Агрохимия, 2019, № 7, стр. 83-96

ВВЕДЕНИЕ

Содержание тяжелых металлов (ТМ) в почвах определяет, прежде всего, их количество в почвообразующих породах, а также процессы почвообразования и концентрация во вторичных минералах. Значительный вклад в пул ТМ в почвах принадлежит агротехнике (вспашке, поливу, внесению удобрений и пестицидов), а также наличию антропогенных источников загрязнения окружающей среды [1, 2]. Установлено, что основными источниками антропогенного загрязнения среды ТМ являются выбросы предприятий металлургической, горнодобывающей и химической промышленности, атомных электростанций, а также сжигание различных видов топлива [3].

Длительное использование почвы под многолетние насаждения (сады и виноградники) связано с применением больших количеств пестицидов, содержащих ТМ, которые могут накапливаться в почве, растении и продукции плодоводства [4].

Содержание в почве ТМ и сопряженная с этим транслокация их в растения – сложный процесс, на который влияет много факторов: почвенно-климатические условия, свойства загрязняющих веществ и их химический состав, вид и возраст растения, и др. [5, 6]. Наиболее токсичными из ТМ, которые считаются условно необходимыми, являются Cd, Pb, Sn и Rb. Роль их в организме животных, растений и человека еще не до конца выяснена, и поэтому они опасны даже при относительно низких концентрациях [7, 8]. Кобальт традиционно считается эссенциальным элементом, который участвует в процессах фотосинтеза, активирования ферментов белкового обмена, положительно влияет на устойчивость растения к неблагоприятным условиям среды [9]. Но если содержание этого элемента в почве превышает 3‒5 мг/кг, это может привести к угнетению растений, следовательно, его относят и к ТМ.

В настоящее время стоит задача снизить техногенную нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения доз минеральных удобрений и пестицидов путем введения органического садоводства и виноградарства [10, 11]. Эта система предусматривает снижение химической нагрузки и повышение биологического потенциала агроэкосистемы [12], является одним из условий биологизации интенсификационных процессов. По определению Жученко [13], за счет замены техногенных факторов интенсификации функционально адекватными биологическими сохраняется единство технологического процесса и переход к низкозатратным технологиям. Элементами биологизации могут быть: задернение междурядий смесью многолетних трав, содержащих бобовый компонент, а также применение на их фоне бактериальных удобрений – микробных препаратов (МП). Бактерии, используя органическое вещество, накапливаемое травами, активно фиксируют азот из воздуха, улучшают усвояемость растением труднорастворимых фосфатов, выступают как биопротекторы и иммуномодуляторы [14]. Все это приводит к повышению продуктивности растений и качества продукции. Однако использование этой системы в плодоводстве и виноградарстве еще очень незначительно (в мире до 1%), а ее воздействие на содержание ТМ в почвах, а также их транслокацию в растение и продукцию виноградарства мало изучено [15]. Известно, что повышенное содержание органического вещества в почве или внесение органических удобрений-мелиорантов (навоза, соломы, дефеката и др.) приводит к снижению подвижных форм ТМ [5, 16, 17]. Есть сведения, что наиболее высоким коэффициентом транслокации ТМ характеризуются кормовые травы (например, эспарцет) [18].

В сложных биокосных системах, каковыми являются почвы, важную роль в биохимических циклах элементов играют микроорганизмы. Они могут принимать участие в различных процессах трансформации, поглощения, сорбции, аккумуляции и мобилизации химических элементов, в том числе и ТМ [19–22]. Однако исследования совместного влияния многолетних трав и полезных ризосферных микроорганизмов на содержание подвижных форм микроэлементов и ТМ в почве, их поглощения растениями винограда и распределения в растении малочисленны [23, 24].

Кроме того, в настоящее время мало сведений о содержании в почвах подвижных форм Pb, Cd, Cr, Hg и других элементов, которые наиболее активно поглощают растения. Считается, что эти формы элементов извлекаются аммонийно-ацетатным буфером рН 4.8 и характеризуют актуальный запас элементов в почве [25–27].

