Посібник українського хлібороба за 2011 р. Научно-практическое издание

Подождите немного. Документ загружается.

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

103

Таким чином, аналізуючи вище сказане, ми констатуємо,

що маємо замкнуте коло: сучасний, інтенсивний, економічно

вигідний, цікавий для селянина розвиток села можливий ли-

ше за наявності робочих місць в селі, а вони можливі за роз-

витку сільськогосподарських галузей, і в першу чергу тварин-

ництва, яке забезпечить розвиток переробної промисловості.

До того ж, стан наукових розробок з питань кормовиробницт-

ва, як за інтенсивних технологій, так і за органічного земле-

робства, достатньо добре відпрацьований. За цих технологій

урожайність кормових угідь, залежно від ресурсу господарст-

ва, способу використання, грунтово-кліматичних умов, скла-

дає 6-9 т кормових одиниць з 1 га збалансованого за зоотех-

нічною якістю корму. Без сумніву, розвиток тваринництва мо-

жливий лише за рахунок вкладу великих державних інвести-

цій в цю галузь. Розвиток і процвітання села не можливі без

повноцінного, що ґрунтується на сучасних технологіях, розви-

тку тваринництва. Всі інші розмови про відродження села –

порожня балаканина. Буде розвиток промислового тваринни-

цтва – селяни самі відбудують села, побудують школи, буди-

нки відпочинку, зміниться демографічний стан в селі та дер-

жаві в цілому. До того ж, важливо змінити напрямок потоку

тваринницької продукції: не завозити її в Україну, а розвозити

по всіх країнах світу, що призведе до значного поліпшення

фінансового стану держави.

Отже, коротенький екскурс у розвиток сучасних сільських

територій зони надлишкового зволоження показує, що основ-

ним критерієм допомоги розвитку села і держави в цілому, а

значить і збереження нашої національної особливості, є ство-

рення умов для розвитку тваринництва, в першу чергу, в зоні

надлишкового зволоження (зона Полісся), де основний фак-

тор родючості – волога – є в достатній кількості, а на багатьох

площах (осушувані торфовища) ці ґрунти ще й багаті на азот,

що дуже важливо для вирощування кормових культур і зро-

бити цю зону територією інтенсивної м’ясо-молочної спеціалі-

зації. До того ж, наша кормова база може забезпечити збіль-

шення поголів’я великої рогатої худоби до 30-35 млн. голів.

Доведення до такої кількості поголів’я ВРХ забезпечить на-

ших селян роботою, населення України – молоком і м’ясом, а

бідні ґрунти Полісся – органічними добривами та високою

продуктивністю.

В.С.Паштецький, КРИМСЬКИЙ ІНСТИТУТ АПВ НААНУ,

В.І.Ляшевський, КРИМСЬКИЙ НАУКОВО–ДОСЛІДНИЙ ЦЕНТР ІНСТИТУТУ

ГІДРОТЕХНІКИ І МЕЛІОРАЦІЇ НААНУ

РОЗВИТОК МЕЛІОРАЦІЇ В АР КРИМ: МИНУЛЕ,

СЬОГОДЕННЯ ТА МАЙБУТНЄ

Автономна Республіка Крим є однією з адміністративних

одиниць України, де за природних умов історично не вистачає

водних ресурсів.

Природним зволоженням незадовільно забезпечено більш

як дві третини території, мають місце посухи і дефіцит вологи

є основним лімітуючим фактором продуктивності сільгосп-

угідь.

На вирішення цієї проблеми було спрямовано будівництво

зрошувальних систем Північно-Кримського каналу. Завдяки

цьому заходу площа зрошуваних земель досягла близько 400

тис.га. З цієї площі сільгосптоваровиробники гарантовано

отримували сільськогосподарської продукції рослинництва в

середньому 50% від загального об’єму виробництва (табл. 1).

ТАБЛИЦЯ 1. ВИРОБНИЦТВО СІЛЬГОСППРОДУКЦІЇ НА ЗРОШУВА-

НИХ ЗЕМЛЯХ В АР КРИМ, 1990 РІК, ТИС. ТОН

№

п/з

Найменування с/г культур

Валове вироб-

ництво-всього

В тому числі зі

зрошуваних зе-

мель

% до загального

виробництва

Зерно (усього)

Овочі

Кормові коренеплоди

Кукурудза на з/к

Багаторічні трави на з/к

Плодово-ягідні

1988

380

728

2796

2225

417

532

294

543

1619

1803

301

Дніпровська вода на землях Криму створила умови для

розвитку тваринництва. Поголів’я ВРХ у 1990 р. нараховувало

835,6 тис. голів, у т.ч. корів – 252, 9 тис. голів. Виробництво

молока було доведено до 890,4 тис. тон, м’яса – 201,6 тис.

тон, яєць – 1117 млн. штук.

Будівництво Північно-Кримського каналу сприяло ство-

ренню нової галузі сільгоспвиробництва - рисівництву. У п’яти

районах Криму було закладено 31 тис. га рисових сівозмін,

валові об’єми рису отриманого з цієї площі показано на рис.1.

За роки реформування аграрного сектору стан викорис-

тання зрошуваних земель значно погіршився.

У структурі посівів зросла частка зернових у першу чергу

за рахунок зменшення площ кормових культур (рис.2).

Внаслідок скорочення площ поливу сільськогосподарських

культур зменшилось і виробництво продукції рослинництва та

тваринництва (табл.2.).

ТАБЛИЦЯ 2. ПОРІВНЯЛЬНІ ПОКАЗНИКИ ВИРОБНИЦТВА ПРОДУК-

ЦІЇ НА ЗРОШУВАНИХ ЗЕМЛЯХ ПО АР КРИМ

Роки

Показники

1991 р.

2009 г.

(за даними ЦСУ)

+ -

Посівна зрошувана площа, тис. га

Зрошувана площа зернових і зер-

нобобових культур, тис. га

Середня урожайність, ц/га

Валовий збір зерна, тис. ц

*Поголів’я КРХ тис. голів

*в т. ч. корів, тис. гол.

*Поголів’я птиці, тис. голів

323.3

114.4

44.3

5075

509.9

229

21096

109.4

73.7

39.5

3053

30.3

5773

-213.9

-40.7

-4.8

-2022

-479.6

-221

-15323

*для сільгосппідприємств

100

150

1986-1990

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

Роки

Валовий об'єм, тис.т

Рис. 1. Валовий об’єм рису за роками

Рис.2. - Структура посівних площ на зрошуваних землях АР Крим

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

104

В умовах хронічного недофінансу-

вання заходів по утриманню водогос-

подарсько-меліоративного комплексу

(ВМК) накопичуються проблеми (фізич-

ний знос каналів, трубопроводів, насо-

сних станцій та інших споруд), які нега-

тивно впливають на його функціону-

вання та безпеку гідротехнічних споруд

і в цілому ставлять під сумнів надій-

ність ВМК АРК.

В останні роки процес занепаду

зрошення в Криму зупинено. Почала

збільшуватись кількість зрошуваних

площ, використання прогресивних ви-

дів поливу, зокрема краплинного (рис.

3).

У 2010 році у республіці була про-

ведена інвентаризація зрошуваних зе-

мель, яка підтверджує наявний великий

потенціал для збільшення використан-

ня зрошуваних земель (рис. 4).

Однак збільшення площ зрошення

стримується економічними умовами го-

сподарювання сільгосптоваровиробни-

ків, незадовільним станом, або відсут-

ністю, внутрішньогосподарчої зрошу-

вальної мережі та дощувальної техніки

(табл. 3).

До цього слід додати недотримання

сільгосптоваровиробниками науково-

обгрунтованих сівозмін і режимів зро-

шення сільськогосподарських культур, технологій вирощуван-

ня рослин на фоні зниження норм внесення мінеральних і ор-

ганічних добрив, застосування засобів захисту рослин, меліо-

рантів, тощо, що призводить до зниження продуктивності по-

ливних земель.

ТАБЛ. 3 - НАЯВНІСТЬ ДОЩУВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ ПО АР КРИМ

Марки ДМ 1990 р. 2009 р.

Наявність ДМ всього:

в т. ч. «Фрегат»

«Дніпро»

«Кубань»

«Волжанка»

ДДА-100, 100МА

Інші

5297

1428

391

143

174

2116

1045

1592

865

174

375

115

Аналізуючи стан гідротехнічних споруд, внутрішньогоспо-

дарських мереж, технічного стану дощувальної техніки , пло-

щі зрошуваних земель в цілому та за видами зрошення, еко-

номічні показники вирощування сільськогосподарської проду-

кції в цілому в Республіці Крим, можна зробити основні ви-

сновки про плани реконструкції та перспективи розвитку ме-

ліоративної системи автономії в найближчі роки.

По перше, розуміючи про які обсяги фінансування може

йти мова при відновленні перших 100 тис. га зрошуваних зе-

мель, необхідно приймати рішення про роздержавлення час-

тини меліоративних систем, що зменшить фінансові витрати

держави на їх обслуговування та збереження.

По друге, реконструкція наявного парку дощувальної тех-

ніки за рахунок капітального ремонту модернізації машин із

вичерпаним терміном служби вузлами і агрегатами вітчизня-

ного виробництва, що забезпечить поліпшення якості поливу

та подовжить строки експлуатації існуючих машин таких як

ДМ «Фрегат», ДМ «Кубань» та ДДА-100 МА до 10 років.

По третє, при кооперуванні з вітчизняними заводами, не-

обхідно організовувати виробництво та випуск у Криму групи

нових машин і установок для зрошення невеликих ділянок,

мобільних багатоцільових систем зрошення на площу 10-25

га, що включатиме насосні станції, швидко збірні трубопрово-

ди різних діаметрів, дощувальні машини для поверхневого

поливу, обладнання для крапельного зрощення та внесення

хімікатів і мікроелементів з поливною водою.

Для фермерських господарств, що мають можливість ви-

користовувати земельні наділи по всій довжині Північнокрим-

ського каналу, є необхідність випуску дощувальних машин

шланго-барабанного ти-

пу. Цей тип зрошуваль-

ної техніки зарекоменду-

вав себе як мобільний в

використанні та ефекти-

вний в виробництві.

Необхідно відмітити,

що одним із стримуючих

факторів, які впливають

на збільшення зрошува-

них площ, як в Криму, так

і на півдні країни, є не-

малі витрати виробників

на проведення поливів,

зокрема на послуги з по-

дачі зрошувальної води.

У відносинах між во-

допостачальними органі-

заціями (УВГ) та водоко-

ристувачами ще триває

пошук підходів, які б від-

повідали сучасному

складному становищу

ВМК.

Ми пропонуємо ме-

ханізм стимулювання

більш ефективного вико-

ристання зрошуваних

земель шляхом впрова-

дження тарифу на послу-

ги з подачі води, який складався б з погектарної та покубоме-

трової частин оплати.

Перша частина – погектарна, пов’язана з умовно-

постійними витратами водогосподарських організацій на

утримання меліоративної мережі. Певна частина цих витрат

покривається державою.

