Введение. Более 90 % продовольствия человечество получает от сельского хозяйства, где основным средством производства выступают земельные ресурсы. К сожалению, количество и качество сельскохозяйственных земель стремительно снижается с каждым годом. В мире ежегодно из сельскохозяйственного оборота выбывает 6-7 млн га земель, в том числе в результате разрушения и загрязнения при добыче и переработке полезных ископаемых [1].

Сильное негативное влияние на земельные ресурсы оказывает нефтедобывающая промышленность. Объем добычи нефти и газового конденсата в Российской Федерации в 2018 году повысился на 1,6 % по сравнению с 2017 годом и составил 555,84 млн тонн [2]. К сожалению, немалая часть добытой нефти попадает в окружающую среду как загрязнитель [3-6]. По некоторым данным [7], в нашей стране от общего объема добытой нефти на разных этапах её добычи и транспорти­ровки может теряться до 1,5-10 %. Большие территории нефтедобывающих регионов по экологическому состоянию окружающей среды приближаются к районам экологического бедствия и кризиса. [3, 8, 9]. Проблемы охраны земель от отрицательного воздействия нефтедобывающего комплекса весьма актуальны и для Республики Татарстан, из недр которой добыто более 3,3 млрд. тонн нефти. Несмотря на серьезные успехи нефтяников республики в деле охраны окружающей среды, значительные площади земель нефтедобывающих районов РТ загрязнены нефтью, нефтепромысловыми сточными водами и разрушены механически [10-12].  

Имеющиеся публикации о влиянии нефтяного загрязнения на продуктивность растений отрывочны и отзывчивость растений на одни и те же уровни загрязнения существенно отличается в зависимости от почвенно-климатических условий, особенностей поллютанта и возраста загрязнения. В подавляющем большинстве случаях загрязнение почв нефтью приводит к полной гибели растений или резкому снижению величины и качества урожая, хотя некоторые культуры проявляют относительную устойчивость к нефтяному загрязнению [4, 9, 13, 14].

Исходя из вышеизложенного, целью нашей работы явилась оценка влияния нефтяного загрязнения на продуктивность ярового ячменя и коэффициенты использования питательных веществ из серой лесной почвы. Яровой ячмень – важнейшая зерновая культура для многих регионов мира, в том числе для нашей страны, прежде всего в связи с тем, что зерно ячменя содержит много белка, крахмала и является прекрасным концентрированным кормом. Ячмень используется также для продовольственных целей и особую ценность представляет для пивоваренного производства [15].

 Условия, материалы и методы исследований. Исследования проводили в 2004-2018 гг. на опытном поле кафедры агрохимии и почвоведения Казанского государственного аграрного университета, расположенном в Предкамской агропроизводственной зоне (Предкамье) Республики Татарстан.

  Почва опытного участка – серая лесная среднесуглинистая, являющаяся преобладающей почвенной разностью Предкамья РТ, на долю которой приходится более 61 % сельскохозяйственных угодий данной зоны. Фоновая (незагрязненная) почва характеризовалась низким содержанием гумуса и слабокислой реакцией среды, повышенным содержанием подвижного фосфора и средней обеспеченностью подвижных форм калия и микроэлементов (B, Мо, Mn, Cu, Zn, Co).

Почву искусственно загрязнили товарной нефтью из расчета 20 л/м². Микроделянки представляют собой бездонные ящики, углубленные в почву на глубину 30 см. Площадь микроделянок 0,50 м². Предыдущие исследования сотрудников кафедры агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ [11] показали, что указанная доза нефти соответствует среднему уровню загрязнения.

В 2004 году, на 3-й день после загрязнения, посеяли викоовсяную смесь. В последующие годы объектами исследования были культуры полевого севооборота со следующим чередованием: яровая пшеница – ячмень – яровой рапс – просо.  Такой набор культур обусловлен малой площадью делянок, где возделывание пропашных культур, имеющих большую площадь питания, практически невозможно. С момента закладки опыта прошли три ротации севооборота: в 2005-2008 гг. – первая, в 2009- 2012 гг. – вторая и в 2013-2016 гг. – третья, с 2017 года идет четвертая ротация севооборота.

