Диссертация (Воздействие высокодисперсного металлургического шлама на сельскохозяйственные растения), страница 12

34).Энергия прорастания, %**1008060Всхожесть, %********40200Концентрация шлама, %Рисунок 34 – Влияние шлама металлургического производства на энергию прорастания ивсхожесть семян рапсаВ то же время, внесение шлама оказало благоприятное влияние на показателивегетации. Так, отмечено увеличение средней длины корня на 50–90% и стебля на 15–74%(рис.

35).65Средняя длина корня, %Средняя длина стебля, %*200***160*120*****80400Концентрация шлама, %Рисунок 35 – Влияние шлама металлургического производства на вегетативныепоказатели рапсаНа прирост массы корня шлам не оказал существенного влияния, однако средняямасса стебля увеличилась на 30% при концентрациях 0,1 и 10%, снизилась на 15% при0,01% шлама в среде (рис. 36).Средняя масса корня, %Средняя масса стебля, %*140**120****100806040200Концентрация шлама, %Рисунок 36 – Влияние шлама металлургического производства на биомассу проростковрапсаТаким образом, по совокупности показателей, наибольший положительный эффектотмечен при концентрации шлама 0,1%.66Металлургическийшламнезначительноповлиялнапоказателиэнергиипрорастания и всхожести фацелии (рис. 37).100Энергия прорастания, %*8060**Всхожесть, %*******40200Концентрация шлама, %Рисунок 37 – Влияние шлама металлургического производства на энергию прорастания ивсхожесть семян фацелииСредняя длина корня уменьшалась, начиная с концентрации 0,01%, и достигламинимального значения (54,63%) при 10%.

Длина стебля также снижалась приконцентрациях выше 0,001%, однако в отличие от длины корня, при максимальнойконцентрации шлама в культивационной среде зафиксировано увеличение исследуемогопоказателя относительно контроля на 20% (рис. 38).67Средняя длина корня, %Средняя длина стебля, %*120100*80****6040200Концентрация шлама, %Рисунок 38 – Влияние шлама металлургического производства на вегетативныепоказатели фацелииСредняя масса корня у экспериментальных растений была существенно ниже чем уконтрольных.

В то же время, средняя масса стеблей проростков выращенных вприсутствии шлама превышала массу стеблей растений контрольной группы в 2–4 раза(рис. 39).Средняя масса корня, %Средняя масса стебля, %400350300250200150100500**********Концентрация шлама, %Рисунок 39 – Влияние шлама металлургического производства на биомассу проростковфацелииПод действием металлургического шлама снижалась энергия прорастания ивсхожесть семян эспарцета, особенно в концентрации 1 % (рис.

40).68Энергия прорастания, %9080706050403020100Всхожесть, %**********Концентрация шлама, %Рисунок 40 – Влияние шлама металлургического производства на энергию прорастания ивсхожесть семян эспарцетаПри концентрации 0,1% отмеченастимуляция показателей вегетации, т.е.увеличение длины корня на 14%, длины стебля на 23% и средней массы стебля на 50%(рис. 41, 42).Средняя длина корня, %Средняя длина стебля, %*120***100*8060***40200Концентрация шлама, %Рисунок 41– Влияние шлама металлургического производства на вегетативные показателиэспарцета69Средняя масса корня, %Средняя масса стебля, %*160140120100806040200****Концентрация шлама, %Рисунок 42 – Влияние шлама металлургического производства на биомассу проростковэспарцетаРезультаты исследования влияния шлама металлургического производства наморфофизиологические показатели свеклы представлены на рисунках 43 – 45Энергия прорастания, %Всхожесть, %*10080**6040****200Концентрация шлама, %Рисунок 43 – Влияние шлама металлургического производства на энергию прорастания ивсхожесть семян свеклы70Средняя длина корня, %*240200**Средняя длина стебля, %***160*120*80400Концентрация шлама,%Рисунок 44 – Влияние шлама металлургического производства на вегетативныепоказатели свеклыСредняя масса корня, %2702402101801501209060300*Средняя масса стебля, %**Концентрация шлама, %Рисунок 45 – Влияние шлама металлургического производства на биомассу проростковсвеклыДанные приведённые на рисунках показывают, что металлургический шлам слабовлиял на показатели энергии прорастания и всхожести свеклы, за исключениемконцентрации 0,001%, где зафиксировано повышение данных показателей на 17%, и 27%соответственно.

