Швец Дмитрий

канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник

 Институт сорбции и проблем  эндоэкологии  НАН Украины

г. Киев

БИОСОРБЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЕДЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ЗЕМЛЯХ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЭКОТОКСИКАНТАМИ

Сорбционная терапия грунтов (СТГ), как направление в развитии европейской и мировой агротехнологии, на сегодняшний день находится в стадии зарождения, хотя первые работы в этом направлении появились в середине 90-х годов ХХ века. В рамках общей теории сорбентов метод СТГ применительно к аграрному комплексу рассматривается как разновидность регулирующей, сорбционной, иммобилизационной, каталитической, биоактивирующей, биодеструктирующей, синергической роли природных сорбционных средств. Целью применения этих средств является, с одной стороны, восстановление  плодородности почв, с другой – повышение их продуктивности, в третьих ─ выращивание на восстановленных почвах экологически чистой сельскохозяйственной продукции, обеспечивающей организм человека всем необходимым ему комплексом микроэлементов.

Среди многочисленных направлений восстановления плодородности пахотных земель наиболее перспективными, по нашему мнению, являются работы, связанные с применением сорбентов природного происхождения на основе отходов растительного сырья, переработанного с использованием микроорганизмов и бактерий, в частности – биогумуса [1-4]. Это связано с тем, что такие сорбенты являются постоянно возобновляемым источником дешевого сырья и их производство не вызывает загрязнения окружающей среды. При этом биогумус улучшает структуру почвы и ее водно- физические свойства, в нем  повышенное содержание водорастворимых форм азота, фосфора, калия и других микроэлементов.

Цель настоящей работы ─ исследование влияние сорбентов на основе растительного сырья и биогумуса, а также природных силикатов и карбонатов на процессы выращивания растений на почвах, загрязненных радионуклидами (РН) и ионами тяжелых металлов.

Регулирование состояния клетки живых растений (на примере ранних овощных культур) под воздействием сорбентов, вносимых в прикорневую систему растений, и микробной культуры, сопровождается изменением электрохимических, физических и биохимических показателей водных растворов прикорневой системы растений. Это приводит к регуляторному изменению проницаемости клетки и обеспечивает как поступление ионов «элементов жизни», блокирование поступления ионов тяжелых металлов и РН, так и жизнедеятельность растения  в целом.

Установлено, что  внесение биоактивных сорбентов на основе биогумуса, а также   модифицированных природных силикатов (отходы производства) и карбонатов в прикорневую зону  растений благодаря сорбционно-биологической деструкции экотоксикантов  и связыванию РН обеспечивает  повышенный переход РН (в 10-100 раз в сравнении с контролем)  в зеленую массу  с одновременным  приростом самой биомассы в 3 – 4 раза.  Природные минералы и композиционные сорбенты (КС) на их основе регулируют  процессы поступлення РН и  ионов тяжелых металлов  в зеленую массу растений и  проявляют высокую (>90 %)  эффективность в процесах очистки  экосистем  от  последних.  При этом степень сорбции  ионов тяжелых металлов   из почвы (свинец,  кадмий, медь, цинк) в присутствии внесенных сорбентов составляет  95-98 %. Установлено, что  степень очистки почвы за один вегетативный период возрастает почти на 2 порядка.

Новым является  сочетание  ингредиентов  КС, которое состоит  в  инициировании процессов  перехода  РН и ионов тяжелых металлов    в зеленую массу растении, и ускорении процессов  накопления   зеленой биомасы благодаря  синергическому действию  микроэлементов КС  и микробных культур природного происхождения.

Рассмотрены особенности процессов, протекающих в рассматриваемых гетерогенных системах почва-сорбент-растение на молекулярном уровне с учетом эффекта памяти.

В лабораторно-полевых условиях осуществлена практическая апробация разработанных КС и показано, что предложенные для применения материалы являются эффективными регуляторами содержания тяжелых металлов  и РН в почвах. Благодаря этому они могуть быть рекомендованы в органическом земледелии для получения чистой экологической продукции.

Внесение в почву, в прикорневую зону,  КС позволяет получить  двойной  эффект  от  их использования:  получение   сельско-хозяйственной    продукции повышенной урожайности (на 25-35%) и регулированным  содержанием жизненно важных ионов  цинка    и меди.

На основании отработанных технологических параметров получения  КС и их положительной апробации в полевых условиях выданы рекомендации по использованию разработанных материалов  для повышения плодородия почв и получения продукции органического земледелия.

Литература

1.Чорнобиль: Десять років подолання. / під ред. В.Холоші ─ К.: Чорнобильінтерінформ, 1996. ─ С.46.

2. Рыбалка, В.Б. О  влиянии  сорбционно – микробиологического фактора   на миграционную    подвижность     радионуклидов  / В.Б.Рыбалка,В.В.Стрелко, Д.И.Швец // Intern. Conf.  ”Fifteen  Years  after the  Chornobyl  Accident.  Lessons Learned”. ─ Kiev, 2001. ─ P. 22 – 26.

3. Швец, Д. И. О влиянии  сидератов на процессы  выращивания овощных культур на почвах, загрязненных ионами тяжелых металлов / Д. И. Швец, Е. А. Швец // СЕRECO-2014: сб. тез.– Ужгород, 2014. – С.96-97.

4.Швец, Д.И. О влиянии биогумуса на процессы выращивания      овощных      культур  на почвах, загрязненных ионами тяжелых металлов / Д. И. Швец, Е. А. Швец // СЕRECO-2014 : сб. тез.– Ужгород, 2014. – С.98-99.