Объектом нашего исследования является яровой ячмень, который возделывался в 2006, 2010, 2014 и 2018 годах. Норма высева 5,5 млн шт. всхожих семян на гектар, глубина заделки – 4-5 см. Перед посевом семена были обработаны препаратами «Дивиденд» (2006 г.), «Кинто Доу» (2010 и 2014 гг.) и «Доспех-3» (2018 г.). Средства защиты растений и удобрения во время роста и развития растений не использовали.

Агрохимические анализы почв и растений выполнены в ФГБУ ЦАС «Татарский» и на кафедре агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ в соответствии  с общепринятыми методами (ГОСТ 5180-84; ГОСТ 28268-89; ГОСТ 26213-91; ГОСТ 17.4.4.01-84; ГОСТ 26212-91; ГОСТ 26484-85; ГОСТ 26207-91; ГОСТ Р 50682-94; ГОСТ Р 50686-94; ГОСТ Р 50684-94; ГОСТ Р 50687-94; ГОСТ Р 50689-94; ГОСТ Р 50688-94; ГОСТ 13496.4-93; ГОСТ 26657-97; ГОСТ 30504-97).

Статистическая обработка результатов экспериментов проведена методом дисперсионного анализа [16] с использованием программ для Microsoft Excel 97, корреляционно-регрессионный анализ – с помощью программы Statistica ver. 5.5 A for Windows.

Анализ и обсуждение результатов. Действие однократного нефтяного загрязнения на урожайность ярового ячменя по ротациям севооборота демонстрируется данными табл. 1.

На незагрязненной почве урожайность зерна ячменя по ротациям севооборота колебалась от 81 до 206 г/м², что обуславливалось, прежде всего, погодными условиями вегетационных периодов. Особенно наглядно влияние погодных условий проявилось во второй ротации (2010 г.), когда из-за чрезвычайной засухи урожайность составила только 81 г/м². В целом, величины урожайности на фоновой почве следует признать неплохими, так как они получены без применения удобрений.

Однократное нефтяное загрязнение, проведенное в 2004 году из расчета 20 л/м², привело к существенному снижению урожайности ячменя. В первой ротации севооборота урожайность зерна ячменя, посеянного спустя два года после загрязнения, снизилась, по сравнению с контролем, в 3,28 раза. Снижение урожайности зерна от нефтяного загрязнения в последующие ротации севооборота составило от 1,44 раза (четвертая ротация) до 1,93 (вторая ротация), то есть по мере старения нефтяного загрязнения его негативное влияние на урожайность зерна ячменя постепенно убывало.

Урожайность соломы на незагрязненной почве по ротациям севооборота колебалась от 145 (вторая ротация, чрезвычайно засушливый 2010 г.) до 243 г/м² (третья ротация). Негативное влияние нефтяного загрязнения почвы на урожайность соломы в целом напоминает таковое на зерно ярового ячменя. По отношению к уровню контроля урожайность соломы на нефтезагрязненной почве составила 56-85 %. Наибольшее снижение урожая соломы от нефтяного загрязнения обнаружилось в первой ротации, а наименьшее – в последней ротации севооборота.

Представленные на рисунке графики зависимости урожаев зерна и соломы ярового ячменя от давности загрязнения (времени, происшедшей со времени загрязнения почвы до посева растений) достаточно четко показывают постепенное приближение урожаев на загрязненной почве к уровню урожая контрольной (незагрязненной) почвы.

При этом наиболее ускоренными темпами к контрольному уровню приближалась урожайность соломы. Особенно быстрыми темпами происходило приближение урожайности соломы к уровню контроля за годы второй ротации. Как видно, за этот период, по отношению к контролю, урожайность соломы ячменя выросла с 56 до 83 %. В последующие годы   статистически достоверный рост урожайности соломы не наблюдался, в то время как постепенное приближение урожаев зерна на нефтезагрязненной почве к фоновому уровню продолжалось в течение всех лет наблюдений.

Зависимость урожайности (У) ярового ячменя от давности нефтяного загрязнения серой лесной почвы (x) описывалась линейными уравнениями (1, 2):

а) урожайность зерна   У= 3,2·x+27,4;     (1)

б) урожайность соломы У = 2,2·x+59,4.  (2)

Коэффициенты детерминации (R²) урожайности зерна и соломы от давности загрязнения равнялись соответственно 0,9438 и 0,6563, то есть давность нефтяного загрязнения наиболее сильное влияние оказала на урожайность зерна ярового ячменя.

