Биопродуктивность и микроэлементный состав злаково-бобовых травосмесей на техноземе при внесении минеральных удобрений
- Авторы: Болонева Л.Н.1, Лаврентьева И.Н.1, Меркушева М.Г.1, Убугунов Л.Л.1, Убугунов В.Л.1, Сосорова С.Б.1
-
Учреждения:
- Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
- Выпуск: № 2 (2024)
- Страницы: 330-344
- Раздел: АГРОХИМИЯ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
- URL: https://journals.rcsi.science/0032-180X/article/view/261916
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X24020101
- EDN: https://elibrary.ru/XYAYOA
- ID: 261916
Цитировать
Аннотация
Оценено влияние посевов злаково-бобовых травосмесей и применения минеральных удобрений на техноземе, созданном после ликвидации хвостохранилища Джидинского вольфрамо-молибденового комбината (Республика Бурятия), на изменение концентраций микроэлементов в растениях и образование дернины. Содержание валовых и подвижных форм ряда микроэлементов в верхнем супесчаном слое технозема было выше, чем в фоновой почве, превосходило медианный фон для почв Забайкалья. По коэффициенту суммарного загрязнения (Zc = 18.8) верхний слой характеризовался как умеренно-опасный, нижний суглинистый – неопасный (Zc = 4). Выявлено, что применение удобрений снижало концентрацию микроэлементов и коэффициенты их накопления в растениях. По интенсивности биологического поглощения большая часть элементов в надземной фитомассе отнесена к группе среднего захвата, в подземной – среднего и интенсивного поглощения, что свидетельствует о ее фитостабилизационной роли. Установлено, что биопродуктивность травосмесей в контроле была низкой. Внесение удобрений увеличивало этот показатель на второй год жизни трав до среднего уровня, на третий – до высокого, а на четвертый год сформировалась дернина, закрепляющая поверхностные слои и способствующая увеличению содержания органического вещества. Результаты исследований могут быть использованы на техноземах, созданных из вскрышных отвалов, для фитостабилизации и инициации накопления органического вещества в них за счет посевов высокопродуктивных многолетних трав и применения минеральных удобрений.
Полный текст
Об авторах
Л. Н. Болонева
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
Email: ldm-boloneva@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047
И. Н. Лаврентьева
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: ldm-boloneva@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047
М. Г. Меркушева
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
Email: ldm-boloneva@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047
Л. Л. Убугунов
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
Email: ldm-boloneva@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047
В. Л. Убугунов
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
Email: ldm-boloneva@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047
С. Б. Сосорова
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
Email: ldm-boloneva@mail.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047
Список литературы
- Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных промышленностью земель. Екатеринбург, 2008. 256 с.
- Богатиков О.А., Бортников Н.С., Карамурзов Б.С., Докучаев А.Я., Гурбанов А.Г. Техногенные месторождения полезных ископаемых: основные аспекты на современном этапе (на примере Тырныаузского месторождения) // Доклады Академии наук. 2014. Т. 456. № 2. С. 213–218.
- Бортников Н.С., Гурбанов А.Г., Богатиков О.А., Карамурзов Б.С., Докучаев А.Я., Лексин А.Б., Газеев В.М., Шевченко А.В. Оценка воздействия захороненных промышленных отходов Тырныазуского вольфрамо-молибденового комбината на экологическую обстановку (почвенно-растительный слой) прилегающих территорий Приэльбрусья (Кабардино-Балкарская республика, Россия) // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2013. № 5. С. 405–416.
- Брукс Р.Р. Биологические методы поисков полезных ископаемых. М., 1996, 312 с.
- Водяницкий Ю.Н. Формулы оценки суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами и металлоидами // Почвоведение. 2010. № 10. С. 1276–1280.
- Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы. М.: Изд-во Юрайт, 2018. 237 с.
- Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест: Методические указания. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999. 38 с.
- Головин А.А., Москаленко Н.Н., Ачкасов А.И., Волочкович К.Л., Гуляева Н.Г., Гусев Г.С., Килипко В.А., Криночкин Л.В., Морозова И.А., Трефилова Н.Я., Гинзбург Л.Н., Бедер А.Б., Клюев О.С., Колотов Б.А. Требования к производству и результатам многоцелевого геохимического картирования масштаба 1:200 000. М.: Изд-во Ин-та минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов, 2002. 92 с.
