Внесение удобрений однозначно повышает частные и интегральные показатели экологической напряженности данной агроэкосистемы. В корнях: в начале вегетации в – 1,23 и 1,49 раза (по вариантам опыта с одинарной и двойной дозами минеральных удобрений, соответственно ); в середине – в 1,22 и 1,45, и в конце – в 1,48 и 1,35 раза. В надземной части: в начале вегетации – в 1,02 и 1,22; середине - 0,84 и 0,91, и в конце -1,12 и 1,23 раза. В соцветиях – в 1,14 и 1,16 раза. А в целом для растения: в начале вегетации – в 1,09 и 1,30; середине – в 0,93 и 1,02, и в конце – в 1,23 и 1,25 раза.
Рис. 16. Суммарный показатель экологической напряженности агроэкосистемы с гибридом подсолнечника ПР62А91, надземная часть.
Для элементов с повышенным уровнем транслокации в растения: таких как Cd, Zn, Ni и Pb – рассчитывается суммарный показатель загрязнения (Zc). По шкале значений Zc, предложенной (1994), суммарная степень загрязнения растений гибрида ПР62А91 оценивается как средняя в начале вегетации, и сильная – в середине и конце. Минимальная степень суммарного загрязнения отмечена в контроле с гербицидами; максимальная – на варианте с двойной дозой минеральных удобрений.
Расчеты суммарных показателей экологической напряженности агроэкосистемы с гибридом подсолнечника ПР63А83 показали (табл. 8), что они, как правило, заметно ниже, чем в случае с гибридом ПР62А91, и постепенно возрастают в последующих ротациях высокоинтенсивного севооборота (рис. 17). Тем не менее, выявленные для гибрида ПР62А91 закономерности величин ПЭН прослеживаются и для гибрида ПР63А83 (табл. 8). Различия обусловлены, прежде всего, сортовыми особенностями изучаемых гибридов, что необходимо учитывать и при их выборе для выращивания в загрязненных условиях.
Таблица 8.
Суммарный показатель экологической напряженности исследуемой агроэкосистемы с гибридом подсолнечника ПР63А83, среднее за гг.
Фаза вегетации | Анализируемая часть растения | |||||||||||||||
Корни | Надземная часть | Соцветие | Растение в целом | |||||||||||||
Вариант | К | Кг* | 1NPK | 2NPK | К | Кг | 1NPK | 2NPK | К | Кг | 1NPK | 2NPK | К | Кг | 1NPK | 2NPK |
всходы | 0,95 | 0,97 | 1,60 | 1,98 | 3,59 | 2,94 | 3,50 | 4,79 | - | - | - | - | 4,35 | 3,89 | 5,10 | 6,77 |
образов. корзины | 1,85 | 1,68 | 2,61 | 2,88 | 6,78 | 6,20 | 7,02 | 7,82 | - | - | - | - | 8,64 | 7,76 | 9,55 | 10,70 |
созревание | 2,05 | 1,93 | 2,32 | 2,44 | 8,69 | 8,31 | 10,22 | 11,30 | 2,09 | 1,93 | 2,50 | 2,93 | 13,01 | 12,19 | 15,05 | 16,66 |
Среднее | 1,62 | 1,52 | 2,18 | 2,43 | 6,35 | 5,82 | 6,91 | 7,97 | 2,09 | 1,93 | 2,50 | 2,93 | 8,67 | 7,96 | 9,90 | 11,38 |
* - контроль с гербицидами
Уровень загрязнения растений данного гибрида в целом по шкале (1994) на всех вариантах за исключением с двойной дозой минеральных удобрений оценивается как средний в начале и середине вегетации, а в конце – как сильный. На варианте с двойной дозой минеральных удобрений с середины вегетации уровень загрязнения возрастает от среднего до сильного.
Таким образом, внесение удобрений в данном случае в меньшей степени повышает накопление тяжелых металлов в агроэкосистеме с гибридом подсолнечника ПР63А83, имеющим более продолжительный вегетационный период, и проявляет меньшее дестабилизирующее воздействие на агроэкосистему в целом, чем в случае с гибридом ПР62А91.
Рис. 17. Суммарный показатель устойчивости агроэкосистемы с гибридом подсолнечника ПР63А83, среднее за 2005, 2007, 2009, 2011гг., надземная часть
С результатами анализа показателей экологической напряженности исследуемых агроэкосистем с двумя вариантами гибридов подсолнечника хорошо согласуются данные по средним значениям их урожайности по вариантам многолетнего опыта (табл. 9).
Таблица 9.
Средняя урожайность подсолнечника (ц /га) исследуемых гибридов в пересчете на стандартную влажность (за период исследований 20гг.)
