ІНТЕНСИВНІСТЬ НАКОПИЧЕННЯ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ І МІКРОЕЛЕМЕНТІВ У ВЕГЕТАТИВНІЙ МАСІ БАВОВНИКУ, ВИРОЩЕНОГО НА СІРИХ ЛІСОВИХ ҐРУНТАХ ПРАВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ
Ключові слова:
свинець, кадмій, цинк, мідь, коефіцієнт накопичення, бавовник, фіторемедіаціяАнотація
Інтенсифікація рослинництва сприяє збільшенню обсягів виробництва, внаслідок чого посилюється техногенне навантаження на довкілля, зокрема на ґрунти, що негативно впливає на якість і безпеку рослинницької продукції. Однією з головних екологічних загроз є накопичення важких металів, надходження яких у ґрунти значно зросло внаслідок активного використання мінеральних добрив, пестицидів, промислових викидів, а також воєнної агресії росії проти України.
Досліджено інтенсивність накопичення важких металів (свинцю та кадмію) та мікроелементів (цинку і міді) у вегетативній масі бавовнику (Gossypіum L.), вирощеного на сірих лісових ґрунтах Правобережного Лісостепу. Проаналізовано вміст зазначених елементів у ґрунті та рослинній масі. Визначено коефіцієнти накопичення важких металів з метою оцінки ефективності вирощування бавовнику сорту Дніпровський 5 для фіторемедіації забруднених територій.
Встановлено, що цинк найбільше нагромаджується у вегетативній масі бавовнику, що майже вчетверо більше, ніж мідь, і у вісім разів більше, ніж свинець. Досліджено, що мідь посідає друге місце за рівнем накопичення у вегетативній масі, що у 2,2 рази більше, ніж свинець, і у 21 разів більше, ніж кадмій. Виявлено, що концентрація кадмію у вегетативній масі з-поміж усіх досліджуваних важких металів була найнижча. За рівнем накопичення у надземній частині бавовнику важкі метали та мікроелементи розташувалися у такій зростаючій послідовності: кадмій → свинець → мідь → цинк.
На основі коефіцієнта накопичення (Кн) визначено високу здатність бавовнику до акумуляції міді (Кн = 45,9) та цинку (Кн = 19,4), що свідчить про його ефективність щодо фіторемедіації забруднених територій. Накопичення вегетативною масою свинцю (Кн = 3,73) та кадмію (Кн = 4,57) також підтверджує здатність рослини вилучати токсиканти з ґрунту.
Оцінено потенціал використання рослин бавовнику для очищення ґрунтів від забруднень важкими металами. Отримані результати можуть бути використані для розробки стратегій фіторемедіації та оцінки екологічної безпеки агроекосистем.
Посилання
Boretska I. Ya., Dzhura N. M., Romaniuk O. I. Phytoremediation of technogenically contaminated soils using energy crops. Ecological Sciences. 2021. No 6. P. 72–76. URL: https://doi.org/10.32846/2306-9716/2021.eco.6-39.11 (in Ukrainian).
Borovyk V. O., Stepanov Yu. O. Historical path of development of cotton breeding at the Institute of Irrigated Agriculture. Irrigated Agriculture. 2014. Issue 62. P. 95–98. (in Ukrainian).
Braininher O. I. Peculiarities of translocation and accumulation of heavy metals in the system “soil–plant–agricultural products”. Tavria Scientific Bulletin. 2022. Issue 123. P. 225–231. URL: https://doi.org/10.32851/2226- 0099.2022.123.31 (in Ukrainian).
Chorna V. I., Voroshylova N. V., Syrovatko V. A. Cadmium distribution in soils of Dnipropetrovsk oblast and its accumulation in crop production. Ukrainian Journal of Ecology. 2018. No 8 (1). P. 910–917. URL: https://doi.org/10.15421/2018_293 (in English).
Denchylia-Sakal H. M., Nikolaichuk V. I., Kolesnyk A. V., Vakerych M. M., Tkach O. P. Peculiarities of accumulation of heavy metals in Trifolium pratense L. plants. Scientific Bulletin of Uzhgorod University. Series: Biology. 2012. Issue 33. P. 189–191 (in Ukrainian).