- ГОСТ 17.5.1.03–86. Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель // Сб. ГОСТов. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. С. 23–28.
- Гурбанов А.Г., Богатиков О.А., Винокуров С.Ф., Карамурзов Б.С., Газеев В.М., Лексин А.Б., Шевченко А.В., Долов С.М., Дударов З.И. Геохимическая оценка экологической обстановки в районе деятельности Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината (Кабардино-Балкарская республика, Северный Кавказ): источники загрязнения окружающей среды, влияние на соседние территории и меры по реабилитации // Доклады АН. 2015. Т. 464. № 3. С. 328–333.
- Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: Академия, 2003. 400 с.
- Дорошкевич С.Г., Смирнова О.К., Дампилова Б.В., Гайдашев В.В. Оценка состояния почв и растительности г. Закаменска (Бурятия): последствия деятельности Джидинского вольфрамо-молибденового комбината // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2016. № 5. С. 427–441.
- Дорошкевич С.Г., Смирнова О.К., Предеин П.А. Биологическая активность почв в зоне влияния Джидинского вольфрамо-молибденового комбината (Западное Забайкалье) // Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. 2015. № 2. С. 40–47.
- Иванов Г.М. Микроэлементы-биофилы в ландшафтах Забайкалья. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2007. 239 с
- Ильин В.Б. Тяжелые металлы и неметаллы в системе почва–растение. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. 220 с.
- Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 229 с.
- Казнина Н.М. Физиолого-биохимические и молекулярно-генетические механизмы устойчивости растений семейства Poaceae к тяжелым металлам. Дис. … докт. биол. наук. Петрозаводск, 2016. 358 с.
- Канищев А.Д., Менакер Г.И. Среднее содержание 15 рудообразующих химических элементов в земной коре центрального и восточного Забайкалья. Чита: Изд-во Мин-ва геол. РСФСР, 1972. 11 с.
- Кашин В.К. Cодержание микроэлементов в пырее в Западном Забайкалье // Агрохимия. 2020. № 3. С. 55–61.
- Ковда В.А. Биогеохимические циклы в природе и их нарушение человеком // Биогеохимические циклы в биосфере. М., 1976. С. 19–85.
- Копцик Г.Н. Современные подходы к ремедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами (обзор литературы) // Почвоведение. 2014. № 7. С. 851–868.
- Копцик Г.Н. Проблемы и перспективы фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами (обзор литературы) // Почвоведение. 2014. № 9. С. 1113–1130.
- Копцик Г.Н., Копцик С.В., Смирнова И.Е., Синичкина М.А. Влияние деградации и ремедиации почв техногенных пустошей на поглощение элементов питания и тяжелых металлов растениями в Кольской Субарктике // Почвоведение. 2021. № 8. С. 969–982.
- Кущ Е.Д., Гребенников В.Г., Шипилов И.А. Продуктивность многолетних бобово-злаковых травосмесей в связи с ценотическим взаимодействием растений // Научный журнал Куб.ГАУ. 2011. № 66(2). С. 1–11.
- Меркушева М.Г., Убугунов Л.Л., Корсунов В.М. Биопродуктивность почв сенокосов и пастбищ сухостепной зоны Забайкалья. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2006. 515 с.
- Неаман А., Яньез К. Фиторемедиация почв, загрязненных выбросами медеплавильного производства в Чили: результаты десятилетних исследований // Почвоведение. 2021. № 12. С. 1564–1572.
- Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея, 1999. 764 с.
- Плюснин А.М., Гунин В.И. Природные гидрогеологические системы, формирование химического состава и реакция на техногенное воздействие (на примере Забайкалья). Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2001. 137 с.
- Практикум по агрохимии / Под ред. Минеева В.Г. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.
- Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П., Смирнова Р.С., Башаркевич И.Л., Онищенко Т.Л., Павлова Л.Н., Трефилова Н.Я., Ачкасов А.И., Саркисян С.Ш. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.
- СанПиН 1.2.3685–21 “Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. 29 января 2021 г. № 62296. https://fsvps.gov.ru/sites/default/files/npa-files/2021/ 01/28/sanpin1.2.3685–21.pdf
- Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Роль тканей корня и побега в транспорте и накоплении кадмия, свинца, никеля и стронция // Физиология растений. 2008. Т. 55. С. 5–26.
