Действие и последействие гептила на изменчивость хозяйственно полезных признаков картофеля в Республике Алтай

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

В настоящее время в связи со значительным прогрессом производства, науки и техники угрожающий характер приобрели экологические проблемы. На окружающую среду воздействуют химические вещества — суперэкотоксиканты. Это воздействие затрагивает все регионы Земли, в том числе и такие, казалось бы удалённые от промышленных центров, как Республика Алтай [61,69].

Негативное влияние суперэкотоксикантов на республику связано: с испытаниями ядерного оружия на Семипалатинском полигонес эксплуатацией части территории Горного Алтая под участки падения отделяющихся частей ракет — носителей тяжёлого класса типа «Протон», «Буран», «Энергия" — с воздействием предприятий промышленного комплекса Северного Казахстана.

Таким образом, изучение данных проблем в целом, а в частности проблемы загрязнения территории республики ракетным топливом, связаной с эксплуатацией части территории военно-космическими силами Министерства Обороны Российской Федерации, представляет значительный интерес для Горного Алтая.

При запусках космических ракет значительные территории Республики Алтай испытывают всю тяжесть последствий, связанных с отравлением высокотоксичным ракетным топливом и его метаболитами. Оно попадает на поверхность земли с остатками вторых ступеней ракетносителей, при запусках ракет. Этот вид техногенного воздействия на природную среду, а также ликвидация последствий данного воздействия весьма слабо изучены [4,10,52].

Вопросы экологической безопасности ракетно-космической деятельности и её влияние на окружающую среду возникли на начальном этапе становления этого нового направления человеческой деятельности. При этом особое внимание разработчиками ракетно-космической техники уделялось проблемам безопасности производства компонентов топлива и средств выведения ракетно-космической техники (РКТ), непосредственное воздействие их на окружающую среду не учитывалось [49].

По мере интенсивного развития РКТ и использование гептила в качестве ракетного топлива возникли новые аспекты, связанные с воздействием гептила на биоту, а именно на атмосферу, почву, воду, а вследствие этого и на растения на животных и человека.

Изучение воздействий РКТ на окружающую среду проводятся в разных странах, начиная с прошлого века. В рамках специальных программ начаты работы по уменьшению и ликвидации их последствий на природу [92,93,99 и др.].

Многие исследования по воздействию гептила проводятся на предполагаемо зараженных объектах в окружающей среде [58,59]. На самом деле, большая часть топлива рассеивается в атмосфере, на поверхность земли компоненты ракетного топлива попадают только в виде остатков в трубопроводах и двигательной установке. В местах падения двигательной установки на отдельных участках возможно нахождение растворов гептила концентраций, превышающих предельно допустимые уровни. Хотя основной источник поступления гептила на поверхность земли, и в частности, на растения при падении ступеней, несомненно, аэрогенный, но бывает, что попадание происходит и из оставшегося топлива в баках ракет-носителей на территории, предназначенные для падения ОЧРН [80].

Официально малонаселённые районы Горного Алтая военно-космические силы Министерства Обороны Российской Федерации используют под территорию для падения отделяющихся конструкций ракетносителей с 1995 года в соответствии с договором Российской Федерации и Республики Алтай «Об использовании участков территории Республики Алтай под районы падения отделяющихся фрагментов при пусках ракетносителей с космодрома Байконур «[16].

На территории республики Алтай полностью или частично расположены два поля падения фрагментов вторых ступеней ракет носителей, (рис. 1) запускаемых с космодрома Байконур. Это район падения 327 (координаты центра эллипса 5 Г 17' 30″ северной широты, 87 05' 00″ восточной долготы) и 326 (координаты центра эллипса 51° 19' 36″ северной широты, 8? 36' 00″ восточной долготы). Общая площадь эллипсов составляет 525 400га [16].

В данных районах проводились мониторинговые исследования по рассмотрению степени загрязнения различных объектов окружающей среды: почвы, воды, атмосферы и дикорастущих растений. Внимание исследователи менее всего уделяли изучению дикорастущих растений, а культурных ещё меньше [80]. Это побудило провести модельные эксперименты по рассмотрению воздействия гептила на культурные растения, в частности на картофель, что обусловлено следующим:

1 .Досконально не изучено загрязнение гептилом с выпадением аэрозольных осадков на любой территории Республики Алтай и сопредельных территориях.

2. Картофель является одной из наиболее распространённых культур, выращиваемых населением в большинстве районов Республики Алтай, на территорию которых приходится основной ареал падения фрагментов ракет — носителей.

В Республике Алтай производство картофеля концентрируется, в основном, в частном секторе и достигает уровня 91,7% от общего производства [36,37]. В действительности, в природных условиях, очень трудно определить какое действие оказывает гептил различных концентраций на объекты окружающей среды, в том числе и на картофель, поэтому была поставлена задача: разработать совместно с учёными ГорноАлтайской лаборатории аналитической химии, а в частности с её заведующей доцентом, кандидатом химических наук В. Г. Ушаковой — концентрации растворов гептила, которые должны были быть максимально приближены к концентрациям найденным в почвах, воде и растениях районов падения.

ГОР, но диск.

ГУДА И государственный.

— УСТЬ.

КОШ-АГАЧ.

Плри^горье Укок.

Р.П. — район падения,.

Рис.1- Местоположение районов падения отделяющихся частей ракет-носителей в Республике Алтай (Ю.П.Ворожейкин). вторых ступеней ракет-носителей, и выяснить реакцию картофеля на обработку клубней и внесение в почву НДМГ различных концентраций [61,67,69,81 и др.].

ТЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ. Тема исследования: «Действие и последействие гептила на изменчивость хозяйственно-полезных признаков картофеля в Республике Алтай» и варианты опытов обсуждались совместно с профессором, кандидатом сельскохозяйственных наук Т. А. Стрельцовой, а также с заведующей Горно-Алтайской государственной лабораторией аналитической химии, доцентом, кандидатом химических наук В. Г. Ушаковой. Выражаю им глубокую признательность за неоценимую помощь и поддержку при создании данной работы. Особую благодарность я адресую профессору, доктору наук Р. А. Цильке за его доброту и заботу и огромную помощь в написании диссертации.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель исследования — изучить влияние НДМГ на рост, развитие и накопление химических веществ в клубнях картофеля.

Задачи исследования — изучить действие и последействие растворов НДМГ различных концентраций на следующие признаки:

1)высота растений;

2)число стеблей в кусте;

3)число междоузлий;

4)общая масса клубней на куст;

5)масса товарных клубней на куст;

6)среднее число клубней на куст;

7)число товарных клубней на куст;

8)содержание сухих веществ в клубнях;

9)содержание крахмала в клубнях;

10)содержание аскорбиновой кислоты в клубнях;

11)содержание нитратов в клубнях;

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые в Республике Алтай изучено действие и последействие гептила на картофель как важнейшую сельскохозяйственную культуру.

Доказано, что исследуемый компонент ракетного топлива гептил оказывает влияние на различные количественные и качественные признаки картофеля. Выявлено, что гептил влияет на развитие картофеля, как при непосредственной обработке посадочного материала, так и при внесении его в почву при посадке семенного материала, а также прослеживается его действие на последующие поколения.

Установлено, что гептил характеризуется как стимулирующим, так и ингибирущим эффектом, причём его действие и последействие сильно модифицируется условиями вегетации картофеля (влага, температура).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Полученные экспериментальные данные дают представление о характере действия компонента ракетного топлива — гептила на рост и развитие картофельного растения, и таким образом указывают на срочную необходимость по принятию мер для предотвращения распространения этого химического вещества в природе.

Полученные в работе результаты могут быть полезны при оценке воздействия гептила и его производных на культурные растения, характеристике гептила и его метаболитов как типичных антропогенных суперэкотоксикантов, для мониторинга загрязнителей окружающей среды на территории Республики Алтай.

в результате четырёхлетнего изучения влияния гептила на рост и развитие картофеля в зависимости от способа применения, концентрации раствора и условий вегетации, можно сделать следующие выводы:

1. В год обработки посадочного материала чистым гептилом выявлен его отрицательный эффект на высоту растений, число междоузлий и стеблей и стимулирующее влияние на общую массу и массу товарных клубней. При внесении в почву наблюдался по большинству признаков отрицательный эффект. В засушливых условиях 1999 г. выявлен стимулирующий эффект как при обработке клубней гептилом, так и при внесении его в почву.2. Через год после обработки посадочного материала гептилом и при внесении его в почву выявлен отрицательный эффект на высоту растений и элементы продуктивности (2000, 2001 гг). В условиях 2002 г. опытные варианты достоверно не отличались от контроля по высоте растений, по числу междоузлий, числу и массе товарных клубней, но по массе клубней при обработке клубней чистым гептилом и его растворами наблюдался достоверный отрицательный эффект.3. Через два года после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву получен отрицательный результат его влияния на высоту растений (2000 и 2001 гг.), число междоузлий (2001 г.), общую массу и массу товарных клубней (2001г.). В условиях 2002 г. не проявилось влияние гептила на признаки роста и продуктивности.4. Через три года после обработки посадочного материала гептилом выявлен его отрицательный эффект на высоту растений, число междоузлий, общую массу и массу товарных клубней. Не обнаружено влияния гептила в последействии по числу стеблей, общему и товарному числу клубней.5. в год обработки посадочного материала чистым гептилом обнаружено повышенное содержания сухого вещества (1999 г.), аскорбиновой кислоты (2000 г.) и нитратов (2000 и 2001 гг.). При внесении чистого гептила в почву увеличилось содержание сухого вещества, аскорбиновой кислоты (1999 г.), нитратов (2000 г.) и крахмала (1999 г.).

6. Через год после обработки посадочного материала чистым гептилом по сравнению с контролем увеличилось содержание сухого вещества (2000 г.), аскорбиновой кислоты (2001г.), нитратов (2000,2001 гг.), при внесении гептила в почву последействие проявилось в виде стимулирующего эффекта на содержание сухого вещества (2000 г.), аскорбиновой кислоты (2000 г.) и нитратов (2001).7. Через два года последействие чистого гептила проявилось в виде стимулирующего эффекта на содержание сухого вещества и нитратов (2002 г.), а при внесении в почву — на содержание сухого вещества (2001, 2002 г.) и крахмала (2002 г.), по другим признакам и в других условиях наблюдался ингибирующий эффект гептила.8. Через три года после обработки посадочного материала чистым гептилом последействие в виде стимулирующего эффекта проявилось на содержание сухого вещества и крахмала, и в виде ингибирующего эффекта на содержание аскорбиновой кислоты и нитратов. При внесении чистого гептила в почву последействие проявилось на содержание нитратов в виде стимулирующего и на содержание крахмала — в виде ингибирующего эффекта.9. По мере снижения концентрации раствора гептила как при обработке клубней, так и при внесении его в почву эффект его снижался, но в целом наблюдалось противоречивое проявление гептила, что свидетельствует о сложном взаимодействии его с факторами внешней среды — температурой почвы и содержанием влаги в ней.