Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата Ефремова Наталья Евгеньевна

Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата
<
Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ефремова Наталья Евгеньевна. Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата : Дис. ... канд. биол. наук : 06.01.04 : Москва, 2004 129 c. РГБ ОД, 61:04-3/885

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Эффективность средств детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами и их влияние на растения 7

1.1 Источники поступления и формы нахождения свинца в почве 7

1.2 Факторы, влияющие на подвижность тяжелых металлов в почве и химическая мелиорация загрязненных земель 10

1.2.1Внесение известковых материалов 12

1.2.2 Внесение глины 16

1.2.3 Внесение цеолитов 17

1.2.4 Внесение органического вещества 19

1.3 Микроорганизмы-фиксаторы тяжелых металлов 23

1.3.1 Использование хитина и хитозана для сорбции металлов 29

1.4 Транслокация тяжелых металлов в растения 31

1.5 Условия выращивания листового салата и его качество 40

1.6 Аскорбиновая кислота в растениях: биологические функции и содержание при различных условиях выращивания 43

1.7 Метаболизм растений в условиях повышенной температуры ...48

1.8 Заключение 49

Глава 2 Объекты, методы исследований 51

2.1 Объекты исследований 51

2.2 Методы исследования 53

Глава 3. Определение оптимальной концентрации биосорбентов, длительности и характера их воздействия на тяжелые металлы в тепличном грунте 58

3.1 Тесты на фитотоксичность 58

3.2 Модельные опыты по определению оптимальной концентрации биосорбентов 59

3.3 Поглощение растениями салата кадмия, цинка и свинца в модельном опыте 60

3.4 Компостирование тепличного грунта с кадмием, цинком и свинцом при внесении биосорбентов 61

Глава 4 Свинец в системе почва-растение в связи с применением биосорбентов 64

4.1 Содержание свинца в почве вегетационного опыта, проведенного в июне 64

4.2 Содержание свинца в растениях вегетационного опыта, проведенного в июне 71

4.3 Содержание свинца в почве вегетационного опыта, проведенного в августе 75

4.4 Содержание свинца в растениях вегетационного опыта, проведенного в августе 80

Глава 5 Влияние биосорбентов на агрохимические показатели почвы, урожай и качество листового салата 85

5.1 Влияние биосорбентов на почвенную кислотность 85

5.2 Влияние биосорбентов на содержание азота в почве 87

5.3 Влияние биосорбентов на содержание фосфора в почве 89

5.4 Содержание калия в почве опытов 91

5.5 Влияние биосорбентов на массу растений салата 93

5.6 Содержание азота в растениях опытов 95

5.7 Содержание фосфора в растениях опытов 98

5.8 Содержание калия в растениях опытов 102

5.9 Содержание витамина С в растениях опытов 105

5.10 Содержание углеводов в растениях опытов 108

5.11 Соотношения между элементами питания в почве и их содержанием в салате 111

Выводы 113

Список литературы 114

Приложение 129

Введение к работе

Высокая антропогенная нагрузка на окружающую среду сопровождается большим количеством загрязняющих веществ, среди которых тяжелые металлы стоят в ряду лидирующих. Известно, что фосфаты, известь и органическое вещество способны снижать подвижность металлов и доступность их растениям. Но дозы этих агрохимических средств при их применении в сельском хозяйстве не всегда могут обеспечить достаточный эффект детоксикации. Таким образом, для ремедиации загрязненных земель перспективны технологии, использующие сорбенты, способные эффективно связывать тяжелые металлы путем ионного обмена, комплексообразования и физической сорбции.

До настоящего времени наиболее известными альтернативными средствами снижения подвижности тяжелых металлов в почве, использующими принцип ионного обмена, являлись цеолиты. Однако сведения об их эффективности не однозначны (Лобода, 2000; Кузьмич и др., 2000; Дорошкевич, Убуг-нов, 2002).

