.С. Испытание новых исходных материалов масличных культур в условных центрального Таджикистана // Доклады

113. Таджикской академии сельскохозяйственных наук.- Душанбе, 2003. № 5-6 С. 14-20

114. Наумкин В.Н., Лопачев H.A., Наумкина Л.А., и др. Биологизирован-ные севообороты основа современных систем земледелия // Земледелие.-1998.-№ 5. - с. 16-17.

115. Новоселов Ю. К., Рудоман В. В. Кормовые культуры в промежуточных посевах. М.: Агропромиздат, 1988. - 207 с.

116. Норов М.С. Новая богарная культура в условиях Таджикистана — М.: Колос 1990- 12 с.

117. Норов М.С. Сафлор перспективная масличная культура. // Сб. науч. тр. ТАУ Душанбе, 2004 - с 44-45

118. Норов М.С. Фотосинтетическая деятельность растений сафлора в зависимости от сроков посева и густоты стояния растений // Сб. науч.тр. НПО «Зироаткор», том 3, Душанбе 2005, С.80-84.

119. Обухов А. И. Ефремова Л. Л. Охрана и рекультивация почв, загрязнённых тяжелыми металлами. — Материалы 2-й Всесоюз. конф. 28-30 декабря 1987 г., ч. 2. М.,1988, с. 23-35.

120. Овчаренко М.М., Шильников М.М., Вендило Г.Г.,Черных H.A.,I

121. Аканова Н.И. и др. Тяжелые металлы в системе почва — растение удобрение. - М:, МСХ и Прод. РФ., ЦИНАО.,1997. 290 с.

122. Овчинникова М.Ф., Гомонова Н.Ф., Зёнова F.M. Изменение свойств почвы и продуктивности агроценозов при длительном применении различных систем удобрений./Шочвоведение, 2005, №1, с. 104 — 112.

123. Окорков В. В. Сохранить плодородие почв Владимирского Ополья// Земледелие. 1996. - № 6. - 6 с.

124. Осадчий С. А., Черняк М. М., Шакиров Э. Э. и др. Корни пиона уклоняющегося (Paeonia anómala L.) сибирской популяции как источник гликозидов пеонифлорина и пеоновицианозид.// Химия в интересах устойчивого развития. 2000, т. 8, № 3. С. 399-403.

125. Пахненко Е.П. Осадки сточных вод и другие нетрадиционные органические удобрения. М.: Бином, Лаборатория знаний, 2007. 311с.

126. Пенчуков В.М., Саранин К.И. Проблемы земледелия в Центральном Нечерноземье // Земледелие.- 1995.- № 4.- с. 18-19.

127. Пестряков В.К. Окультуривание почв Северо-Запада . Л.: Колос, 1977 г, 343 с

128. Пииртола Л. Обработка илов // 4-й международный конгресс «Вода: экология и технология», Экватек-2000. 30 мая-2 июня 2000 г.: Тез. докл. -М., 2000. С. 561-562.

129. Плеханова И. О., Кутукова Ю. Д., Обухов А. И. Накопление тяжёлых металлов сельскохозяйственными растениями при внесении ОСВ. -Почвоведение, 1995, № 12, с. 15-36.

130. Полевой В. В. Физиология растений. М.: Высш. шк., 1989. -464с.

131. Попов Н.Б., Попова Л. Д., Соколова И.Ф. и др. Влияние препарата никфан на рост, развитие и продуктивность картофеля. Биологический азот в растениеводстве. М.: 1996. - с.78

132. Попович Л.П. Фосфатное состояние почв // Почвоведение , 1992 г, № 11 , с. 24-32.

133. Порк К. М. Аллелопатические отношения в дернине естественных лугов//Физиолого-биохимические основы взаимодействия растений в фи-тоценозах. Киев: Наук, думка, 1975. - Вып 6. - С 90-95.,

134. Постников А. Я. Васягина Е. В. Рост, развитие и продуктивность семенных посадок картофеля при обработке растений ХЭФК на разных фонах питания. Изв. TGXA, 1988. - Вып. 4, с. 25-31.