Друга частина – покубометрова, залежить від об’ємів пе-

реданої водокористувачеві води і витрачається на покриття

послуг УВГ на транспортування води. Передбачається, що

такий підхід, з впровадженням нормування витрат води для

поливу та програмування врожаю буде мотивувати застосу-

вання новітніх технологій для ефективного використання по-

ливних земель і зменшить кількість зрошуваних земель, які

використовуються на засадах богарного землеробства.

Важливою умовою покращення господарювання на зро-

шуваних землях, як і в цілому в аграрній галузі, слід вважати

розвиток сільських територій, створення певних стандартів

життя у сільській місцевості, що сприятиме вирішенню цілого

ряду гострих питань життя сільського населення південних

регіонів нашої держави. Ці та інші заходи покращення умов

проживання населення заплановані для виконання в Держав-

ній цільовій соціально-економічній Програмі «Вода Криму» на

період 2011-2020 рр.

З урахуванням масштабів виробництва сільськогосподар-

ської продукції, наявного запиту переробної промисловості

Криму на продукцію місцевого виробництва, відчутних змін

клімату і невтішні тенденції, пов’язані з глобальним потеплін-

ням, а також багаторічний досвід ведення високоефективного

зрошення в автономії можна стверджувати, що основою гара-

нтованого виробництва високоякісної сільськогосподарської

продукції у природно-економічних умовах Криму слід розгля-

дати насамперед зрошуване землеробство, яке базується на

сучасних досягненнях науково – технічного прогресу.

ЛІТЕРАТУРА

1. Наукові основи охорони та раціонального використання зрошуваних земель України /

за редакцією С.А.Балюка, М.І.Ромащенка, В.А.Сташука.- К.:Аграрна наука, 2009.-619с.

2. Державна цільова соціально-економічна Програма «Вода Криму» на період 2011-2020

рр.

3. Зведений звіт управлінь водного господарства по зрошенню в АР Крим.- Сімферо-

поль, 2009

4. Комплексна програма розвитку зрошуваного землеробства та покращення екологічно-

го стану сільськогосподарських угідь і сільських населених пунктів Автономної Респуб-

ліки Крим

на період до 2015 року. - Сімферополь, 2008

5. Сводные годовые статистические таблицы по итогам разработки основных экономи-

ческих показателей работы сельхозпредприятий в разрезе районов (Ф 50-сх). - Симфе-

рополь, 2010

100

150

200

2006 2007 2008 2009 2010

Роки

Площа, тис. га

Всього политих земель

Дощування

По борознах

Рис. 3 – Наявність зрошуваних земель за видами зрошення

Рис. 4 – Використання зрошуваних земель АР Крим, 2010 рік

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

105

РОЗДІЛ 5. АГРОЕКОЛОГІЯ

УДК 631.95:631.45:632.95:633/635 Л.І.Моклячук, д.с.-г.н.; А.М.Ліщук, к.с.-г.н.; І.М.Городиська, к.с.-г.н.;

Г.Д.Матусевич, к.с.-г.н.; О.А.Слободенюк, к.с.-г.н.; В.М.Грибіниченко, к.т.н.; М.В.Драга;

Ю.О.Зацарінна; В.М.Глєбова; О.П.Розворська

ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ І ЕКОНОМІКИ ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ НААНУ

ЗАБРУДНЕННЯ СТІЙКИМИ ПЕСТИЦИДАМИ ҐРУНТІВ ТА ЇХ

РЕМЕДІАЦІЯ. ПРОБЛЕМА ХІМІЧНОЇ ДЕГРАДАЦІЇ ҐРУНТІВ

У КОНТЕКСТІ СТАЛОГО РОЗВИТКУ АГРОЕКОСИСТЕМ

Нині гостро стоїть питання виявлення хімічно деградова-

них та забруднених ґрунтів шляхом обстеження земель з ме-

тою їх подальшої ремедіації. На сучасне сільськогосподарсь-

ке виробництво діє комплекс негативних факторів: незбалан-

сована структура сільськогосподарських угідь, виснаження

родючості та деградація ґрунтів, збіднення біологічної різно-

манітності, надмірні відходи. Ґрунт є невідновлювальним ре-

сурсом, і від його стану залежить не тільки продуктивність,

економічна ефективність, конкурентноздатність і якість виро-

бленої продукції, але й збереження таких біосферних функцій

як біорізноманітність, оптимальна структура ландшафтів, бу-

ферність агросфери щодо глобальних змін клімату та ство-

рення гармонійних умов життя населення.

Згідно з офіційними даними на території України до неда-

внього часу залишалось близько 20 тис.т непридатних для

використання застарілих пестицидів та 5109 складських при-

міщень, більшість з яких не функціонує. Часто вони розташо-

вані поряд із сільгоспугіддями та сільськими населеними пун-

ктами. У результаті тривалого та безгосподарського пово-

дження з пестицидами навколо цих складів утворились за-

бруднені токсичними речовинами зони. Недіючі складські

приміщення та прилеглі до них території залишаються дже-

релами забруднення довкілля пестицидами та їхніми метабо-

літами, у тому числі й стійкими органічними забруднювачами

(СОЗ). Масштаби забруднення ґрунтового покриву навколо

складів отрутохімікатів, глибина міграції та кількість стійких

пестицидів, що нині знаходиться у ґрунті, невідома. За раху-

нок латеральної та радіальної міграції, водного та повітряного

переносу вони здатні надходити до водних джерел, отруюва-

ти сільськогосподарську продукцію і накопичуватись у вищих

ланках трофічних ланцюгів.

Аналіз сучасних процесів розвитку сільськогосподарських

ландшафтів свідчить, що під впливом, насамперед, антропо-

генних факторів екологічний стан ґрунтового покриву досить

швидко змінюється внаслідок деградації. Хімічне забруднен-

ня, зокрема, забруднення органічними ксенобіотиками – пес-

тицидами та стійкими токсичними продуктами хімічного виро-

бництва є одним з найбільш негативних факторів, що впли-

вають на якість ґрунтів. Тому пріоритетним є систематичний

контроль за станом ґрунтів, що покладено в основу агроеко-

логічного моніторингу, основною метою якого є виявлення хі-

мічно деградованих та забруднених внаслідок антропогенної

діяльності ґрунтів з визначенням ступеня їх хімічної деграда-

ції. Виявлення хімічно деградованих ґрунтів проводиться

шляхом проведення ґрунтових, грунтово-агрохімічних, агро-

екотоксикологічних, меліоративних та інших досліджень.

У системі агроекологічного моніторингу провідне місце по-

винен займати контроль за станом деградованих і забрудне-

них ґрунтів. Своєчасне виявлення зон хімічної деградації дає

можливість цілеспрямовано застосовувати заходи з ремедіа-

ції та рекультивації забруднених зон.

Для визначення зон, забруднених стійкими непридатними

пестицидами, необхідно приділяти особливу увагу таким не-

безпечним в екологічному плані об’єктам, як районні хімічні

бази та склади господарств, які сьогодні не експлуатуються, а

залишки в них мінеральних добрив та засобів захисту рослин

непридатні для свого функціонального використання. Такі

об’єкти постійно створюють антропогенний тиск на навколиш-

нє природне середовище (ґрунт, воду, повітря) агрохімічними

препаратами, що небезпечно впливає на рослинний світ і жи-

ві організми. У цьому випадку відбір зразків і відповідні хімічні

аналізи мають носити характер контрольних з наступними ре-

комендаціями щодо їх безпечного функціонування, рекульти-

вації (знешкодження) чи ремедіації (відновлення).

Вихідними матеріалами для організації робіт з виявлення

хімічно деградованих та забруднених ґрунтів є:

• Економіко-географічна та фізико-географічна характеристика

району обстеження.

• Збір даних про джерела забруднення території, якими можуть

бути: промислові та транспортні підприємства; полігони та місця

поховання небезпечних відходів промисловості і сільського

господарства – діючі та недіючі склади агрохімформувань;

літовища сільськогосподарської авіації.

• Попередня орієнтовна оцінка можливості впливу забрудненої

зони на поверхневі і підземні води та повітря.

Агроекологічну оцінку ступеня хімічної деградації ґрунту

локальних зон забруднення непридатними пестицидами про-

водять за етапами:

1. Візуальна оцінка території.

2. Підбір матеріалів щодо природно-кліматичних умов тери-

торії, що досліджується.

3. Визначення пріоритетних органічних полютантів та їх не-

безпечності у відповідності ГОСТ 17.04.–83 “Охрана природы.

Почвы. Классификация химических веществ для контроля за-

грязнения”.

4. Відбір зразків ґрунту на глибину до 1 метра.

5. Хіміко-аналітичні визначення вмісту токсичних речовин у

відібраних зразках ґрунту за методиками, затвердженими

державними органами.

6. Визначення ступеня хімічної деградації ґрунтів за основ-

ними критеріями та агроекологічними нормативними показни-

ками деградації сільськогосподарських ґрунтів.

ВИЗНАЧЕННЯ ПРІОРИТЕТНИХ ЗАБРУДНЮВАЧІВ

ХІМІЧНО ДЕГРАДОВАНИХ ҐРУНТІВ

Хімічна деградація ґрунтів виникає під дією хімічного за-

бруднення токсикантами і призводить до зміни функцій ґрунту

як елемента природного середовища, кількісного та якісного

погіршення його властивостей і режимів та зниження природ-

но-господарчого значення земель. Хімічне забруднення ґрун-

тів – це забруднення, яке виникло під дією промислової, сіль-

ськогосподарської, побутової або іншої діяльності людини.

Пріоритетним забруднювачем є такий хімічний полютант,

вміст якого необхідно контролювати в першу чергу.

Особливо небезпечними забруднювачами довкілля є не-

придатні пестициди (НП) та їх стійкі метаболіти. Ступінь не-

безпечності пестицидів як забруднювачів біосфери характе-

ризують такі параметри: стійкість у довкіллі, здатність накопи-

чуватись у біологічних системах, токсичність для ссавців і ко-

рисної флори та фауни. Поняття НП охоплює пестициди, що

не можуть бути використані у сільському господарстві чи по-

буті з таких причин: втрата своїх властивостей або терміну

придатності, заборонені до використання, не визначені за хі-

мічним складом, а також суміші різних препаратів, що утвори-

лись в результаті деструкції пакувальних матеріалів. НП від-

повідно до міжнародних угод відносяться до надзвичайно то-

ксичних промислових відходів виробництва. Найбільш небез-

печними є непридатні, заборонені до застосування, стійкі

хлорорганічні інсектициди.

Визначення вмісту залишкових кількостей пестицидів про-

водять фізико-хімічними методами за методиками, які за-

тверджені державними органами. У зв’язку з особливостями

біологічної дії пестицидів до меж виявлення, чутливості та

селективності їхнього визначення ставляться певні вимоги. За

результатами хімічного аналізу визначають ступінь хімічної

деградації ґрунтів, виділяють межі ареалу забруднення та

буферну зону, що відділяє забруднену територію від чистої.

