Екологічна безпечність насіння соняшнику в умовах інтенсифікації землеробства

Олександр Петрович Ткачук; Галина Василівна Гуцол; Ольга Вікторівна Мазур; Вікторія Ігорівна Вергеліс; Ольга Михайлівна Тітаренко

Екологічна безпечність насіння соняшнику в умовах інтенсифікації землеробства

Олександр Петрович Ткачук, Галина Василівна Гуцол, Ольга Вікторівна Мазур, Вікторія Ігорівна Вергеліс, Ольга Михайлівна Тітаренко

Отримано: 07.09.2023 Доопрацьовано: 14.12.2023 Прийнято: 27.12.2023

Взято з Том 27, № 1, 2024 Сторінки: 71-79

Завантажити статтю Читати статтю

Анотація

Вирощування соняшнику за інтенсивних технологій, що проявляється у порушенні чергування культури у сівозміні, внесенні високих норм мінеральних добрив і пестицидів, призводить до зростання ризику одержання продукції забрудненої важкими металами, нітратами, залишками пестицидів. Метою роботи було визначити ризики накопичення токсичних речовин у ґрунті та насінні соняшнику. В роботі використовували атомно-адсорбційний спектрофотометричний метод для визначення вмісту токсичних речовин у ґрунті та насінні соняшнику. Визначено у ґрунті після вирощування соняшнику вміст азоту лужногідролізованого, фосфору рухомого, калію обмінного, реакцію ґрунтового розчину рН, а також вміст рухомих форм важких металів: свинцю, кадмію, міді, цинку, ртуті, кобальту та молібдену; бору, а також радіоактивного цезію. Фактичний вміст забрудників ґрунту був порівняний із їх гранично-допустимими концентраціями. Досліджено вміст важких металів: свинцю, кадмію, міді та цинку, а також нітратів у насінні соняшнику. Проведено порівняння їх вмісту із значеннями гранично-допустимих концентрацій. Розраховано коефіцієнти накопичення досліджуваних важких металів насінням соняшнику. Таким чином з ґрунту найбільш інтенсивно поглинаються і акумулюються у насінні соняшнику мідь та цинк, а найменше – свинець. Проведені дослідження дозволили зробити висновок, що оскільки не виявлено перевищення допустимих рівнів вмісту важких металів і нітратів насінні соняшнику, то зростає ймовірність їх підвищеного накопичення у побічній продукції соняшнику: лушпинні насіння, стеблах, листках, черешках та коренях. Результати досліджень можна використовувати при органічному вирощуванні соняшнику

Ключові слова

важкі метали; нітрати; накопичення; вирощування; родючість ґрунту

[1] Ahmed, M.A., Hassan, T.H., & Zahran, H.A. (2021). Heterosis for seed, oil yield and quality of some different hybrids sunflower. OCL, 28, article number 25. doi: 10.1051/ocl/2021010.

[2] Almashova, V.S., & Skok, S.V. (2022). Effectiveness of application of biological preparations and plant growth regulators for growing agricultural crops in the southern steppe zone of Ukraine. Bulletin of Sumy National Agrarian University Series “Agronomy and Biology”, 47(1), 11-17. doi: 10.32845/agrobio.2022.1.2 .

[3] Aloud, S.S., Alotaibi, K.D., Almutairi, K.F., & Albarakah, F.N. (2022). Assessment of heavy metals accumulation in soil and native plants in an industrial environment, Saudi Arabia. Sustainability, 14(10), article number 5993. doi: 10.3390/su14105993.

[4] Andriienko, O., Vasylkovska, K., Andriienko, A., Vasylkovskyi, O., Mostipan, M., & Salo, L. (2020). Response of sunflower hybrids to crop density in the steppe of Ukraine. Helia, 43(72), 99-111. doi: 10.1515/helia-2020-001 1 .

[5] Bielashov, O., Rozhkov, A., Kalenska, S., Karpuk, L., Marenych, M., Kuts, O., Zaitseva, I., Romanov, O., & Muzafarov, N. (2022). Influence of pre-sowing application of mineral fertilizers, root and foliar nutrition on productivity of winter tritical plants. Ecological Engineering & Enviromental Technology, 23(6), 1-14. doi: 10.12912/27197050/152118.

[6] Cheng, Yu., Luo, M., Zhang, T., Yan, S., Wang, Ch., Dong, Q., Feng, H., Zhang, T., & Kisekka, I. (2023). Organic substitution improves soil structure and water and nitrogen status to promote sunflower (Helianthus annuus L.) growth in an arid saline area. Agricultural Water Management, 283, article number 108320. doi: 10.1016/j.agwat.2023.108320 .