135. Постников А.Н:, Постников Д.А. Картофель. 2-е изд., перераб. и доп. М., 2006. 160 с.

136. Постников Д. А., Изилов М. Ю. и др. Нетрадиционные способы повышения биопродуктивности картофеля. Докл. ТСХА. - М., 1996. - вып. 266, с. 33-39.

137. Постников Д.А., Нойман Г., Ромхельд Ф. Чекерес А.И. Акумуляция фосфора белой горчицей и рапсом при внесении в почву различных форм фосфатов//Известия ТСХА, вып. 1, 2001.- с. 113-124.

138. Постников Д.А., Раскатов В.А. Агросистемы в условиях техногенеза. /МСХА. 1997. 30с.

139. Практикум по агрохимии/ Под ред. Минеева В.Г. М.: Изд. во МГУ,1989.- 304 с.

140. Практикум по агрохимии: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп./ Под ред. академика РАСХН В. Г. Минеева. - М.: Изд-во МГУ, 2001. - 689с.

141. Прасад М.Н. Практическое использование растений для восстановления экосистем, загрязненных металлами// Физиология растений, 2003. Том 50, № 5, с. 764 780

142. Прянишников Д. Н. Люпин, фосфат и зола как замена навоза на тощих землях. М.: Гос. тех. изд-во, 1923. - 26 с.

143. Прянишников Д.Н. Избр. соч. Т. 1. М, 1952. с. 332.

144. Работнов Т. А. О современном состоянии изучения алле-лопатии.//Бюлл. МОИП, отд. биол. 1974. - Т. 79. - Вып. 4. - С. 71 - 84.

145. Работнов Т. А. Условия проявления аллелопатии в фитоцено-зах.//Изв. АН СССР, сер. биол. 1974. - № 6. - С. 811 - 820.,

146. Работнов Т. А. Фитоценология. М.: Изд-во МГУ, 1978. - 384 с.

147. Работнов Т. А. Экспериментальная фитоценология. — М.: Изд-во МГУ, 1987.- 160 с.

148. Райе Э. Аллелопатия. — М.: Мир, 1978. — С. 392.,

149. Реймерс Н.Ф. Экология. М.: "Россия Молодая" 1994 367с.

150. Реймерс Н.Ф. /Популярный биологический словарь. М:. Наука,1990. 544 с.

151. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. - 637 с.

152. Рожков В.А., Васенев И.И. Перспективы информационного обеспечения Земледелия в России // Модели и технологии оптимизации земледелия. Курск, 2003. - С. 273 - 277.

153. Розанов Б.Г. Расширенное воспроизводство почвенного плодородия // Почвоведение, 1987 г, № 2, с.5-15.

154. Рощина В. Д., Рощина В. В. Выделительная функция высших растений. М.: Наука, 1989. - 214 с.

155. Румянцев В. Н., Козырев М. А., Козырева М. Д. Влияние пожнивной сидерации на биологическую активность дерново-подзолистой почвы/Агротехнические приемы повышения урожайности с.-х. культур в условиях Калининской области. М., 1980. - С. 63-67.

156. Рыбальский Н. Г., Жакетов О. JI. и др. Экологические аспекты экспертизы изобретений. Ч. 1. М.: ВНИИПИ, 1989. -443с.

157. Салова Т. М., И. В. Велюханов. Посевы крестоцветных культур на сидерацию//3емледелие.- 1987.- № 12. с. 36-37

158. Соколов A.B. Запасы в почвах усвояемых фосфатов и их накопление при внесении фосфорных удобрений // Почвоведение. 1958 г, № 2, с. 2-8.

159. Соколова A.M., Бузмаков В.В. Эффективность севооборотов с люпином на легких почвах // Земледелие. 1987. - 29 с.