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

106

Даний план використовують для розробки технологій ремеді-

ації та рекультивації зон забруднення.

ХЛОРОРГАНІЧНІ ПЕСТИЦИДИ – ТОКСИЧНІ

РЕЧОВИНИ

У минулі роки хлорорганічні пестициди (ХОП) широко ви-

користовували у сільському господарстві як інсектициди, ака-

рициди, фуміганти в боротьбі зі шкідниками зернових, зерно-

бобових, овочевих, технічних культур, лісонасаджень, виног-

радників, плодових дерев, передпосівної обробки насіння. За

хімічною природою – це хлорпохідні циклічних вуглеводнів з

середньою або високою токсичністю, що мають великі пері-

оди напіврозкладання, а їх стійкість до деградації підвищу-

ється зі збільшенням атомів хлору. Всі ХОП відносно нероз-

чинні у воді, зберігаються у ґрунті та донних відкладеннях,

здатні переміщуватись трофічними ланцюгами, максимально

впливаючи на хижаків, що є їх кінцевою ланкою, накопичува-

тись у тканинах безхребетних та хребетних організмів. Завдя-

ки здатності до біоконцентрування спостерігається збільшен-

ня вмісту ХОП на декілька порядків величини у кінцевих лан-

ках ланцюгів живлення.

Посеред ХОП особливо небезпечними для здоров’я лю-

дини та довкілля у цілому є ізомери та метаболіти ДДТ (дих-

лор-дифеніл-трихлоретан), а також ізомери ГХЦГ (гексахлор-

циклогексан). Навіть малі кількості ДДТ негативно впливають

на функціональний стан печінки, серця, ендокринних органів.

ГДК

ДДТ

у ґрунті – 0,1 мг/кг, у воді побутового призначення –

0,002 мг/л. У зерні хлібних злаків – 0,02, у ягідних соках для

дитячого харчування – 0,005 мг/кг. ДДТ розкладається з утво-

ренням майже виключно гідрофобних сполук, що добре роз-

чинні у жирах. ДДЕ та ДДД – основні метаболіти полютанту,

що утворюються в аеробних та анаеробних умовах відповід-

но, причому за персистентністю у навколишньому природно-

му середовищі ДДЕ не поступається ДДТ.

ГХЦГ застосовували у досить великих кількостях для за-

хисту зернових запасів та передпосівного обробітку насіння,

спочатку у вигляді суми ізомерів, потім – у вигляді чистого γ-

ізомера, відомого як ліндан. Стійкий у воді, повітрі, до дії світ-

ла і кислот. У лужному середовищі розкладається до трихло-

рбензолів. Завдяки високій леткості та помірній сорбції ґрун-

том ліндан легко мігрує трофічними ланцюгами до організму

людини. ГДК

ГХЦГ

і ліндану у ґрунті 0,1 мг/кг, у воді – 0,02 мг/л.

МІГРАЦІЯ ТА ТРАНСФОРМАЦІЯ СТІЙКИХ

ХЛОРОРГАНІЧНИХ ПЕСТИЦИДІВ У ДОВКІЛЛІ

Численні публікації про наявність залишкових кількостей

ізомерів і метаболітів ДДТ та ізомерів ГХЦГ у ґрунтах сільсь-

когосподарського призначення свідчать про те, що проблема,

пов’язана із застосуванням цих інсектицидів у рослинництві у

минулому, є актуальною і нині. Навколо місць зберігання та

поховання пестицидів утворились зони локального забруд-

нення. Вміст пестицидів у ґрунтах таких ділянок в десятки, а

іноді сотні раз перевищує гігієнічні нормативи. За 20 років (з

1950 по 1970 рр.) на земній кулі було використано близько 4,5

млн.т ДДТ. ГХЦГ лише в Японії щорічно застосовували в кіль-

костях, що перевищували 40 тис.т у перерахунку на технічний

препарат.

Відомо, що персистентні пестициди здатні накопичуватися

там, де вони застосовувались у великих кількостях. При цьо-

му стійкість пестицидів у різних об’єктах навколишнього при-

родного середовища залежить від початкової концентрації

препарату. Не зважаючи на низьку розчинність ДДТ у воді

(близько 0,001 мг/л), він може надходити в ґрунтові води вна-

слідок поступового вимивання з поверхневих шарів ґрунту у

більш глибокі горизонти. Раніше вважали, що хлорорганічні

сполуки характеризуються невираженою міграцією із серед-

ньою швидкістю вертикального переміщення < 0,025 см/добу.

Незначну швидкість пересування в більш глибокі шари

пов’язували з поганою розчинністю інсектициду у воді, а та-

кож тим, що деякими глинами ДДТ поглинається із водних

розчинів на 98%. Дослідженнями останніх років показано, що

ДДТ може мігрувати у глибокі горизонти ґрунту за рахунок

комплексоутворення у ґрунтових розчинах. При порівнянні

швидкості детоксикації залишків пестицидів у ґрунті і росли-

нах виявили, що в ґрунті цей процес іде повільніше в 1,5 рази.

Залишки пестицидних сполук зараз можна знайти будь-де,

навіть у заповідниках та в арктичних широтах. Екотоксиколо-

гічна оцінка різних типів ґрунтів санітарних зон недіючих

складів отрутохімікатів, що розташовані в різних агроклімати-

чних зонах України показує наявність ХОП у всіх досліджува-

них зразках. При цьому сумарний вміст ізомерів і метаболітів

ДДТ та ізомерів ГХЦГ перевищує установлені для ґрунту гігіє-

нічні нормативи, але не досягає 50 мг/кг.

Отже, для попередження надходження ХОП у харчові ла-

нцюги необхідно проводити фіторемедіацію – очищення за-

бруднених ґрунтів від стійких та токсичних ксенобіотиків – пе-

стицидів і їх метаболітів.

ФІТОТЕСТУВАННЯ ЗАБРУДНЕНИХ

ОРГАНІЧНИМИ КСЕНОБІОТИКАМИ ҐРУНТІВ З

МЕТОЮ ВПРОВАДЖЕННЯ ФІТОРЕМЕДІАЦІЙНИХ

ТЕХНОЛОГІЙ

Нині у світовій практиці охорони довкілля активно розви-

ваються економічно ефективні та екологічно безпечні техно-

логії очищення ґрунтів, що базуються на фізіологічній здатно-

сті рослин знижувати вміст ксенобіотиків у ґрунті шляхом їх

акумуляції та руйнування.

Ґрунти територій, прилеглих до складських приміщень,

характеризуються певним, унікальним у кожному конкретному

випадку, набором забруднювачів, а тому потребують індиві-

дуального підходу до вирішення проблеми відновлення ґрун-

тового покриву. За результатами досліджень вчених виділено

групу деревних порід та культурних видів рослин, що здатні

акумулювати та розкладати СОЗ у своїх тканинах. Але ґрунти

із забрудненням широким спектром пестицидів досить часто

бувають токсичними для відомих рослин-ремедіаторів. Куль-

турні рослини, здатні накопичувати СОЗ, гинуть через 30–35

днів вегетації при їх вирощуванні на ґрунтах з полікомпонент-

ним забрудненням пестицидами. Тому для таких ділянок існує

нагальна необхідність пошуку стійких до фітотоксичної дії

ґрунту видів рослин і дослідження їхньої фіторемедіаційної

спроможності. У процесі природного заселення рослинами

територій, забруднених ксенобіотиками, відбувається зміна

фізичних, хімічних, фізико-хімічних та біологічних властивос-

тей ґрунтів, розвивається вторинна сукцесія і поступово фор-

муються стійкі рослинні угруповання, у структурі яких присутні

толерантні види рослин – перспективні фіторемедіатори для

відновлення територій з тривалим полікомпонентним забруд-

ненням пестицидами.

Довготривале та масштабне використання пестицидів

призвело до появи екотопів забруднених високими концент-

раціями даних сполук у місцях розташування складів отруто-

хімікатів. Ці ділянки становлять загрозу для навколишнього

природного середовища та здоров’я людей, оскільки вони є

джерелом надходження токсикантів з ґрунту у трофічні лан-

цюги за рахунок водного, повітряного переносу а також із

сільськогосподарською продукцією Внаслідок локального за-

бруднення ґрунтів високими концентраціями токсикантів ви-

никла необхідність у розробці та впровадженні методів реме-

діації забруднених ґрунтів.

Традиційні технології очистки ґрунтів, забруднених стійки-

ми органічними сполуками, надзвичайно енергоємні і вимага-

ють великих капіталовкладень. Крім того, вони не завжди

безпечні для довкілля, що викликає необхідність у розробці

альтернативних технологій відновлення забрудненого ґрунту.

Це дало поштовх розвитку еколого-безпечних технологій біо-

та фіторемедіації.

Фіторемедіація – метод відновлення забруднених ґрунтів,

що базується на природних властивостях рослин як накопи-

чувати ксенобіотики, так і розкладати їх. Поняття „фітореме-

діація” об’єднує велику кількість методів та технологій, зокре-

ма, фітоекстракцію, фітодеградації, фітостабілізації, фітотра-

нсформацію та фітолеткість. Після застосування фітотехно-

логій ґрунти не втрачають своїх природних властивостей, от-

же, ці технології є ґрунтозберігаючими. При впровадженні фі-

торемедіаційних технологій на ґрунтах санітарно-захисних

зон складів отрутохімікатів слід пам’ятати про їх характерні

відмінності:

• тривалий термін надходження та накопичення ксенобіотиків;

• полікомпонентне забруднення, що характеризується наявніс-

тю у ґрунті великої кількості пестицидів та продуктів їх метаболі-

зму;

• полікомпонентне забруднення стійкими пестицидами і особли-

во гербіцидами спричиняє високі фітотоксичні властивості ґрун-

ту.

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

107

Фітотоксичність ґрунту стає на заваді до впровадження

фіторемедіаційних технологій. Виявлення у ґрунті відомих фі-

тотоксичних речовин вимагає великих трудових затрат та

складного лабораторного обладнання, крім того ґрунти мо-

жуть бути забруднені речовинами невідомої будови і власти-

востей, які досить важко ідентифікувати.

Детальний аналіз перспективи впровадження фіторемеді-

аційних технологій вимагає дослідження фітотоксичності ґру-

нту зони забруднення та вивчення дії різних концентрацій

окремих ксенобіотиків, штучно внесених у незабруднений

ґрунт, на ріст та розвиток рослин-ремедіаторів.

У відділі екотоксикології Інституту агроекології і економіки

природокористування НААНУ розроблено „Методичні реко-

мендації з фітотестування забруднених стійкими пестицида-

ми ґрунтів”, які дають можливість оцінити фітотоксичність

ґрунту до вищих рослин без застосування складної лабора-

торної техніки. Проведення досліджень фітотоксичності ґрун-

тів надало можливість за відносно короткий термін (від 18 до

40 днів) отримати результати щодо доцільності використання

тих чи інших рослин у фітотехнологіях на певній території. Фі-

тотоксичне дослідження базується на порівнянні проростання

та біометричних показників (довжини кореневої системи і

надземної частини рослин, а також маси) різних видів рослин

у контрольних та дослідних варіантах.

