За чистоту окружающей среды с препаратами серии "Марс 1"

Земля, которая питает нас, воздух, которым мы дышим, вода, которую мы пьем, ежегодно несут огромные потери от необдуманных действий тех, кто ими пользуется.

Вообще, в Украине в 1992 г. было 10088 млн. м³ промышленных, 3510,5 млн. м³ сельскохозяйственных, 3846,4 млн. м³ коммунальных стоков, 10015 млн. м³ выбросов в атмосферу, 1680,5 млн. тонн твердых промышленных отходов.

Более всего выбросов осуществляется в атмосферный воздух, через который опасные вещества распространяются в другие природные компоненты, повышая тем самым уже существующий в них уровень загрязнения.

В процессе длительного действия загрязнителей ухудшаются или разрушаются основные природные, социально-экономические функции естественной среды. Это усложняет жизнь живых организмов, особенно человека.

Почва является первичным звеном в трофических (питательных) цепях всех живых организмов, в том числе и человека. Поэтому химический состав грунтов, соотношение веществ, их концентрации существенным образом влияют на формирование уровня здоровья населения. Поступление химических элементов в грунт происходит через оседание твердых атмосферных примесей и в результате сознательного внесения в него веществ в процессе сельскохозяйственного производства. Известны две группы таких веществ: ядохимикаты (пестициды) и минеральные удобрения. Их действие на человека может происходить двумя путями: при непосредственном контакте с ними (главным образом это касается работников сельского хозяйства) и через продукты питания, питьевую воду.

Загрязнение естественной среды пестицидами

Пестициды могут вызвать интоксикацию, последствия которой зависят от их свойств, количества яда и состояния организма человека; аллергические реакции, ослабление иммунной системы и другие неприятности. Иногда может происходить мутагенное действие, которое служит причиной изменений наследственных свойств. Влияние этих веществ на человека может привести и к другим патологическим явлениям, которые возникают в организме через продолжительное время. К их числу принадлежат некоторые сдвиги в нервной системе, патологическое состояние печени, нарушение сердечно-сосудистой системы и т.п. Продолжительное действие малых доз пестицидов на человека не дает никаких характерных признаков интоксикации и проявляется главным образом в виде осложнения обычных заболеваний, снижения защитных сил организма, угнетения иммунитета, углубления функциональных разладов и т.п.

Принято считать, что минеральные удобрения обеспечивают около 50% прибавки к урожаю. Однако это их положительное действие часто сопровождается отрицательными последствиями. При неправильном использовании минеральных удобрений в окружающей среде может накапливаться в повышенных количествах азот, фосфор, калий. Превышение рекомендованной нормы, невыполнение оптимальных сроков и способов внесения веществ в грунт приводят к проникновению нитратов, сульфатов, хлоридов в грунтовые воды. Это вредно для здоровья людей, животных, рыбного хозяйства. За счет чрезмерных концентраций азотных соединений, которые передаются трофическими цепями к человеку, в организме могут образовываться опасные канцерогены — нитрозаменители. Использование в большом количестве минеральных удобрений может снизить биологическую полноценность пищи и кормов, вызвать нежелательные изменения соотношения зольных элементов и состава органических кормов.

Растения имеют разную устойчивость к тяжелым металлам (ТМ). Отдельные виды способны накапливать значительные их количества, выступая в роли геоиндикаторов. Эту способность используют и для очищения грунтов от катионов ТМ. А другие, наоборот, очень чувствительные к действию этих полютантов. Поэтому зависимость между степенью загрязнения почв ТМ и интенсивностью их поступления в растения является довольно сложной и не носит функционального характера. Объясняется это тем, что не все растения имеют одинаковую способность накапливать ТМ. Это свойство связано с наличием в растениях разных физиолого-биологических защитных механизмов, которые противодействуют поступлению в их клетки токсичных элементов.

Существующими методами выделить из грунта ТМ невозможно. Есть лишь один реальный путь установления барьера на пути проникновения их в растения, а потом в организм человека — химическое связывание в недоступную для растений форму. Достичь этой цели возможно при использовании гуминовых препаратов. Гуминовые кислоты могут вступать в грунте во взаимодействие с ТМ. Механизм образования комплексов гуминовых кислот с ТМ предусматривает участие в этом процессе кислотных функциональных групп, которые хелатируют катионы ТМ в надлежащие соединения.

