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.)_________

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)