Dursun S., Symochko L., Mankolli H. Bioremediation of heavy metals from soil: an overview of principles and criteria of using. Agroecological Journal. 2020. No 3. P. 6–12. URL: https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2020.211521 (in English).
Herlina L., Widianarko B., Purnaweni H., Sudarno S., Sunoko H. Phytoremediation of Lead Contaminated Soil Using Croton (Cordiaeum variegatum) Plants. Journal of Ecological Engineering. 2020. No 21 (5). P. 107–113. URL: https://doi.org/10.12911/22998993/122238 (in English).
Husarova A. Odessa farm expects to get the first crop of irrigated cotton at the level of 2.5-3 t/ha. SuperAgronom. 2024. URL: https://superagronom.com/news/19108-odeske-gospodarstvo-rozrahovuye-otrimati-pershiy-urojay-bavovniku-na-zroshenni-na-rivni-25-3-t-ga%20 (in Ukrainian).
Hyrlia L. M. Phytoremediation – an effective way to reduce the content of heavy metals in soils. Scientific works [Petro Mohyla Black Sea State University of the "Kyiv-Mohyla Academy" complex]. Series: Ecology. 2011. Vol. 152. Issue 140. P. 57–59. (in Ukrainian).
Myslyva T. M. Lead and cadmium in soils of agricultural landscapes of Zhytomyr Polissia. Bulletin of Sumy National Agrarian University. 2013. Issue 3. P. 43–50 (in Ukrainian).
Nemolovska T., Snihovyi V., Orliuk A. Prospects for cotton cultivation in Southern Ukraine. Proposal. 2008. URL: https://propozitsiya.com/ua/perspektivi-viroshchuvannya-bavovniku-na-pivdni-ukrayini (Accessed 03 February, 2025) (in Ukrainian).
Razanov S. F., Tkachuk O. P., Razanova A. M., Bakhmat M. I., Bakhmat O. M. Intensity of heavy metal accumulation in plants of Silybum marianum L. in conditions of field rotation. Ukrainian Journal of Ecology. 2020. No 10 (2). Р. 131–136. URL: https://doi.org/10.15421/2020_75 (in English).
Samokhvalova V. L. Biological methods of remediation of soils contaminated with heavy metals. Biological Studies. 2014. Vol. 8, No 1. P. 217–236 (in Ukrainian).
Snitynskyi V. V., Tkachuk O. P., Razanova A. M., Koruniak O. P. Efficiency of phytoremediation of soil contaminated with heavy metals during the cultivation of milk thistle. Agriculture and Forestry. 2023. No 1. P. 164–171. URL: https://doi.org/10.37128/2707-5826-2023-1-11 (in Ukrainian).
Tkachuk O. P., Razanova A. M. Comparative assessment of Zn accumulation by milk thistle (Silybum Marianum) depending on the type of mineral fertilizers. Agroecological Journal. 2020. No 1. P. 98–103. URL: https://doi.org/10.33730/2077-4893.1.2020.201278 (in Ukrainian).
Tkachuk O. P., Razanova A. M. Intensity of Pb accumulation in leaf mass and seeds of milk thistle (Silybum Marianum). Bulletin of Uman National University of Horticulture. 2020. No 1. P. 109–112. URL: https://doi.org/10.31395/2310-0478-2020-1-109-112 (in Ukrainian).
Vdovenko S. A., Hetman N. Ya., Didur I. M. Intensity of accumulation of lead and cadmium by milk thistle on different soils. Agrobiology. 2021. No 2. P. 15–21. URL: https://doi.org/10.33245/2310-9270-2021-167-2-15-21 (in Ukrainian).
Vozhehova R. A. Peculiarities of the duration of the vegetation period of samples of the cotton gene pool Gossypium hirsutum L. in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine. Agrarian Innovations. 2022. No 12. P. 85–89. URL: https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2022.12.13 (in Ukrainian).
Yehorova T. M., Sapsai T. P. Peculiarities of the formation of zinc imbalance in biogeochemical chains of agrolandscapes of Ukraine. Tavria Scientific Bulletin. 2016. Issue 96. P. 197–204 (in Ukrainian).