В связи с этим цель работы – изучение влияния приемов биологизации (применения многолетних трав и бактериальных удобрений) в ампелоценозе на содержание подвижных форм Pb, Cd и Co в почве, а также поступление их в листья и ягоды винограда.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводили в 2008–2012 гг. в двухфакторном полевом эксперименте на винограднике, который находится в долине р. Черная в районе г. Севастополь (Республика Крым). Сорт винограда (Vitis vinifera L.) – Мускат белый на подвое Шасла × Берландиери 41 Б. Схема посадки растений 2.5 × 0.9 м. Перед посадкой корневую систему саженцев винограда обрабатывали суспензией следующих микробных препаратов и их комплекса (фактор МП), варианты: 1 – препарат диазофит (штамм Agrobacterium radiobacter 204) – ассоциативный азотфиксатор, 2 – фосфоэнтерин (ФЭ) (штамм Enterobacter nimipressuralis 32-3) – фосфатмобилизатор, обладает фитогормональным и фунгицидным эффектом, 3 – биополицид (БП) – на основе штамма-антагониста патогенной микрофлоры Paenibacillus polymyxa П, подавляющего 14 видов патогенных микромицетов, а также продуцирующего физиологически активные вещества, 4 – комплекс микробных препаратов (КМП), состоящий из смеси вышеперечисленных препаратов в соотношении 1 : 1 : 1. Биоагенты этих препаратов хорошо совместимы и обладают синергическим эффектом, 5 – контроль без применения МП.

Все перечисленные препараты разработаны и предоставлены отделом микробиологии НИИ сельского хозяйства Крыма. В дальнейшем ежегодно весной почву ризосферы винограда инокулировали соответствующими МП в дозе 200 мг разбавленной суспензии на куст.

Вторым фактором, изученным в опыте, было задернение междурядий многолетними травами (фактор задернение), варианты: 1 – райграс пастбищный (Lolium perenne L.), 2 – люцерна посевная (Medicago sativa L.), 3 – смесь райграса и люцерны в соотношении 1 : 1 (далее – смесь трав), 4 – контроль (черный пар).

Площадь элементарной делянки 45 м². На делянке было 20 учетных кустов. Повторность опыта четырехкратная. Размещение вариантов рендомизированное.

Почва в опыте – лугово-аллювиальная карбонатная на современном карбонатном аллювии [28]. Более подробно характеристика свойств почвы, условия, методика и ход проведения эксперимента описаны ранее [23].

Подвижные формы ТМ экстрагировали из почвы 1 н. ацетатно-аммонийным буфером (CH₃COONH₄) рН 4.8 [29]. ТМ в листьях и ягодах винограда определяли методом мокрого озоления смесью кислот HNO₃ + HCl с последующим определением на “ААС С-115” по ГОСТ 26929-94 и ГОСТ 30178-96. Ошибка определения не превышала 10%. Чувствительность метода составляла 0.01–0.03 мкг/л.

Для оценки миграции ТМ в системе почва–виноградное растение рассчитаны коэффициенты накопления (КН) или транслокации и относительного поглощения (КОП) по следующим формулам: KH = l/m, где l – содержание элемента в золе растений, m – содержание подвижных форм элемента в почве, на которой произрастало данное растение [30]; КОП = С_р/С_к, где С_р – концентрация элемента в золе растений (листья, ягоды) изученного варианта, С_к – концентрация того же элемента в золе растений эталонного варианта.

Статистическую обработку полученных данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием программ ANOVA Statistica 07. Достоверным принят 5%-ный уровень значимости.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты проведенного исследования показали, что в начале проведения эксперимента (2008 г.) содержание подвижных форм Pb и Co в слое 0–40 см почвы в варианте черного пара было повышенным и находилось на уровне 4.16 и 4.36 соответственно, что не превышало ПДК (6.0 и 5.0 мг/кг соответственно) [31] (рис. 1). Для Pb это превышало фоновый уровень в 3.6 раза, для Co – в 6.6 раза. Фоновый уровень для почв Украины для Pb составил 0.5 мг/кг. Концентрация Cd в почве была низкой и близкой к фоновому уровню (0.10 мг/кг) [32]. Низкое содержание последнего отчасти определялось щелочной реакцией почвенного раствора карбонатных почв [33].

Рис. 1.

Изменение содержания подвижных форм Pb и Co и Cd в лугово-аллювиальной карбонатной почве (контроль) под виноградником сорта Мускат белый в годы исследования.

