Актуальные проблемы современной науки, № 3, 2010
Биологические науки Экология
Автухович И.Е., доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой, профессор Российского государственного аграрного университета им. К.А. Тимирязева
ВЛИЯНИЕ ТРИЛОНА Б НА НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОДУКТИВНОСТИ ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФИТОЭКСТРАКЦИИ СВИНЦА
ИЗ ЗАГРЯЗНЕННОГО ГРУНТА
Проблема ухудшения экологической обстановки, особенно вокруг крупных промышленных центров, последствия аварий на радиационно-опасных объектах, а также неуклонный рост автопарка вызывает необходимость вести поиск новых конструктивных решений по реабилитации загрязненных территорий. Для очистки и восстановления (ремедиации) почв и грунтов в настоящее время все шире используются растения, способные концентрировать в себе поллютанты. Для повышения эффективности фитоэкстркции тяжелых металлов применяются хелатообразующие агенты, в частности трилон Б (двунатриевая соль этилендиа-минтетрауксусной кислоты).
Вегетационные исследования, посвященные изучению влияния разных доз трилона Б на рост, развитие, а также ремедиационную способность горчицы белой (Sinapis alba L.) и люпина узколистного (Lupinus angustifolius L.) в условиях разного уровня загрязнения грунта свинцом, были развернуты в июне 2009 года на Лесной опытной даче РГАУ - МСХА в сосудах без отверстий в дне, полив которых осуществлялся по массе до 60% ПВ. Регулярно проводились наблюдения и уход за растениями.
Для намеченных исследований был использован грунт, предназначенный для газонов, составленный на основе природного материала торфа и минеральных удобрений: зольность -34,2%; орг. в.-во - 65,8%; №бщ. - 1,31% от абс. сух. грунта; рНКС1 =5,3; рНН2О= 6,1; подвижные N - 295; Р2О5 - 350; К2О - 400 и Mg - 75 мг/л; РЬвал.=19,8 мг/кг; Нг = 0,23 ммоль/100г; S = 126,5 ммоль/100 г; Т= 126,73 ммоль/100 г; V=99,8%; В=300% при набивке сосудов, ПВ = 540% от абс. сух. грунта.
Внесение свинца (в дозах по д.в. в мг/кг абс. сух. грунта, до посева растений) и трилона Б (в ммоль/кг абс. сух. грунта, через месяц после посева, когда растения достаточно окрепли и образовали обширную биомассу) в сосуды осуществлялось в 4-х кратной повторности: 0 РЬ без трилона Б; 0 РЬ + 1 ммоль/кг трилона Б; 0 РЬ + 10ммоль/кг трилона Б; 150 РЬ без трилона Б; 150 РЬ + 1 ммоль/кг трилона Б; 150 РЬ + 10ммоль/кг трилона Б; 1500 РЬ без трилона Б; 1500 РЬ + 1 ммоль/кг трилона Б; 1500 РЬ + 10ммоль/кг трилона Б.
Зарегистрирована высокая толерантность горчицы белой в условиях загрязненного грунта. Увеличение содержания свинца в модельном субстрате оказало стимулирующее влияние на продуктивность растений горчицы белой и, в то же время, воздействовало угнетающе на рост и развитие люпина узколистного (рис. 1, 2, 3 и табл. 1). Трилон Б при дозе его внесения 10 ммоль/кг грунта вызвал торможение роста и развития горчицы белой и люпина узколистного при всех уровнях свинцового загрязнения. При этом зарегистрировано уменьшение линейных размеров горчицы белой и люпина узколистного в среднем в 2 раза, по сравнению с вариантами без применения трилона Б. Однако внесение данного препарата в дозе 1 ммоль/кг в незагрязненный свинцом грунт оказало некоторое положительное действие на растения. Совместное внесение трилона Б в дозе 10 ммоль/кг и свинца в дозе 1500 мг/кг вызывало наибольшее снижение высоты, длины корней и массы растений люпина. Самые низкие ростовые характеристики растений горчицы отмечены также при дозе трилона Б 10 ммоль/кг, но без внесения свинца.