Таким образом, однократное загрязнение серой лесной почвы нефтью из расчета 20 л/м² приводило к статистически достоверному снижению урожая в течение 14 лет с момента загрязнения почвы. По мере старения загрязнения происходило постепенное приближение урожаев на загрязненной почве к уровню урожая контрольной (незагрязненной) почвы. Во все годы наблюдения снижение урожая зерна от нефтяного загрязнения серой лесной почвы было более значимым, чем снижение урожайности соломы.

Влияние старого нефтяного загрязнения на содержание основных макроэлементов в зерне и соломе ярового ячменя в 2018 г. демонстрируется данными табл. 2.

Общее содержание азота, фосфора и калия в зерне, выращенном на незагрязненной почве, составило соответственно 2,35; 0,78 и 0,64 %. Как видно, содержание азота оказалось больше фосфора и калия в 3,01 и 3,67 раза. Совершенно иное соотношение питательных элементов наблюдается в соломе ярового ячменя, где больше всего содержится калия (1,09 %). По сравнению с калием, азота и фосфора в соломе обнаружилось меньше соответственно в 2,02 и 7,27 раза.

Старое нефтяное загрязнение оказало слабое влияние на химический состав растений ярового ячменя. Так, в зерне содержание изученных макроэлементов под влиянием нефтяного загрязнения повысилось на 1-5 относительных процента. Можно предположить, что задержка накопления органических веществ растениями под действием нефтяного загрязнения оказалась более значимой, чем подавление процессов поглощения указанных питательных веществ из почвы.

По сравнению с зерном состав соломы ячменя под действием старого нефтяного загрязнения изменился несколько заметнее: в соломе ячменя, полученной на нефтезагрязненной почве, превышение значений контроля (незагрязненная почва) составило 2-7 %. Таким образом, старое нефтяное загрязнение оказало слабое влияние на содержание общего азота, фосфора и калия в растениях ячменя, особенно в зерне.

Важными агрохимическими показателями являются хозяйственные выносы питательных элементов сельскохозяйственными культурами. Именно они представляются базовыми нормативными параметрами для определения норм удобрений. Поэтому установление значений этих показателей для каждой зоны, почвенного типа и подтипа в полевых опытах имеет не только научное и большое практическое значение.

В табл. 3 представлены расчеты хозяйственных выносов азота, фосфора и калия яровым ячменем в зависимости от нефтяного загрязнения серой лесной почвы. Хозяйственный вынос, как известно, показывает количество тех или иных веществ, отчуждаемых в составе основной и побочной продукции с единицы площади, но не включает то их количество, которое остается в поле в составе корневых и пожнивных остатков. В практике применения удобрений именно размеры хозяйственных выносов, чаще всего, используются для расчета норм удобрений и баланса питательных веществ в земледелии.

Хозяйственные выносы азота, фосфора и калия яровым ячменем на незагрязненной почве (контроль) составили соответственно 4,82; 1,54 и 3,02 г/м².  Как видно, больше всего с урожаем ячменя было вынесено азота. Его доля от суммы этих трех основных элементов питания составило 51 %, а доля фосфора и калия соответственно – 17 и 32 %. Интересно, что азот и фосфор в основном были отчуждены в составе зерна (80-82 % от хозяйственного выноса), а калий в составе соломы (65 % от хозяйственного выноса).

Под действием старого нефтяного загрязнения хозяйственные выносы азота, фосфор и калия уменьшились по отношению к контролю соответственно на 26, 25 и 18 %. Это произошло несмотря на то, что, как было отмечено выше, процентное содержание всех трех питательных элементов как в зерне, так и соломе ячменя на загрязненной почве несколько повысилось. Другими словами, уменьшение хозяйственных выносов основных питательных элементов яровым ячменем на нефтезагрязненной почве, по сравнению с контролем, произошло только за счет снижения урожайности.

При определении норм минеральных удобрений весьма важными агрохимическими показателями, наряду с хозяйственными выносами, являются коэффициенты использования питательных веществ из почвы, которые подвержены сильным колебаниям в зависимости от множества факторов [17]. Действие старого нефтяного загрязнения на коэффициенты использования азота, фосфора и калия яровым ячменем из почвы показано в таблице 4. Коэффициенты использования питательных элементов яровым ячменем из почвы (КИП) рассчитаны путем деления хозяйственных выносов на запасы их доступных форм в пахотном слое. При этом запасы подвижных форм азота, фосфора и калия в пахотном слое почвы составили соответственно 6,60; 38,4 и 37,8 г/м².