Через год (2009 г.) содержание всех этих элементов резко сократилось, Cd – до нуля. Это было связано с интенсивным орошением и частыми механическими обработками почвы в ампелоценозе. В дальнейшем (2012 г.) содержание Pb в верхнем 40 см слое почвы продолжало уменьшаться, содержание Со и Cd несколько увеличилось, что могло быть следствием интенсивных обработок пестицидами, содержащими эти элементы, а также с внутрипочвенным выветриванием и привнесением поллютантов из воздуха и с поливной водой [6].

На 4-й год после закладки опыта (2012 г.), когда проективное покрытие трав достигло 100%, определяли содержание подвижных форм ТМ в слое 0–40 см почвы, где располагалась основная масса корней трав. Установлено, что содержание изученных ТМ в почве контроля составило следующий ряд Со > Pb > Cd (табл. 1). При внесении МП в варианте черного пара происходило увеличение содержания подвижного Pb, достоверное при применении ФЭ и БП на 0.55–0.63 мг/кг почвы. Подобные процессы наблюдали Белоголова с соавторами [19] на незагрязненных почвах. Известно, что микроорганизмы в некоторых случаях могут увеличивать подвижность ТМ за счет образования комплексов металл–органический лиганд в виде хелатов и внутрикомплексных соединений [34, 35].

Содержание Со и Cd при применении МП в варианте черного пара снижалось: Со – незначительно, Cd – иногда существенно, при внесении ФЭ – на 0.035 мг/кг или на 33% от контроля. Способность активно сорбировать Cd и другие металлы описана для многих представителей ризосферной микрофлоры – Agrobacterium, Arthrobacter, Azospirillum, Bacillus и др. [35].

Задернение почвы междурядий виноградника различными травами и их смесями без применения МП приводило к накоплению подвижных форм Pb в почве, при задернении смесью трав – существенному (на 0.85 мг/кг по сравнению с вариантом черного пара). Возможно, это было связано со снижением содержания активных карбонатов экссудатами трав, что вызывало повышение растворимости соединений ТМ [36]. Содержание Со в этих условиях снижалось, особенно при задернении люцерной, или оставалось на уровне контроля. Концентрация подвижных форм Cd в почве также уменьшалась при задернении, достоверно при применении смеси трав. Это подтвердило мнение, что кормовые травы, как лучший ассимилянт ТМ, могут накапливать его в корнях, служить в качестве культуры-буфера и снижать количество растворимых форм ТМ в рекультивированных почвах [18, 27].

Совместное применение задернения и ежегодной бактеризации почвы МП могло приводить как к увеличению, так и снижению содержания ТМ в почве. Что касается Pb, то практически все сочетания МП с многолетними травами способствовали увеличению его подвижности в почве или не изменяли ее по сравнению с контролем черного пара без применения МП. И только препарат БП на фоне задернения смесью трав способствовал достоверному снижению содержания этого элемента в почве на 0.3 мг/кг или на 25% от контроля.

Содержание подвижного Со в почве при совместном применении 2-х приемов биологизации изменялось несущественно. Однако тенденция к снижению содержания этого элемента отмечена при сочетании препарата диазофит с люцерной на 0.35 мг/кг (на 12%), а также препарата ФЭ при задернении смесью трав на 0.21 мг/кг (на 7%). В целом в вариантах фактора МП в наибольшей степени снижали содержание Со в почве препараты БП и КМП, в вариантах фактора травы интенсивнее воздействовала люцерна.

Содержание подвижного Cd в почве под действием комплекса МП–травы наиболее эффективно снижалось при сочетании люцерны с препаратом диазофит и препарата ФЭ со смесью трав. Применение других сочетаний либо не изменяло, либо создавало тенденцию к увеличению содержания Cd в почве. Такие изменения в содержании этого металла можно объяснить высокой подвижностью Cd в почвах, т.к. в почвенном растворе металл присутствует в виде Cd²⁺ и образует комплексные ионы и органические хелаты [37]. В целом в вариантах фактора МП более эффективным для снижения содержания Cd в почве был препарат ФЭ, в вариантах фактора травы – люцерна и смесь трав.