160. Стратегия использования осадков сточных вод и компостов на их основе в агрикультуре. Под редакцией академика Россельхозакадемии

161. Н.З. Милащенко / ВИУА им. Д.Н. Прянишникова. М.: Агроконсалт, 2002; — 140 с.

162. Сукачев В. Н. О некоторых современных проблемах изучения растительного покрова//Бот. журн. 1956. - Т. 41. - № 4. - С. 476 - 486.

163. Тарасов С.И., Комарова H.A. Фитореабилитация почв, загрязненных бесподстилочным навозом.// Бюллетень ВИУА, 2000, №113, с. 1821.

164. Телитченко М. М., Остроумов С. А. Введение в проблемы биохимической экологии. М.: Наука, 1990. - 228с.

165. Теория и практика химического анализа почв ./Под ред. Воробьевой Л.А. М.: ГЕОС, 2006. - 400 с.

166. Туликов Г.М. Захарова O.A., Морозова Н.И. Тобратов С.А. Микроэлементы В окружающей среде и продуктах питания. Уч. Пособие. — Рязань. "Мила", 2001. 255 с.

167. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в плодородии.-М., 1965.-319с.

168. Тюрин И.В. Условия накопления органического вещества в почвах // Органическое вещество почвы и его роль в плодородии.- М., 1965.- С. 4153.

169. Тютюнькова М. В. Исследование поведения тяжелых металлов в аг-роэкосистемах при почвенном пути утилизации осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г. Калуги. Автореферат кандидатской дисс. Калуга . 2007.- 23с.

170. Тяжелые металлы в системе почва — растение — удобрение./Под ред. Овчаренко М.М. М.: МСХ. ЦИНАО. 1997. 290 с.

171. Урсу А. Ф., Синкевич 3. А. Охрана почв в условиях интенсификации сельскохозяйственного призводства. Кишинев, 1988. - 116 с.

172. Федоров A.A. Оптимизация минерального питания растений. Мо-нография/ПГСХА Уссурийск, 2002. - 265с.

173. Федоров В.А. , Брюхова З.Я. Сидеральный горчичный пар // Агрохимия , 1999. № 5. С. 43 49.

174. Филиппович Т. Н. Влияние корневых выделений на поступление питательных веществ в растения. Автореф. канд. дисс., 1966. Киев. 22с.

175. Хайнацкий В. Д. К вопросу накопления органического вещества в почве при возделывании различных культур в полевых севооборотах // Вопросы почвенного плодородия.- Иркутск, 1968.-С.84-89.

176. Хуснидинов Ш.К. Нетрадиционные сидеральные культуры и плодородие почв Прибайкалья.- Иркутск: ИрГСХА. 1999.-185 с.

177. Черников В.А., Грингоф И.Г., Емцев В.Т. и др., Агроэкология. М.: КолосС, 2004.-400 с.

178. Чернобривенко С. И. Биологическая роль растительных выделений и межвидовые взаимоотношения в смешанных посевах М.: Сов. наука, 1956. -194 с.

179. Чернобривенко С. И., Шанда В. И. О биохимической среде био-ценоза//Физиолого-биохимические основы взаимного влияния растений в фитоценозах. —М.: Наука, 1966. С. 26-28.

180. Шмук A.A. Динамика режима питательных веществ в почве. — М:. Пищепром, 1950. Т. 1, 372 с.

181. Шпаар Д., Иванюк В., Шуманн П. Биологическое земледелие. /Под ред. Д. Шпаара. Минск : ФУАинформ, 1999. - 272 с

182. Эйхенбергер Э. Взаимосвязь между необходимостью и токсичностью металлов в водных экосистемах./Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. Пер. с анг. М.: Мир.-1993. -С. 62-87.

183. Ягодин Б.А Агрохимия.- М.: Агропромиздат, 1989 г. — 639с.

184. Alloway B. J., Jackson A. P. The behaviour of heavy metalls in sewagea-mended soils // The sci. of total environm. 1991. - V. 100. - P. 151- 176.