На незагрязненной почве, взятой в качестве контроля, коэффициенты использования яровым ячменём минерального азота, подвижных форм фосфора и калия равнялись соответственно 0,730; 0,040 и 0,080. Сравнивая эти величины с зональными справочными данными [18], можно отметить, что фактические значения КИП подвижных форм фосфора и калия оказались меньше справочных значений, а минерального азота – больше.

Под действием старого нефтяного загрязнения коэффициенты использования минерального азота и подвижного фосфора серой лесной почвы снизились примерно на 1/4, а подвижного калия – на 1/5.

Выводы. Однократное загрязнение серой лесной почвы нефтью из расчета 20 л/м² приводило к статистически достоверному снижению урожая ярового ячменя в течение 14 лет.

По мере старения загрязнения происходило постепенное приближение урожаев на загрязненной почве к уровню урожая контрольной (незагрязненной) почвы. Во все годы наблюдения снижение урожая зерна от нефтяного загрязнения серой лесной почвы было более значимым, чем снижение урожая соломы.

Старое нефтяное загрязнение серой лесной почвы оказало слабое влияние на содержание в растениях ярового ячменя общего азота, фосфора и калия.

Коэффициенты использования растениями ярового ячменя минерального азота и подвижного фосфора серой лесной почвы под влиянием старого нефтяного загрязнения снизились примерно на 1/4, а подвижного калия – на 1/5.

Введение. Более 90 % продовольствия человечество получает от сельского хозяйства, где основным средством производства выступают земельные ресурсы. К сожалению, количество и качество сельскохозяйственных земель стремительно снижается с каждым годом. В мире ежегодно из сельскохозяйственного оборота выбывает 6-7 млн га земель, в том числе в результате разрушения и загрязнения при добыче и переработке полезных ископаемых [1].

Сильное негативное влияние на земельные ресурсы оказывает нефтедобывающая промышленность. Объем добычи нефти и газового конденсата в Российской Федерации в 2018 году повысился на 1,6 % по сравнению с 2017 годом и составил 555,84 млн тонн [2]. К сожалению, немалая часть добытой нефти попадает в окружающую среду как загрязнитель [3-6]. По некоторым данным [7], в нашей стране от общего объема добытой нефти на разных этапах её добычи и транспорти­ровки может теряться до 1,5-10 %. Большие территории нефтедобывающих регионов по экологическому состоянию окружающей среды приближаются к районам экологического бедствия и кризиса. [3, 8, 9]. Проблемы охраны земель от отрицательного воздействия нефтедобывающего комплекса весьма актуальны и для Республики Татарстан, из недр которой добыто более 3,3 млрд. тонн нефти. Несмотря на серьезные успехи нефтяников республики в деле охраны окружающей среды, значительные площади земель нефтедобывающих районов РТ загрязнены нефтью, нефтепромысловыми сточными водами и разрушены механически [10-12].  

Имеющиеся публикации о влиянии нефтяного загрязнения на продуктивность растений отрывочны и отзывчивость растений на одни и те же уровни загрязнения существенно отличается в зависимости от почвенно-климатических условий, особенностей поллютанта и возраста загрязнения. В подавляющем большинстве случаях загрязнение почв нефтью приводит к полной гибели растений или резкому снижению величины и качества урожая, хотя некоторые культуры проявляют относительную устойчивость к нефтяному загрязнению [4, 9, 13, 14].

Исходя из вышеизложенного, целью нашей работы явилась оценка влияния нефтяного загрязнения на продуктивность ярового ячменя и коэффициенты использования питательных веществ из серой лесной почвы. Яровой ячмень – важнейшая зерновая культура для многих регионов мира, в том числе для нашей страны, прежде всего в связи с тем, что зерно ячменя содержит много белка, крахмала и является прекрасным концентрированным кормом. Ячмень используется также для продовольственных целей и особую ценность представляет для пивоваренного производства [15].

 Условия, материалы и методы исследований. Исследования проводили в 2004-2018 гг. на опытном поле кафедры агрохимии и почвоведения Казанского государственного аграрного университета, расположенном в Предкамской агропроизводственной зоне (Предкамье) Республики Татарстан.