Таким образом, биологизация в ампелоценозе способствовала некоторому увеличению подвижности Pb в почве, снижала содержание Со и по-разному влияла на содержание подвижного Cd. Все зависело от свойств самого металла и сочетания МП–травы. Наиболее эффективными для снижения подвижности ТМ в почве оказалась смесь райграса и люцерны в сочетании с препаратом БП (Pb) и применение препарата ФЭ (Со, Cd). Сочетание люцерны с препаратом диазофит приводило к снижению содержания Со и Сd почве, последнего – существенно и достоверно относительно варианта черного пара. В целом в вариантах фактора МП наиболее эффективными для снижения содержания Со и Сd в почве были препараты ФЭ и БП, в вариантах фактора травы – люцерна и смесь трав.

Исследование содержания Pb, Со и Cd в листьях винограда показало, что их содержание было невысоким (табл. 1). Данные элементы составили следующий убывающий ряд: Со > Pb > Cd, что соответствовало их относительному содержанию в почве.

Преобладание Со могло быть связано с выполнением этим элементом ряда физиологических функций в растении, как микроэлемента. Коэффициенты накопления данных элементов в листьях варианта черного пара были равны: для Pb и Со – 0.79, для Cd – 3.62, т.е. в листья Pb и Со транспортировались частично, некоторая часть этих металлов накапливалась в корнях [24, 30] и была переведена в неподвижные формы изученными приемами, как было показано выше. С другой стороны, обнаружено значительное относительное накопление Cd в листьях по сравнению с почвой (в 34.5 раза в контроле).

Применение всех МП в контроле (черный пар) приводило в основном к снижению содержания ТМ в листьях, особенно существенному и достоверному для Pb при применении препаратов БП и КМП на 19 и 32% соответственно, что можно объяснить частичной аккумуляцией ТМ бактериями, входящими в МП [38], а также избирательным поглощением ТМ растением.

Задернение почвы травами без применения МП вызвало снижение содержания Cd в листьях на 0.04–0.06 мг/кг, но различия с вариантом черного пара были несущественными. Содержание Co и Pb в листьях винограда при применении задернения в основном незначительно увеличивалось или не изменялось.

При совместном использовании задернения и различных МП установлено снижение содержания Pb в листьях, особенно существенное при применении препарата ФЭ на фоне задернения люцерной и смесью трав и препарата КМП при задернении райграсом. В целом влияние МП на снижение поступления Pb в листья было более эффективным, чем влияние трав.

Содержание Со в листьях при совместном влиянии трав и МП наиболее значительно и достоверно снижалось при сочетании препаратов ФЭ и КМП с райграсом и препарата КМП на фоне смеси трав. В целом одинаково сильное влияние на снижение содержания этого элемента в листьях оказали как МП, так и травы.

Примененные приемы создавали тенденцию к снижению содержания Cd в листьях. Наибольшее влияние на уменьшение поглощения этого элемента листьями оказало сочетание каждого из МП с люцерной, особенно значительное при применении препаратов БП и КМП.

Таким образом, примененные приемы биологизации оказали значительное защитное влияние на поглощение ТМ растением винограда, наиболее существенным было влияние МП, т.к. его активные штаммы поселялись на корнях и непосредственно контактировали с растением. Наиболее значительное влияние на снижение биопоглощения Pb и Cd оказали препараты БП и КМП, Со – препарат диазофит. Влияние трав было не столь значительным. Совместное применение 2-х приемов в наибольшей степени снижало поглощение этих элементов растением и предотвращало накопление их в листьях. Особенно это касается Со, содержание которого в листьях было высоким. Наиболее эффективными сочетаниями были: люцерна и смесь трав в сочетании с препаратом ФЭ, райграс с препаратом КМП (Pb), райграс с препаратами ФЭ и КМП (Со) и люцерна в сочетании с препаратами БП и КМП (Cd). Это могло свидетельствовать о синергическом эффекте влияния бактерий и выделений трав и специфичность этого сочетания на связывание ТМ, их адсорбцию и снижение их поглощения виноградным растением.

Существенным являлось влияние изученных агротехнических приемов и их сочетаний на накопление ТМ в ягодах винограда, т.к. потребление человеком ягод и продуктов их переработки (сок, вино, сухофрукты и т.п.) может привести к дальнейшему накоплению ТМ в организме (табл. 1). Полученные данные содержания ТМ в ягодах свидетельствовали о том, что в контроле и в вариантах опыта содержание Pb и Со было невысоким, не превышало ПДК, а Cd отсутствовал. В отличие от листьев, в ягодах было больше Pb, чем Со. Применение БП в вариантах черного пара существенно увеличивало содержание Pb в ягодах (различия с контролем без БП были значимы). Применение препарата ФЭ, наоборот, снижало содержание этого элемента. Из трав (без применения МП) только райграс существенно снижал концентрацию Pb в ягодах на 0.06 мг/кг, люцерна способствовала значительному его накоплению.