Известны многочисленные работы, посвященные сорбции тяжелых металлов на поверхности биомассы микроорганизмов (Ledin и др., 1999; Taniguchi и др., 2000; Omar и др., 1997; Golab и др., 1991; Bauer, 1999). Наиболее дешевыми и доступными источниками такой биомассы представляются отходы микробиологических производств, которые в настоящее время утилизируются в ограниченных количествах. Сорбенты, полученные путем химической обработки биомассы (Кириллова и др., 1997), не уступают по своей эффективности синтетическим ионообменникам, но отличаются от них более низкой себестоимостью. Низкая механическая прочность биосорбентов не позволяет использовать их в очистных сооружениях. Для методов иммобилизации тяжелых металлов в почве, не предполагающих извлечения сорбционных материалов с адсорбированными на них металлами, механические свойства сорбентов не имеют значения. Перспектива применения биосорбентов в сельском хозяйстве поднимает проблемы возможного влияния биосорбентов на растения, их сорбционные свойства и потенциальной биодеградируемости в почвенной среде.

Цель и задачи исследований Целью данной работы явилось изучение эффективности биосорбентов (БС), полученных на основе биомассы Penicillium chtyzogenum (БМ), в уменьшении подвижности форм свинца в агроэкосистеме.

В связи с этим были поставлены следующие задачи исследований:

1. Определение дозы биосорбентов для дерново-подзолистой среднесуг-линистой почвы и тепличного грунта, не вызывающей эффекта фито-токсичности и негативного влияния на урожай и качество салата.

2. Сравнение действия биосорбентов с действием исходной биомассы Penicillium chryzogenum и цеолитов.

3. Изучения влияния различных почвенных условий на эффективность биосорбентов.

4. Оценка способности биосорбентов снижать поступление свинца в растения салата.

5. Изучение влияния биосорбентов на урожай и некоторые качественные показатели растений.

Научная новизна

Впервые изучались сорбционные свойства биосорбентов, полученных на основе модифицированной биомассы Penicillium chryzogenum, и исходной биомассы в почвенной среде. Определена доза БС, не вызывавшая эффекта фито-токсичности и не оказывавшая негативного влияния на салат. Дана оценка способности БС снижать поступление свинца в растения салата. Изучено влияние БС на урожай и некоторые показатели качества салата, содержание в растениях азота, фосфора и калия.

Практическая значимость

Сделан вывод о целесообразности химической обработки биомассы Peni cillium chryzogenum для улучшения ее биосорбционных свойств в почвенной среде. Рекомендована доза биосорбентов для внесения в дерново-подзолистую среднесуглинистую почву и тепличный грунт при выращивании салата.  

Факторы, влияющие на подвижность тяжелых металлов в почве и химическая мелиорация загрязненных земель

Среди факторов, влияющих на подвижность тяжелых металлов в почве, можно назвать несколько основных. Общепризнанно, что первым по степени значимости выступает рН почвы. Затем, в порядке убывания, следуют: гранулометрический состав почвы, содержание органического вещества и подвижного фосфора, емкость поглощения катионов (Шильников и др., 1994; Ильин, 1991;Овчаренко, 1995).

На подвижность тяжелых металлов значительное влияние оказывает окислительно-восстановительный потенциал почвы. Восстановительные условия в почве могут быть следствием повышенного увлажнения почвы. Многими авторами наблюдалось повышение в восстановительных условиях подвижности одних тяжелых металлов (в частности, свинца) и снижение растворимости других. Было высказано предположение, что окислительно-восстановительные условия, наряду с рН, являются фактором, в наибольшей степени влияющим на форму нахождения металлов в почве и их доступность растениям (Forstner, 1991). Дискуссионным остается вопрос о том, какие именно процессы в восстановительной среде гидроморфных почв участвуют в трансформациях соединений тяжелых металлов. Среди возможных причин изменения подвижности называются следующие: во-первых, это растворение оксидов железа и марганца, на которых в окислительных условиях сорбируются тяжелые металлы, образование подвижных металлоорганических комплексов. Во-вторых, в анаэробных условиях при сбраживании Сахаров образуется ряд таких органических кислот, как уксусная и масляная, которые могут влиять на рН почвы. Для значительного изменения почвенной кислотности в почве с высокими буферными свойствами достаточно перехода в органические кислоты 1% доступного углерода. Однако этим процессам противостоят денитрификация и восстановительное растворение оксидов марганца и железа, потребляющие протоны (Charlatchka, Cambrier, 2000). Поэтому нельзя однозначно утверждать, что гидроморфные условия приводят к увеличению почвенной кислотности и, таким образом, увеличат подвижность металлов. Авторами было замечено также, что повышенная растворимость соединений тяжелых металлов в восстановительных условиях со временем может смениться повторной фиксацией. При этом важную роль могут играть малорастворимые сульфиды металлов.

