Фиторемедиация

1. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кузбасская государственная

сельскохозяйственная академия»
Апробация элементов технологии
фиторемедиации сельскохозяйственных земель с
целью их последующего использования в
органическом земледелии
Агрономия
Исенев Николай Евгеньевич.
Витязь Светлана Николаевна канд. биол. наук, доцент.

2.

Фиторемедиация — комплекс методов очистки сточных вод, грунтов
и атмосферного воздуха с использованием зеленых растений
Фиторемедиация — это экологично, доступно ….
Фиторемедиация — не противоречит требованиям органического
земледелия
Применение растений-фиторемедиаторов позволит
улучшить агрохимические показатели почв
сельскохозяйственного назначения и сократить период
перехода к органическому земледелию в условиях
лесостепной зоны Кузнецкой котловины.

3.

Цель
–
разработка
и
апробация
технологии
фиторемедиации
сельскохозяйственных земель с целью их последующего использования в
органическом земледелии
Содержание и задачи работ
провести анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других
материалов, относящихся к разрабатываемой теме;
изучить видовое разнообразие растений-фиторемедиаторов и возможности их использования в
условиях Кемеровской области;
изучить агрохимические показатели почв сельскохозяйственного назначения предназначенные для
органического земледелия;
отобрать виды растений для проведения фиторемедиации в конкретных условиях;
разработать программу проведения исследований в рамках полевого опыта по проведению
фиторемедиации земель сельскохозяйственного назначения предназначенных для органического
земледелия;
провести полевой опыт, выявить влияние различных видов растений гипераккумуляторов на
агрохимические показатели почв, оценить результативность работы по фиторемедиации;

4.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Схема опыта
Используемые культуры
Смесь злаковых трав: Овсяница красная 40%,
Райграс пастбищный 50%, Мятлик луговой 10% с
НВ 30-40 кг/га (5-6,5 млн. шт. /га)
Фацелия пижмолистная НВ 10-12 кг/га,
Горчица белая НВ 12-16 кг/га.
Контроль – чистый черный пар.
Определяемые ИТМ
Свинец , Цинк, Медь, Мышьяк.
Определяемые показатели
Основная обработка почвы осуществлялась
ранней весной (до середины мая) безотвально
на глубину 10-15 см. Предшественник –
многолетние злаковые травы. Повторность
опыта трехкратная.
Содержание ИТМ в почве опытного участка на
начало и конец опыта, мг/кг;
Содержание ИТМ в растительном материале,
мг/кг сухой фитомассы;
Коэффициенты аккумуляции (Как) и
биологического поглощения (Кбп).

5.

ЗАКЛАДКА ПОЛЕВОГО ОПЫТА
ПОСЕВ 28.05.2020
ВСХОДЫ ФАЦЕЛИИ 11.06.2020
ВСХОДЫ ГОРЧИЦЫ 11.06.2020
ВСХОДЫ СМЕСЬ ЗЛАКОВ 11.06.2020

6.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИТОРЕМЕДИАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА РАСТЕНИЙ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
Содержание ионов тяжелых металлов (ИТМ) почв опытного поля в сравнении с кларком и ОДК/ПДК (мг/кг)
ТМ
Кларк
в почвах мира (по
Виноградову), мг/кг
ОДК вал / ПДК подв, мг/кг
Валовое содержание
As
5,0
Pb
10,0
Zn
50,0
Cu
20,0
*Показатели точности (±∆л при Р=0,95)
10,0
130
220
132
Подвижные формы
Содержание ИТМ в почве опытного участка,
мг/кг
Валовое содержание
Подвижные формы
6,0
23,0
3,0
6,8±3,4*
13,6±2,9
59±10,0
19,9±4,0
0,34±0,14
0,14±0,03
0,86±0,24
0,14±0,03
Агрохимические показатели почв
Показатели
Массовая доля органического вещества, %
Массовая доля нитратного азота, мг/кг почвы
рН солевое
Массовая доля подвижного фосфора, мг P2O5/кг почвы
Массовая доля общего азота, %
Массовая доля обменного калия, К2О мг/кг почвы
Содержание
Уровень
содержания
9,13
4,08
5,7
127,75
0,21
181
высокое
низкий
близка к нейтральной
повышенный
повышенный
повышенное

7.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИТОРЕМЕДИАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА РАСТЕНИЙ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
4,5
4
3,5
2,71
3
2,5
2
1,42
1,5
0,96
0,36
1
0,63
0,57
0,5
0
контроль
фацелия
горчица
злаки
25
20
20
15
13,5
15
10
5
5,7 5,6
6,3
5,4
7,8
2,31
0
0
контроль
фацелия
горчица
злаки
растения (корни)
растения (наземная часть)
растения (корни)
почва начало опыта
почва конец опыта
почва начало опыта
почва конец опыта
свинец
120
97,4
50
100
71,6
80
40
30
41,7
26,3 29,6
29,6
60
37,2
26,3
40
10
20
0
0
контроль
фацелия
горчица
злаки
Содержание в почве, мг/кг
70
60
10
5
растения (наземная часть)
Содержание в растении, мг/кг
Содержание в почве, мг/кг
30
25
цинк
20
35
31,9
13,65
4
4
13,6
3,2
13,55
3,5
3
13,5
2,5
13,45
1,5
1,8
2
1,5
13,4
13,35
4,5
0,5
0,7
1
0,4 0,5
0,5
13,3
0
растения (наземная часть)
растения (корни)
контроль
фацелия
растения (наземная часть)
почва начало опыта
почва конец опыта
почва начало опыта
горчица
злаки
растения (корни)
почва конец опыта
Содержание в растении, мг/кг
0,62
30
Содержание в почве, мг/кг
4,01
Содержание в растении, мг/кг
Содержание в почве, мг/кг
7
6,8
6,6
6,4
6,2
6
5,8
5,6
5,4
5,2
5
Содержание в растении, мг/кг
медь
мышьяк