[7] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text .

[8] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1979, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text .

[9] Cеccoli, G., Ortiz, S.A.G., Buttarelli, M.S., Pisarello, M.L., Muñoz, F.F., Daurelio, L.D., Bouzo, C.A., Panigo, E.S., & Perez A.A. (2022). Salinity tolerance determination in four sunflower (Helianthus annuus L.) hybrids using yield parameters and principal components analysis model. Annals of Agricultural Sciences, 67(2), 211219. doi: 10.1016/j.aoas.2022.12.00 5 .

[10] Degani, О., Gordani, А., Becher, Р., Chen, А., & Rabinovitz, О. (2022). Crop rotation and minimal tillage selectively affect maize growth promotion under late wilt disease stress. Journal of Fungi, 8(6), article number 586. doi: 10.3390/jof8060586.

[11] Didur, I., Bakhmat, M., Сhynchyk, O., Pantsyreva, H., Telekalo, N., & Tkachuk, O. (2020). Substantiation of agroecological factors on soybean agrophytocenoses by analysis of variance of the Right-Bank Forest-Steppe in Ukraine. Ukrainian Journal of Ecology, 10(5), 54-61. doi: 10.15421/2020_206 .

[12] Domaratskyi, Y. (2021). Leaf area formation and photosynthetic activity of sunflower plants depending on fertilizers and growth regulators. Journal of Ecological Engineering, 22(6), 99-105. doi: 10.12911/22998993/137361 .

[13] DSTU 4117:2007. (2007). Grain and products of its processing. Determination of quality indicators by the method of infrared spectroscopy. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=85620 .

[14] DSTU ISO 10381-1:2004. (2006). Soil quality. Sampling of samples. Part 1. Guidelines for drawing up sampling programs (ISO 10381-1:2002, IDТ). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_ doc=58984.

[15] Ghaffari, M., Gholizadeh, A., Andarkhor, S.A., Zareei Siahbidi, A., Kalantar Ahmadi, S.A., Shariati, F., & Rezaeizad, A. (2021). Stability and genotype×environment analysis of oil yield of sunflower single cross hybrids in diverse environments of Iran. Euphytica, 217, article number 187. doi: 10.1007/s10681-021 02921-w.

[16] Han, J.L., Pan, X.D., & Chen, Q. (2022). Distribution and safety assessment of heavy metals in fresh meat from Zhejiang, China. Scientific Reports, 12, article number 3241. doi: 10.1038/s41598-022-07214-3.

[17] Hejna, M., Moscatelli, A., Onelli, E., Baldi, A., Pilu, S., & Rossi, L. (2019). Evaluation of concentration of heavy metals in animal rearing system. Italian Journal of Animal Science, 18(1), 1372-1384. doi: 10.1080/1828051Х.2019.1642806.

[18] Hilwa, D., Marajan, W.A., & Idris, B.E.M. (2019). Influence of sowing date on growth and yield components of sunflower (Helianthus annuus L.) in Semi-Arid Zone. Journal of Agronomy Research, 2(2), 36-42. doi: 10.14302/ issn.2639-3166.jar-19-2961.

[19] Kalenska, S.M., Harbar, L.A., & Horbatiuk, E.M. (2020). The role of sowing regulations in the formation of phytometric indicators of sunflower. Taurian Scientific Bulletin, 113, 49-55.

[20] Knoell, D.L., & Wyatt, T.A. (2021). The adverse impact of Cadmium on immune function and lung host defense. Seminars in Cell & Developmental Biology, 115, 70-76. doi: 10.1016/j.semcdb.2020.10.007.

[21] Mazur, V., Tkachuk, О., Pantsyreva, Н., Kupchuk, І., Mordvaniuk, М., & Chynchyk, О. (2021). Еcological suitability peas (Рisum sativum) varieties to climate change in Ukraine. Agraarteadus. Journal of Agricultural Science, 2(32), 276-283. doi: 10.15159/jas.21.26.

[22] Melnyk, A., Akuaku, J., Melnyk, T., & Makarchuk, A. (2020). Influence of photosynthetic apparatus on the productivity of high-oleic sunflower depending on climatic conditions in the left-bank forest-steppe of Ukraine. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 26(4), 800-808.

[23] Melnyk, A.V. (2018). Agrobiological aspects of growing sunflower and spring rape in the conditions of the NorthEastern Forest Steppe of Ukraine. Sumy: University book.

