Влияние загрязнения чернозема антибиотиками на рост и развитие гороха
Горох - главная высокобелковая культура России. Горох менее требователен к почвенно-климатическим условиям по сравнению с другими зернобобовыми, что и определяет его широкое использование и распространение (Николаев, Разумова, 2002). В.А. Алабушев с соавторами (2001) утверждают, что горох является основной зернобобовой культурой в Ростовской области. Урожайность гороха в Ростовской области составляет около 15 ц/га, его посевная площадь около 10 тыс. га.
Для исследования влияния антибиотиков на рост и развитие гороха был выбран сорт «Аксайский усатый - 7», разновидность - Cirrosut-vulgatum (усатая-обыкновенная). Всходы появляются на 10 - 15-й день, светло-желтые, без опушения. Листовые пластинки отсутствуют, вместо них - усы. Прилистники полусердцевидные, светло-зеленые с желтоватым оттенком. Стебель простой, светло-зеленый с желтоватым оттенком. Средняя длина за 1994 - 1998 гг. - 87,6 см. Общее количество узлов на растении - 18, до первого соцветия - 16. Соцветие - 2-х-цветковая кисть, цветки белые. Бобы прямые, с тупой верхушкой, желтой окраски, средняя длина 6,5 см, ширина -1,2 см; на растении их - 3,5 шт.; максимальное количество - 9 шт. Семена шаровидные, гладкие, желтовато-белые с розовым оттенком. Масса 1000 шт. - 206,5 г.
В.Е. Долгодворов с соавторами (1995) отмечают, что горох является культурой раннего срока посева. Поэтому его необходимо высеивать когда почва приобретает мягкопластичное состояние. Семена гороха начинают прорастать уже при 2-3 °C, всходы появляются при 4-5 °C и обладают устойчивостью к заморозкам до - 5-7 °C. Лучшим способом сева зерновых культур является рядовой способ с междурядьями по 15 см, так как урожай, получаемый при других способах посева, не компенсирует затрат.
Горох был высажен 05.05.2014 г. Перед посадкой грядки полили еще раз, сделали бороздки глубиной 4-6 см с расстоянием между рядками 20см и высадили по одной горошинке через 5 см (100 горошин на 1 м2). Антибиотики (окситетрациклин, тилозин) вносили в почву в виде растворов в концентрации 500 мг/кг почвы на 10 - е сутки после всхода гороха 15.05.2015 г.
Для изучения влияния антибиотиков на динамику происходящих в почве биологических процессов образцы отбирали на 3, 30 и 60 сут. после внесения антибиотиков. Средняя температура воздуха составила +16,3 °C в начале эксперимента, +22,5 °C к 30 сут. и +24,6 °C к 60 сут. Влажность почвы поддерживали путем полива водой на уровне около 80% от полевой влагоемкости. Контролем служили участки засеянные горохом, без внесения антибиотиков. Показатели состояния гороха определяли после сбора гороха 5.07.2014г. (на 60 сут. опыта).
Горох требователен к влаге. Обеспеченность влагой зависит в значительной степени от температуры. При достаточном запасе влаги в почве горох развивает больше надземные вегетативные и генеративные органы, меньше корневую систему. При недостатке его растения образуют большую массу корней, проникающих в глубокие слои почвы. Если ко времени бутонизации и цветения условия увлажнения не улучшаются, горох дает низкий урожай.
Многочисленные исследования показывают, что проявления токсического воздействия антибиотиков весьма разнообразны. Они связаны с задержкой роста и развития растений, подавлением прорастания семян, угнетением роста корней и надземных частей растений, нарушением процессов образования хлорофилла и др. (Дмитриева, Семенов, 1965; Лесовой, 1989).
Результаты исследования представлены в таблице 15.
Таблица 15
Влияние загрязнения чернозема антибиотиками на рост и развитие гороха (Ботсад ЮФУ, 2014 г.)_________
№ |
Показатели |
Антибиотики (500 мг/кг) |
|||||
Контроль |
Тилозин |
Окситетрациклин |