8.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОЭФФИЦИЕНТОВ АККУМУЛЯЦИИ И БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ
ПО ВАРИАНТАМ ОПЫТА
Коэффициент
ИТМ
Значения коэффициентов аккумуляции и биологического
поглощения
Варианты опыта
Контроль
Фацелия
Горчица
Смесь злаков
Почва
Мышьяк
Свинец
Медь
Цинк
1,10
1,17
1,10
1,19
Как
1,01
1,00
1,01
1,01
1,29
1,36
1,31
1,18
1,22
1,28
1,18
1,01
Растительный материал
Мышьяк
0,30
0,99
0,18
0,24
Кбп
Свинец
0,18
0,13
0,48
1,06
Медь
1,66
6,68
1,13
2,07
Цинк
8,22
14,88
20,46
9,34
Как – коэффициент аккумуляции – отношение концентрации элемента в почве на начало опыта к его
концентрации в конце опыта
Кбп – коэффициент биологического поглощения – частное от деления количества элементов в золе
растений на его валовое содержание в почве

9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Почвы предназначенные для ведения органического сельского хозяйства по
содержанию ТМ, бенз(а)пирена, остаточных количеств пестицидов согласно
СанПиН 2.1.7.1287-03 должны соответствовать категории «допустимая».
В почвах пахотных угодий Кемеровской области содержание ТМ (свинца, меди,
цинка, мышьяка) не превышает в основном допустимые нормы, но наблюдается
тенденция к их накоплению.
Флора Кемеровской области богата видами, обладающими ремедиационными
свойствами, но возможность их использования в культуре ограничена.
Установлена корреляция между снижением содержания исследованных ИТМ в
почве и накоплении их в растительном материале.
Ионы меди и цинка аккумулируются в наземных органах исследуемых растений.
Мышьяк и свинец за исключением фацелии – накапливается в корнях.

10.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Способность к аккумуляции мышьяка возрастает в ряду горчица – злаки –чистый
пар – фацелия.
Способность к аккумуляции меди возрастает в ряду горчица – чистый пар –злаки
– фацелия. Однако при повышении уровня загрязнения медью почв повышается
аккумулирующая способность злаков.
Способность к аккумуляции цинка возрастает в ряду чистый пар – злаки –
фацелия – горчица. Однако при повышении уровня загрязнения цинком почв
повышается аккумулирующая способность фацелии и злаков.
Способность к аккумуляции свинца не зависимо от его концентрации в почве
возрастает в ряду фацелия – чистый пар – горчица – злаки.

11.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. OPPORTUNITIES TO APPLY PHYTOREMEDIATION METHODS TO MAINTAIN SOIL FERTILITY IN ORGANIC AGRICULTURE
Vityaz S.N., Rotkina Е.B., Kazakova M.A., Dyukova Е.А., Isenev N.Е. // в сборнике материалов XI Международной научно-практической
конференции на иностранных языках. 2020. С. 119-122.
2. ВОЗМОЖНОСТИ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ В ОРГАНИЧЕСКОМ СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ МЕТОДАМИ ФИТОРЕМЕДИАЦИИ
Витязь С.Н., Ротькина Е.Б., Казакова М.А., Дюкова Е.А., Исенев Н.Е. В сборнике: Актуальные научно-технические средства и
сельскохозяйственные проблемы". Материалы IV Национальной научно-практической конференции с международным участием. 2020. С.
81-86.
3. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФИТОРЕМЕДИАЦИИ ПОЧВ ДЛЯ ВОЗВРАТА ИХ В КАТЕГОРИЮ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Витязь С.Н., Ротькина Е.Б.,. // В сборнике: Современные тенденции сельскохозяйственного производства в мировой
экономике. Материалы XVIII Международной научно-практической конференции. 2019. С. 424-428.
4. РЕМЕДИАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ РАЗНООБРАЗИЯ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ КУЗБАССА
Витязь С.Н., Шереметова С.А., Ротькина Е.Б.,. // В сборнике: Актуальные научно-технические средства и сельскохозяйственные
проблемы. Материалы III Национальной научно-практической конференции. Кузбасская государственная сельскохозяйственная академия.
2019. С. 271-278.

12. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кузбасская государственная

сельскохозяйственная академия»
Спасибо за внимание!
Исенев Николай Евгеньевич
Тел.89131227426