Посилання: Агрономія 2021 №25: 9-17

ВПЛИВ КАДМІЮ НА БІОЛОГІЧНУ ТА ФЕРМЕНТАТИВНУ АКТИВНІСТЬ ҐРУНТУ ЗА ВИРОЩУВАННЯ БУРЯКА СТОЛОВОГО ЗАЛЕЖНО ВІД ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ ТА МЕЛІОРАНТІВ

В. Снітинський, д. б. н.
ORCID ID: 0000-0001-9633-1004
А. Дидів, к. с.-г. н.
ORCID ID: 0000-0002-4436-9008
Н. Качмар, к. с.-г. н.
ORCID ID: 0000-0003-4471-5895
Т. Дацко, к. с.-г. н.
ORCID ID: 0000-0002-2957-1822
М. Іванків, к. с.-г. н.
ORCID ID: 0000-0002-4911-2877
Львівський національний аграрний університет

https://doi.org/10.31734/agronomy2021.01.009

Анотація

У потоці життя ґрунтів мікроорганізми виконують багато важливих функцій. Проте через значне забруднення агробіоценозів важкими металами відбуваються незворотні зміни у структурі та функціях екосистеми ґрунту. Особливо істотних змін під впливом рухомих форм кадмію, свинцю, ртуті, цинку, міді зазнає ґрунтова біота, внаслідок чого виникають порушення у процесах ґрунтоутворення, що відображається у зменшенні чисельності та біомасі мікроорганізмів, зниженні рівня ферментативної активності та інтенсивності виділення діоксиду вуглецю з ґрунту. За токсичної дії важких металів на мікроорганізми ґрунту посилюються прояви ґрунтовтоми та втрати родючості ґрунту, внаслідок чого спостерігається зниження врожайності та найважливіше – якості рослинницької продукції. Тому для підвищення біологічної активності ґрунту вносять органічні й бактеріальні добрива, використовують сидерати, правильно чергують культури у сівозміні, а також застосовують кальцієві меліоранти для підтримання сприятливих фізико-хімічних властивостей ґрунту, підвищення його родючості та стійкості до забруднення важкими металами.

Дослідженнями встановлено, що за внесення органічної та органо-мінеральної систем удобрення у поєднанні з вапнуванням ґрунту в нормі Біогумус 4 т/га + СаСО₃ 5 т/га та N₃₄P₃₄K₃₄ + Біогумус 2 т/га + СаСО₃ 5 т/га за вирощування буряка столового інтенсивність виділення діоксиду вуглецю з ґрунту була найбільшою, відповідно 18,9 та 17,3 мг CO₂/100 г ґрунту за добу за ймовірної різниці до контролю (без добрив) – р < 0,01. Із збільшенням градації змодельованого забруднення ґрунту кадмієм біологічна активність зменшувалась у всіх варіантах досліду.

Внесені добрива та меліоранти сприяли зменшенню рухомості йонів Cd²⁺ у ґрунті і тим самим знижували їхню інгібуючу дію на ґрунтові ферменти, внаслідок чого спостерігали підвищення їхньої активності. Визначено, що за внесення Біогумусу 4 т/га + 5 т/га СаСО₃ спостерігали найбільшу ферментативну активність пероксидази у ґрунті, відповідно 130,2 мг пурпургаліну на 100 г ґрунту, що більше за контроль (без добрив) на 42,9 мг пурпургаліну на 100 г ґрунту, або 32,9 % (р < 0,01). Застосування органічних та мінеральних добрив у поєднанні з вапнуванням ґрунту сприяло підвищенню ферментативної активності пероксидази у ґрунті на 5,8–57,2 % за вірогідної різниці до контролю р < 0,05–0,01. Виявлено сильну кореляційну залежність (r = 0,89–0,98) між інтенсивністю виділення CO₂ з ґрунту, ферментативною активністю пероксидази, концентрацією кадмію в коренеплодах буряка столового та концентрацією рухомих форм Cd²⁺ у ґрунті. 

Раціональне застосування органічних та мінеральних добрив у поєднанні з кальцієвими меліорантами у нормі Біогумус 4 т/га + СаСО₃ 5 т/га та N₃₄P₃₄K₃₄ + Біогумус 2 т/га + СаСО₃ 5 т/га за вирощування буряка столового значно зменшило рухомість катіонів Cd²⁺ у ґрунті, знизило їхню токсичну дію на мікробіоту ґрунту, а також зменшило транслокацію кадмію в рослини Beta vulgaris L.