№ | Варианты опыта | Урожайность | Прибавка | % к контролю |
1 | ПР62А91 Контроль | 4,8 | - | - |
2 | Контроль+ гербициды | 5,9 | 1,1 | 22,9 |
3 | N60P90K60+ гербициды | 6,6 | 1,8 | 37,5 |
4 | N120P180K120+ гербициды | 9,1 | 4,3 | 89,6 |
1 | ПР63А83 Контроль | 5,3 | - | - |
2 | Контроль+ гербициды | 7,8 | 2,5 | 47,2 |
3 | N60P90K60+ гербициды | 8,7 | 3,9 | 81,2 |
4 | N120P180K120+ гербициды | 9,8 | 5,6 | 104,2 |
Одинарная доза минеральных удобрений обеспечила повышение урожайности гибрида ПР62А91 на 38% , двойная доза – на 89%, а гибрида ПР63А83 – на 81% и 104%, соответственно. В среднем, урожайность гибрида ПР63А83 превышала таковую гибрида ПР62А91 в 1,2 - 1, 3 раза – в зависимости от дозы удобрений (табл. 9). Применение гербицидов на фоне без удобрений способствовало повышению урожайности гибридов ПР62А91 и ПР63А83 (в среднем на – 22,9 – 47,2% соответственно), но существенно в меньшей мере, чем их использование совместно с удобрениями.
Таким образом, дестабилизирующее воздействие минеральных удобрений, способствующих загрязнению почв и растительности тяжелыми металлами, в данном случае компенсируется существенным повышением биологической продуктивности и урожайности исследуемых агроэкосистем.
Как показали наши исследования интенсивности биологического поглощения исследуемых тяжелых металлов подсолнечником, он обладает выраженной деконтаминационной способностью в отношении ТМ и может использоваться для частичной оптимизации состояния и функционирования агроэкосистем в условиях повышенного техногенного загрязнения и интенсивного агрогенного воздействия, повышая интегральные показатели их устойчивости к антропогенной нагрузке.
Глава 7. Экологическая и экономическая эффективность возделывания основных технических культур в агроэкосистемах восточной части ЦЧР с повышенной антропогенной нагрузкой
Как известно, с урожаем сельскохозяйственных культур из агроэкосистем активно отчуждаются как основные элементы питания растений, так и накапливаемые в основной и побочной продукции загрязнители, в том числе тяжелые металлы. В исследуемых агроэкосистемах с сахарной свеклой основное количество накапливаемых в растении тяжелых металлов содержится в ботве, которая, как правило, после уборки корнеплодов остается в поле. Таким образом, содержащиеся в ней тяжелые металлы переходит в агроэкосистему последующей культуры севооборота. Удаление с поля растительных остатков последующей культуры, стерни подсолнечника, создается возможность удаления с ней и значительного количества тяжелых металлов, способствуя периодическому оздоровлению техногенно и агрогенно загрязняемой придорожной агроэкосистемы.
Для изучения экологической эффективности предлагаемого агроприема было проведено экспериментальное исследование выноса тяжелых металлов с урожаем подсолнечника двух исследуемых гибридов в сокращенных ротациях культур интенсивного использования (табл. 10).
Таблица 10.
Вынос тяжелых металлов с урожаем подсолнечника гибридов ПР62А91 (числитель) и ПР63А83 (знаменатель), среднее за 20гг.
Вариант опыта | Показатель | Zn | Cu | Pb | Cd | Ni | Cо |
Контроль | Содержание, мг/кг сух. м. | 64,04 55,57 | 32,38 28,20 | 2,42 1,98 | 1,31 1,06 | 6,74 3,75 | 1,98 2,81 |
Вынос, г/га | 440,32 435,67 | 220,16 221,09 | 16,51 15,52 | 9,01 8,31 | 46,37 29,40 | 13,62 22,03 | |
Контроль + гербициды | Содержание, мг/кг сух. м. | 63,85 55,48 | 32,19 27,77 | 2,36 1,78 | 1,39 0,93 | 6,75 3,47 | 2,28 2,62 |
Вынос, г/га | 581,12 563,68 | 290,56 282,14 | 21,29 18,08 | 12,62 9,31 | 61,29 35,25 | 20,70 26,62 | |
1NPK+ гербициды | Содержание, мг/кг сух. м. | 66,97 60,52 | 36,73 31,46 | 2,96 2,40 | 1,52 1,22 | 7,32 4,21 | 2,48 3,34 |
Вынос, г/га | 667,32 777,08 | 368,52 403,95 | 29,48 30,82 | 13,80 15,66 | 72,91 54,06 | 24,70 42,88 | |
2NPK+ гербициды | Содержание, мг/кг сух. м. | 74,19 67,61 | 40,31 36,81 | 2,65 2,52 | 1,92 1,66 | 7,31 4,61 | 2,55 3,52 |
Вынос, г/га | 1077,44 1103,39 | 582,40 600,74 | 38,58 41,13 | 27,95 27,09 | 106,43 75,23 | 37,13 57,45 |
Как правило, чем выше содержание тяжелых металлов в растениях, тем больше их вынос. Так, вынос никеля достигает 46,37-106,43 г/га, меди 220,16-582,40 г/га, цинка 440,32-1077,44 г/га, свинца 16,61-38,58 г/га. Причем, удвоение дозы минеральных удобрений способствует увеличению выноса свинца с урожаем примерно на 30 % (табл. 10).Подобная закономерность наблюдается также для кадмия, никеля и кобальта. Так, удвоение дозы минерального удобрения повышает вынос кадмия почти в 2 раза, никеля – в 1,5 раза, кобальта - почти в 1,4-1,6 раза.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
Основные порталы (построено редакторами)