Для встановлення зв’язку між концентраціями стійкого пе-

стициду і морфологічними змінами у рослин доцільно прово-

дити дослідження на штучно забрудненому ґрунті. Суть даних

досліджень полягала в порівнянні морфологічних та фізіоло-

гічних змін, які спостерігаються у рослин, вирощених у конт-

рольних та дослідних посудинах. Дослід проводили згідно

ДСТУ ISO11269-2:2002 для фітотоксичних досліджень, який

рекомендує використовувати представників двох категорій

рослин: категорія 1 – однодольні рослини, категорія 2 – дво-

дольні. Для визначення фітотоксичності ґрунтів, забруднених

пестицидами, з метою їх фіторемедіації, до даного переліку

доцільно включити рослини, здатні накопичувати органічні

ксенобіотики (табл. 1). У зв’язку з тим, що ґрунти санітарно-

захисних зон складів отрутохімікатів характеризуються здебі-

льшого полікомпонентним забрудненням, дослідження слід

проводити не менш ніж на 6–8 видах рослин-індикаторів.

ТАБЛИЦЯ 1. РЕКОМЕНДОВАНІ ВИДИ РОСЛИН ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ

ФІТОТОКСИЧНОСТІ ҐРУНТУ

Досліджуваний вид Латинська назва

КАТЕГОРІЯ 1

Жито

Райграс багаторічний

Рис

Овес (звичайний або озимий)

Пшениця м'яка

Ячмінь (яровий або озимий)

Сорго звичайне

Кукурудза солодка

Просо посівне

Secale cereale L

Lolium perenne L.

Oryza sativa L

Avena sativa L.

Triticum aestivum L.

Hordeum vulgare L.

Sorghum bicolor(L.) Moench

Zea mays L

Panicum miliaceum

КАТЕГОРІЯ 2

Гірчиця біла

Капуста (літня або зимова)

Редька дика

Ріпа дика

Ріпак

Капуста китайська

Гірчиця сарептська

Конюшина птахонога

Салат

Крес-салат садовий

Томат

Квасоля звичайна

Соя культурна

Соняшник однорічний

Тютюн

Кабачки

Гарбузи

Sinapis alba

Brassica napus (L) ssp. napus

Raphanus sativus L.

Brassica rapa ssp. (DC.) Metzg.

Brassica napus

Brassica campestris L. var. Chinensis

Brassica juncea

Trifolium ornithopodioides (L)

Lactuca sativa L.

Lepidium sativum L.

Lycopersicon esculentum Miller

Phaseolus vulgaris

Glycine max L.

Heliantus annus

Nicotiana tobacum

Cucurbita pepo

Cucurbita pepo cv Howden

ФІТОРЕМЕДІАЦІЯ ЗАБРУДНЕНИХ ГРУНТІВ

Існує два альтернативних варіанти поводження із забруд-

неними ґрунтами: консервація або очищення. У результаті то-

го, що пестициди здатні мігрувати профілем ґрунту, як консе-

рвація, так і вилучення та поховання забрудненого шару ґру-

нту не завжди екологобезпечні, вимагають високих затрат,

знищують структуру ґрунту та зменшують його продуктив-

ність. Вважається, що біологічний спосіб відновлення антро-

погенно порушених екосистем є найбільш економічним та

безпечним.

Агентством з охорони навколишнього середовища США

запропонований термін „фіторемедіація” – це набір техноло-

гій, які ґрунтуються на природних фізіологічних властивостях

рослин деконтамінувати ґрунти, забруднені металами та (або)

органічними сполуками. Індійський вчений М.Н. Прасад підра-

хував, що вартість очищення ґрунту, забрудненого важкими

металами, радіонуклідами, нафтою чи пестицидами за допо-

могою рослин, що використовують лише енергію сонця, ста-

новить лише 5% від витрат на інші способи відновлення. Тому

фіторемедіація є найбільш екологічно доцільним і дешевим

методом відновлення ґрунтів порівняно з фізико-хімічними і

технічними способами, навіть з урахуванням обмеженості ча-

сових ресурсів для досягнення кінцевої мети.

Процеси фіторемедіації базуються на здатності рослин

акумулювати, деградувати, стабілізувати, трансформувати і

випаровувати забруднювачі з великої кількості природних ма-

триць, зокрема, ґрунту та води. Фітотехнології пропонують

ефективні інструменти й екологічно безпечне розв’язання

проблеми очищення забруднених ділянок ґрунту та води, ви-

далення повітряних забруднювачів, підвищення рівня безпеки

продовольчих продуктів і створення відновлювальних джерел

енергії та сприяють раціональному природокористуванню.

Фіторемедіація базується на наступних механізмах: фітос-

табілізація – осадження полютантів у кореневій зоні рослин у

результаті адсорбції корінням та, у такий спосіб, запобігання

їхній міграції у ґрунті, ґрунтових водах та повітрі; фітоекстрак-

ція – поглинання забруднювачів коренями з наступним пере-

міщенням у надземні органи рослини; фітостимуляція – акти-

візація мікробного метаболізму у ризосфері рослин, сприяє

активізації процесів поглинання і (або) розкладання полютан-

тів; фітодеградація та фітотрансформація – розкладання ор-

ганічних ксенобіотиків рослинами з утворенням нетоксичних

сполук, що характеризує величезний потенціал і біологічну

варіативність метаболізму рослини. Нині в Україні існує необ-

хідність розробок екологічно безпечних та економічно вигід-

них технологій ремедіації сільськогосподарських земель, за-

бруднених пестицидами. Застосування фітотехнологій дасть

можливість не лише зменшити забруднення довкілля органіч-

ними ксенобіотиками, а й повернути рекультивовані землі в

систему землекористування. Зважаючи на вищевикладене у

відділі екотоксикології Інституту агроекології і економіки при-

родокористування НААНУ розроблено науково-методичні ре-

комендації „Фіторемедіація ґрунтів з полікомпонентним за-

брудненням пестицидами”, де науково обґрунтовано доціль-

ність фіторемедіації ґрунтів з полікомпонентним забруднен-

ням пестицидами та наведено алгоритм її здійснення.

ВПЛИВ ФІТОТОКСИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

ҐРУНТУ НА РОСЛИННІ ОРГАНІЗМИ

З метою відновлення забруднених стійкими органічними

забруднювачами ділянок у світовій практиці використовують

представників Cucurbita pepo L. Проте, дослідження проведені

на Україні, показали, що вирощування даних рослин не зав-

жди є доцільним.

Для ґрунтів з полікомпонентним забрудненням пестици-

дами наявність гербіцидів є причиною його фітотоксичності.

Це обмежує використання представників гарбузових і обґрунтовує

необхідність пошуку толерантних до гербіцидів видів рослин. У дано-

му контексті особливої ваги набувають дикорослі види рослини, що

поширені на територіях забруднення. Вони є акліматизованими,

стійкими до негативних фізичних і хімічних властивостей ґру-

нту, здатні до симбіозу з мікроорганізмами та є толерантними

до забруднення.

Здатність рослин до сорбції пестицидів визначається ви-

діленнями кореневої системи та метаболічною активністю

ґрунтового мікробоценозу. Кореневі ексудати, впливаючи на

структуру ґрунту, покращують біодоступність полютанту у ри-

зосферній зоні. У літературі зустрічаються відомості, що за

допомогою екзаметаболітів рослини активізують діяльність

мікроорганізмів у ризосферній зоні, направлену на інтенсифі-

кацію біохімічних та хімічних процесів видалення токсикантів.

Ще одним механізмом їх стійкості до ксенобіотиків є здат-

ність толерантних рослин регулювати водний баланс у своїх

тканинах, зокрема, зі збільшенням вмісту води у клітинах мо-

же відбуватися зниження токсичності пестицидів за рахунок

розбавлення та зростання надходження поживних речовин з

транспіраційним током.

Різна чутливість рослин до токсичного та генотоксичного

впливу пестицидів спричиняє зміни у співвідношеннях видів

флори у природних угрупованнях через збіднення біорізно-

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

108

маніття за рахунок чутливих видів та паралельне

зростання кількості особин стійких видів.

ВІДБІР ТОЛЕРАНТНИХ ВИДІВ РОСЛИН З

ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОМЕРЕЖ

Оцінка фізіологічної здатності дикорослих видів

рослин, присутніх у структурі місцевого рослинного

угруповання у межах забрудненої пестицидами те-

риторії, до акумуляції та деградації токсикантів базу-

ється на проведенні численних трудомістких, трива-

лих у часі експериментальних досліджень. В умовах

підвищення вимог до оперативності та достовірності

надання дорадчої інформації доцільним є створення

спеціалізованих інтелектуальних систем прийняття

рішення (ІСПР). З метою виявлення стійких видів ро-

слин у структурі фітоценозів едафотопів складів от-

рутохімікатів, враховуючи можливості зміни умов на-

вколишнього природного середовища та складності

повної формалізації сукупності біологічних, хімічних

та фізичних процесів, нами було розроблено модель

оцінки стійкості до пестицидного забруднення дико-

рослих видів рослин з використанням існуючих роз-

робок апарату нечітких нейронних мереж (ННМ). Для

створення даної ANFIS-моделі (Adaptive Network

Based Fuzzy Inference System) використано графіч-

ний інтерфейс гібридних нейронних мереж, реалізо-

ваний у пакеті прикладних програм ANFIS Editor (Fuzzy Logic

Toolbox) системи MatLAB. Розроблена модель характеризу-

ється незмінністю робочого ядра. У за-

лежності від специфіки територій (клі-

матичних особливостей, екологічного

стану тощо) відбувається коригування

її функціональних параметрів. Як вхідні

величини використано дані лаборатор-

них вимірювань ґрунтових характерис-

тик та польових обстежень рослинного

угруповання, а саме вміст стійких гер-

біцидів у ґрунті, рівень забруднення

ґрунту ДДТ та його метаболітами (су-

марний), кількість рослин конкретного

виду на 1 м

, відстань від складу отру-

тохімікатів (0–1 м, 1–5 м, 5–15 м) (рис.

1).

Прийнято, що здатність рослини

рости і розвиватися на забруднених

територіях змінюється в умовному діа-

пазоні [0, 1]. При навчанні ІСПР у видів

рослин, які проявили стійкість до висо-

кого вмісту пестицидів у ґрунті, вихідна

величина мала значення одиниці. Вихі-

дну величину, що характеризує стій-

кість рослин до пестицидного наванта-

ження, було названо критерієм толера-

нтності.

Створена на базі навчальної вибір-

ки модель дозволяє визначити критерії толерантності для рі-

зних видів фітоценозу. Значення отриманих із використанням

ANFIS-моделі критеріїв толерантності для видів, які експери-

ментальним шляхом визначені як стійкі до пестицидного за-

бруднення ґрунту, фактично дорівнюють одиниці (табл. 2).

