Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

STUDY OF THE EFFECT OF SODIUM HUMATE ON GROWTH OF OATS IN THE CONDITIONS OF THE DUMP COAL MINE

Makeeva N.A. 1
1 FSBIS Institute of human ecology of the SB RAS
Способность гуминовых веществ стимулировать биологическую активность почв определяет их перспективность для использования при рекультивации земель нарушенных горными разработками.Актуальность представленной статьи не вызывает сомнений, так как разработка ускоренных методов восстановления нарушенных в результате угледобычи земель является приоритетной задачей. В настоящей статье изучено влияние разных концентраций гуматов натрия, полученных из бурого угля, на динамику роста и массу органов овса в условиях породного отвала угольного разреза «Кедровский» Кемеровской области. 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. Максимальное стимулирующеедействие в структуре фитомассы оказало внесение 0,005 % гумата натрия, полученного из рядового угля, на массу семян (выше контроля на 131 %).
The ability of humic substances to stimulate soil biological activity determines that show promise for use in reclamation of lands disturbed by mining developments. The relevance of the article is no doubt, as the development of more rapid recovery methods has been disturbed by coal mining lands is a priority. In this article, the influence of different concentrations of sodium humates derived from brown coal, on the dynamics of growth and weight of organs of oats in the conditions of the dump coal mine "Kedrovskij" of the Kemerovo region. It is established that the conditions of the dump coal mine sodium humates stimulate the accumulation of dry weight of oats during the growing season. The greatest effect was provided by the introduction of 0.005% sodium HUMATE derived from the raw coal. The maximum stimulatory effect in the structure of phytomass has been making 0.005 % sodium humate derived from the raw coal, the weight of seeds (above control at 131 %).
waste rock dump.
coal mine
industrial eluvium
oats
sodium humate
Гуминовые вещества – особая группа органических соединений, происхождение которых связано с процессами биохимического разложения и преобразования растительного опада (корни, листья, ветки, стволы), останков животных, белковых тел микроорганизмов. Впервые эффективность гуминовых кислот была показана  Лидией АсеновнойХристевой (1973). Выделив из обычной почвы гуминовые кислоты в виде раствора натриевых солей, она полила им растения и обнаружила, что они ускорили свой рост, образуя мощную корневую систему. Впоследствии было замечено, что гуматы не только стимулируют, но и предохраняют растение от лишних доз минеральных удобрений, токсичных элементов, которые попадают в почву в зонах интенсивной промышленности, повышают устойчивость к засухам и болезням (Горовая и др., 1985).Особенно важно подчеркнуть положительный эффект от действия гуминовых веществ при неблагоприятных условиях воздействия среды: низкие и высокие температуры, недостаток влаги, засоление, скопление ядохимикатов и наличие радионуклидов (Кандрашин, 1981).

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.