На подвижность тяжелых металлов в природных условиях могут оказывать значительное влияние также и мало прогнозируемые биологические факторы. Среди них - продуцирование природных хелатирующих агентов, в том числе аминокислот. Их источниками могут быть корневые выделения растений (Cakmak, Marschner, 1988), продукты разложения органического материала, деятельность микроорганизмов и органические удобрения (Leidmann и др., 1995; Fisher и др., 1997). Два типичных для почвы соединения - 1-цистеин и 1-пеницилламин, содержат тиольные группы, благодаря которым они связывают тяжелые металлы. В опытах, проведенных К. Fisher в 2002 г., они значительно повышали экстракцию свинца, меди и хрома из почвенных компонентов (бентонита, иллита и торфа). Таким образом, повышение биологической активности почвы и количества корневых выделений может повышать подвижность металлов.

Регулируя различные почвенные показатели путем внесения в почву химических мелиорантов, можно добиться существенного снижения подвижности токсичных тяжелых металлов, и как следствие, уменьшения поступления их в растительную продукцию. Группа методов детоксикации загрязненной тяжелыми металлами почвы in situ, основанная на применении извести, цемента и других подобных связывающих материалов, часто обозначается как методы стабилизации/осаждения (stabilization/solidification). (Alpaslan, Yukselen, 2002)

Применение извести в качестве мелиоранта на загрязненной тяжелыми металлами дерново-подзолистой почве обусловлено комплексом позитивных изменений в почвенной системе на разных уровнях: химическом, физическом и биологическом. Известкование обогащает почву кальцием, который замещает водород в ППК, способствует коагуляции почвенных коллоидов, улучшает структуру почвы, косвенно влияет на окислительно-восстановительный потенциал, активизирует процессы окисления. Кроме этого, нейтральная или близкая к ней реакция среды активизирует деятельность бактериальной микрофлоры: существенно возрастает биомасса микроорганизмов, часть которых может включать металлы в состав своего тела. В то же время, микроорганизмы - продуценты различных органических соединений, в том числе и сидерофоров, способны влиять на подвижность тяжелых металлов (Awad, Romheld, 2000). Под-щелачивание раствора приводит к изменению подвижности металлов. При этом наблюдается увеличение катионной поглотительной способности почв. Содержащиеся в кислой среде в подвижном состоянии железо, алюминий и марганец при подщелачивании переходят в нерастворимые гидроксиды, которые образуют коллоиды, хорошо адсорбирующие тяжелые металлы из почвенного раствора. Взаимодействие тяжелых металлов с гидроксидами и оксидами железа и алюминия, как установлено рядом авторов, может происходить в процессе ионного обмена и при выпадении в осадок (соосаждение, окклюзия) (Черных, 1995). Материалы, используемые для известкования кислых почв, содержат в основном два щелочноземельных элемента, которые определяют их нейтрализующую способность: Са и Mg в виде различных химических соединений (карбонатов, силикатов, оксидов или гидроксидов). Содержание Са и Mg в известковых материалах может колебаться в значительных пределах. Ю.В. Алексеевым и Н.И. Вялушкиной (2002) было показано, что антагонистическое действие обоих элементов по отношению к кадмию и никелю было равнозначное. Нейтрализующей способностью по отношению к почвенной кислотности могут обладать, помимо традиционных мелиорантов, различные материалы, не содержащие соединений Са или Mg, По-видимому, снижение подвижности тяжелых металлов в почве качественно не зависит от элемента - источника подщелачивающего эффекта.