Проведенные нами исследования показали, что практически все гуминовые препараты с катионами ТМ образуют стойкие осадки разной окраски, цвет которых зависит от вида катиона. Все полученные осадки после высушивания проверялись на растворимость в ацетатно-аммонийном буферном растворе с рН 4,1. Результаты анализа показали, что они в нем не растворяются, но, к сожалению, наблюдалось частичное их растворение в 0,1 М растворе НСІ. Наряду с загрязнением почвы разными полютантами, которые нарушают экологическую устойчивость окружающей среды и снижают производительность сельскохозяйственного производства, ухудшается плодородие грунта. При современных условиях земледелия ежегодные потери гумуса составляют 600-700 кг/га на полях сельскохозяйственных культур, отрицательный баланс элементов питания в земледелии представляет свыше 60 кг/га. Значительная деградация грунтов происходит также в результате эрозионных процессов. Ежегодные потери наиболее плодородной части почвы представляют в среднему 15 т/га. Ухудшаются также водно- и агрофизические свойства почв.

Безусловно, производительность полнопрофильных черноземов еще пока что высокая. Так, на черноземах обычных за счет естественного плодородия урожайность озимой пшеницы составляет 29,5 ц/га, ярового ячменя — 26,4 ц/га, кукурузы на зерно — 30,5 ц/га, подсолнечника — 16,4 ц/га, силосной кукурузы — 185 ц/г. На эродированных черноземах урожайность сельскохозяйственных культур снижается на 20-30%.

Вышеупомянутая информация дает основания утверждать, что черноземы обычные степной зоны Украины находятся в кризисном состоянии. Это является следствием продолжительного влияния на них антропогенного фактора. Ведь за прошлые годы грунтовой покров степной зоны претерпел значительное отрицательное влияние. Это — распаханность силовых земель, интенсивные эрозионные процессы при малоэффективных противоэрозионных мероприятиях, нагрузка химизации земледелия с нарушением научных рекомендаций, загрязнение грунтов выбросами промышленных предприятий и др.

В связи с этим нужно систематически проводить надзор за современным состоянием грунтового покрова и уровнем плодородия почв.

Наиболее актуальным в нынешних условиях является создания и практическое использование экологически чистых технологий. Это генеральное направление в полной мере принадлежит и к агротехнике выращивания сельскохозяйственных культур. Однако следует отметить, что еще и сейчас семена зерновых культур перед посевом протравливаются препаратами, которые содержат в своем составе токсичные вещества: соли тяжелых металлов, производной бензола и др., продукты распада которых, безусловно, накапливаются в грунте. Использование этих веществ для предпосевной обработки семян вызвано необходимостью уничтожения или угнетения жизнедеятельности внешней и внутренней инфекций, которые повреждают семена (бактерий, грибов, неклеточных форм — вирусов). В связи с этим, поиск оптимально минимальных доз внесения удобрений необходимо объединять с разработкой новых препаратов, которые можно использовать для предпосевной обработки семян, высев которых желательно проводить в грунт, который не содержит в своем растворе подвижных форм тяжелых металлов. Зарубежный и отечественный опыт свидетельствует, что научные исследования в этом направлении имеют важное научное и практическое значения.

Безусловно, одновременно охватить и решить все пересчитанные проблемы в пределах одной лаборатории нереально, поэтому усилия нашего творческого коллектива были направлены на изучения научных вопросов приоритетных направлений:

1) определение оптимально-минимальных доз фосфорных удобрений;

2) поиски путей детоксикации грунта токсичными ТМ, особенно ртутью;

3) изучение эффективности инкрустации семян смесью микроэлементов, протравителей, рост регулирующих веществ и пленкообразователей;

4) проверка в условиях полевого опыта и на производстве эффективности использования препаратов серии "Марс" ("Марс-е", "АКМ" — препарат антиоксидантного действия, и баковых смесей "Дефенс-І", "Дефенс-ІІ", "Дефенс-ІІІ", в состав которых входят препараты серии "Марс"' и бактериальные препараты).

Препараты серии "Марс" (АКМ, Марс ЕL) представляют собой смесь полимеров, полученных на основе полиэтиленоксидов. Полиэтиленоксиды (ПЭО) или полиэтиленгликоли (ПЭГ) — искусственные полимерные соединения с общей химической формулой Н (ОСН₂СН₂) _nОН, где n — степень поляризации с общей молекулярной массой 400. Это вещество является продуктом полимеризации оксида этилена в водной среде в присутствии щелочи. Полиэтиленоксиды — не индивидуальные химические соединения, а статистическая смесь полимергомологов с определенной степенью полимеризации. Они проявляют эмульгирующее и стабилизирующее действие. В состав ПЭО введены продукты метаболизма симбиотического гриба — эндофита: ауксины, цитокинины, гиббереллины, ненасыщенные жирные кислоты, витамины (преимущественно группы В), аминокислоты, ферменты, липиды, фитолексины, пигменты и другие физиологически активные вещества, которые, в первую очередь, стимулируют развитие корневой системы, а в последействии обеспечивают сбалансированное минеральное питание сельскохозяйственных культур.