ТАБЛИЦЯ 2. КРИТЕРІЇ ТОЛЕРАНТНОСТІ СТІЙКИХ ДО ПЕСТИЦИД-

НОГО ЗАБРУДНЕННЯ ВИДІВ (ВИХІД ANFIS-МОДЕЛІ)

Назва виду

Критерій толерантності виду,

у.о.

Пирій повзучий (Elytrigia repens L.) 1,01

Полин гіркий (Artemisia absinthium L.) 1,00

Деревій звичайний (Achillea millefolium L.) 1,01

Полин звичайний (Artemisia vulgaris L.) 1,00

Кульбаба лікарська (Taraxacum officinalis Wigg.) 1,00

Злинка канадська (Erigeron canadensis L.) 1,01

Куничник наземний (Calamagrostis epigeioes L.) 1,01

Отже, наявність значної кількості ксенобіотиків у ґрунті та

різниця у рівнях забруднення ними місцевості призводить до

зміни кількісних співвідношень видів, включаючи зміну кілько-

сті та значимості домінантів, а також структури та продуктив-

ності фітоценозу і його флористичного складу. Створена на

базі навчальної вибірки модель, що базується на оцінці кількі-

сно-видового складу рослинного угрупування та рівнях за-

бруднення персистентними пестицидами ґрунту, дає можли-

вість адекватно та оперативно виділити в структурі природних

рослинних угруповань стійкі до пестицидного навантаження

види рослин. Запропонований критерій толерантності дає

можливість оцінити потенціал до віднов-

лення забруднених пестицидами ґрунтів

кожного виду у складі фітоценозу. Чим

ближче до одиниці значення критерію

толерантності, тим стійкіший до високого

вмісту пестицидів у ґрунті конкретний

вид.

ТРАНСЛОКАЦІЯ ДДТ В ОРГАНИ

РОСЛИН

В основі фіторемедіаційної спромож-

ності рослин лежить здатність толерант-

них видів до акумуляції та транслокації

полютантів. Дикорослі види рослин здат-

ні акумулювати ДДТ та його метаболіти

переважно у кореневій системі. Проте

серед них є представники, що здебіль-

шого концентрують забруднювачі у над-

земній масі. Як у першому, так і у друго-

му випадку корінь відіграє вирішальну

роль, адже від його розміру (площі вбир-

ної зони) залежить рівень надходження

ксенобіотиків до рослини.

Коренева система більшості

трав’янистих видів рослин досягає гли-

бини 1–1,2 м. Потужність кореневої сис-

теми залежить від виду рослини та грун-

тово-кліматичних умов місця зростання

(рис.2).

Інтенсивність процесу переходу токсикантів з підземної у

надземну частину рослин характеризує коефіцієнт трансло-

кації. Це безрозмірна величина, що визначається як співвід-

ношення вмісту пестицидів у надземних органах рослин до їх

вмісту у кореневій системі. Вважається, що при значеннях

цього коефіцієнта ≥ 1, рослини володіють високою здатністю

переміщувати полютанти із кореневої у надземну частину та є

перспективними для використання у технологіях фітоекстрак-

ції. Коефіцієнт транслокації залежить лише від фізіологічних

особливостей рослин і може бути використаний як критерій

фітоекстракційної спроможності дикорослих видів рослин.

Надходження ДДТ та його метаболітів з ґрунту у дикорослі

види рослин фітоценозу досліджуваної території, процеси пе-

реходу ксенобіотиків із коренів у надземні органи, їх накопи-

чення та трансформації у тканинах, визначаються видом рос-

лини, її віком (одно- або багаторічні рослини), а також вихід-

ним рівнем забруднення ґрунту та наявністю фітотоксичних

речовин. Такі дикорослі багаторічні види рослин як полин

звичайний, пирій повзучий, кульбаба лікарська, деревій зви-

чайний, тонконіг лучний, полин гіркий, куничник наземний є

ефективними для запобігання міграції ДДТ в умовах поліком-

Рис.1. Архітектура нечіткої нейронної мережі виявлення толерантних видів рослин

Рис. 2. Потужність кореневої системи представ-

ників природної флори

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

109

понентного забруднення територій за рахунок фітостабілізації

забруднювачів.

АДАПТАЦІЯ ДИКОРОСЛИХ ВИДІВ РОСЛИН ДО

ПОЛІКОМПОНЕНТНОГО ЗАБРУДНЕННЯ ҐРУНТУ

ПЕСТИЦИДАМИ

Дикорослі види рослин здатні адаптуватись до несприят-

ливих умов навколишнього природного середовища. Вирощу-

вання рослин різних видів із насіння, відібраного в чистій зоні,

показало поступову їх адаптацію до забруднення ґрунту пес-

тицидами. На початку вегетації у рослин було відмічено точ-

ковий некроз, пожовтіння і відмирання тканин по краю листків

та нижніх листків, гальмування ростових процесів та мініатю-

ризація габітусу. Такі пошкодження – це неспецифічні реакції

рослин на токсичний вплив, наявних у ґрунті високих концен-

трацій пестицидів, що класифікуються як хематотравмози.

Зрозуміло, що при цьому у рослинному організмі відбувають-

ся фізіологічні, анатомічні та цитологічні зміни (наприклад,

транспірація, фотосинтез, рух поживних речовин та ін.).

Передчасне пожовтіння листя супроводжується серйоз-

ним порушенням обміну речовин. У хлорозних листках у порі-

внянні із зеленими підвищується вміст небілкових форм азо-

ту, зольних елементів, порушується співвідношення між ними,

а також знижується кількість сухої речовини та активність ба-

гатьох ферментів, збільшується вміст води, посилюється вси-

сна сила та осмотичний тиск клітинного соку. Сума органічних

кислот у таких листках завжди вища. Поява некротичних плям

на листках рослин пов’язана із посиленням гідролітичних

процесів при накопиченні полютантів, розкладанням білків,

зменшенням вмісту амінокислот. Ступінь розкладу білкових

молекул при цьому визначає стан рослини. Гальмування рос-

тових процесів є однією з ранніх реакцій рослини на несприя-

тливі умови. Це явище пов’язане з пригніченням синтетичних

функцій рослини, які є переломними в подальшому спряму-

ванні процесів. Темп росту та розвитку рослин є одним із за-

хисних механізмів проти загрозливих порушень обміну, ви-

кликаних впливом негативних факторів середовища.

Поступово дикорослі види рослин пристосовуються до

умов середовища. Вищою адаптаційною здатністю до фітото-

ксичності ґрунту володіють багаторічні представники природ-

ної флори у порівнянні з однорічними.

Новітні дослідження щодо стійкості рослин до токсичного

впливу гербіцидів пояснюють це явище мутаціями на генети-

чному рівні у білкових молекулах.

Стійкість рослин до гербіцидів у

польових умовах проявляється

лише за наявності у популяції бі-

льше, ніж 30% стійких рослин.

Розвиток цього явища у бур’янів у

сільському господарстві призупи-

няють чергуванням гербіцидів та

культур у сівозмінах.

Отже, під впливом негативних

факторів середовища рослини

здатні розширювати межі толеран-

тності виду шляхом зміни направ-

леності процесів синтезу – розпаду

фізіологічно активних речовин у

клітинах рослин або відновлювати

нормальний ріст та розвиток за

рахунок мутаційних змін на рівні

клітин або генів.

РИЗОДЕГРАДАЦІЯ ДДТ

ВИДАМИ ПРИРОДНОЇ

ФЛОРИ

Рослини у симбіозі з ризосфе-

рними організмами здатні розкла-

дати органічні ксенобіотики у ґрун-

ті. Цю властивість використовують

при фіторемедіації забруднених

нафтопродуктами, хімічними від-

ходами та пестицидами ділянок.

Швидкість ризодеградації, в першу

чергу, залежить від виду рослин.

Сумарний вміст ДДТ у ризосфер-

ному ґрунті після вирощування ро-

слин зменшується порівно з ґрун-

том, що не належить до ризосфери рослин. Середня концен-

трація полютантів у ґрунті після збору рослин знижується по-

рівняно з вихідними рівнями забруднення.

АЛГОРИТМ ПРОВЕДЕННЯ ФІТОРЕМЕДІАЦІЇ

ҐРУНТІВ З ПОЛІКОМПОНЕНТНИМ

ЗАБРУДНЕННЯМ ПЕСТИЦИДАМИ

Фіторемедіацію ґрунтів з полікомпонентним забрудненням

пестицидами доцільно проводити, керуючись алгоритмом,

який наведено на рис.3.

ЕТАПИ ОЦІНКИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ СТРАТЕГІЇ

ПОВОДЖЕННЯ З ҐРУНТАМИ, ЗАБРУДНЕНИМИ

СТІЙКИМИ ПЕСТИЦИДАМИ

Обстеження території, забрудненої стійкими пестицидами,

та прийняття рішення щодо її ремедіації має здійснюватись

поетапно і включати наступні заходи:

• попередня оцінка території на основі картографічних матеріалів

та результатів лабораторних досліджень ґрунтових зразків;

• складання плану території з виділенням меж забрудненої та

буферної зон;

• візуальна оцінка ділянки, що потребує фіторемедіації;

• покращення місцевих ґрунтів або збереження їх у незмінному

стані, придатному для ведення ремедіаційних робіт, та вибір рос-

лин-ремедіаторів;

• фіксація та трансформація забруднювачів у ґрунті за допомо-

гою рослинного покриву.

Попередня оцінка території базується на роботі з карто-

графічним матеріалом і літературними даними та передбачає

визначення природнокліматичних умов, типу ґрунту, загаль-

ного ухилу ділянки, близькості водних об’єктів та селітебних

територій, глибини залягання підґрунтових вод та оцінку мож-

ливості їх забруднення полютантами, рельєфу. Для територій

складів отрутохімікатів бажано проаналізувати історію екс-

плуатації об’єкта та визначити набір найбільш стійких пести-

цидів, що застосовувались, і до моменту початку досліджень

могли зберегтись у ґрунті. Якщо склад не функціонує, то вар-

то з’ясувати наскільки давно. Давність забруднення ґрунтово-

го покриву характеризує інтенсивність процесів самоочищен-

ня ґрунту і є важливим фактором вибору технології віднов-

лення ґрунтового покриву.

Лабораторні дослідження передбачають аналіз ґрунтових

зразків, відібраних у межах конкретної території, з метою ви-

значення меж забрудненої зони,

ступеня хімічної деградації

ґрунтового покриву, виділення

пріоритетних забруднювачів та

ділянки, що потребує ремедіа-

ції.