При этой же концентрации отмечено увеличение длины корня на 87%,длины стебля на 137%, а также прирост массы корня в 2 раза и массы стебля в 2,5. В71целом можно сказать, что все концентрации шлама оказали благоприятное влияние нарост вегетативных частей.Результаты исследования показали, что металлургический шлам в концентрации0,1% увеличивал энергию прорастания и всхожесть овса.

Остальные концентрацииоказали несущественное влияние на эти показатели (рис. 46).Энергия прорастания, %100*Всхожесть, %****806040200Концентрация шлама, %Рисунок 46 – Влияние шлама металлургического производства на энергию прорастания ивсхожесть семян овсаДлина корня уменьшилась во всех случаях, максимально при концентрации 0,01%(больше 30%).

Развитие стебля также ингибировалось при концентрации 0,01%,остальные дозы шлама не оказали существенного влияния (рис. 47).72Средняя длина корня, %Средняя длина стебля, %140*12010080*60****40200Концентрация шлама, %Рисунок 47 – Влияние шлама металлургического производства на вегетативныепоказатели овсаПри концентрации шлама 0,001% зафиксировано уменьшение средней массы корняна 27%. Значительный прирост массы стебля наблюдался при концентрации 10 % (рис.48).Средняя масса корня, %Средняя масса стебля, %200*16012080***400Концентрация шлама, %Рисунок 48 – Влияние шлама металлургического производства на биомассу проросткововсаШлам практически не оказал влияния на энергию прорастания и всхожесть семянкукурузы (рис.

49). Наблюдалось значительное увеличение длины стебля и корня при73концентрациях 0,01% и 0,1% (рис. 50), однако при этих же концентрациях былозафиксировано снижение средней массы корней на 20–25% и стеблей на 10–13% (рис. 51).Энергия прорастания, %10080Всхожесть, %*******6040200Концентрация шлама, %Рисунок 49 – Влияние шлама металлургического производства на энергию прорастания ивсхожесть семян кукурузыСредняя длина корня, %**140Средняя длина стебля, %***120100*806040200Концентрация шлама, %Рисунок 50 – Влияние шлама металлургического производства на вегетативныепоказатели кукурузы74Средняя масса корня, %Средняя масса стебля, %12010080********6040200Концентрация шлама, %Рисунок 51 – Влияние шлама металлургического производства на биомассу проростковкукурузыТаким образом, анализируя полученные результаты, можно отметить, чтоконцентрационные эффекты шлама оказались видоспецифичными.

Для ряда культурвыявлены концентрации, при которых наблюдалось положительное влияние на всефиксируемые показатели: для клевера – 0,1 и 1%, для рапса – 0,1%, и для свеклы –0,001%.Для других культур при стимуляции одних признаков наблюдалось подавлениедругих. Полученные данные свидетельствуют о высокой биологической активностикомпонентов шлама, вероятно связанной с тем, что микроэлементы в составе шламанаходятся ввысокодисперсной форме.

