Banner
8 травня 2020

ВПЛИВ КОМПЛЕКСІВ ЕДТА З ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ НА ҐРУНТОВУ БІОТУ І ВРОЖАЙНІСТЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

Не можна чекати ласки від природи. Взяти у неї — наше завдання.

Іван Мічурін

Не можна чекати ласки від природи після того, що ми з нею зробили.

Віктор Конюхін

 

 

 

 

 

 

Ґрунт — це складне природне утворення, що складається з генетично пов'язаних горизонтів, які формуються в результаті перетворення поверхневих шарів літосфери. Необхідно знати, що ґрунт не є невичерпним ресурсом і у випадку використання неналежним чином може втратити свої характеристики за дуже короткий проміжок часу, іноді навіть без можливості регенерації, оскільки він акумулює забруднення більшою мірою, ніж атмосфера і природні води [Nortcliff S. Standardisation of soil quality attributes. / Agriculture, Ecosystems and Environment — 2002 — P.161.]. Саме в кумулятивному ефекті полягає особлива небезпека забруднення ґрунтів і найбільше це стосується важких металів (далі — ВМ).

Головну роль у механізмі самоочищення ґрунтів від забруднень відіграють ґрунтові мікроорганізми, але вони, як правило, можуть боротися тільки з органічними забруднювачами, оскільки під час формування ґрунтового біоценозу природа «не врахувала» господарську діяльність людини й ті методи, які вона в її процесі застосовує.

Що стосується металів, важливою особливістю є те, що вони належать до класу неспецифічних речовин, тобто на відміну від специфічних забруднювачів (пестицидів), чужих геохімічному фону, метали в певних («фонових») концентраціях присутні в різних компонентах екосистем. Підвищення цих «норм» викликає не тільки пряму токсичну дію, але й має негативний вплив на відтворення і біопродуктивність ґрунтових мікроорганізмів, тобто проявляється на рівні популяцій і поколінь. Ще одна особливість ВМ (у тому числі мікроелементів) полягає в тому, що під час міграції вони змінюють лише рівень вмісту або форми знаходження і не включаються у процес самоочищення.

Наявність мікроелементів у ґрунті в засвоюваній формі для рослин — необхідна умова вирощування високих урожаїв культур. Тому застосування мікродобрив ідуть їм на користь, якщо кількість цих добрив не перевищує норму і вносяться вони у вигляді нешкідливих для екосистеми з'єднань. Але є й винятки. Прикладом хімічних сполук, які можуть становити потенційну загрозу родючості ґрунтів, є комплекси ЕДТА (етилендіамінотетрауксусної кислоти) з ВМ, які використовуються як мікродобрива. Ці речовини, потрапляючи в рослини, відщеплюють атоми металу, а вільна ЕДТА як чужорідна для рослин речовина не засвоюється, а виводиться назовні. Дослідження ряду авторів показують, що 70 — 80% ЕДТА потрапляє у довкілля.

ЕДТА є надзвичайно стійкою сполукою і вважається одним із найбільш поширених антропогенних забруднювачів. Ані наявні в ґрунті хімічні речовини, ані мікроорганізми не призводять до її руйнування. Під впливом УФ-опромінення на поверхні води може відбуватися руйнування комплексу Fe (III)-ЕДТА, але цей процес значною мірою залежить від кліматичних умов, освітленості та не може розглядатися основним фактором руйнування ЕДТА у природі [Фарберова Е.А., Виноградова А.В., Шульц Е.В. Изучение влияния ЭДТА на рост и развитие культур микроорганизмов // Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Химическая технология и биотехнология. — 2012. — вып. 14. — С. 169-177., Wolf K., Gilbert P.A. EDTA — Ethylenediaminetetraacetic acid // The Handbook of Environmental Chemistry / ed. O. Hutzinger. — Berlin, Heidelberg: Spriner Verlag, 1992. — P. 241-259.].

Потрапляючи в ґрунт, ЕДТА переводить у розчинний стан ті ВМ, які входили до складу ґрунту у вигляді нерозчинних солей, оксидів і т.п. Внаслідок до рослин починає надходити надмірна кількість важких металів, багато з яких не є мікроелементами і які виявляють токсичні властивості. Результатом такої дії комплексів на основі ЕДТА є: по-перше, накопичення в рослинах токсичних ВМ (Pb, Hg, Cd, та ін.), що робить сільськогосподарську продукцію непридатною для вживання, по-друге, частина таких розчинних у воді комплексів і вільної ЕДТА вимивається ґрунтовими водами і потрапляє у водойми, що вкрай небажано, оскільки це призводить до ремобілізації іонів важких металів із ґрунту, мулу і донних осадів і забруднення ними ґрунтових вод і питної води [Фарберова Е.А., Виноградова А.В., Шульц Е.В. Изучение влияния ЭДТА на рост и развитие культур микроорганизмов // Вестник Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Химическая технология и биотехнология. – 2012. – вып. 14. – С. 169-177.]. І, нарешті, по-третє: та частина комплексів ЕДТА з ВМ, яка залишилася у ґрунті, негативно впливає на ґрунтову біоту, яка значною мірою обумовлює родючість ґрунту та врожайність сільськогосподарських культур.