Аскорбиновая кислота в растениях: биологические функции и содержание при различных условиях выращивания

Главными природными источниками витамина С являются свежие овощи и фрукты, но довольно много его и в животных тканях, так как большинство животных могут биосинтезировать этот витамин. Исключение составляют только некоторые птицы, морские свинки, обезьяны и человек, нуждающийся в ежедневном поступлении 25-75 мг аскорбиновой кислоты (АК). В промышленности L-аскорбиновую кислоту получают химическим синтезом.

L-Аскорбиновая кислота , будучи самым сильным восстановителем живого организма, участвует во многих биохимических процессах транспорта электронов, а образующаяся при этом дегидроаскорбиновая кислота легко восстанавливается обратно специальной редуктазой. (Овчинников, 1987)

Витамин С (АК) представляет собой у-лактон 2,3-дегидро-Ь-гулоновой кислоты. Он содержит группировку [-С(ОН)=С(ОН)-СО], способную легко окисляться с образованием дегидро-Ь-аскорбиновой кислоты (ДАК). Лактоновое кольцо в молекуле 1-АК стабильно, а в ДАК легко гидролизуется с образованием кислоты с открытой цепью - 2,3,-дикетогулоновой кислоты. Последняя может подвергаться окислительному распаду под действием гипоиодида натрия с образованием щавелевой и треоновой кислот. Обычно в растениях преобладает восстановленная форма АК. Накоплению ДАК препятствует ее нестабильность. Витаминной активностью обладают как АК, так и ДАК.

Аскорбиновая кислота может находиться в свободном и связанном виде (до 75%). Связанная кислота в виде солеобразных соединений, способных превращаться обратно в L-кислоту, также обладает равнозначной витаминной активностью.

В отличие от других окислительных систем (полифенолоксидазной, ци-тохромной), аскорбиновая кислота может окисляться различными оксидазами и функционирует в различных условиях температуры на всех этапах развития растения, повышая их жизненный тонус в сторону синтеза основных органических веществ.

В растениях аскорбат способствует биосинтезу хлорофилла и восстановлению его в темноте. Многие авторы рассматривали АК как переносчика электронов при фотосинтезе. АК необходима при фотофосфорилировании. В ее присутствии лучше сохраняется без инактивации фотосинтетический аппарат клетки, стабилизируется фотофосфорилирование фрагментов фотосинтетических мембран.

АК может участвовать в дыхательном процессе как непосредственный переносчик водорода и как ко-фактор, его стимулирующий. Важная роль принадлежит соотношению АК/ДАК, так как последняя, функционируя как перс-носчик водорода в дыхательной цепи растений, отвлекает часть водорода окисляемого субстрата, что, вероятно, и приводит к торможению дыхания. Показано, что ДАК тормозит активность дегидрогеназ, интенсивность восстановительных синтезов, образование макроэргических связей. Поэтому повышение отношения АК/ДАК за счет уменьшения ДАК сопровождается усилением дыхания и роста растительных клеток. Повышеиние содержания ДАК может отрицательно повлиять на рост растений еще и за счет ингибирования переами-нирования глутаминовой кислоты и аланина.

Витамин С усиливает ферментативную активность в растениях. Он оказывает влияние на водный режим растений - снижает поступление воды в растения, уменьшает оводненность (изменяется соотношение свободной и связанной воды за счет увеличения свободной). Имеются противоречивые данные относительно увеличения транспирации растений. Известно, что АК выполняет защитную функцию. Многие авторы особенно выделяют защитные свойства аскорбиновой кислоты по отношению к активному кислороду и органическим свободным радикалам (Bodatmes, Chan, 1979; Packer и др., 1979; Yamauchi и др., 1984). Считается, что одним из проявлений активного иммунитета растений является нормальное или повышенное образование в них АК. Известно мнение, что защитную функцию выполняет не окисленная АК, а ее восстановленная форма.