Відбір, зберігання та транс-

портування зразків ґрунту слід

проводити за розробленою на-

ми схемою, описаною в „Мето-

дичних рекомендаціях з агро-

екологічної оцінки забруднених

органічними ксенобіотиками

ґрунтів” (затверджені науково-

технічною радою Міністерства

аграрної політики України), згід-

но з ISO 10381-1,2 та «Унифи-

цированными правилами отбо-

ра проб сельскохозяйственной

продукции, продуктов питания и

объектов окружающей среды

для определения микроколи-

честв пестицидов». Визначення

пріоритетних органічних полю-

тантів, вміст яких необхідно ко-

нтролювати в першу чергу, та їх

небезпечності проводять у від-

повідності до ГОСТ 17.04.-83

“Охрана природы. Почвы. Клас-

сификация химических веществ

для контроля загрязнения”.

Доцільність розробки та за-

стосування фітотехнологій

очищення територій, забрудне-

них пестицидами, базується на-

Визначення меж забрудненої СОЗ зони та визначення

ступеня хімічної деградації ґрунтового покриву

вміст СОЗ у ґрунті < 50 мг/кг вміст СОЗ у ґрунті > 50 мг/кг

Видалення ґрунту та

поводження як з

токсичними відходами

Виділення зони забруднення, що потребує ремедіації

(територія із вмістом СОЗ у ґрунті понад 1 ГДК), перехідної

зони до незабрудненого ґрунту (територія з умістом СОЗ

вищим, ніж у незабрудненій зоні) та виведення таких земель із

сільськогосподарського використання

Наявність життєздатного

рослинного покриву

Видалення з ґрунту

залишків

будматеріалів

Відсутність життєздатного

рослинного покриву

Визначення

рН ґрунту

кисла

реакція

лужна

або

нейтральна

реакція

Вапнування

Визначення вмісту гумусу

низький

достатній (для

даного типу ґрунту)

Потребує внесення

добрив

Обробіток ґрунту, внесення добрив

(за потреби) та висів сумішок

багаторічних трав

Досходове коткування

Визначення фітотоксичності ґрунту

Ґрунт не

фітотоксичний

Ґрунт

фітотоксичний

Визначення глибини

забрудненого

ґрунтового шару

Густота

рослинного

покриву < 50

шт/м

Визначення

насіннєвого запасу

ґрунту через рік

Підсів насіння дикорослих (не

карантинних) видів рослин-

стабілізаторів СОЗ

Нанесення

чистого шару

ґрунту (для

поширення

дикорослих видів

рослин)

<10 шт./кг ґрунту

≥ 1 м ≤ 1 м

Створення

деревних

насаджень

Розпушення ґрунту та

висів культурних видів

рослин-накопичувачів СОЗ

Збирання та утилізація

забрудненої фітомаси

Рис. 3. Алгоритм проведення фіторемедіації ґрунтів із поліком-

понентним забрудненням пестицидами

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

110

самперед на їх персистентності у довкіллі та масштабах за-

бруднення, існуванні небезпеки їх міграції у суміжні середо-

вища (насамперед, у водні об’єкти) та надходження у трофічні

ланцюги. Якщо період напіврозкладення виявленого у ґрунті

полютанта не перевищує 0,5 року, то відновлення ґрунтового

покриву відбудеться за рахунок його буферних властивостей

та здатності до самоочищення і застосування фітотехнологій

не є економічно доцільним. У випадку локального забруднен-

ня поверхневого ґрунтового шару (ділянки розміром до кіль-

кох квадратних метрів) екскавація та консервація ґрунту може

бути більш економічно доцільним та екологічно виваженим

рішенням. Проведення ремедіаційних заходів є обов’язковим

за наявності у ґрунті залишкових кількостей хлорорганічних

пестицидів, які належать до СОЗ, у кількостях понад 1 ГДК.

Визначення вмісту залишкових кількостей стійких пестицидів

проводять хроматографічними методами згідно з стандарта-

ми ISO 10382; ISO 14181 та затвердженими Міністерством

охорони здоров'я методиками.

Початкова оцінка ґрунту за забрудненням залишковими

кількостями пестицидів (мкг/кг) передбачає відбір зразків ґру-

нту на віддалі до 0–5 м від складу: якщо у ґрунтових зразках

знайдено залишкові кількості пестицидів, що внесені до пере-

ліку небезпечних відходів (відповідно до додатку VIII до Ба-

зельської конвенції) у концентраціях, які перевищують ГДК

ґрун-

ту

– ґрунт вважається потенційно небезпечним. Хлорорганічні

пестициди ДДТ та ГХЦГ внесено до переліків небезпечних

відходів, тому забруднені ними ґрунти є потенційно небезпеч-

ними.

Згідно переліків Базельської конвенції небезпечних і без-

печних відходів ґрунти з рівнями забруднення стійкими хло-

рорганічними пестицидами понад 5000 мкг/кг розглядаються

як потенційно небезпечні відходи і потребують захоронення.

Застосування фіторемедіаційних технологій для очищення

ґрунтів за таких високих концентрацій полютантів не є доці-

льним. У цьому випадку ґрунтовий покрив потребує вилучен-

ня та консервації.

Виділення ділянки, що потребує фіторемедіації, та буфе-

рної зони. За результатами хімічного аналізу виділяють зону,

що потребує проведення ремедіаційних робіт (забруднена

зона) – ділянка з вмістом СОЗ понад 1 ГДК. Крім того, навко-

ло такої ділянки слід виділити перехідну або буферну зону (з

рівнями забруднення ґрунту полютантами нижче ГДК) до

умовно чистого ґрунтового покриву, шириною від 2 м. У ме-

жах буферної зони не допускається вирощування сільського-

сподарської продукції та випасання худоби, обробіток ґрунту

непотрібен, навпаки, слід залишити наявний рослинний по-

крив. План території з виділенням меж забрудненої та буфе-

рної зон необхідно складати з позначкою відібраних ґрунто-

вих зразків та пояснювальною запискою до нього. Такий план

є основою проведення ремедіаційних заходів у межах конкре-

тної території.

Візуальна оцінка ділянки, що потребує фіторемедіації, має

бути попереднім етапом польових робіт з метою прийняття

рішення, розробки плану дій та комплексу заходів щодо від-

новлення забрудненої зони. Вона передбачає оцінку території

на близькість прилягання орних угідь та дотримання санітар-

но-захисних зон (для складів отрутохімікатів), наявність ро-

дючого шару ґрунту, ступінь його порушення, наявність зали-

шків споруд, будівельних матеріалів та сміття, деревного та

трав’янистого рослинного покриву. У випадку складів отруто-

хімікатів слід пам’ятати, що мінімальна ширина санітарно-

захисної зони має становити 200 м. Як показує практика, в

Україні досить часто цю умову не дотримують. Тому першо-

черговим заходом має бути виведення земель із сільськогос-

подарського використання радіусом щонайменше 200 м на-

вколо діючих складських приміщень. Для складів, що не фун-

кціонують, слід оцінити стан будівлі, наявність непридатних

пестицидів та тари, що потребують утилізації, та небезпеку

подальшого забруднення довкілля. Якщо НП немає можливо-

сті утилізувати негайно, їх ізолюють. Якщо орні землі розта-

шовані у межах виділених забрудненої або буферної зон, то

виведення їх з використання є обов’язковим.

Підготовчі роботи. Виходячи з візуальної оцінки, слід на-

мічати заходи щодо покращення стану ґрунту, усунення при-

чин відсутності рослинності, визначити загальну потребу у

родючому ґрунті залежно від придатності для розвитку рос-

лин наявного ґрунтового покриву тощо.

Основою нормального росту і розвитку рослин є ґрунт, до

якого висуваються наступні агротехнічні вимоги: наявність

достатньої кількості пор для проникнення вологи та повітря;

наявність розпушеної дрібногрудочкової структури (грудочки

розміром 0,5 – 1 см); наявність поживних речовин; відсутність

будівельних відходів та сміття.

Підготовка ґрунту у відповідності до цих вимог передбачає

проведення комплексу заходів, проте в умовах полікомпонен-

тного забруднення ґрунту пестицидами слід бути обережним

у застосуванні механізованого обробітку і по можливості його

уникати. Наприклад, оранка зведе нанівець існуючий рівень

розвитку у випадку рослинного покриву, що є небажаним.

Очищення ділянки від будівельних відходів та сміття є

обов’язковим. Наявні у ґрунтовому шарі інертні та в’яжучі бу-

дівельні матеріали, фундаменти будівель можуть бути основ-

ною перешкодою природному заростанню забруднених тери-

торій, формуванню рослинних покрить та фіксації забрудню-

вачів. З іншого боку, видалення решток будівель та будівель-

них матеріалів необхідне для проведення подальших робіт.

Забруднені пестицидами ділянки з наявною трав’янистою ро-

слинністю, деревами та кущами, за можливості, зберігають,

за виключенням сухостійних дерев та пеньків, які слід вида-

ляти. Підтримання розвитку видів природної флори у межах

забрудненої СОЗ зони є найдешевшим способом ремедіації

ґрунту. Тому збереження існуючого рослинного угруповання,

що представлене толерантними до високого пестицидного

навантаження видами, є доцільним.

В умовах відсутності рослинного покриву на забрудненій

ділянці з метою виявлення та усунення причини цього явища

необхідно визначити такі агрохімічні характеристики ґрунту як

рН та вміст гумусу.

Кислотність ґрунту. Висока кислотність ґрунтів може стати

на заваді нормальному росту і розвитку рослинного покриву,

тому доцільним є вапнування кислих ґрунтів (рН = 2,5–4). Ви-

значення рН ґрунту проводять згідно ДСТУ ISO 10390-2001.

Вапнування не лише нейтралізує реакцію ґрунтового розчину,

але й сприяє утворенню та збереженню грудочкуватої струк-

тури ґрунту. У важких глинистих ґрунтах вапно покращує

структуру, прискорює розкладання і перехід у доступну форму

наявних поживних речовин. У кислих перегнійних ґрунтах ва-

пно нейтралізує кислоти, а у бідних глинистих и суглинистих –

сприяє мобілізації поживних речовин. Для піщаних ґрунтів ва-

пно застосовують тільки з внесенням органічних речовин, так

як воно знижує вологоємкість ґрунту, зв’язує піщинки і, цеме-

нтуючи їх, погіршує структуру. Для поповнення запасів органі-

чних речовин слід використовувати зелені добрива або соло-

му. Норму вапна розраховують, базуючись на значеннях гід-

ролітичної кислотності ґрунту, яку визначають за методом Ка-

пена в модифікації ЦІНАО (ГОСТ 26212-84; ГОСТ 26212-91).

Вміст гумусу у ґрунті визначають методом І. В. Тюріна в

модифікації ЦІНАО (ГОСТ 26213-84). Потреба забрудненого

ґрунту у внесенні повного мінерального добрива визначаєть-

ся відповідністю вмісту гумусу типу ґрунту та необхідністю

механізованого обробітку ґрунту. Якщо визначений вміст ор-

ганічної речовини значно нижчий за оптимальний для даного

типу ґрунту, то удобрення є доцільним. Норма та строки вне-

сення добрив залежать від ґрунтово-кліматичних умов тери-

торії.

