Способность гуминовых веществ стимулировать биологическую активность почв определяет их перспективность для использования при рекультивации (Жеребцов и др., 2011; Костенков, Ознобихин, 2007).Установлено благоприятное влияние гуматов на ростовые процессы растений, произрастающих в условиях нарушенных горными разработками земель (Патент 2275779; Корниясова и др., 2011; 2012).
Целью настоящей работы явилось изучение влияния разных концентраций гуматов натрия, полученных из бурого угля, на динамику роста и массу органов овса в условиях породного отвала угольного разреза «Кедровский» Кемеровской области.
Объекты и методы исследования
Объектом исследований явилисьгуматынатрия, полученные из типичного бурого угля группы Б2 («рядовой») Кайчакского месторождения Канско-Ачинского бассейна, пласт Итатский основной (гуматNa(р)) и естественно-окисленной формы данного угля, называемой далее «сажистый» (гуматNa(с)), являющийся отходом угледобычи. Полученные гуматы К обладают различным структурно-групповым составом: естественно-окисленная форма имеет более ароматический характер и большее содержание фенольных гидроксилов по сравнению с КБР (Жеребцов и др., 2013).
Эксперимент проводился на породном отвале «Южный» ОАО разреза «Кедровский». Возраст отвала 25 – 30 лет, в 2004 г. проведен комплекс работ по его планировке. Для исследования выбраны участки, лишенные растительности.
Породы отвала «Южный» представлены песчаником (60%), алевролитами (20%), аргиллитами (15%), суглинками и глинами (5%). Исследуемые элювии характеризуются щелочной реакцией (рН 7,8), низкой обеспеченностью подвижными формами фосфора и азота, содержание обменного калия чуть ниже нормы.
Преобладающей фракцией являются крупные агрегаты (от 3 до 10 и более мм), содержание мелких частиц снижено. Это приводит к тому, что исследуемые элювии обладают слабыми свойствами удерживать влагу и легко размываются водой.
На исследуемомотвале разбиты делянки площадью 1 м2 с внесением: 1 – контроль (полив водой); 2 – гуматNa (р) 0,01 %; 3 – гуматNa (р) 0,005 %; 4 – гуматNa (с) 0,01 %; 5 – гуматNa (с) 0,005 %.
Повторность деляночного опыта – 3-х кратная. Поливы гуматами проводили 2 раза за вегетацию – в середине июня и июля. В качестве модельного растения использовали овес сорта «Ровесник».
Изучение ростовых и продукционных процессов на уровне целого растения проведено по методике И. В. Кармановой (1976).
Результаты и их обсуждение
Рост и развитие являются важнейшими характеристиками жизнедеятельности растений (Карманова, 1976). Учет общей наземной массы позволяет определить особенности роста и продукционной деятельности в течение вегетационного периода у овса на уровне целого растения.
Известно, что гуматы оказывают стимулирующее действие на рост и развитие сельскохозяйственных растений. Эффект достигается, главным образом, за счет стимулирования ростовых процессов: увеличения листовой поверхности, количества общих и продуктивных побегов, повышения концентрации фотосинтетических пигментов[Горовая, 1985].
В условиях эксперимента внесение гуматов натрия способствует накоплению сухой массы овса во все периоды исследования. Максимальная масса 27 июня и 7 июля отмечена при внесении 0,005 %гумата натрия, полученного из разных углей (выше контроля на 32,5 и 30 %, соответственно). В следующий период исследования (17 июля) минимальная масса овса отмечена на ПП 5, в остальных вариантах опыта данный показатель находится на одном уровне и превышает контроль на 33 – 35 %.
Примечание: 1 – контроль (полив водой); 2 – гуматNa (р) 0,01%; 3 – гуматNa (р) 0,005%; 4 – гуматNa (с) 0,01%; 5 – гуматNa (с) 0,005%.
Рисунок 1. Динамика массы овса
Максимальная масса овса в конце вегетации отмечена при внесении 0,005% гумата натрия (р). Отличия от контроля в данном варианте составляют 48 %.
Учет изменения массы по органам позволяет выяснить вертикальное размещение наиболее деятельных органов растений, более объективно оценить полноту использования среды.
Масса органов овса, г
|
Вариант опыта |
Листья |
Стебель |
Семена |
|
Контроль (полив водой) |
0,040±0,002 |
0,089±0,005 |
0,035±0,004 |
|
ГуматNa (р) 0,01% |
0,043±0,002 |
0,107±0,004 |
0,052±0,005 |
|
ГуматNa (р) 0,005% |
0,048±0,003 |
0,129±0,007 |
0,081±0,010 |
|
ГуматNa (с) 0,01% |
0,047±0,002 |
0,117±0,006 |
0,059±0,005 |
|
ГуматNa (с) 0,005% |
0,039±0,002 |
0,101±0,004 |
0,048±0,004 |
Анализ средних данных за два года показал, что основная масса растений овса приходится на стебли. Максимальные отличия от контроля наблюдались при внесении 0,005 % гумата натрия (р) и составляют 45 %. Масса листьев отличается от контроля незначительно. Внесение 0,005 % гумата натрия (р) и 0,01 % гумата натрия (с) способствует увеличению массы листьев на 20 %. Внесение гуматов оказывает наибольший стимулирующий эффект на массу семян, отличия от контроля составляют 37 – 131 %. Максимальная масса семян отмечена при внесении 0,005 % гумата натрия (р).
Выводы
1. Установлено, что в условиях породного отвала угольного разреза гуматы натрия оказывают стимулирующее действие на накопление сухой массы овса в течение вегетации. Наибольший эффект оказало внесение 0,005% гумата натрия, полученного из рядового угля.
2. Наибольший стимулирующий эффект в структуре фитомассыоказало внесение 0,005 % гумата натрия, полученного из рядового угля, на массу семян, превышая контроль на 131 %.
Рецензенты:Куприянов А.Н.,д.б.н., профессор, заведующий отделом «Кузбасский ботанический сад» ФГБУН Института экологии человека СО РАН, г. Кемерово;
Неверова О.А., д.б.н., профессор, заведующая лабораторией экологического биомониторинга ФГБУН Института экологии человека СО РАН, г. Кемерово.