Эмпирическая формула (ПЭО) — С₁₈Н₃₈О₁₀+С₆₄Н₁₂₆О₃₁. Маслянистая жидкость светло-коричневого цвета. Кислотность рН 5,6-7,5. Хорошо растворима в воде, разлагается в грунте, помогает семенам максимально проявить свои потенциальные возможности в полевых условиях. Очень важным является то, что данный препарат при его использовании не нуждается в антидоте.

Препараты Марс ЕL изготовлены на основе полиэтиленоксидантов и используются для предпосевной обработки семян ранних, поздних зерновых, овощных, бахчевых, зернобобовых и технических культур. Этот препарат выполняет такие функции:

• прилипач;

• регулятор роста;

• стимулятор;

• криопротектор;

• адаптоген.

А при дополнительном внесении в его состав пестицидов обнаруживает фунгицидные и бактерицидные свойства.

Биологическая активность этого препарата довольно четко проявляется в обеспечении реализации потенциальных возможностей сельскохозяйственных культур при формировании урожая в критических условиях: при низких температурах, засухе, пересыхании верхнего слоя грунта:

• при недостаточном содержании продуктивной влаги в почве пленка, полученная с помощью препарата "Марс", защищает семена на протяжении почти 50-60 дней от неблагоприятных условий;

• повышает и синхронизирует полевую всхожесть;

• стимулирует энергию прорастания семян;

• оказывает содействие интенсивному формированию корневой системы;

• связывает в межклеточном пространстве воду и цитоплазматический сок, тем самым противодействует образованию кристаллов льда при низких температурах;

• повышает содержимое сахаров в период кущения озимых культур.

Итак, по данным специальной литературы, полиэтиленоксид представляет довольно перспективное соединение для использования в растениеводстве.

Полиэтиленоксиданты — вещества, которые проникают в растительные клетки, повышая в них осмотическое давление, направленное внутрь клетки. С другой стороны, эти вещества взаимодействуют с мембраной клетки, модифицируя ее таким образом, что она становится более проницаемой для воды и неэлектролитов. Эти эффекты способствуют лучшему проникновению вглубь растительной клетки катионов микроэлементов из грунтового раствора, которые входят в состав препарата.

Гриб эндофит, который входит в состав Марс ЕL, сыграет важную роль в минеральном питании растений. Это обусловлено взаимовыгодным симбиозом корневой системы растений и гриба.

Препараты серии "Марс" отвердевают при снижении температуры до +8^оС, они нетоксичны, имеют четко выраженный обеззараживающий эффект, хорошо разлагаются в грунте и помогают семенам максимально проявлять свои потенциальные возможности в полевых условиях, а также защищают их от семенной и почвенной патогенной микрофлоры.

Полиэтиленоксиданты, которые входят в состав "Марс ЕL", могут включаться в обмен веществ растений под влиянием ферментов, а продукты распада ПЭО — этаноламины — являются элементами питания растительной клетки.

Итак, препараты серии "Марс" оказывают содействие сохранению других компонентов (пестицидов, стимуляторов роста, бактерий) на поверхности семян и повышению коэффициента полезного действия составных веществ инкрустирующей смеси, что дает возможность реализовать потенциальные возможности сортов и гибридов.

Повышение производительности сельскохозяйственных культур во второй половине ХХ столетия достигнуто в основном за счет широкого применения минеральных удобрений, поскольку внедрение высокоурожайных сортов и гибридов растений поставило требование присутствия в корнесодержащем слое грунта высоких концентраций питательных веществ. Однако вопросы дальнейшего увеличения выпуска туков и их эффективного использования связаны с решением ряда проблем, среди которых особенно остро возникают экологическая и экономическая. В связи с этим неотложным является создания альтернативных экологически чистых и ресурсосберегающих агротехнологий в растениеводстве. Среди них видное место занимают азотфиксирующие (способны фиксировать молекулярный азот воздуха в доступные для растений формы), а также фосформобилизующие штаммы микроорганизмов, которые переводят нерастворимые соединения фосфора в грунтовой раствор.

Среди существующего ассортимента штаммов микроорганизмов наиболее перспективными являются диазофит и ризоэнтерин. Это чистые культуры бактерий ризоагрин — рода энтеробактерий, которые осуществляют биологический переход азота воздуха в органические азотсодержащие соединения. Среди фосформобилизующих штаммов перспективными являются альбобактерин и полимиксобактерин, которые содержат штаммы Achromobacter album 1122 и Bacillus polymyxa КВ. Эти штаммы устойчивые к ядохимикатам. При затратах на бактеризацию около 10 грн/га они обеспечивают получение продукции на сумму 400 грн/га. Использование бактериальных препаратов позволяет уменьшить внесение минеральных фосфатных туков до 30 кг/га, повысить производительность растений и получить экологически чистую продукцию.

Обсудить в форуме

Материалы по теме