- Смирнова О.К., Плюснин А.М. Джидинский рудный район (проблемы состояния окружающей среды). Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2013. 180 с.
- Смирнова О.К., Сарапулова А.Е., Цыренова А.А. Особенности нахождения тяжелых металлов в геотехногенных ландшафтах Джидинского вольфрамо-молибденового комбината // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2010. № 4. С. 319–327.
- Тимофеев И.В., Кошелева Н.Е. Оценка эколого-геохимического состояния древесных растений в горнопромышленных ландшафтах (г. Закаменск, Республика Бурятия) // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии: Сб. научн. ст. по материалам XV междунар. научн.-практ. конф. Барнаул: Концепт, 2016. С. 463–472.
- Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс, 1980. 327 с.
- Чернова О.В., Безуглова О.С. Опыт использования данных фоновых концентраций тяжелых металлов при региональном мониторинге загрязнения почв // Почвоведение. 2019. № 8. С. 1015–1026. https://doi.org/10.1134/S0032180X19080045
- Яковлев А.С., Плеханова И.О., Кудряшов С.В., Аймалетдинов Р.А. Оценка и нормирование экологического состояния почв в зоне деятельности предприятий металлургической компании “Норильский никель” // Почвоведение. 2008. № 6. С. 737–750.
- Carrier P., Baryla A., Havaux M. Cadmium distribution and microlocalization in oilseed rape plants (Brassica napus) after long-term grown on cadmium-contaminated soil // Planta. 2003. V. 216. P. 939–950. https://doi.org/10.1007/s00425–002–0947–6
- Dickinson N.M., Baker A.J.M., Doronila A., Laidlaw S., Reeves R.D. Phytoremediation of inorganics: realism and synergies // Intern. J. Phytoremediation. 2009. V. 11. P. 97–114. https://doi.org/10.1080/15226510802378368
- Greger M., Landberg T. Use of willow in phytoextraction // Int. J. Phytorem. 1999. V. 1. № 2. Pр. 115–123. https://doi.org/10.1080/15226519908500010
- He Z.L., Yang X.E., Stoffella P.J. Trace elements in agroecosystems and impacts on the environment // J. Trace Elements Medicine Biol. 2005. P. 125–140. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2005.02.010
- Heavy Metals in Soils / Еd. Alloway B.J. N.Y.: Wiley & Sons, 1990. 339 p.
- Kabata-Pendias A. Trace Elements in Soils and Plants. Boca Raton, FL: CRC Press, 2011. 548 p.
- Kloke A. Richtwerte’80. Orientierungsdaten für tolerierbare Gesamtgehalte einger Elemente in Kulturböden // Mitteilungen VDLUFA. 1980. V. 1/3. P. 9–11.
- Nazar R., Iqbal N., Masood A., Khan M., Syeed S., Khan N. Cadmium Toxicity in Plants and Role of Mineral Nutrients in Its Alleviation // Am. J. Plant Sci. 2012. V. 3. 2012. Р. 1476–1489. https://doi.org/10.4236/ajps.2012.310178.
- Padmavathiamma P.K., Li L.Y. Rhizosphere influence and seasonal impact on phytostabilisation of metals -a field study // Water, Air, Soil Pollut. 2012. V. 223. P. 107–124. https://doi.org/10.1007/s11270–011–0843–4
- Phytotechnology Technical and Regulatory Guidance and Decision Trees, Revised. Technical // Regulatory Guidance. Washington, DC: ITRC, 2009. 175 p.
- SUMATECS. Sustainable management of trace element contaminated soils -Development of a decision tool system and its evaluation for practical application. Final Research Report / Ed. Puschenreiter M. Vienn: Universitat fur Bodenkultur Wien (BOKU), 2008. 314 p.
- Wang F., Li Y, Zhang Q., Qu J. Phytoremediation of cadmium, lead and zinc by Medicago sativa L. (alfalfa): A study of different period // Bulgarian Chem. Commun. 2015. V. 47. P. 167–172.
- White P.J., Brown P.H. 2010. Plant nutrition for sustainable development and global health // Annals of Botany. 2010. V. 105. P. 1073–1080. https://doi.org/10.1093/aob/mcq085