  Почва опытного участка – серая лесная среднесуглинистая, являющаяся преобладающей почвенной разностью Предкамья РТ, на долю которой приходится более 61 % сельскохозяйственных угодий данной зоны. Фоновая (незагрязненная) почва характеризовалась низким содержанием гумуса и слабокислой реакцией среды, повышенным содержанием подвижного фосфора и средней обеспеченностью подвижных форм калия и микроэлементов (B, Мо, Mn, Cu, Zn, Co).

Почву искусственно загрязнили товарной нефтью из расчета 20 л/м². Микроделянки представляют собой бездонные ящики, углубленные в почву на глубину 30 см. Площадь микроделянок 0,50 м². Предыдущие исследования сотрудников кафедры агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ [11] показали, что указанная доза нефти соответствует среднему уровню загрязнения.

В 2004 году, на 3-й день после загрязнения, посеяли викоовсяную смесь. В последующие годы объектами исследования были культуры полевого севооборота со следующим чередованием: яровая пшеница – ячмень – яровой рапс – просо.  Такой набор культур обусловлен малой площадью делянок, где возделывание пропашных культур, имеющих большую площадь питания, практически невозможно. С момента закладки опыта прошли три ротации севооборота: в 2005-2008 гг. – первая, в 2009- 2012 гг. – вторая и в 2013-2016 гг. – третья, с 2017 года идет четвертая ротация севооборота.

Объектом нашего исследования является яровой ячмень, который возделывался в 2006, 2010, 2014 и 2018 годах. Норма высева 5,5 млн шт. всхожих семян на гектар, глубина заделки – 4-5 см. Перед посевом семена были обработаны препаратами «Дивиденд» (2006 г.), «Кинто Доу» (2010 и 2014 гг.) и «Доспех-3» (2018 г.). Средства защиты растений и удобрения во время роста и развития растений не использовали.

Агрохимические анализы почв и растений выполнены в ФГБУ ЦАС «Татарский» и на кафедре агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ в соответствии  с общепринятыми методами (ГОСТ 5180-84; ГОСТ 28268-89; ГОСТ 26213-91; ГОСТ 17.4.4.01-84; ГОСТ 26212-91; ГОСТ 26484-85; ГОСТ 26207-91; ГОСТ Р 50682-94; ГОСТ Р 50686-94; ГОСТ Р 50684-94; ГОСТ Р 50687-94; ГОСТ Р 50689-94; ГОСТ Р 50688-94; ГОСТ 13496.4-93; ГОСТ 26657-97; ГОСТ 30504-97).

Статистическая обработка результатов экспериментов проведена методом дисперсионного анализа [16] с использованием программ для Microsoft Excel 97, корреляционно-регрессионный анализ – с помощью программы Statistica ver. 5.5 A for Windows.

Анализ и обсуждение результатов. Действие однократного нефтяного загрязнения на урожайность ярового ячменя по ротациям севооборота демонстрируется данными табл. 1.

На незагрязненной почве урожайность зерна ячменя по ротациям севооборота колебалась от 81 до 206 г/м², что обуславливалось, прежде всего, погодными условиями вегетационных периодов. Особенно наглядно влияние погодных условий проявилось во второй ротации (2010 г.), когда из-за чрезвычайной засухи урожайность составила только 81 г/м². В целом, величины урожайности на фоновой почве следует признать неплохими, так как они получены без применения удобрений.

Однократное нефтяное загрязнение, проведенное в 2004 году из расчета 20 л/м², привело к существенному снижению урожайности ячменя. В первой ротации севооборота урожайность зерна ячменя, посеянного спустя два года после загрязнения, снизилась, по сравнению с контролем, в 3,28 раза. Снижение урожайности зерна от нефтяного загрязнения в последующие ротации севооборота составило от 1,44 раза (четвертая ротация) до 1,93 (вторая ротация), то есть по мере старения нефтяного загрязнения его негативное влияние на урожайность зерна ячменя постепенно убывало.

Урожайность соломы на незагрязненной почве по ротациям севооборота колебалась от 145 (вторая ротация, чрезвычайно засушливый 2010 г.) до 243 г/м² (третья ротация). Негативное влияние нефтяного загрязнения почвы на урожайность соломы в целом напоминает таковое на зерно ярового ячменя. По отношению к уровню контроля урожайность соломы на нефтезагрязненной почве составила 56-85 %. Наибольшее снижение урожая соломы от нефтяного загрязнения обнаружилось в первой ротации, а наименьшее – в последней ротации севооборота.