185. Azmi A.R., Alam S.M. Effects of some wild plant residues and wheat straw on germination and growth of wheat cultivars // Cereal Research Communications. 1989. Vol. 17. № 1. P. 59 62.

186. Baker A. J. M. 1981 Accumulators and excluders — Strategies in the response of plants to heavy metals.// J. Plant Nutr. 3, 643-654.

187. Baker A.J.M., Reeves R.D., Hajar A.S.H. Heavy Metal Accumulation and Tolerance in British Populations of the Metallophyte Thlaspi caerulescens J. and C. Press (Brassicaceae) //New Phytol. 1994. V. 127. P. 61-68.

188. Banks M.K., Schwab A.P., Fleming G.R., Hetrick B.A. Effects of Plants and Soil Microflora on Leaching of Zinc from Mine Tailings // Chemosphere. 1994. V. 29. P. 1691-1699.

189. Banner J, Galston A. W. Toxic substances from the culture media of guayule which may inhibit growth. Bot. Gaz.,. 1945.- p. 106, 175.

190. Banuelos G.S., Meek D.W. Selenium Accumulation in Selected Vegetables //J. PlantNutr. 1989. V. 12. -P. 1255-1272.

191. Banuelos G.S., Shannon M.C., Ajwa H., Draper JJL., Jordahl J., Licht, L. Phytoextraction and Accumulation of Boron and Selenium by Poplar (Populus) Hybrid Clones // Int. J. Phytochem. 1999. V. 1. P. 81-96.

192. Berendonk C. Leistungen verschiedener Zwischenfruchtarten im Hinblick auf Futtergewinnung, Grunddungung und Nitratverlagerung im Boden // Wirtschaftseig. Futter.- 1987.- № 3.- p. 275-286.

193. Bluskov S.; Arocena J. M.;. Omotoso O. O; Young J. P. // Uptake, Distribution, and Speciation of Chromium in Brassica Juncea. International Journal of Phytoremediation, Volume 7, Issue 2, 2005. P. 153 165.

194. Brooks R.R. Geobotany and hyperaccumulators. In Plants that Hyperac-cumulate Heavy Metals. 1998. pp 55-94. CAB International, Wallmgford, UK.

195. Brown TA., Shrift A. Selenium: Toxicity and Tolerance in Higher Plants //Biol. Rev. Cambridge Philos. Soc. 1982. V. 57. P 59-84.

196. Chalvignac M. A. Etude biochimique des secretiones radicellaires du linen culture hydroponique Ann. Inst. Pasteur, 1962. - N 6. - P. 102.

197. Chaney R.L., Malik M., Li Y.M., Brown S.L., Brewer E.P., Angle J.S., Baker AJ.M. Phytoremediation of Soil Metals // Curr. Opin. Biotechnol. 1997. V. 8. № 3. P. 279.

198. Chong A. M. Y., Wong Y. S., Tam N. F. Y. Performance of different mi-croalgal species in removing nickel and zinc from industrial wastewater // Chemosphere . 2000 . 41, № 1-2 . P. 251-257.

199. Clarkson D. T. and Luttge U. III. Mineral nutrision: Divalent cations, transport and compartmentalization. /Prog. Botany. 1989. V. 5. — P. 93-112.

200. Cunningham, S. D., Berti W. R. Huang, J. W. Phytoremediation of contaminated soils// Trends biotechnol. (Sept 1995), V. 13. p. 393-397.

201. Cunningham, S. D., Shann, J. R., Crowley, D. E., Anderson, T. A. Phytoremediation of contaminated water and soil.// Phytoremediation of soil and water contaminants. Washington, DC : American Chemical Society, 1997. p. 217.

202. Dinkelaker B., Romcheld V., Marschner H. Citric acid excreption and precipitation of calcium citrate in the rhizosphere of white Lupin (Lupinus al-bus)// Plant, Cell and Environment 1989. V.12, s. 285 292.