Совместное применение трав и МП могло приводить как к увеличению содержания Pb в ягодах – препарат ФЭ на фоне всех трав, препарат КМП на фоне люцерны, так и к существенному уменьшению – препарат БП на фоне задернения райграсом (на 0.065 мг/кг или на 50%), препарата диазофит при задернении смесью трав (на 0.085 мг/кг или на 77%). В целом в вариантах фактора МП наибольшее и существенное влияние на уменьшение концентрации Pb в ягодах оказал препарат диазофит, в вариантах фактора травы – райграс по сравнению с контролем (без МП) и черным паром соответственно.

Содержание Со в ягодах винограда при применении МП в основном увеличивалось и только препарат БП способствовал снижению его содержания на 0.025 мг/кг. Использование трав в ампелоценозе приводило к накоплению Со в ягодах, что, возможно, было обусловлено повышением его содержания в листьях под действием трав и усилением интенсивности физиологических процессов с участием этого микроэлемента.

Совместное применение МП и задернения междурядий травами снижало содержание Со в ягодах при использовании БП на фоне люцерны (различия с контролем незначимы). Это позволило свидетельствовать о протекторной роли БП при поступлении данного элемента в ягоды, как при его одиночном применении, так и в сочетании с люцерной.

Таким образом, содержание ТМ в ягодах винограда Мускат белый на карбонатной почве было невысоким и значительно меньше ПДК. Использованные варианты биологизации могли способствовать как накоплению, так и снижению поступления Pb и Со в ягоды в пределах ПДК. Лучшим для защиты ягод от поступления Pb было применение препарата ФЭ, райграса, а также препарата БП при задернении райграсом и препарата диазофит при задернении смесью трав. Биопротекторную роль для защиты ягод от накопления Со играл препарат БП, а также его сочетание с люцерной.

Для оценки миграции ТМ в ампелоценозе и влияния на нее примененных способов биологизации, были использованы коэффициенты накопления (КН) элементов в листьях и ягодах относительно содержания их подвижных форм в почве. Данные показали, что по величине миграции ТМ в листья изученные элементы составили следующий ряд: Cd > Со = Pb (табл. 2).

Применение МП в варианте черного пара способствовало снижению накопления Pb в листьях, особенно значительному при применении БП и КМП. Воздействие задернения без применения МП также приводило к уменьшению миграции Pb в листья, особенно под действием смеси трав. Совместное применение 2-х приемов в основном снижало поступление этого элемента в листья, а препарат КМП на фоне райграса снизил этот показатель почти в 2 раза по сравнению с контролем (черный пар).

Что касается Со, то влияние изученных приемов на величину КН этого элемента листьями было не столь значительным, как КН Pb. В большей мере препятствовало его поступлению в листья применение райграса и смеси трав в сочетании со всеми МП, особенно значительно с препаратом КМП.

КН Cd листьями винограда были очень высокими в контроле и в вариантах опыта и достигали 3.2–5.1. Лучшими МП, снижающими его поглощение, были препараты БП и КМП, из трав – райграс. Совместное влияние 2-х факторов на снижение накопления Cd листьями в большей мере проявилось при применении препарата КМП при задернении райграсом и препарата БП при задернении смесью трав.

Важным свойством растения, особенно сельскохозяйственного, плоды которого используют в пищу, является способность не накапливать ТМ в генеративных органах. В нашем опыте коэффициенты накопления Pb и Со ягодами сорта Мускат белый относительно содержания подвижных форм ТМ в почве были достаточно низкими в контроле, а Cd вообще не был обнаружен в ягодах (рис. 2).

Рис. 2.

Коэффициенты накопления (КН) Pb и Co в ягодах винограда Мускат белый при применении МП и многолетних трав.