Представленные на рисунке графики зависимости урожаев зерна и соломы ярового ячменя от давности загрязнения (времени, происшедшей со времени загрязнения почвы до посева растений) достаточно четко показывают постепенное приближение урожаев на загрязненной почве к уровню урожая контрольной (незагрязненной) почвы.

При этом наиболее ускоренными темпами к контрольному уровню приближалась урожайность соломы. Особенно быстрыми темпами происходило приближение урожайности соломы к уровню контроля за годы второй ротации. Как видно, за этот период, по отношению к контролю, урожайность соломы ячменя выросла с 56 до 83 %. В последующие годы   статистически достоверный рост урожайности соломы не наблюдался, в то время как постепенное приближение урожаев зерна на нефтезагрязненной почве к фоновому уровню продолжалось в течение всех лет наблюдений.

Зависимость урожайности (У) ярового ячменя от давности нефтяного загрязнения серой лесной почвы (x) описывалась линейными уравнениями (1, 2):

а) урожайность зерна   У= 3,2·x+27,4;     (1)

б) урожайность соломы У = 2,2·x+59,4.  (2)

Коэффициенты детерминации (R²) урожайности зерна и соломы от давности загрязнения равнялись соответственно 0,9438 и 0,6563, то есть давность нефтяного загрязнения наиболее сильное влияние оказала на урожайность зерна ярового ячменя.

Таким образом, однократное загрязнение серой лесной почвы нефтью из расчета 20 л/м² приводило к статистически достоверному снижению урожая в течение 14 лет с момента загрязнения почвы. По мере старения загрязнения происходило постепенное приближение урожаев на загрязненной почве к уровню урожая контрольной (незагрязненной) почвы. Во все годы наблюдения снижение урожая зерна от нефтяного загрязнения серой лесной почвы было более значимым, чем снижение урожайности соломы.

Влияние старого нефтяного загрязнения на содержание основных макроэлементов в зерне и соломе ярового ячменя в 2018 г. демонстрируется данными табл. 2.

Общее содержание азота, фосфора и калия в зерне, выращенном на незагрязненной почве, составило соответственно 2,35; 0,78 и 0,64 %. Как видно, содержание азота оказалось больше фосфора и калия в 3,01 и 3,67 раза. Совершенно иное соотношение питательных элементов наблюдается в соломе ярового ячменя, где больше всего содержится калия (1,09 %). По сравнению с калием, азота и фосфора в соломе обнаружилось меньше соответственно в 2,02 и 7,27 раза.

Старое нефтяное загрязнение оказало слабое влияние на химический состав растений ярового ячменя. Так, в зерне содержание изученных макроэлементов под влиянием нефтяного загрязнения повысилось на 1-5 относительных процента. Можно предположить, что задержка накопления органических веществ растениями под действием нефтяного загрязнения оказалась более значимой, чем подавление процессов поглощения указанных питательных веществ из почвы.

По сравнению с зерном состав соломы ячменя под действием старого нефтяного загрязнения изменился несколько заметнее: в соломе ячменя, полученной на нефтезагрязненной почве, превышение значений контроля (незагрязненная почва) составило 2-7 %. Таким образом, старое нефтяное загрязнение оказало слабое влияние на содержание общего азота, фосфора и калия в растениях ячменя, особенно в зерне.

Важными агрохимическими показателями являются хозяйственные выносы питательных элементов сельскохозяйственными культурами. Именно они представляются базовыми нормативными параметрами для определения норм удобрений. Поэтому установление значений этих показателей для каждой зоны, почвенного типа и подтипа в полевых опытах имеет не только научное и большое практическое значение.

В табл. 3 представлены расчеты хозяйственных выносов азота, фосфора и калия яровым ячменем в зависимости от нефтяного загрязнения серой лесной почвы. Хозяйственный вынос, как известно, показывает количество тех или иных веществ, отчуждаемых в составе основной и побочной продукции с единицы площади, но не включает то их количество, которое остается в поле в составе корневых и пожнивных остатков. В практике применения удобрений именно размеры хозяйственных выносов, чаще всего, используются для расчета норм удобрений и баланса питательных веществ в земледелии.