Ультрадисперсные металлы воздействуют набиологические объекты на клеточном уровне, атакже участвуют в процессахмикроэлементного баланса (Коваленко, 2000).С учетом полученных результатов и экономической целесообразности, длядальнейших экспериментов в теплице были выбраны рапс яровой и свекла сахарная.Кроме того для исследований в тепличных условиях был взят лен, не показавшийположительного отклика на внесение шлама в культивационную среду в лабораторныхэкспериментах, но являющийся основной посевной культурой Вологодской области, вкоторой располагается крупнейший металлургический комбинат ОАО «Северсталь» (г.Череповец), шламовые отходы которого исследовались в настоящей работе.753.2.2 Результаты исследования в теплице3.2.2.1 Рапс яровой3.2.2.1.1Влияниешламаметаллургическогопроизводстванаморфофизиологические и генеративные параметры рапса яровогоВ ходе выращивания наблюдалось снижение дружности всходов во всех опытныхслучаях, минимальные значения зафиксированы при концентрациях 1 и 10% (– 38 и 35%),в то же время показатели всхожести увеличились относительно контроля, максимальнаястимуляция отмечена при концентрации шлама в субстрате 0,1% (+ 23,3%) (рис.

52).Дружность всходов, %Всхожесть, %100*80*60********40200Концентрация шлама, %Рисунок 52 – Показатели дружности всходов и всхожести семян рапса яровогоСредняядлинакорняистебляуменьшаласьпривнесениишламавкультивационную среду (рис. 53 (а)), однако масса вегетативных частей существенноувеличилась при концентрации 1% – масса корня на 43%, масса стебля на 63% (рис.

53(б)). Стоит заметить, что именно в этой группе растений было зафиксированоминимальное значение длины стебля.76Средняяя длина корня, %Средняя длина стебля, %12010080*******Средняя масса корня, %*180160140120100806040200**6040200Средняя масса стебля, %**Концентрация шлама, %*******Концентрация шлама, %а)б)Рисунок 53 – Показатели вегетации растений рапса ярового: а) средняя длина стебля икорня; б) средняя масса стебля и корняКоличество стручков на растениях всех опытных группах было меньше, чем нарастениях контрольной группы, причем на концентрации 1% процесс цветения так и неначался (рис. 54). При концентрациях 0,001 и 0,1% масса семян была заметно увеличена –115,6 и 150% соответственно.

При 0,01 и 10% масса семян уменьшилась по сравнению сконтрольной группой, до 78,1 и 84,4% соответственно.Количество стручков, %160140120100806040200Масса семян в стручке, %********Концентрация шлама, %Рисунок 54 – Показатели развития хозяйственно–ценных признаков растений рапсаНа рисунке 55 представлен внешний вид экспериментальных растений77Контроль0,1%0,001%1%0,01%10%Рисунок 55 – Внешний вид растений во время экспериментаИз рисунка 55 видно, что растения группы 1% значительно отличались побиомассе, как от растений других экспериментальных групп, так и контрольных растений.Именно в этой группе так и не начался процесс цветения.Анализируя полученные результаты, нельзя сделать однозначного вывода овлиянии шлама на рапс яровой при проведении тепличного эксперимента, при сниженииодних показателей (дружность всходов, длина и масса вегетативных частей, количествостручков), наблюдалось существенное повышение других (всхожесть, масса семян принекоторых концентрациях).

Наиболее важные при выращивании рапса параметры(всхожесть и масса семян) стимулировались при 0,1%–ой концентрации шлама всубстрате, показавшей положительный эффект и в лабораторных условиях.3.2.2.1.2 Влияние шлама металлургического производства на биохимическиепоказатели растений рапса яровогоИсследование активности полифенолоксидазы в растениях рапса (рис. 56) показалонекоторое снижение активности фермента при низких концентрациях шлама (0,001 и0,01%), а также при концентрации 1%. При концентрациях 0,1 и 10% активностьполифенолоксидазы увеличилась и превысила значения контрольной группы.78Единиц активности / 1 г.сухого веществаАктивность полифенолоксидазы0.14*0.120.1**0.080.06**0.040.020Концентрация шлама, %Рисунок 56 – Влияние шлама металлургического производства на активностьполифенолоксидазы рапса яровогоОтмечено снижение активности каталазы при средних концентрациях (0,01 и 0,1%)шлама в субстрате, а также в группе 10% .