Оценка влияния уровня минерального питания на морфологические параметры и аккумуляцию биогенных элементов в биомассе быстрорастущей ивы

Андрей Анатольевич Бутько; Олег Иванович Родькин; Вячеслав Александрович Ракович; Николай Радомирович Маркитантов

Андрей Анатольевич Бутько Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет
Олег Иванович Родькин Белорусский национальный технический университет
Вячеслав Александрович Ракович Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси
Николай Радомирович Маркитантов Белорусский национальный технический университет

Аннотация

Представлены результаты исследований по оценке влияния уровня минерального питания на морфологические параметры и аккумуляцию биогенных элементов в биомассе быстрорастущей ивы (Salix alba) сорт Волмянка. Вегетационный эксперимент для изучения зависимости морфологических параметров ивы и аккумуляции азота и фосфора в биомассе растений от уровня минерального питания был заложен на опытно-экспериментальной площадке (53°55’24,6'' N, 27°40’04,7'' E) Института природопользования НАН Беларуси. Вегетационный эксперимент осуществлялся по следующим вариантам: контроль, без дополнительного внесения минеральных удобрений; вариант N50P50 (доза внесения 1,5 г на сосуд), вариант N100P100 (доза внесения 3,0 г); вариант N150P150 (доза внесения 4,5 г). В вегетационном эксперименте получены зависимости содержания общего азота (Nc^) и Р2О5 в биомассе растения ивы от доз внесения минеральных удобрений и содержания минерального азота (Кмин) и Р2О5 в почве. Влияние содержания Ымин (N-NO3+NH4) в почве на содержание К_общ в биомассе растения выражается высокой степенью количественной и качественной характеристикой силы связи (R² = 0,778). Влияние содержания подвижного фосфора в почве (от 200 до 600 мг/кг) на содержание Р2О5 в биомассе растения выражается умеренной количественной и качественной характеристикой силы связи (R² = 0,403); (от 600 до 900 мг/кг) - весьма высокой (R² = 0,928). Установлено влияние минеральных удобрений на содержание Р2О5 и N^ в надземной биомассе растения в течении вегетационного периода. Определено влияние доз минеральных удобрения на продуктивность и морфологические параметры надземной биомассы растений ивы. Результаты исследований подтверждают предположение об возможности использовании плантации быстрорастущей ивы (Salix alba) сорта Волмянка в качестве вегетативного фильтра, способного аккумулировать азот и фосфор в биомассе растения, препятствовать их поступлению в водные объекты и снижать риск проявления эвтрофикации.

Биографии авторов

Андрей Анатольевич Бутько, Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет

старший преподаватель кафедры энергоэффективных технологий

Олег Иванович Родькин, Белорусский национальный технический университет

доктор биологических наук, доцент, заведующий кафедрой инженерной экологии

Вячеслав Александрович Ракович, Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси

кандидат технических наук, заведующий лабораторией биогеохимии и агроэкологии

Николай Радомирович Маркитантов, Белорусский национальный технический университет

студент факультета горного дела и экологии

Литература

1. Baum C, et al. Effects of short rotation coppice with willows and poplar on soil ecology. Landbauforschung Volkenrode. 2009;59:183-196.
2. Hammar T, Hansson P-A, Sundberg C. Climate impact assessment of willow energy from a landscape perspective: a Swedish case study. GCB Bioenergy. 2017;9:973-985.
3. Aronsson P, Perttu K. Willow vegetation filters for wastewater treatment and soil remediation combined with biomass production. Forestry Chronicle. 2001;77:293-299.
4. Dimitriou I, Rosenqvist H. Sewage sludge and wastewater fertilization of Short Rotation Coppice (SRC) for increased bioenergy production. Biological and economic potential. Biomass and Bioenergy. 2011;35:835-842.
5. Dimitriou I, Aransson P. Wastewater phytoremediation treatment system in Sweden using short rotation willow coppice. Short rotation crops for bioenergy. In: IEA Bioenergy task 30. Proceedings of the Conference, 1-5 December 2003, Mount Maunganui. Tauranga, New Zealand: International Energy Agency; 2003. p. 225-228.
6. Dimitriou I, Aransson P. Willows for energy and phytoremediation in Sweden. Unasylva. 2005;56:47-50.
7. Bollmark L, Sennerby-Forsse L, Ericsson T. Seasonal dynamics and effects of nitrogen supply rate on nitrogen and carbohydrate reserves in cutting-derived willow (Salix viminalis L.) plants. Canadian Journal of Forest Research. 1999;29:85-94.
8. Rytter L, Ericsson T. Leaf nutrient analysis in Salix viminalis L. energy forest stands growing on agricultural land. Zeitschriftfur Pflanzenernahrung undBodenkunde. 1993;156:349-356.
9. Fircks Y, Ericsson T, Sennerby-Forsse L. Seasonal variation of macronutrients in leaves, stems and roots of Salix dasyclados Wimm. grown at two nutrient levels. Biomass and Bioenergy. 2001;21:321-334.
10. Nilsson L-O, Ericsson T. Influence of shoot age on growth and nutrient uptake patterns in a willow plantation. Canadian Journal of Forest Research. 1986;16:185-190.
11. Sennerby-Forsse L, Fircks HA. Ultrastructure of cells in the cambial region during winter harding and spring dehardening in Salix dasyclados Wimm. grown at two nutrient levels. Trees.1987:151-163.
12. Rytter RM. Fine-root production and carbon and nitrogen allocation in basket willows [PhD thesis]. Silvestria: Swedish University of Agricultural Science; 1997. 36 р.
13. Dickson RE. Assimilate distribution and storage. Physiology of trees. 1991:51-85.
14. Ericsson T. Nutrient dynamics and requirements of forest crops. Journal of Forestry Science. 1994;24(2-3):133-168.
15. Titus JS, Kang S-M. Nitrogen metabolism, translocation and recycling in apple trees. Horticultural Reviews. 1982;4:204-246.
16. Chapin FS, Kedrowski RA. Seasonal changes in nitrogen and phosphorus fractions and autumn retranslocation in evergreen and deciduous taiga trees. Ecology. 1983;64: 376-391.
17. Stepien V, Brun A, Botton B, Martin F. Protein bodies in bark cells of Populus x euramericana. C. R. Academy Sciense Paris. 1991;313:153-158.
18. Bernier B. Nutrient cycling in Populus: A literature review with implications in intensively managed plantations. In: IEA/ENFOR Report 5. Ottawa: Canadian Forest Service; 1984. 46 p.
19. Glavac V, Jochheim H. A contribution to understanding the internal nitrogen budget of beech (Fagus sylvatica L.). Trees. 1993;7:237-241.
20. Fircks von Y. Distribution and seasonal variation of macro-nutrients, starch and radio-nuclides in short rotation Salix plantations Department of Short Rotation Forestry. Uppsala: Swedish University of Agricultural Sciences; 2000. 41 р.
21. Бейня ВА, редактор. Государственный реестр сортов. Минск: Государственная инспекция по испытанию и охране сортов растений; 2017. 225 с.
22. Доспехов БА. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Москва: Агропромиздат, 1985. 351 с.
23. Государственный реестр средств защиты растений и удобрений, разрешенных к применению на территории Республики Беларусь. Минск: Главная государственная инспекция по семеноводству, карантину и защите растений; 2017. 152 p.
24. Фролова АА, Анцелович МЕ, редакторы. Агрохимические методы исследования почв. Москва: Наука; 1965. 436 с.