Відсутність рослинного покриву ділянки, що потребує ре-

медіації, вимагає перевірки ґрунту на токсичність щодо вищих

рослин. Крім того, визначення фітотоксичності ґрунту є необ-

хідним при виборі рослин-ремедіаторів – культурних чи дико-

рослих видів. Виходячи із фіторемедіаційної спроможності

рослин щодо ХОП більш ефективним є використання культу-

рних видів рослин-гіпернакопичувачів, що нарощують значну

вегетативну масу і мають вищі значення коефіцієнтів біонако-

пичення у порівнянні з видами природної флори. До таких ро-

слин належать види родини Cucurbitaceae, зокрема гарбузи

та кабачки (Cucurbita pepo L.). Крім того, дещо меншу здат-

ність до накопичення ХОП показали овес (Avena sativa L.),

ячмінь (Hordeum vulgare L.), пшениця (Triticum durum L.), ква-

соля (Phaseolus vulgaris L.), соя (Glycine max L.).

Фітотоксичність ґрунту. При визначенні фітотоксичності

ґрунту слід керуватись ДСТУ ISO 11269-1:2004, ДСТУ ISO

11269-2:2004 та „Методичними рекомендаціями з фітотесту-

вання забруднених стійкими хлорорганічними пестицидами

ґрунтів”, затверджених НТР Міністерства охорони навколиш-

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

111

нього природного середовища та вченою радою Інституту аг-

роекології НААНУ. Вегетаційні досліди проводять в контро-

льованих умовах (кліматичній камері, теплиці тощо). Як тес-

тові використовують одно- та двосім’ядольні рослини. Якщо

ґрунт виявляє токсичну дію щодо культурних видів рослин,

яка проявляється через пригнічення ростових процесів та

зменшення фітомаси, то пошук рослин-фіторемедіаторів слід

проводити серед присутніх у структурі рослинних угруповань

місцевих видів природної флори, що адаптувались до хроніч-

ного впливу пестицидного забруднення ґрунту.

В умовах відсутності рослинного покриву через комплекс

причин (фітотоксичність, низька кислотність та родючість),

коли нанесення родючого шару ґрунту не доцільне і обробітку

ґрунту не уникнути, краще висівати трав’яні сумішки з більш

як 10 видів багаторічних рослин, переважно злакових. У лукі-

вництві використовують сумішки з 4 – 5 видів рослин, у випа-

дку забруднених територій кількість видів слід збільшити,

адже не всі види зможуть адаптуватися до високого пестици-

дного навантаження. Для залуження слід вибирати такі види

рослин, що присутні у структурі фітоценозу прилеглої терито-

рії і пристосувались до місцевих умов. Дослідження показали

толерантність та здатність до ризодеградації ДДЕ рослинами

райграсу багаторічного (Lolium perrene L.) та люцерни

(Medicago sativa L.). Норма висіву сумішок рекомендована

для залуження територій складає 18 – 25 кг/га насінин. Насін-

ня висівають рано навесні (безпокривна сівба), коли ґрунт до-

статньо зволожений, та влітку після зниження високих черв-

невих температур та випадання опадів. Якщо фіторемедіації

потребує значна територія, то можна застосовувати зерно-

трав’яні сівалки з анкерними сошниками СЗТ – 3,6 або сівалки

СЛТ – 6 для сівби лучних трав і їх сумішок. Цей захід перед-

бачає попереднє дискування або неглибоку оранку і внесення

повного мінерального добрива, що дозволить розширити

площі живлення трав’янистої рослинності. Норми внесення

добрив визначаються ґрунтово-кліматичними умовами тери-

торії. Повне мінеральне добриво сприяє як розвитку висіяних

злакових трав, так і різнотрав’я з добре розвиненою корене-

вою системою, у тому числі таких дикорослих видів-

ремедіаторів ґрунту щодо СОЗ як деревій звичайний, підма-

ренник тощо. Кульбаба лікарська, що активно накопичує ХОП

у своїх тканинах, високо конкурентноздатна і активно відрос-

тає навіть у суху погоду після дискування або фрезування.

Для руйнування кірки після появи сходів використовують кіль-

часті або гладкі дерев’яні котки, обмотані по спіралі колючим

дротом, або ротаційною мотикою. Створити умови для залу-

ження території, без проведення механізованого обробітку,

можна також шляхом поверхневого покриття ґрунту сумішшю

біокомпостної маси з насінням багаторічних трав або цілесп-

рямовано зібраних з лучних видів рослин. Шар нанесення біо-

компосту – 1 – 5 см, залежно від стану ґрунту.

Вибір рослин-ремедіаторів. З метою вибору рослин-

ремедіаторів слід визначити глибину забрудненого ґрунтового

шару: відбір зразків ґрунту проводять на глибину до 1 м по-

шарово у відповідності до ґрунтових горизонтів. При наявнос-

ті СОЗ у кількостях, що перевищують ГДК, на глибині 1 м та

близькості залягання підґрунтових вод постає необхідність

фітостабілізації забруднювачів та запобігання їх подальшій

міграції. Коренева система більшості трав’янистих рослин до-

сягає глибини 80 – 120 см з максимальною потужністю та

вбирною здатністю в межах шару 0 – 40 см. Тому для фіксації

та деградації забруднювачів на глибині понад 1 м можна ви-

користовувати деревні насадження. Наприклад, тополя чорна

інтенсивно трансформує органічні полютанти у своїх тканинах

та проявляє стійкість до присутніх у ґрунті сим-триазинових

гербіцидів.

Для ремедіації ґрунтів, нетоксичних щодо вищих рослин,

ефективним є висів культурних видів-гіпернакопичувачів ХОП

родини Cucurbitaceae (гарбузи, кабачки) з подальшим зби-

ранням до фази цвітіння (вилучення з корінням) та утилізації

шляхом анаеробного розкладання. Анаеробні умови можна

створити у ємностях шляхом заливання подрібненої рослин-

ної маси водою. Розкладання ДДТ у фітомасі рослин-

ремедіаторів у таких контейнерах при постійній температурі

без доступу світла відбувається досить швидко.

Використання видів природної флори є найбільш приваб-

ливим рішенням для фіксації та трансформації пестицидів у

ґрунті. У зв’язку із переважним накопиченням токсикантів у

коренях та їх ризодеградацією дикорослими видами рослин

відсутня необхідність скошування надземної маси. В умовах

фітотоксичності ґрунту використання дикорослих видів рос-

лин є єдиним можливим способом його ремедіації. При цьому

за недостатньої щільності наявного рослинного покриву (до

50 шт/м

) слід нанести тонкий шар (3 – 5 см) родючого ґрунту.

Це дозволить не лише пом’якшити фітотоксичний вплив ґрун-

ту та покращити едафічні умови для проростання нових рос-

лин, але й збільшить насіннєвий запас і у такий спосіб сприя-

тиме заростанню території. Якщо через рік після проведення

таких робіт щільність рослинного покриву фактично не збіль-

шилась, а запас життєздатного насіння не перевищує 10 шт/кг

ґрунту, то можна підсіяти насіння тих видів рослин, що прису-

тні у структурі фітоценозу забрудненої зони, найкраще розви-

нуті за даних умов і не мають видимих ознак токсичності. На-

сіння необхідних видів слід зібрати в межах прилеглої буфер-

ної або чистої зони, висів провести вручну.

ВИСНОВКИ

З метою запобігання погіршенню фітосанітарного стану

посівів прилеглих орних угідь при підсіві дикорослих видів ро-

слин у межах забруднених пестицидами зон слід використо-

вувати культури суцільного посіву (зернові) для земель, що

межують з буферними зонами. Також рекомендовано вияв-

лення карантинних видів і їх знищення у природному ценозі

забрудненої зони.

Основними показниками для оцінки доцільності проведен-

ня тих чи інших ремедіаційних заходів є вміст у ґрунті СОЗ,

гумусу, розміри забрудненої зони та глибина міграції токсика-

нтів, наявність та густота рослинного покриву, запас життє-

здатного насіння у ґрунті, кислотність та фітотоксичність ґрун-

ту.

До основних заходів з відновлення забрудненого пести-

цидами ґрунтового покриву належать виділення та виведення

із використання забрудненої та буферної зон, очищення те-

риторії та покращення ґрунту, висів рослин-ремедіаторів або

підтримання розвитку наявного рослинного покриву.

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

1. Агроекологічна оцінка мінеральних добрив та пестицидів / В.П. Патика, Н.А. Макаренко, Л.І. Мок-

лячук [та ін.] // Монографія. – К., 2005. – С. 198.

2. Антонович Е.А., Болотный А.В., Бурый В.С. и др. Безопасное использование пестицидов в

условиях интенсификации сельскохозяйственного производства. – К.: Урожай, 1988. – 248 с.

3. Войтехова В.А. Вегетационный и лабораторный методы изучения гербицидов // Методика по-

левых и вегетационных методов с удобрениями и гербицидами: Сб. статей. – М.: Наука, 1967. –

С.125–127.

4. Допустимі дози, концентрації, кількості та рівні вмісту пестицидів у сільськогосподарській си-

ровині, харчових продуктах, повітрі робочої зони, атмосферному повітрі, воді водоймищ, ґрунті.

Державні санітарні правила та норми: ДСанПіН 8.8.1.2.3.4-000-2001 [станом на 27.03.2007р.]

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов

исследований). 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1973. – 336 с.

6. ДСТУ ISO11269-2:2002. Якість ґрунту. Визначення дії забрудників на флору ґрунту. Частина 2.

Вплив хімічних речовин на проростання та ріст вищих рослин. – Чинний від 01.07.04. – К.: Держспо-

живстандарт України, 2002. – 9 с.

7. Керівний нормативний документ. Суцільний грунтово-агрохімічний моніторинг сільськогоспо-

дарських угідь України / За редакцією Созінова О.О., Прістера Б.С. – 1994.

8. Кризовий моніторинг ґрунтів, забруднених стійкими хлорорганічними ксенобіотиками / Л. І. Мо-

клячук, І. М. Городиська, Г. Г. Андрієнко [та ін.] // Агроекологічний журнал. – 2005. – №4. – С.29–32.

9. Мельников Н.Н. Пестициды и окружающая среда // Агрохимия, М.: Наука, 1990, №12. – С. 71 – 94.

10. Моклячук Л.І., Никитюк О.А., Ліщук А.М. та ін. Фіторемедіація як спосіб природовідтворення / Ме-

теріали Всеукр. наукової екологічної конференції 26 жовтня. – К., 2010. – С. 277–280.

11. Патика В.П., Моклячук Л.І., Грибіниченко В.М., Городиська І.М. Методичні рекомендації з агро-

екологічної оцінки забруднених органічними ксенобіотиками ґрунтів. – К., 2005. – 27с.

12. Петришина В.А., Слободенюк О.А., Зацарінна Ю.О. та ін. Алгоритм фіторемедіації ґрунтів, за-

бруднених стійкими пестицидами // Матеріали IV Всеукр. науково-практ. конф. „Екологічні пробле-

ми сільськогосподарського виробництва”, 1–4 червня 2010 р. – Сколе, К.: 2010. – С.190–192.