203. Dushenkov S., Kapulnik Y., Blaylock M., Sorochisky B., Raskin /., Ens-ley B. Phytoremediation: A Novel Approach to an Old Problem // Global Environmental Biotechnology // Ed. Wise D.L. Amsterdam: Elsevier Science, 1997. p. 563-572.

204. Dushenkov S., Mikheev A., Prokhnevsky R. M., Sorochinsky B. Phytoremediation of Radiocesium-Con-taminated Soil in the Vicinity of Chernobyl, Ukraine // Environ. Sci. Technol. 1999. V. 33. p. 469-475.

205. Dushenkov S., Vasudev D. Kapulnik Y., Gleba D., Fleisher D., Ting K.C., Ensley B. Removal of Uranium from Water Using Terrestrial Plants // Environ. Sci. Technol. 1997. V. 31. № 12. P. 3468-3474.

206. Ebbs S. D., Piccinin R. C., Goodger J. Q. D., Kolev S. D., Woodrow I. E., Baker A. J. M. Transport of Ferrocyanide by Two Eucalypt Species and; Sorghum//lnternational Journal of Phytoremediation, Volume 10, Issue 4 July 2008. p. 343 - 357.

207. Ernst W.H.O. Revolution of Metal Hyperaccumulation and Phytoremediation Hype // New Phytol. 2000. V. 146. P. 357-358.

208. ETSC (European Topic Centre Soil) 1998 Topic report Contaminated sites. European Environment Agensy. — 142 p.

209. Glass DJ. The 2000 Phytoremediation Industry. Needham: D.J.Glass As-socaites Inc., 2000. 100 p .

210. Glass DJ. US and International Markets for Phytoremediation, 19992000. Needham: D.J. Glass Assocaiteslnc, 1999. 266 p.

211. Gubbels G.H., Kenaschuk E.O. Agronomic performance of flax grown on canola, barley and flax stubble with and without tillage prior to seeding //Canadian J. of Plant Science. 1989. Vol. 69. № 1. P. 31-38.

212. Hansen D., Duda PJ., ZayedA., Terry N. Selenium Removal by Constructed Wetlands: Role of Biological Volatilisation // Environ. Sei. Technol. 1998. V. 32. P. 591-597.

213. Horst W.J., Klotz F. Mechanical impedance increases aluminium tolerance of soybean roots // Plant Soil. 1990. -Vol.124. - P.227-231.

214. Hutchinson S. L., Banks M. K., Schwab A. P. Phytoremediation of aged pertoleum sludge: effect of inorganic fertilizer// J. Environ. Qual. . 2001 . V.30, №2.- P. 395-403.

215. Jackson M. L. Soil-chemacal analysis. Prentice-Hall, inc. Englewood Cliffs, N. J., 1984.-234p.

216. Johne. Uber die Ernährung der Pflanzen: Berlin, 1819. 178 p.

217. Jones D.L. Role of proteinaceous amino acids, release in root exudates in nutrient acquisition from the rhizosphere/ Jones DX., Edwards A.C. // Plant Soil. -1994. -Vol.158. P. 183-192.

218. Kaltsikes PJ. Phytoremediation State of the Art in Europe, an International Comparison Athens: Agric. Univ., 2000. 133 p.

219. Kinnersely, A. M. 1993. The role of phytochelates in plant growth and productivity. //Plant Growth Regulation V 12. P. 207-217.

220. Kitagishi, K., Yamane, I. Heavy Metals Pollution in Soils of Japan, Japan Science Society Press, Tokyo, 1981. 302 p.

221. Kramer U. Cadmium for All Meals-Plants with an Unusual Appetite // New Phytol. 2000. V. 145. P. 1-5.

222. Kruckeberg, A.R., Peterson P.J., Samiullah Y. 1993. Hyperaccumulation of nickel by Arenaria rubella (Caiyophyllaceace) from Washington State. Madrono.V. 42(4)., p. 458-469.