Из МП в вариантах черного пара только препарат ФЭ способствовал снижению поглощения Pb ягодами. Задернение почвы райграсом и смесью трав также уменьшало накопление этого элемента в ягодах. Совместное применение данных приемов имело еще больший положительный эффект при сочетании препарат диазофит–смесь трав и препарат БП–райграс, где коэффициенты накопления снижались до 0.06–0.07, почти в 2 раза по сравнению с контролем.

Что касается Со, то его накопление в ягодах, как в контроле, так и в вариантах опыта было очень низким, и в 30–35 раз меньше содержания подвижного Со в почве и в 28 раз, чем в листьях. Из МП в вариантах черного пара препарат БП не изменял поглощение Со ягодами, остальные МП несколько увеличивали. Применение трав без МП не оказывало положительного эффекта по сравнению с черным паром. Совместное применение препаратов ФЭ, БП и КМП с люцерной несколько снижало накопление Со в ягодах по сравнению с черным паром. Препарат БП при задернении люцерной был более эффективным по сравнению с другими сочетаниями задернения и МП.

Для определения суммарного относительно эффекта влияния различных приемов биологизации на накопление ТМ в листьях и ягодах сравнивали средние величины КН в листьях и ягодах винограда Мускат белый в зависимости от 2-х изученных факторов (рис. 3).

Рис. 3.

Средние КН ТМ листьями (а, в) и ягодами (б, г) в зависимости от влияния факторов МП и травы.

Показано, что в листьях относительно почвы независимо от влияния факторов, изученных в опыте, больше всего накапливалось Cd, которого было в 3.6 раза больше, чем в почве. Возможно, это было связано с большой подвижностью соединений этого элемента в почве и пассивного его поглощения по градиенту концентрации [8]. На втором месте по степени накопления в листьях был Со. На таком же уровне, но несколько меньше, чем Со, поступал в листья Pb.

В ягодах Cd отсутствовал, что могло свидетельствовать о защитных механизмах в растении и его способности не транспортировать токсичные элементы в генеративные органы. На первом месте по накоплению в ягодах был Pb, однако его содержание в ягодах было в 10 раз меньше, чем в почве. Накопление Co в ягодах было незначительным – в 17 раз меньше, чем в почве.

Степень влияния исследованных факторов на поглощение ТМ растением была различной. Например, МП значительно меньше влияли на изменение концентрации ТМ в листьях, чем в ягодах (рис. 3а, б). В большей мере снижали поглощение листьями ТМ препараты КМП и БП во всех вариантах задернения. Первый в большей мере снижал содержание Pb, второй – Co и Cd. По уменьшению накопления ТМ в ягодах наиболее эффективными были препараты ФЭ и БП. Первый значительно снижал поглощение Pb, второй – Со.

Что касается влияния многолетних трав на транслокацию ТМ в листья, то больших различий в вариантах не было. Отмечена только тенденция к снижению их накопления при применении райграса (рис. 3в). В ягодах меньше всего накапливалось Со при использовании люцерны, Pb – при задернении райграсом (рис. 3г).

Закономерности поглощения ТМ растениями, их транслокации в различные органы и влияние на них примененных приемов биологизации подтвердили коэффициенты относительного поглощения (КОП) (табл. 3).

Показано, что в листьях происходило в основном накопление Pb под действием задернения и применения МП, примененных отдельно. Под влиянием сочетания некоторых МП на фоне различного задернения отмечено снижение величин КОП, наиболее значительное под влиянием МП. Например, препарат диазофит в сочетании с задернением райграсом и препарат ФЭ при задернении люцерной имели минимальные величины КОП Pb листьями (0.66–0.90) по сравнению с черным паром.

Если сравнивать варианты МП с контролем в разных вариантах задернения, то КОП тех же сочетаний были меньше и составляли 0.56–0.76. Это свидетельствовало о том, что МП в большей степени снижали содержание Pb в листьях, чем травы.

Величины КОП Со листьями большинства вариантов по сравнению с контролем и черным паром были близки к единице. Наибольшее влияние по снижению КОП в листьях имело сочетание препарата КМП с задернением смесью трав. В данном случае большее влияние оказывали многолетние травы, чем МП (КОП = 0.78 и 0.82 соответственно).

По изменению величины КОП Cd в листьях между МП не выявлено значительных различий. Травы (райграс и смесь трав) оказывали большее влияние на снижение этого показателя, чем МП.