Среди экологических факторов, определяющих биосинтез АК, важнейшее место принадлежит свету. Светозависимый биосинтез АК прямо не связан с фотосинтезом и представляет собой специфический фотохимический процесс, зависимость которого от фотосинтеза ограничивается получением углеводистых субстратов и, возможно, восстановителя. Больше всего витамина С находится в клеточном соке. АК используется в фотосинтезе и дыхании. Следовательно, когда на свету первый источник затрат возрастает, содержание АК снижается в хлоропластах и повышается в митохондриях.

Аскорбиновая кислота в растениях синтезируется из D-глюкозы. Биосинтез АК в растительных тканях, ввиду специфики синтеза и передвижения в них органических веществ, может происходить различно, но он всегда идет за счет продуктов превращения углеводов. Опыты показали, что в растениях биосинтез кислоты может идти как из D-глюкозы через D-глюкуроно-у-лактон, так и из D-галактозы через 1-галактон-у-лактон, и из D-глгокозы через глюкоз о-6-фосфат и другие фосфатные соединения. (Соловьев, 1985) Наряду с углеводами накопление АК могут стимулировать и соединения, содержащие более короткую углеродную цепочку, такие как щавелевая, янтарная, винная а-кетоглутаровая кислоты. Причем стимулирующий эффект проявлялся только на свету. Стимуляцию накопления АК в присутствии экзогенной щавелевой и винной кислот можно объяснить, исходя из того факта, что деградация АК в растениях идет с образованием данных кислот. Следовательно, при их избытке, когда возможно ингибирование процесса разрушения АК конечными продуктами, возрастает и уровень аскорбата. Стимуляцию синтеза АК экзогенными субстратами вообще и органическими кислотами в частности, нельзя интерпретировать однозначно, как непосредственное использование данных соединений при новообразовании АК. Возможно опосредованное ускорение биосинтеза АК через стимуляцию других процессов.

Компостирование тепличного грунта с кадмием, цинком и свинцом при внесении биосорбентов

БС увеличивали концентрацию кадмия в растениях и снижали концентрации цинка и свинца (рис. 4). В большей степени БС способствовали снижению в салате содержания свинца. Исходя из полученных в модельном опыте данных, свинец был выбран в качестве объекта исследования в последующих вегетационных экспериментах. БС представляют собой потенциально разлагаемый в природной среде материал. В связи с биодеградируемостью сорбционного материала период вегетации растений может превышать отрезок времени, в течение которого БС иммобилизуют ТМ. В модельном опыте изучалась продолжительность влияния БС на содержание подвижных форм ТМ в субстрате на примере тепличного грунта. Концентрация свинца в водной вытяжке была ниже чувствительности метода определения. Содержание кадмия на контроле практически не менялось в течение эксперимента. Внесение БС в тепличный грунт приводило к повышению подвижности кадмия (рис. 5). Таким образом, повышение концентрации кадмия в салате во втором модельном опыте (рис. 4) можно объяснить повышением его подвижности при внесении БС в тепличный грунт. Через 1 месяц компостирования было отмечено максимальное превышение содержания кадмия на варианте с БС над контрольным вариантом. Эффект от внесения БС через 3 месяца снижался, но был достоверным, а через 6 месяцев практически отсутствовал. Содержание цинка в вытяжках контрольных вариантов в течение шести месяцев снижалось (рис. 6). БС уменьшали его концентрацию в вытяжках через 1 и 3 месяца компостирования; максимальное действие БС оказали через 3 месяца. Различия в концентрациях металла на контроле и на варианте с БС не были достоверными через 6 месяцев. Очевидно, через 6 месяцев компостирования БС с тепличным грунтом происходило их разложение. Тепличный грунт содержал большее количество органического вещества, чем дерново-подзолистая почва и температурные условия и влажность были благоприятны для большинства почвенных микроорганизмов. Поэтому условия данного опыта предполагают более интенсивную биологическую активность в субстрате, чем в почве в природных условиях.