0 РЬ
без трилона Б
0 РЬ + 1 ммоль/кг трилона Б
0 РЬ+ 10 ммоль/кг трилона Б
150 РЬ
без трилона Б
150 РЬ+ 1 ммоль/кг трилона Б
150 РЬ+ 10 ммоль/кг трилона Б
1500 РЬ+ без трилона Б
1500 РЬ + 1ммоль/кг трилона Б
1500 РЬ+ 10 ммоль/кг трилона Б
Рис. 1. Горчица белая и люпин узколистный в условиях индуцированной фитоэкстракции (повторность 4-х кратная)
0 Pb 0 Pb + 0 Pb+ 150 Pb 150 Pb+ 150 Pb+ 1500 Pb+ 1500 Pb + 1500 Pb+
без 1 ммоль/кг 10 ммоль/кг без 1 ммоль/кг 10 ммоль/кг без 1ммоль/кг 10 ммоль/кг
трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б
Рис. 2. Влияние трилона Б и свинца, примененных в разных дозах на горчицу белую
0 Pb 0 Pb + 0 Pb+ 150 Pb 150 Pb+ 150 Pb+ 1500 Pb+ 1500 Pb + 1500 Pb+
без 1 ммоль/кг 10 ммоль/кг без 1 ммоль/кг 10 ммоль/кг без 1ммоль/кг 10 ммоль/кг
трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б трилона Б
Рис. 3. Влияние трилона Б и свинца, примененных в разных дозах на люпин узколистный
Таблица 1
Характеристики роста и развития экспериментальных растений горчицы и люпина
доза свинца, мг/кг абс. сух.грунта доза трилона Б, ммоль/кг абс. сух.грунта высота растений, см длина корней, см, сухая масса растений, г/сосуд
горчица НСР05 =4,30 люпин НСР05=1,52 горчица НСР05=0,26 люпин НСР05=0,40 горчица НСР05 =0,15 люпин НСР05 =0,07
0 0 24,48 45,78 3,70 10,80 1,26 1,49
1 26,18 50,90 3,00 12,05 1,58 1,77
10 11,48 30,73 1,20 7,20 0,69 0,78
150 0 28,63 49,05 5,10 10,43 1,99 1,15
1 21,35 35,68 4,00 8,38 1,74 0,89
10 17,28 27,90 1,80 6,58 0,95 0,63
1500 0 38,23 40,48 6,50 9,23 2,66 0,90
1 33,23 3,25 5,50 7,65 1,93 0,63
10 21,30 17,30 2,70 4,35 1,33 0,41
Таблица 2
Показатели эффективности фитоэкстракции
дозы РЬ, мг/кг дозы трилона Б, мг/кг грунта накопление РЬ в растениях, мг/кг коэффициент биологического накопления РЬ растениями вынос РЬ растениями, мг/сосуд
горчица люпин горчица люпин горчица люпин
0 0 3,22±0,04 1,69±0,02 1,49 0,23 0,0041 0,0025
1 6,99±0,09 2,37±0,03 0,88 0,30 0,0111 0,0042
10 59,61±0,76 178,74±2,28 3,59 14,11 0,0411 0,1394
150 0 2,31±0,03 5,97±0,08 0,02 0,08 0,0045 0,0069
1 2,83±0,04 8,55±0,11 0,03 0,07 0,0050 0,0076
10 16,52±0,21 21,92±0,28 0,14 0,15 0,0157 0,0138
1500 0 24,69±0,31 48,68±0,62 0,02 0,04 0,0657 0,0438
1 67,99±0,87 145,05±1,85 0,06 0,11 0,1312 0,0914
10 368,44±4,69 2416,41±30,76 0,25 1,77 0,4900 0,9907
Актуальные проблемы современной науки, № 3, 2010
Результатом применения трилона Б явилось увеличение накопления свинца экспериментальными растениями в мг/кг, его вынос в мг/сосуд и коэффициент биологического накопления (табл. 2). О повышение эффективности фитоэкстракции под действием хелатообразую-щих агентов сообщается в работах ряда авторов [1, 2, 3]. Для горчицы и люпина наибольший вынос свинца отмечен при дозе трилона Б = 10мг/кг при разных дозах вносимого Pb.
Наилучший результат по указанным выше показателям получен для растений люпина в варианте без внесения свинца. Так накопление свинца растениями, его вынос и коэффициент биологического накопления Pb в этом варианте возросли соответственно в 105,8, 55,8 и 61,3 раза, по сравнению с вариантом без внесения хелатообразующего агента (табл. 2).
Таким образом, нами выявлено, что применение трилона Б способствует значительному сокращению срока очистки грунта от свинца, в особенности при более высоких дозах данного хелатообразующего агента. Люпин узколистный оказался более эффективен для очистки грунта, по сравнению с горчицей белой, в условиях данного эксперимента при дозе внесения трилона Б = 10 ммоль/кг абс. сух. грунта.
Литература
1. Kos B. Induced phytoextraction / soil washing of lead using biodegradable chelate and permeable barriers / Kos B., Lestan D // Environ. Sci. Technol. - 2003. - Vol. 37. - P. 624-629.
2. Puschenreiter M., Stöger G. Phytoextraction of heavy metal contaminated soils with thlaspi goesigense and Amaranthus hybridus: Rhizosphere manipulation using EDTA and ammonium sulfate / Puschenreiter M., Stöger G. // Plant Nutr. Soil Sci. - 2001. - Vol. 164. - P. 615-621.
3. Wenzel W.W., Unterbrunner R. Chelate assisted phytoextraction using candola in outdoors pot and lysimeter experiments / Wenzel W.W., Unterbrunner R. // Plant and soil. - 2003. - 249. - P. 83-96.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.