223. Krueger, J.P., Butz R.G., Cork D.J. 1991. Use of dicamba-degrading microorganisms to protect dicamba susceptible plant species. //J. Agric. Food Chem. V. 39.-p. 1000-1003.

224. Kruger, E.L., Anderson T.A., J.C. Anhalt, Coats J.R. 1996. Phytoremedia-tion of herbicide wastes in soil. Abstracts of Papers of the American Chemical Society. No.212. p. 94.

225. Kruger, E.L., T.A. Anderson, Coats J.R. 1997. Phytoremediation of soil and water contaminants. American Chemical Society Symposium Series 664, 1997.

226. Kruger, E.L., T.A. Anderson,. Perkovich B.S, Coats J.R. 1995. Evaluation of the degradative capabilities of rhizosphere and nonvegetated soils from pesticide-contaminated sites. In Poster Abstracts, In Situ and On-Site Bioreclamation, The

227. Third International Symposium, April 24-27, 1995, San Diego, CA. Battelle Memorial Institute.

228. Kumar P.B.A.N., Motto H., Raskin I. Rhizofiltration: The Use of Plants to Remove Heavy Metals from Aqueous Streams // Environ. Sci. Technol. 1995. V. 29. P. 1239-1245.

229. Liebig J. Uber einige Eigenschaften der Ackerkrume //Ann. Chem. Und Pharm. 1858.-p. 105, 109.

230. Lxisat M.M., Pence N.S., Garvin D.F., Ebbs S.D., Kochian L.V. Molecular Physiology of Zinc Transport in the Zn Hyperaccumulator Thlaspi caerules-cens II J. Exp. Bot. 2000. V. 51. P. 71-79.

231. Ma L.Q., Komar KM., Tu C, Zhang W., Cai Y., Kennelley E.D. A Fern that Hyperaccumulates Arsenic //Nature. 2001. V. 409. P. 579.

232. Macnair M. R, Bert Y, Huitson S. B, Saumitou-Laprade P., Pedt D. Zinc tolerance and hyperaccumulation are genetically independent characters. /1999 Proc. R. Soc. London Vol. 226. 2175-2179.

233. Marschner H. Mechanism of adaptation of plants to acid soil// Plant Soil 1991.-Vol. 134—P. 1-20.

234. McGrah S.P., Zhao F.J., Lombi E. Plant and rhizosphere process involved in phytoremediation of metal-contaminated soils// Plant and soil. 2001. -V. 232.-p. 207-214. .

235. McGrath S P 1998 Phytoextraction for soil remediation: In Plants that Hyperaccumulate Heavy Metals. Ed. R R Brooks, pp 261-287. CAB International, Wallingford. UK.

236. Mench M. Mobilization of cadmium and other metals from two soils by root exudates of Zea mays L., Nicotiana tabacum L.,. Nicotiana rusttica L. / Mench M. and Martin E.// Plant Soil.- 1991.-Vol. 132.- P.187-196.

237. Morel J.L. ., Mench MN Measurement of Pb2+, Cu2+ and Cd2+ binding with mucilage exudates from maize (Zea mays L.) roots // Biol. Fertil. Soils — 1986.-Vol.2.-P.29-34.

238. Murphy J., Riley// A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters.//Anal. Chim, 1962, vol. 27, p. 31-36.

239. Palmer E.F., Warwick P., Keller W. Brassicaceae (Cruciferae) Family, Plant Biotechnology and Phytoremedi-ation//Int. J. Phytorem. 2001. V. 3. P. 245-287.

240. Pecher A.; Anders L.; Bertz M. Schwermetallgehalte landwirtschaftlich genutzter Boden im Land Brandenburg. Schr.-R. / Verb.Dt.Landw. Unters. Forsch.-Anst.-Darmstard, 1995; № 40,p. 663-666

241. Pollacci E. Sul modo d'agire delle radici delle piante a contatio dei mate-riale inorganici del suolo.- Nuovo cimento. 1858.- V. 8, p. 10-16.