Данные, полученные в этом модельном опыте, дают основание предполагать, что иммобилизующее действие БС может охватывать период вегетации салата. В почвенных образцах вариантов, загрязненных свинцом, определяли содержание свинца в водной, ацетатно-аммонийно-буферной рН 4,8 (АЛБ) и солянокислой 1М почвенных вытяжках. Несмотря на внесение в почву З ПДК свинца, концентрация его в водной вытяжке была ниже предела чувствительно- сти атомно-абсорбционного метода (менее 0,1 мг/л). Информативны были только результаты, полученные при определении РЬ в кислотной и АЛБ вытяжках (рис. 7, 8). Однако, как показывают расчеты, даже наиболее сильным экст-рагеитом из использованных, - солянокислой вытяжкой, - извлекалось не более 14% металла от внесенного количества. Внесение тепличного грунта привело к значительному увеличению коли- чества подвижного и кислоторастворимого свинца на контрольном варианте ( второго агрохимического фона (табл. 1). Тепличный грунт, использовавшийся в опыте, имел кислую реакцию среды (рНксі=5,2) за счет содержавшегося в нем торфа. Однако кислотность почвы контрольного варианта второго фона не имела достоверного увеличения (рис. 9) и, следовательно, не могла стать фактором повышения содержания свинца в НСІ и ААБ вытяжках. Как известно, органическое вещество, в зависимости от состава, может оказывать различное влияние на подвижность TM в почве. В условиях данного опыта именно органическое вещество тепличного грунта, внесенного на втором фоне, очевидно, повышало содержание подвижных и кислоторастворимых соединений РЬ в почве. Известкование контрольного варианта третьего фона снизило количество свинца в ААБ вытяжке до уровня дерново-подзолистой почвы. Хотя содержание РЬ в солянокислой вытяжке уменьшилось после внесения извести, влияние тепличного грунта на известкованном фоне не было преодолено полностью. Возможно, свинец под воздействием тепличного грунта частично перешел в соединения, в составе которых не снижал свою подвижность при уменьшении кислотности. Не исключено также, что применение агрохимически обоснованной дозы извести оказалось недостаточно для большего фиксирования свинца.

Содержание свинца в растениях вегетационного опыта, проведенного в августе

Средняя масса растений на контроле не имела достоверных отличий. Увеличение массы растений при внесении в дерново-подзолистую почву тепличного грунта на втором фоне и известкование третьего фона, отмеченное в июне, в августе проявилось только в виде тенденции.

Внесение БС и БМ как в июне, так и в августе стимулировало рост растений салата. Но если в июне БМ оказывала больший эффект, чем БС, то в августе, наоборот, больший средний вес был у растений на вариантах с БС. В абсолютном выражении, наибольшая масса была отмечена на варианте с БС второго агрохимического фона в августе. Внесение цеолитов как в июне, так и в августе не приводило к изменению массы растений относительно контроля.

Таким образом, в условиях оптимального температурного режима и/или постоянной высокой влажности почвы, стимулирование роста салата при применении БС максимальное.

Несмотря на повышенное содержание свинца в почвенных вытяжках в августе, концентрация металла в растениях контрольных вариантов была ниже, чем в июне. На контроле первого фона концентрация в растениях в августе была на уровне 1 ПДК, в то время как в июне она достигала 2 ПДК. На втором фоне внесение тепличного грунта привело к росту концентрации свинца в салате. Если в июне тепличный грунт повлиял на повышении содержания свинца в почвенных вытяжках и не отразился на концентрации его в растениях, то в августе изменения в состоянии соединений свинца не были заметны в почвенных вытяжках, а проявились на концентрации металла в салате. При этом повышенный вынос свинца со 100 растениями относительно контроля первого фона был как в июне, так и в августе, что свидетельствует о повышении содержания доступного растениям свинца в почве при внесении тепличного грунта независимо от окислительно-восстановительных условий.