Хозяйственные выносы азота, фосфора и калия яровым ячменем на незагрязненной почве (контроль) составили соответственно 4,82; 1,54 и 3,02 г/м².  Как видно, больше всего с урожаем ячменя было вынесено азота. Его доля от суммы этих трех основных элементов питания составило 51 %, а доля фосфора и калия соответственно – 17 и 32 %. Интересно, что азот и фосфор в основном были отчуждены в составе зерна (80-82 % от хозяйственного выноса), а калий в составе соломы (65 % от хозяйственного выноса).

Под действием старого нефтяного загрязнения хозяйственные выносы азота, фосфор и калия уменьшились по отношению к контролю соответственно на 26, 25 и 18 %. Это произошло несмотря на то, что, как было отмечено выше, процентное содержание всех трех питательных элементов как в зерне, так и соломе ячменя на загрязненной почве несколько повысилось. Другими словами, уменьшение хозяйственных выносов основных питательных элементов яровым ячменем на нефтезагрязненной почве, по сравнению с контролем, произошло только за счет снижения урожайности.

При определении норм минеральных удобрений весьма важными агрохимическими показателями, наряду с хозяйственными выносами, являются коэффициенты использования питательных веществ из почвы, которые подвержены сильным колебаниям в зависимости от множества факторов [17]. Действие старого нефтяного загрязнения на коэффициенты использования азота, фосфора и калия яровым ячменем из почвы показано в таблице 4. Коэффициенты использования питательных элементов яровым ячменем из почвы (КИП) рассчитаны путем деления хозяйственных выносов на запасы их доступных форм в пахотном слое. При этом запасы подвижных форм азота, фосфора и калия в пахотном слое почвы составили соответственно 6,60; 38,4 и 37,8 г/м².

На незагрязненной почве, взятой в качестве контроля, коэффициенты использования яровым ячменём минерального азота, подвижных форм фосфора и калия равнялись соответственно 0,730; 0,040 и 0,080. Сравнивая эти величины с зональными справочными данными [18], можно отметить, что фактические значения КИП подвижных форм фосфора и калия оказались меньше справочных значений, а минерального азота – больше.

Под действием старого нефтяного загрязнения коэффициенты использования минерального азота и подвижного фосфора серой лесной почвы снизились примерно на 1/4, а подвижного калия – на 1/5.

Выводы. Однократное загрязнение серой лесной почвы нефтью из расчета 20 л/м² приводило к статистически достоверному снижению урожая ярового ячменя в течение 14 лет.

По мере старения загрязнения происходило постепенное приближение урожаев на загрязненной почве к уровню урожая контрольной (незагрязненной) почвы. Во все годы наблюдения снижение урожая зерна от нефтяного загрязнения серой лесной почвы было более значимым, чем снижение урожая соломы.

Старое нефтяное загрязнение серой лесной почвы оказало слабое влияние на содержание в растениях ярового ячменя общего азота, фосфора и калия.

Коэффициенты использования растениями ярового ячменя минерального азота и подвижного фосфора серой лесной почвы под влиянием старого нефтяного загрязнения снизились примерно на 1/4, а подвижного калия – на 1/5.

1. Kiryushin V.I. Agronomicheskoe pochvovedenie. [Agronomic soil science]. / V.I. Kiryushin. - M.: KolosS, 2010. - P. 687.

2. Dobycha nefti v RF v 2018 godu povysilas na 1,6 %. [Oil production in the Russian Federation in 2018 increased by 1.6%]. - Available at: https://www.interfax.ru/business/644895. Date of access 12.05.2019.

3. Solntseva N.P. Dobycha nefti i geokhimiya prirodnykh landshaftov. [Oil production and geochemistry of natural landscapes]. / N.P. Solntseva. - M.: Izd-vo MGU, 1998. - P. 376.

4. Oborin A.A. Neftezagryaznennye biotsenozy. [Oil-contaminated biocenoses]. / A.A. Oborin, V.T. Khmurchik, S.A. Ilarionov, M.Yu. Markarova. - Perm: Izd-vo PGU, 2008. - P. 511.

5. Ezeji U.E. Clean up of Crude Oil-Contaminated Soil / U.E. Ezeji, S.O. Anyadoh, V.I. Ibekwe // Terrestrial and Aquatic Environmental Toxicology. - 2007. - Vol.1 (2). - P.54-59.