242. Prabhat Kumar Rai. Technical Note: Phytoremediation of Hg and Cd from Industrial Effluents using an Aquatic Free Floating Macrophyte Azolla Pinnata //International Journal of Phytoremediation, Volume 10, Issue 5 September 2008. P. 430 - 439.

243. Przemeck, E. and Haase, N. U. On the bonding of manganese, copper and cadmium to peptides of the xylem sap of plant roots // Water Air Soil Pollution 1991.V. 57-58. P. 569-577.

244. Raskin I. Ensley B Phytoremediation of Toxic Metals: Using Plants to Clean up the Environment // D. N.Y.: Wiley-Interscience, 2000. 304 p.

245. Rauser W. E. 1990. Phytochelatins//Ann. Rev. Biochem. V. 59.- P.61-86.

246. Reeves R.D., Baker AJ.M., Borhidi A., Berazain R. Nickel Hyper-Accumulation in the Serpentine Flora of Cuba//Ann. Bot. 1999. V. 83. P. 29-38.

247. Reeves R.D., Baker AJ.M., Borhidi A., Berazain R Nickel-Accumulating Plants from the Acient Serpentine Soils of Cuba // New Phytol. 1996. V. 133. P. 217-224.

248. Rice E. L. Allelopathy. New York: Academ. press. - 1974. - 353 p. Caboun V. Aleiopatia v lesnych ekosystemoch.- Bratislava: Veda, 1990.-118 s.

249. Rice, P. J., Anderson, T. A., and Coats, J. R. Phytoremediation of herbicide-contaminated surface water with aquatic plants// Phytoremediation of soil and water contaminants. Washington, DC: American Chemical Society, 1997. P. 133-151.

250. Robinson, N. J., Tommey, A. M., Kuske, C. and Jackson, P. J. 1993. Plant met-v allothioneins.// Biochem. V. 295. P. 1-10.

251. Romheki, V. 1991. The role of phytosiderophores in acquisition of iron and, Other micrbnutrients in graminaceous species: An ecological approach.// Plan and Soil V.130. P. 127-134.

252. Rugh C L. Wilde H D, Stacks N M. Thompson D M, Summers AO, Meagher R B 1996 Mercuric ion reducdon and resistance in transgenic Arabi-dopsis thaliana plants expressing a modified bacterial merA gene. Proc. Nad. Acad. Sei. USA 93. 3182-3187.

253. Sachs I. 1860. Physiologische Mitteilungen verschiedenen Inhalts. II. Auflosung des Marmors durch Mais Wurzeln. - Bot. Ztg., H.18, 117s.

254. Salt D.E., Blaylock M., Nanda Kumar P.B A., Dushenkov v., Ensley B., Chet I., Raskin I. Phytoremediation: a Novel Strategy of the Removal of Toxic Metals from the Environment Using Plants // Biotechnology. 1995. V. 13. P. 468-474.

255. Schäffner A., Messner B., Langebartels C., Sandermann H. Genes and enzymes for in-planta phytoremediation of air, water and soil.//Acta Biotechno-logica. Engineering in Life Sciences. 2002. Volume 22 Issue 1-2. P. 14-151.

256. Scheffer F., Kikut R., Slimme E. Biospharenprodukte von Sinapis alba //Naturwissenschaften. V54. H. 5, 1967, s. 118.

257. Schilling G., Gransee, A., Deubel A., Lezovic G., Ruppel S. Phosphorus availability, root exudates, and microbial activity in the rhizosphere. // Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 1988, V.161,s. 465-478.

258. Schwarz C, Morel J. L, Saumier S. Root development of the zinc hipe-raccumulator plant Thlaspi caerulescens as affected by metal origin, content and localization in soil. Plant Soil. 1999.- 208, 103-1 15.