Оценка относительного поглощения ТМ ягодами винограда показала, что травы больше влияли на снижение поступления Pb, чем МП, а лучшими сочетаниями были райграс + препарат БП и смесь трав + препарат диазофит (табл. 4). Что касается Со, то фактор травы и фактор МП были равнозначными по степени влияния на снижение его накопления ягодами. Наиболее значительно это происходило под действием сочетания люцерны с препаратами ФЭ и КМП, а также смеси трав с препаратом ФЭ. Что касается фактора МП, то было обнаружено большее влияние препаратов ФЭ, КМП и БП, особенно в сочетании с люцерной и смесью трав, которые снижали накопление Со ягодами в 2 раза по сравнению с контролем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, установлено влияние приемов биологизации производства винограда при введении в ампелоценоз многолетних трав и биоудобрений на содержание подвижных форм тяжелых металлов (ТМ) – Pb, Со и Cd – в почве и накопление этих элементов в листьях и ягодах винограда. Показано, что высокое содержание подвижных Pb и Со в почве по отношению к фоновому могло как увеличиваться под действием данных приемов за счет образования микроорганизмами хелатов и комплексных соединений с этими металлами, особенно Pb, так и уменьшаться под действием биопрепаратов (Со) и их применения при задернении смесью трав (Pb) за счет способности микроорганизмов и трав сорбировать ТМ и переводить их в неподвижное состояние. Близкое к фоновому содержание подвижного Cd в почве активно снижали препараты диазофит и ФЭ, смесь трав и люцерна, а также их сочетания.

Установлено, что содержание Pb и Cd в листьях винограда было меньше, чем в почве (КН = = 0.79), Со – в 3.62 раза больше, что связано с участием последнего в важных физиологических процессах в растении. Примененные приемы биологизации оказали значительное защитное влияние на поглощение ТМ растениями винограда, наиболее существенное – МП, т.к. активные штаммы бактерий непосредственно контактировали с растением. Применение задернения травами усиливало этот процесс за счет активизации микроорганизмов в присутствии большого количества свежего органического вещества. Значительно снижали накопление в листьях Pb и Cd сочетания препарата ФЭ с люцерной и смесью трав, препарата КМП с райграсом, содержание Со мало менялось под действием данных приемов. Это могло свидетельствовать о синергическом эффекте влияния бактерий и выделений трав и специфичности этого сочетания на связывание ТМ, их адсорбцию и снижение их накопления в виноградных растениях.

В ягодах винограда сорта Мускат белый Cd не был обнаружен, а содержание Pb и Со было значительно меньше, чем в почве и листьях, и не превышало ПДК, что свидетельствовало об активных защитных механизмах в растении и его способности не транспортировать токсичные элементы в генеративные органы. Как микробные препараты (МП) (препарат БП), так и травы (особенно совместное применение препарата БП с люцерной и райграсом и препарата диазофит со смесью трав) способствовали существенному снижению содержания Pb в ягодах. Влияние примененных приемов было не столь существенным на содержание в ягодах Со, однако отмечена тенденция к снижению его концентрации в ягодах также под действием препарата БП на фоне задернения междурядий люцерной.

В целом МП и задернение травами значительно меньше влияли на изменение концентрации ТМ в листьях, чем в ягодах. В большей мере способствовали сокращению накопления ТМ в листьях препараты КМП и БП во всех вариантах задернения. По степени снижения содержания ТМ в ягодах наиболее эффективными были препараты ФЭ (Pb) и БП (Со) во всех вариантах задернения. Из трав наибольшую защитную роль продукции виноградарства от загрязнения играли райграс (Pb) и люцерна (Со). МП были более эффективными для снижения содержания Pb в листьях, чем травы. Травы в большей степени сокращали поглощение этого элемента ягодами, чем МП. По отношению к поглощению Со ягодами эти 2 приема были не столь эффективными и равнозначными по влиянию.

Следовательно, биологизация ампелоценоза может играть защитную роль от накопления ТМ в листьях и ягодах винограда. Особенно эффективным было применение препаратов ФЭ и БП совместно с задернением междурядий люцерной, райграсом и их смесью. Важным является то, что виноград способен накапливать значительные количества Сd в листьях, но не транспортировать его в ягоды. Поэтому можно считать это растение индикатором на Сd и продолжить исследования с дикими формами или подвойными сортами винограда для их использования при фиторемедиации загрязненных данным элементом почв.