6. Lim M.W. A comprehensive guide of remediation technologies for oil contaminated soil - Present works and future directions / M.W. Lim, E.V. Lau, Ph.E. Poh // Mar. Pollut. Bull. - 2016. - Vol.109 (1). - P. 14-45

7. Mazhayskiy Yu.A. Neft i nefteprodukty - toksichnye zagryazniteli pochv. // Neytralizatsiya zagryaznennykh pochv. [Oil and oil products - toxic soil pollutants. / Yu.A. Mazhaysky and others // Neutralization of contaminated soils. Edited by Yu.A. Mazhayskiy]. - Ryazan, 2008. - P. 149-152.

8. Gerasimova M.I. Antropogennye pochvy (genezis, geografiya, rekultivatsiya). [Anthropogenic soils (genesis, geography, reclamation)]. / M.I Gerasimova, N.M. Stroganova, N.V. Makarova, T.V. Prokofeva. - M.: Agropromizdat, 2006. - P. 224.

9. Lednov A.V. Izmenenie svoystv pochv evropeyskoy chasti Nechernozemnoy zony RF pod deystviem produktov neftedobychi i priemy ikh remediatsii. [Change of soil properties in the European part of chernozem zone of the Russian Federation under the influence of oil production products and methods of their remediation]. / A.V. Lednov. - Izhevsk: Tsifra, 2018. - P. 229.

10. Malikov A. “Tatneft” vnov stala absolyutnym EKOliderom Tatarstana. (“Tatneft” again became the absolute eco-leader of Tatarstan). - Available at: https://rg.ru/2016/12/16/reg-pfo/tatneft-vnov-stala-absoliutnym-ekoliderom-tatarstana.html. Date of access 05.04.2017.

11. Gilyazov M.Yu. Agroekologicheskaya kharakteristika i priemy rekultivatsii neftezagryaznennykh chernozemov Respubliki Tatarstan. (Agroecological characteristics and methods of reclamation of oil-contaminated chernozems of the Republic of Tatarstan). / M.Yu. Gilyazov, I.A. Gaysin. - Kazan: Fen, 2003. - P. 228.

12. Osipova R.A. The effect of oil pollution and methods of reclamation of gray forest soil on the yield of spring wheat. [Vliyanie neftyanogo zagryazneniya i priemov rekultivatsii seroy lesnoy pochvy na urozhaynost yarovoy pshenitsy]. / R.A. Osipova, A.R. Ravzutdinov, M.Yu. Gilyazov, S.Zh. Kuzhamberdieva // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. - Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. - 2019. - T. 33. -№.5. - P. 6-9.

13. Golan S. The effect of petroleum hydrocarbons on seed germination, development and survival of wild and cultivated plants in extreme desert soil / S. Golan, T. Faraj, E. Rahamim [et al.] // International Journal of Agriculture and Environmental Research. - 2016. - V.2. - Is.6. - P. 1743-1767.

14. Tran Th. H. Germination, physiological and biochemical responses of acacia seedlings (Acacia raddiana and Acacia tortilis) to petroleum contaminated soils / Th. H. Tran, E.M. Gati, A. Eshel, G. Winters // Environ. Pollut. - 2018. - Vol.234. - P. 642-655.

15. Pakul V.N. Potential spring barley in the northern forest-steppe of Western Siberia. [Potentsialnye vozmozhnosti yarovogo yachmenya v usloviyakh severnoy lesostepi Zapadnoy Sibiri. / V.N. Pakul', N.A. Lapshinov, V.P. Burenok, L.A. YAzeva // Kormoproizvodstvo. - Feed production. - 2008. - № 1. - P. 20-24.

16. Dospekhov B.A. Metodika opytnogo dela. 5-e izd., pererab. i dop. [Methods of field experience]. / B.A. Dospekhov. - M.: Agropromizdat, 1985. - P. 351.

17. Mineev V.G. Agrokhimiya. [Agrochemistry]. / V.G. Mineev. - M: Izd-vo MGU, Izd-vo “KolosS”, 2004. - P. 720.

18. Gilyazov M.Yu. Agronomicheskaya khimiya: metodicheskie ukazaniya. [Agronomic chemistry: guidelines]. / M.Yu. Gilyazov. - Kazan: Izd-vo Kazanskogo GAU, 2011. - P. 96.