259. Senden, M. H. M. N., Van Paassen, F. J. M., Van Der Meer, A. J. G. M. And Wolterbeek. H. Th. Cadmium-citric acid-xylem cell wall interactions in tomato plants.// Plant Cell Env. 1994. V. 15. P. 71-79

260. Shen Z. G., Zhao F. J. McGrath S. P. Uptake and transport of zinc in the hyperaccumulator Thlaspi caerulescens and the non-hyperaccumulator Thlaspi ochroleucum.// Plant Cell Cinviron, 1997. -V. 20, p. 898-906.

261. Siegel F.R. Environmental Geochemistry of Potentially Toxic Metals. Heidelberg: Springer, 2002. 218 p.

262. Singh S. N., Amitosh Verma Phytoremediation of Air Pollutants.// Environmental Bioremediation Technologies. 2007. P. 293-314.

263. Smith, S.E., and D.J. Reed. /Mycorrhizal symbiosis, end edition. 1997. Academic Press, London, p. 589.

264. Stephan, U. W. and Scholz, G. Nicotianamine: mediator of transport of iron and heavy metals in the phloem// Physiol. Plant. 1993 V. 88. P. 522-529.

265. Stoklasa I., Ernest A. Beitrage zur Losung der Frage der chemischen tur des Wurzelsekrets.//Jahrb. wiss. Bot., 1909. P. 46, 55.

266. Stroma L., Owenb G, Douglas L. Godboldb, David L. Organic acid mediated P mobilization in the rhizosphere and uptake by maize roots //. Biology and Biochemistry Volume>34,1. 5, May 2002, p. 703-710.

267. Su Yi., Han F. X., Chen. J., Sridhar. B. B. M., Monts D. L. Phytoex-traction and Accumulation of Mercury in Three Plant Species: Indian Mustard {Brassica Juncea), Beard Grass (Polypogon monospeliensis), and Chinese

268. Brake Fern (Pteris vittata) //International Journal of Phytoremediation, Volume 10, Issue 6 November 2008 , p. 547 560.

269. Treviranus, Meyen. Neues System der Pflanzenphysiologie. Berlin. 1839.-235 p.

270. Tsao D. Phytoremediation / Heidelberg: Springer., 2003. 206 p.

271. Valdes J J. Bioremediation. Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 2002. 184 p.

272. Van Driel W., Smilde K. W. Micronutrients and heavy metals in //Dutch agriculture, 1990. Ferdl. Res. 25. P. 115-126.

273. Villalba, G., Liu Y., Schroder H., Ayres, R. Global Phosphorus Flows and Environmental Impacts from a Consumption Perspective // J. Industrial Ecology, Volume 12, Number 4, 2008 , p. 557-569.

274. Wang Y., He Y., Zhang H., Schroder J., Li C., Zhou D. Phosphate mobilization by citric, tartaric, and oxalic acids // Soil Sei Soc, 2008. V. 72 p. 1263-1268.

275. Weber J.B., Lowder S.W. Soil factors affecting herbicide behaviour in reduced tillage systems / North Carolina State University. 1989. - 40 p.

276. Welch, R. M., Norvell, W. A., Schaefer, S. C, Shaff, J. E. and Kochian, L.V.//Planta . 1993.V.190.- P. 555-561.

277. Whiting S N. Leake J. R. McGrath .S. P., Baker A .J. M. Positive responses to Zn and Cd bi roots m,a the Zn and Cd hiperaccumulator Thlaspi cae-rulescens //2000 Neu Phytol. 145. 199-210.

278. Wilhelm R. Neuere Erkenntnisse zur Phosphataufnahme von Pflanzen // Archives of Agronomy and Soil Science February 2006. 52(1). p.l — 17.

279. Wise D.L., Trantolo DJ., Cichon EJ., Inyang H.I., Stottmeister U. Bioremediation of Contaminated Soils. N.Y.: Marcel Dekker, 2000.- 920 p .

280. Working Group "Remediation Technologies" of the Concernai Action CLARINET (Contaminated Land Remediation Network for Environmental Technologies), Final Report, October. 2002.