[24] Novytska, N., Gadzovskiy, G., Mazurenko, B., Kalenska, S., Svistunova, I., & Martynov, O. (2020). Effect of seed inoculation and foliar fertilizing on structure of soybean yield and yield structure in Western Polissya of Ukraine. Agronomy Research, 18(4), 2512-2519. doi: 10.15159/AR.20.203.

[25] Pinkovskyi, H.V. (2019). Growth, development, and productivity of sunflower plants depending on sowing dates and stand density in the Right Bank Steppe of Ukraine . Taurian Scientific Bulletin, 108, 78-85.

[26] Razanov, S.F., Tkachuk, O.P., Bakhmat, O.M., & Razanova, A.M. (2020). Reducing danger of heavy metals accumulation in winter wheat grain which is grown after leguminous perennial precursor. Ukrainian Journal of Ecology, 10(1), 254-260. doi: 10.15421/2020_40.

[27] Romanchuk, L.D., Herasymchuk, L.O., Kovalyova, S.P., Kovalchuk, Yu.V., & Lopatyuk, O.V. (2019). Quality of life of the population resident at the radioactively contaminated area in Zhytomyr Region. Ukrainian Journal of Ecology, 9(4), 478-485. doi: 10.15421/2019_778.

[28] Sadak, M.S., Hanafy, R.S., Elkady, F.M., Mogazy, A.M., & Abdelhamid, M.T. (2023). Exogenous calcium reinforces photosynthetic pigment content and osmolyte, enzymatic, and non-enzymatic antioxidants abundance and alleviates salt stress in bread wheat. Plants, 12(7), article number 1532. doi: 10.3390/plants12071532.

[29] Savchuk, I., Skydan, O., Stepanenko, V., Kryvyi, M., & Kovaleva, S. (2021). Safety of livestock products of bulls on various diets during fattening in the conditions of radioactive contamination. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 12(1), 86-91. doi: 10.15421/022113.

[30] Shafiq, B.A., Nawaz, F., & Majeed, S. (2021). Sulfate-based fertilizers regulate nutrient uptake, photosynthetic gas exchange, and enzymatic antioxidants to increase sunflower growth and yield under drought stress. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 21, 2229-2241. doi: 10.1007/s42729-021-00516-x .

[31] Shahini, E., Luhovyi, S., Kalynychenko, H., Starodubets, O., & Trybrat, R. (2022). Rational use of oilseed waste to increase dairy productivity. International Journal of Environmental Studies, 80(2), 442450. doi: 10.1080/00207233.2022.2147727.

[32] Sher, A., Suleman, M., Sattar, A., Qayyum, A., Ijaz, M., Allah, S. U., Al-Yahyai, R., Al-Hashimi, A., & Elshikh, M.S. (2022). Achene yield and oil quality of diverse sunflower (Helianthus annuus L.) hybrids are affected by different irrigation sources. Journal of King Saud University-Science, 34(4), article number 102016. doi: 10.1016/j. jksus.2022.102016 .

[33] State Institution “Institute of Soil Protection of Ukraine”. (n.d.). Retrieved from https://www.iogu.gov.ua/link/ branches/zhytomer.html.

[34] Tkalich, I.D., Hyrka, A.D., Bochevar, O.V., & Tkalich, Yu.I. (2018). Agrotechnical measures to increase the yield of sunflower seeds in the conditions of the steppe of Ukraine. Cereal Crops, 2(1), 44-52. doi: 10.31867/2523 4544/0006.

[35] Tymchyshyn, O.F., Rudavska, N.M., & Behen, L.L. (2021). Prospects of sunflower growing and the influence of plant density on productivity. Foothill and Mountain Agriculture and Animal Husbandry, 70(2), 7383. doi: 10.32636/01308521.2021-(70)-2-6 .

[36] Zimaroieva, A., Zhukov, O.V., Fedoniuk, T., Pinkina, T., & Vlasiuk, V. (2021). Edaphoclimatic factors determining sunflower yields spatiotemporal dynamics in northern Ukraine. Oilseeds and Fats, Crops and Lipids, 28(26), 1-13. doi: 10.1051/ocl/2021013.

Tkachuk, O., Gucol, G., Mazur, O., Verhelis, V., & Titarenko, O. (2024). Ecological safety of sunflower seeds in the conditions of agricultural intensification. Scientific Horizons, 27(1), 71-79. https://doi.org/10.48077/scihor1.2024.71