Экологическая оценка применения удобрений при возделывании огурцов в условиях Орловской области

Введение. Формы химического соединения, из которых растения поглощают элементы питания, также влияют на содержание элементов в питательном растворе капельного полива [1]. Поэтому для повышения продуктивности и урожайности сельскохозяйственных культур необходимо знать форму соединения биогенных элементов и их оптимальное содержание в растворе системы капельного полива растений. В то же время для управления устойчивым качеством экологически безопасной продукции необходимо внедрение методов сельскохозяйственной биотехнологии [2, 3].

Цель исследований – определение тех доз минерального удобрения, которые были бы эффективны в производстве огурцов, а также не способствовали накоплению и превышению предельно допустимых концентраций содержания нитратов в выращиваемых культурах, в условиях Орловской области.

Материалы и методы исследований. Исследования проводились на базе Орловского государственного аграрного университета в лаборатории кафедры агроэкологии и охраны окружающей среды на факультете Агробизнеса и экологии. Опыт был заложен в хозяйстве Орловского района ОАО «Заря».

Опыт состоял из 8 вариантов, заложен в 3 повторностях, на 24 делянках. Площадь делянки 20 м2. Схема посева 50 х 70 см.

Варианты исследования:

• •     1 вариант: 0 г минерального удобрения на 1 м (контроль);

• •     2 вариант: 10 г минеральных удобрений на 1м²; (35 кг/га NH 4 NO 3 );

• •     3 вариант: 15 г минеральных удобрений на 1м²; (52 кг/га NH 4 NO 3 );

• •     4 вариант: 22,5 г минеральных удобрений на 1м²; (78 кг/га NH 4 NO 3 );

• •     5 вариант: 0 г минеральных удобрений на 1 м² на фоне органики

(контроль);

• •     6 вариант: 10 г минеральных удобрений на 1 м² (35 кг/га NH 4 NO 3 ) на фоне

органики;

• •     7 вариант: 15 г минеральных удобрений на 1 м² (52 кг/га NH 4 NO 3 ) на фоне

органики;

• •     8 вариант: 22,5 г минеральных удобрений на 1 м² (78 кг/га NH 4 NO 3 ) на

фоне органики.

В качестве минерального удобрения использовалась аммиачная селитра. В качестве органического – навоз, вносился перед вспашкой в расчете 3 кг на 1 м2.

Были использованы лабораторные методы исследований с использованием современного оборудования, в частности ионно-селективного нитратомера, позволяющего с большой точностью проводить анализы.

Отбор и подготовка проб для анализа, а также определение нитратов в анализируемой пробе производились в соответствии с методикой определения нитратов в продуктах с помощью ионоселективных электродов «ЭКОМ». Измерение концентрации нитрат-ионов производили с помощью электрода «ЭКОМ – NO 3 » и анализатора ЭКОТЕСТ-2000.

Сущность метода состоит в извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалиевых квасцов с последующим измерением концентрации в полученной вытяжке с помощью ионоселективного электрода.

В основу работы анализаторов положен метод построения градуировочного графика зависимости электродной системы от концентрации градуировочных (стандартных) растворов с известной концентрацией и последующего нахождения концентрации анализируемого раствора по измеренному в нем значению электродной системы. Статистическая обработка результатов исследований выполнялась методом дисперсионного анализа [4].

Результаты исследований. Анализируя полученные результаты (табл. 1), можно выявить закономерность повышения количества нитратов в огурце при увеличении дозы внесения азотного удобрения. Минимальное содержание нитратов получено в контрольном варианте, в котором не использовалась аммиачная селитра, 120,7 мг/кг сырой массы. Максимальное количество содержали огурцы в варианте, при выращивании которых внесли наибольшую дозу минерального удобрения, 22,5 г/м² (78 кг/га аммиачной селитры), составило 156,3 мг/кг сырой массы. В вариантах с использованием минерального удобрения на фоне органического наблюдается такая же закономерность, с увеличением дозы аммиачной селитры увеличивается и содержание нитратов, от 135,6 до 158,6 мг/кг сырой массы.