При известковании почвы с тепличным грунтом в августе и июне концентрация свинца в салате снизилась относительно контрольного варианта второго фона (рис. 13, 21). Но, в обоих случаях, концентрация свинца в салате при применении извести не была в пределах уровня ПДК. Вынос же свинца с урожаем либо не менялся, либо незначительно снижался относительно контроля второго фона. Таким образом, влияние извести на характер поступления свинца в растения не зависело от внешних условий обоих опытов.

В августе слабое снижение концентрации свинца под влиянием БС относительно контрольных вариантов было отмечено только на первом фоне. На двух других фонах накопление металла салатом достоверно не отличалось от контроля. Вынос же металла с урожаем при применении БС в этом месяце контроля. Вынос же металла с урожаем при применении БС в этом месяце намного превышал контроль на всех фонах. Таким образом, в условиях второго опыта слабый положительный эффект от внесения БС по отношению к свинцу в растениях был отмечен только на дерново-подзолистой почве без добавления тепличного грунта. Зависимости между содержанием в почве доступного фосфора, значениями рН солевой вытяжки и поступлением металла в растения, как и в июне, не прослеживалось.

Действие БМ на накопление свинца салатом в августе было аналогичным действию БС. Но если количество свинца в 100 растениях салата на варианте с БМ третьего фона не отличалось от контроля, то на первом и втором фонах его количество превышало контроль гораздо в меньшей степени, чем на вариантах сБС.

Цеолиты в августе не оказали влияния на содержание свинца в салате и его вынос со 100 растениями.

Не исключено, что усиление поглощения свинца растениями салата, отражавшееся на выносе металла растениями, могло происходить как по причине отсутствия сорбционного действия вносимых материалов в определенных условиях, так и, в противоположность эффекту разбавления, за счет возможного увеличения поверхности поглощения металла в связи с увеличением размеров корневой системы. Стимулирование роста растений салата, сопровождавшееся увеличением поглощения свинца, при различных условиях наблюдалось при внесении Б С, БМ, тепличного грунта и извести. Поэтому трудно вычленить и оценить реальное сорбционное действие вносимых материалов по отношению к доступному растениям свинцу из их общего влияния на систему почва-растение.

По результатам двух вегетационных опытов можно сделать следующие выводы: 1. БС снижали содержание подвижного и кислоторастворимого свинца в неизвесткованной дерново-подзолистой почве с тепличным грунтом независимо от условий вегетационных опытов. В почве без тепличного грунта и известкованной почве с тепличным грунтом действие БС было нестабильным.

В условиях июньского вегетационного опыта БС снижали концентрацию свинца и его поступление в растения салата на всех агрохимических фонах. Во втором опыте положительное действие БС ограничивалось слабым снижением концентрации свинца в растениях на дерново-подзолистой почве, что, по-видимому, связано с преобладанием в почве восстановительных условий в данный вегетационный период. Действие БС на содержание свинца в ААБ и НС1 вытяжках и поступление металла в растения салата не было обусловлено изменениями реакции среды в почве и содержания фосфатов. БС оказали стимулирующий эффект на массу растений обоих урожаев салата.

В июньском опыте БМ снижала концентрацию свинца в салате за счет эффекта ростового разбавления на первом и втором агрохимических фонах и повышала вынос свинца на третьем фоне. В отличие от БМ, действие БС в июне проявлялось за счет снижения поступления свинца в товарную часть растений на всех фонах. В августе Б С снижали концентрацию металла в салате только на дерново-подзолистой почве. При этом на всех фонах не было существенных отличий между действием БС и БМ на концентрацию свинца в растениях; количество металла в 100 растениях было значительно выше на вариантах с БС, чем с БМ. Цеолиты повышали содержание свинца в почвенных вытяжках и растениях в первом опыте и не влияли на его концентрацию в вытяжках и растениях во втором опыте.

Похожие диссертации на Агроэкологическая оценка биосорбентов на основе биомассы Penicillium chryzogenum, используемых при выращивании салата