У ґрунті практично немає процесу, в якому б не брала активної участі біота. Усіх живих мешканців ґрунту можна залічити до трьох надцарств (без'ядерні — Acaryotae; перед'ядерні — Procaryotae; ядерні — Eucaryotae) і п'яти царств: віруси, бактерії, гриби, рослини та тварини. Мікроорганізми здійснюють колообіг речовин у ґрунті, впливаючи на мінералізацію органічних залишків і перетворюючи нерозчинні форми в доступні для рослин сполуки. Під час цих процесів відбувається активне виділення метаболітів — продуктів, що беруть участь у синтезі гумусу. Збільшення концентрації ВМ впливає на біологічну активність ґрунтових мікроорганізмів, здійснюючи тиск і змінюючи різноманітність ґрунтової мікрофлори, яка являє собою трофічні групи мікроорганізмів. Найвищу чутливість до забруднення важкими металами проявляють оліготрофні бактерії [Сердюкова А.Ф., Барабанщиков Д.А. Последствия загрязнения почвы тяжелыми металлами // Молодой ученый. – 2017. – №51. – С.131-135.]. ВМ інгібують процеси мінералізації та синтезу різних речовин у ґрунтах, пригнічують дихання ґрунтових мікроорганізмів, викликають мікробостатичний ефект і можуть виступати як мутагенний фактор. Під впливом підвищених концентрацій ВМ спостерігається різке зниження активності ферментів: мілази, дегідрогенази, уреази, інвертази, каталази, а також чисельності окремих агрономічно цінних груп мікроорганізмів. Усе це, безумовно, негативно позначиться на врожайності сільськогосподарських культур.           

Таким чином, використання комплексів ЕДТА з ВМ у вигляді мікродобрив є потенційно небезпечним для сільського господарства й екології. Варті переваги комплексоутворювачі, які розкладаються після виконання своєї функції в рослині та не накопичуватися у ґрунті.

Для того, щоб зробити правильний вибір хімічної речовини, що застосовується для тієї чи іншої мети в сільському господарстві, необхідно, щоб агрономи мали хорошу підготовку. На жаль, тенденція розвитку агрономічної освіти в Україні зараз така, що кількість годин для вивчення хімії у сільськогосподарських ВНЗ скорочується, а в деяких навіть ліквідовують кафедри хімії. Це призведе до того, що агрономи обиратимуть необхідні хімічні препарати, орієнтуючись не на власні знання, а на рекламну інформацію. Наслідки цього неважко передбачити.

 

Ю.В. Самусенко, кандидат хімічних наук

Banner
Banner

Читайте також

Інтерв'ю

Banner

ТОП новин за тиждень

Актуальні програми підтримки для аграріїв: державні та міжнародні ініціативи
22 жовтня 2024

Актуальні програми підтримки для аграріїв: державні та міжнародні ініціативи

У сучасних умовах аграрний сектор України стикається з безпрецедентними викликами, і підтримка з боку держави та міжнародних організацій стає важливим інструментом для продовження роботи.
Ціни на зерно в Україні на 17 лютого 2025 року: аналіз та зміни
17 лютого 2025

Ціни на зерно в Україні на 17 лютого 2025 року: аналіз та зміни

Станом на 17 лютого 2025 року середньозважені закупівельні ціни на зернові та олійні культури в Україні залишаються відносно стабільними.

Світові ціни на пшеницю падають, а в Україні вартість зерна тримають обмежені продажі
8 січня 2026

Світові ціни на пшеницю падають, а в Україні вартість зерна тримають обмежені продажі

Початок 2026 року приніс зниження котирувань на світових біржах. Протягом першого тижня року ціни на пшеницю просіли на 0,5-2%.

Огляд цін на зерно в Україні на 5 грудня 2025 року
5 грудня 2025

Огляд цін на зерно в Україні на 5 грудня 2025 року

Закупівельні ціни на основні зернові та олійні культури в Україні станом на 5 грудня 2025 року демонструють різноспрямовану динаміку.

ВПЛИВ АЗОТНИХ ДОБРИВ НА ВРОЖАЙНІСТЬ ТА ЯКІСТЬ ЗЕРНА ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ
19 травня 2025

ВПЛИВ АЗОТНИХ ДОБРИВ НА ВРОЖАЙНІСТЬ ТА ЯКІСТЬ ЗЕРНА ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ

Незважаючи на значну кількість досліджень з азотними добривами, питання щодо оптимальних доз, способів і строків їхнього внесення з урахуванням попередника є актуальними, що пов’язано зі зн

Banner

Наші партнери