Таблица 1 – Содержание нитратов в огурце открытого грунта, мг/кг сырой массы

Вариант исследования, г/м2	Содержание нитратов, мг/кг сырой массы
	Минеральные удобрения	Минеральные удобрения +органика
0	120,7	135,6
10	132,1	143,2
15	142,4	156,7
22,5	156,3	158,6
НСР 05	17,3	19,1

В связи с опасностью, которую нитраты могут представлять для нормального функционирования организма человека, разработаны предельно допустимые концентрации нитратов в продуктах питания. ПДК нитратов установлены для продукции как открытого, так и защищенного уровня.

Согласно справочнику предельно допустимых концентраций вредных веществ в пищевых продуктах и среде обитания ПДК нитратов в огурце открытого грунта составляет 150 мг/кг сырой массы.

Из полученных в результате опыта данных видно, что содержание нитратов в продукции, выращенной только при использовании минерального удобрения, не превышает предельно допустимых концентраций при использовании доз аммиачной селитры в количестве 0 кг/га, 35 кг/га, 52 кг/га, что означает безопасность выращенной продукции для здоровья человека, безвредности вносимых изучаемых доз минерального удобрения аммиачной селитры. При внесении 78 кг/га или 22,5 г/м2 аммиачной селитры наблюдается превышение предельно допустимой концентрации нитратов в огурце на 6,3 мг/кг сырой массы, однако это превышение является незначительным. При использовании минерального удобрения на фоне органического превышение ПДК не произошло в контрольном варианте и при применении дозы аммиачной селитры в количестве 35 кг/га или 10 г/м2. Использование доз минерального удобрения в количестве 52кг/га или 15 г/м2 и 78кг/га или 22,5 г/м2 привели к превышению ПДК на 6,7 и 8,6 мг/кг сырой массы соответственно, что является незначительным превышением.

Анализируя данные по средней урожайности огурца (табл. 2) видно, что увеличение дозы вносимого удобрения способствовало увеличению урожайности овощной культуры. По сравнению с контрольным вариантом при использовании дозы аммиачной селитры 78 кг/га или 22,5 г/м2 урожайность увеличилась на 2,8 кг/м2 или на 2,8 т/га. Средняя урожайность огурца при использовании минерального удобрения на фоне органического также увеличивается с увеличением дозы вносимой аммиачной селитры. По сравнению с контрольным вариантом урожайность в варианте с максимальной дозой внесения удобрения увеличилась на 3 кг/м2 или на 3,0 т/га.

Таблица 2 – Средняя урожайность огурца в зависимости от доз вносимых минеральных удобрений

Вариант исследования, г/м2	Средняя урожайность огурца, кг/м2
	Минеральные удобрения	Минеральные удобрения +органика
0	10,8	11,6
10	11,4	12,1
15	12,2	12,7
22,5	13,6	14,6
НСР 05	2,1	1,9

Увеличение доз вносимого удобрения способствовало увеличению средней длины растения огурца (табл. 3) как при использовании только минерального удобрения на 16 см, 27 см, 30 см по сравнению с контрольным вариантом, так при внесении минерального удобрения на фоне органического на 9 см, 27 см, 36 см.

Таблица 3 – Средняя длина растения в зависимости от доз вносимых удобрений, м

Вариант исследования, г/м2	Средняя длина растений огурца, м
	Минеральные удобрения	Минеральные удобрения +органика
0	2,20	2,33
10	2,36	2,42
15	2,47	2,60
22,5	2,50	2,69
НСР 05	0,21	0,29

Выводы. При увеличении доз внесения азотных удобрений под огурец количество нитратов в продукции возрастало. Выявлена закономерность увеличения урожайности огурца при увеличении доз внесения удобрений. Увеличение доз вносимого удобрения способствовало увеличению средней длины растения огурца вне зависимости от его разновидности. Превышение ПДК нитратов в огурце наблюдалось лишь в варианте с наибольшей дозой внесения азотных удобрений (78 кг/га) и составило 6,3 мг/кг.