13. Прасад М.Н. Практическое использование растений для восстановления загрязненных мета-

лами // Физиология растений, 2003. – Т.50. – №5. – С. 764 – 769.

14. Путилина А.Н. Миграция загрязняющих органических соедииений // Геоэкология. Инженерная

экология. Гидрогеология. Геокриология. – 2003. – №4. – с. 313 – 315.

15. Риженко Н.О. Фітотоксикологія: виникнення, методологія, основи / Н. О. Риженко // Вісник ДАУ. –

2006. – №2 (17). – С. 60 – 68.

16. Слободенюк О.А. Фіторемедіація ґрунтів, забруднених стійкими хлорорганічними пестицидами:

автореф. дис. на здобуття наукового ступеня кандидата с.-г. наук: спец. 03.00.16 „Екологія” / О.А.

Слободенюк – К., 2008. – 20 с.

17. Стокгольмська конвенція про стійкі органічні забруднювачі: Текст та додатки. – К.: СПД Вальд,

2004. – 43 с.

18. Унифицированные правила отбора проб сельскохозяйственной продукции, продуктов пита-

ния и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов. – М.,1980.– 89 с.

19. Фитотоксичность органических и неорганических загрязнителей / В.П.Тарабрин, Е.Н.Кондратюк,

В.Г.Башкатов и др. – К.: Наукова думка, 1986. – 216 с.

20. Фомин Г.С., Фомин Ф.Г. Почва. Контроль качества и экологической безопасности по междуна-

родным стандартам. Справочник. – М.: ВНИИ стандарт, 2001. – 300 с.

21. Green S., Hoffnagle A. Phytoremediation field studies database for chlorinated solvents, pesticides,

explosives, and metals. – 2004. – 163 p.

22. Introduction to Phytoremediation. EPA/600/R-99/107. February 2000 National Risk Management

Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency,

Cincinnati, Ohio.

23. Moklyachuk L., Makarenko N., Makarenko V., Nikitjuk O. Influence of Fertilizers on Bioavailability of

Lead and Persistent Organic Pollutants //Abstracts of Scientific meeting of COST Action FA 0905 “Mineral

Improved Crop Production for Healthy Food and Feed” . – Antalya, Turkey, 2010. – p. 57.

24. Phytoremediation of Organic and Nutrient Contaminants / Schnoor J., Licht L., Mc.Cutcheon S., [and

oth.]. //Environ. Sci. Technol. – 1995c.– Vol. 29. – P. 318-323.

25. Phytotechnologies for management of radionuclide and obsolete pesticide contaminated soil in

Ukraine / Moklyachuk L.I., Patyka V.P., Kulakow P.A., [and oth.]. // 3

International Phytotechnologies

Conference, 19–22 April, 2005.– Atlanta, Georgia, USA.– P. 31–32

26. Zeeb B. The potential for remediation of DDT: Greenhouse studies / Zeeb B., Lunney L., Reimer K. //

Proceeding of 7

International HCH and Pesticides Forum. – Ukraine, 2005. – pp.125-127

ПОСІБНИК УКРАЇНСЬКОГО ХЛІБОРОБА 2011

112

УДК 581.526.3:54 О.П.Ольхович, КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім.Тараса Шевченка

ОПТИМІЗАЦІЯ СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУ АНТРОПОГЕННО-

ТРАНСФОРМОВАНИХ ВОДОЙМ СУЧАСНИМИ

ФІТОІНДИКАЦІЙНИМИ МЕТОДАМИ

Проблема відновлення біологічної повноцінності природ-

ної води в останні десятиріччя є актуально гострою та болю-

чою не тільки в Україні, а й в усьому світі. Застосування техні-

чних засобів відновлення природних властивостей води ан-

тропогенно-порушених водойм виявляється недостатнім по

відношенню до відновлення її біологічної повноцінності [6]. В

умовах нарощування антропогенних навантажень на природ-

не середовище, розвитку суспільного виробництва і зростан-

ня матеріальних потреб виникає необхідність розробки і до-

держання особливих правил користування водними ресурса-

ми, які є обмеженими і уразливими природними об’єктами,

раціонального їх використання та екологічно спрямованого

захисту.

Значні зміни екологічного стану переважної більшості во-

дойм України, під тиском антропогенного навантаження, при-

звели до деградації та руйнування водних і басейнових еко-

систем. В Україні практично не залишилося жодної поверхне-

вої водойми, яку б за рівнем забруднення води, екологічним

станом та на підставі основних санітарно-хімічних та мікробі-

ологічних показників можна було б віднести до водойм першої

категорії, придатних як джерела централізованого питного

водопостачання.

Ретельної уваги заслуговують водойми великих міст, де

збереження екологічної рівноваги та підтримання біорізнома-

ніття вимагає особливих зусиль. Надзвичайно складно під-

тримувати біорізноманіття на значних територіях, що підпа-

дають під рекреаційні зони, де не виключається можливість

негативних впливів, в першу чергу антропогенного характеру.

Збереження, поліпшення екологічного стану та відновлен-

ня пошкоджених, у результаті антропогенної діяльності, вод-

них екосистем, які обумовлюють формування водних ресурсів

України та біорізноманіття водних фітоценозів, вимагає ство-

рення комплексної цілісної моніторингової системи, яка вклю-

чала б оцінку гідрохімічних і гідрофізичних показників води,

донних покладів і прибережних територій [7,9].

Відомо, що стан природних водних об’єктів значною мірою

залежить від водного режиму, який визначають структурно-

функціональні особливості біоти. Одним з основних компоне-

нтів гідробіоценозів виступає вища водна рослинність, особ-

ливо занурена, яка інтенсивно вегетує на мілководних ділян-

ках водойм. Відомо, що смуга макрофітів є своєрідним фільт-

ром, який бере на себе перший удар забруднень, що надхо-

дять з водозабору. Водні рослини, які створюють цю захисну

смугу, раніше за інші види, можуть сигналізувати про загрозу

забруднення водойми, і дозволяють виявити джерела надхо-

дження токсичних речовин [10,20]. Якісний та кількісний склад

водної рослинності, її розподіл по водоймі, зникнення чутли-

вих видів, або зміна видів-едифікаторів є показниками, які

можуть свідчити про зміну еколого-токсикологічних умов, як

на окремих ділянках, так і в цілому на водоймі. У зв’язку з

цим, проведення моніторингових досліджень водойм з ураху-

ванням вищої водної рослинності набувають першочергового

значення.

Використання водної рослинності в моніторингових дослі-

дженнях сприятиме поліпшенню стану водних фітоценозів,

оздоровленню водойм, зменшенню процесів заболочування,

у разі зайвого розвитку фітомаси, а також створення потужної

кормової бази для тварин. На жаль, сьогодні, величезна маса

водної рослинності, що є можливою базою отримання цінної

рослинної сировини використовується в незначних кількостях

– лише соті частки відсотка від загальних запасів. Між тим,

водні рослини за вмістом білків, вуглеводів не поступаються

висококалорійним травам – люцерні і конюшині, а деякі навіть

перевищують їх за поживністю, засвоюваністю, вмістом віта-

мінів. За розрахунками фахівців, у різусі міститься в два рази

більше протеїну і мінеральних речовин, ніж у турнепсі, моркві,

брукві, а сіно цієї трави за складом корисних речовин є бага-

тшим за конюшину.

Перешкодою для раціональнішого використання наявних

в Україні рослинних ресурсів водних фітоценозів є відсутність

моніторингових досліджень з екологічної придатності прилег-

лих до водойм територій, де можливе вирощування продукції,

яка буде використовуватися з кормовою метою. Цю проблему

можна вирішити використовуючи запропоновані сучасні фітоі-

ндікацйні методи дослідження, в основі яких лежать цитофізі-

ологічні, фізіолого-біохімічні, морфологічні та ростові показни-

ки стану водних рослин в нормі та за токсичного впливу за-

бруднюючих речовин, як природного, так і антропогенного по-

ходження.

Розробка таких методів вимагає переходу від базисного

гідрохімічного підходу, на якому базується вся сучасна систе-

ма ГДК до нового, теоретично обгрунтованого, біологічного

підходу [6]. На сьогодні дослідження, які формують еколого-

фізіологічну базу фітоіндікаціонних методів з використанням

вищих водних рослин – визначальної ланки водних екосис-

тем, перебувають на стадії накопичення інформації [12]. Не-

вивченість відгуку метаболізму водних рослин на вплив за-

бруднюючих речовин ускладнює створення теоретичної бази

з використання чутливих фізіологічних показників цих органі-

змів у моніторингових програмах.

Наша робота присвячена вирішенню питань практичної

фітоіндикації водойм за рахунок нових методів на основі фі-

тоценотичних показників водних рослинних угруповань. Було

проведено порівняльну оцінку стану фітоценозів водних еко-

систем природоохоронних та антропогенно-трансформованих

територій з метою оптимізації, збереження біорізномагніття в

порушених фітосистемах та визначення необхідності їхньої

фіторемедіації на основі штучного введення макрофітів до

складу порушених фітосистем водойм. Під час досліджень

враховувалися особливості природних регіонів, які були міс-

цями формування заростей, зверталася особлива увага на

зони з підвищеним промисловим навантаженням, виділялися

чисті, умовно чисті та забруднені ділянки.

Фітоіндикацію стану водних природних комплексів з вико-

ристанням рослинного покриву водойм проведено на основі

аналізу ступеня порушення рослинного покриву, зміни проду-

ктивності водних та прибережних фітоценозів та зникнення

видів-едифікаторів та видів-асектаторів із угруповань водних

фітоценозів.

Методи досліджень. В роботі використано сучасні фітоі-

ндикаційні методи дослідження, а саме:

• визначення повного флористичного складу водних фітоце-

нозів;

• визначення видів едифікаторів, асектаторів та індикаторів;

• оцінка кількісного співвідношення видів різних екологічних

груп за шкалою Друде;

• визначення проективного покриття видів едифікаторів та

індикаторів;

• визначення фенофази, життєвості та характеру розповсю-

дження видів;

• оцінка екологічного стану фітоценозів водойм за

п’ятибальною шкалою;

• прогнозування наслідків певного ступеня забруднення

[1,2,3,4,11,13].

Для оцінки стану забруднених територій перспективним

передбачається використання індикаторних макрофітів, які,

володіючи особливою чутливістю до забруднення, дають

швидку, достовірну і комплексну інформацію про якість сере-

довища їхнього проживання.

РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

Запропоновані нами методи було апробовано під час оці-

нки ступеня токсичності вод в природних водоймах м.Києва

(каскад Борщагівських ставків річки Нивка, системи Орєхо-

ватських ставків в Голосієво, Дідорівських озер, низки озер

житлового масиву Оболонь та Харківського масиву) поряд з

загальноприйнятими методами біотестування і доведено зна-