|||||
М±т |
СУ, % |
М+т |
CV, % |
М±т |
CV, % |
||
1 |
Общая фитомасса (со стручками), г |
350±1,76 |
1,51 |
213±8,26 |
17,48 |
193±8,55 |
18,86 |
2 |
Общее количество стручков, шт |
107±2,34 |
6,54 |
95±4,12 |
27,64 |
91±6,88 |
22,77 |
3 |
Общая масса стручков, г |
84,05±1,94 |
6,92 |
73,30±0,94 |
16,90 |
75,95±6,57 |
25,96 |
4 |
Масса стручков без горошин, г |
17,23±0,62 |
10,8 |
16,88±1,1 |
10,58 |
16,48±1,28 |
23,39 |
5 |
Средняя длина стручков, см |
4,73±0,51 |
3,23 |
4,61 ±0,60 |
6,12 |
4,57±0,40 |
2,66 |
6 |
Общая масса горошин, г |
69,82±0,01 |
1,00 |
56,42±0,30 |
1,00 |
59,47±0,01 |
1,00 |
7 |
Масса 100 горошин, г |
19,92±0,21 |
3,22 |
19,33±0,17 |
4,68 |
20,01 ±0,55 |
8,19 |
8 |
Среднее число горошин в стручках, шт |
6,00 |
6,00 |
6,00 |
|||
9 |
Урожайность, ц/га |
12,83 |
11,02 |
10,89 |
Согласно полученным результатам, загрязнение почвы антибиотиками в концентрации 500 мг/кг оказывает отрицательное воздействие на рост и развитие гороха. Антибиотики практически не оказывают воздействия на состояние вегетативных органов гороха и их морфологические показатели. Несмотря на это, показатели состояния генеративных органов, включая урожайность, отличаются от контрольных значений в 1,5 раза.
Полученные результаты подтверждают закономерности, полученные ранее, что генеративные органы растений подвергаются большему негативному влиянию загрязняющих веществ, чем вегетативные. Из исследованных антибиотиков, наибольшее воздействие на рост и развитие гороха оказывает окситетрациклин, нежели тилозин. Что подтверждает ранее полученные результаты (Brian, 1951; Dekker, 1983; Boxall et al., 2006).
Для исключения влияния погодных условий на урожайность и морфометрические показатели гороха нами были проанализированы данные по динамике изменения температуры, относительной влажности воздуха и количеству осадков за период полевых исследований (данные сайта «Рос-товМетео») (рис.53). При посеве гороха, 5.05.2014г. средняя температура воздуха составляла +16,3 °C, относительная влажность воздуха - 84,9%. Средняя температура воздуха в мае составила +19,3 °C, максимальная +31,5 °C, среднее количество выпавших осадков (мм) - 10462 (дней с осадками-18), что свидетельствует о хороших условиях для произрастания гороха. Период цветения и бутонизации (конец мая, июнь) характеризуется достаточным количеством осадков и относительно благоприятной температурой. Средняя температура воздуха в июне составила +21 °C, максимальная +33,3°С, среднее количество выпавших осадков (мм) - 62 (дней с осадками-19). В период уборки гороха (июль, 2014г.), средняя температура воздуха составила +24,6°С, максимальная +35, ГС, среднее количество выпавших осадков (мм) - 3,7 (дней с осадками-10).
- 100,0
- 90,0
- 80,0
- 70,0
- 60,0
- 50,0
- 40,0
- 30,0
- 20,0
- 10,0
- 0,0

012345678 9 10111213141516171819 20 2122 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Отн. влажность воздуха, %
Линия тренда (Отн. влажность воздуха, %)
4— Т, градусов Цельсия
Линия тренда (Т, градусов Цельсия)
100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00

Дни
- 0123456789 10111213141516171819 20 2122 23 24 25 26 27 28 29 30
- —4— Т, градусов Цельсия
Линия тренда (Т, градусов Цельсия)
—?— Отн. влажность воздуха, %
Линия тренда (Отн. влажность воздуха, %)
- 100,00
- 90,00
- 80,00
- 70,00
- 60,00
- 50,00
- 40,00
- 30,00
- 20,00
- 10,00
- 0,00
Июль, 2014г.

- 0123456789 10111213141516171819 20 2122 23 24 25 26 27 28 29 30 31
- 4— Т, градусов Цельсия
Линия тренда (Т, градусов Цельсия)
?в— Отн. влажность воздуха, %
Линия тренда (Отн. влажность воздуха, %)
Рис.53. Данные динамики температуры и влажности воздуха за период полевого опыта с мая по июль 2014г. (по данным сайта РостовМетео)