Ключові слова

біологічна та ферментативна активність ґрунту, буряк столовий, пероксидаза, діоксид вуглецю, йони кадмію, меліоранти, органічні та мінеральні добрива

Повний текст

Посилання

1. Бондаренко Г. Л., Яковенко К. І. Методика дослідної справи в овочівництві і баштанництві. Харків: Основа, 2001. 370 с.
2. Галиулин Р. В. Индикация загрязнения почв тяжелыми металлами путем определения активности почвенных ферментов. Агрохимия. 1989. № 11. С. 133–141.
3. Галстян А. Ш. Унификация методов определения активности ферментов почв. Почвоведение. 1978. № 2. С. 107–122.
4. Галстян А. Ш. Ферментативная активность почв Армении. Ереван: Айастан, 1974. 185 с.
5. Гуральчук Ж. З. Фітотоксичність важких металів та стійкість рослин до їх дії. Київ: Логос, 2006. 208 с.
6. Іутинська Г. О. Ґрунтова мікробіологія: навч. посіб. Київ: Арістей, 2006. 284 с.
7. Іутинська Г. І., Петруша З. В. Резистентність ґрунтових мікроорганізмів до забруднення ґрунтів важкими металами. Мікробіологічний журнал. 1999. Т. 61. № 5. С. 72–77.
8. Казеев К. Ш., Колесников С. И. Биодиагностика почв: методология и методы исследований. Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2012. 260 с.
9. Коць С. Я., Петерсон Н. В. Мінеральні елементи і добрива в живленні рослин: навч. посіб. Київ: Логос, 2005. 150 c.
10. Кушкевич І., Гнатуш С., Гудзь С. Вплив важких металів на клітини мікроорганізмів. Вісник Львівського університету: серія біологічна. 2007. Вип. 45. С. 3–28.
11. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. Москва: Гидрометеоиздат, ЦИНАО, 1992. 61 с.
12. Методы почвенной микробиологии и биохимии / под ред. Д. Г. Звягинцева. Москва: Изд-во МГУ, 1991. 304 с.
13. Методы почвенной микробиологии и биохимии: справочник / под ред. Д. К. Звягинцева. Москва: Изд-во МГУ, 1991. 303 с.
14. Надточій П. П., Мислива Т. М., Вольвач Ф. В. Екологія ґрунту: монографія. Житомир: Видавництво «ПП Рута», 2010. 473 с.
15. Наумов А. В. Дыхание почвы: составляющие, зкологические функции, географические закономерности. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. 208 с.
16. Патика В. П., Тараріко О. Г. Агроекологічний моніторинг та паспортизація сільськогосподарських земель. Київ: Фітосоціоцентр, 2002. 296 с.
17. Рідей Н. М., Строкаль В. П., Рибалко Ю. В. Екологічна оцінка агробіоценозів: теорія, методика, практика. Херсон: Видавництво Олді-плюс, 2011. 258 с.
18. Снітинський В. В., Дидів А. І., Качмар Н. В., Багдай Т. В. Вплив йонів кадмію на фенологічну динаміку активності пероксидази у листках Beta vulgaris L. за використання добрив та меліорантів. Вісник Уманського національного університету садівництва: Серія екологія. 2019. № 19 (2). С. 69–74.
19. Тихоненко Д. Г., Горін М. О., Лактіонова М. І. Ґрунтознавство: підручник / за ред. Д. Г. Тихоненка. Київ: Вища освіта, 2005. 703 с.
20. Фатєєв А. І., Самохвалова В. Л. Детоксикація важких металів у ґрунтовій системі: методичні рекомендації. Харків: КП «Міськдрук», 2012. 70 с.
21. Шувар І. А., Бунчак О. М., Сендецький В. М. Виробництво та використання органічних добрив: монографія / за ред. І. А. Шувара. Івано-Франківськ: Симфонія форте, 2015. 596 с.
22. Dydiv A., Dydiv O., Dydiv I. Reduction mobility of cadmium ions in soil and decrease of their translocation in beetroot plants by applying of fertilizers and ameliorants. Le tendenze e modelli di sviluppo della ricerсhe scientifici: Raccolta di articoli scientifici «ΛΌГOΣ» con gli atti della Conferenza scientifica e pratica internazionale (13 marzo 2020. Roma, Italia) «Piattaforma scientifica europea», Roma, 2020. T. 1. P. 60–62.
23. Kabata-Pendias A. Trace Elements in Soils and Plants. 4th Edition. Boca Raton, FL: Crc Press, 2011. 505 p.
24. Snitynskyі V., Dydiv А. The mobility of cadmium and lead in soil and their impact on the quality of beetroot (Beta vulagaris L.) with different systems of fertilization. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (seria Rolnictwo). Wrocław, 2017. CXXII (625). Р. 87–98.