ФІТОРЕМЕДІАЦІЯ ҐРУНТІВ ШЛЯХОМ ВИРОЩУВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ КУЛЬТУР
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.11.2025.24Ключові слова:
фіторемедіація, Miscanthus x giganteus, Phalaris arundinacea, важкі метали, токсиканти, органічні забруднювачі, нафтопродуктиАнотація
Відновлення родючості ґрунтів та захист їх від забруднення є складною науковою проблемою сьогодення, що потребує застосування різноманітних фізичних, хімічних і біологічних засобів. Важливим теоретичним і прикладним аспектом є розробка нових методів відновлення для зменшення деградації ґрунтів під впливом хімічного забруднення. У публікації проаналізовано екологічні характеристики енергетичних культур Miscanthus giganteus L. та Phalaris arundinaceaL. як фіторемедіаторів ґрунтів, забруднених важкими металами, пестицидами та нафтопродуктами. Дослідження показало, що вирощування енергетичних культур на техногенно забруднених ґрунтах призводить до неоднорідних змін агрохімічного та фізико-хімічного складу ґрунту. Реакція ґрунтового розчину, вміст вуглецю та гумусу мало змінилися за 2021–2023 роки. При вирощуванні Phalaris arundinacea L. на забруднених нафтопродуктами та пестицидами землях вміст ввібраних основ, легкогідролізованого азоту та рухомого фосфору суттєво збільшився, тоді як вміст обмінного калію, кальцію та рухомої сірки зменшився. І навпаки, вирощування Miscanthus giganteus L. призвело до зменшення вмісту макроелементів і збільшення вмісту обмінного кальцію та рухомої сірки. Вирощування енергетичних культур призвело до значного зниження вмісту токсичних речовин у забрудненому ґрунті, зокрема вмісту рухомих форм та масової частки важких металів. Найбільше зниження спостерігалося для рухомого хрому, який зменшився на 0,55 мг/кг за вирощування очеретянки звичайної та 1,06 мг/кг за вирощування міскантусу гігантського на ділянках, забруднених нафтопродуктами, та на 3,65 мг/кгі 5,25 мг/кг на ділянках, забруднених пестицидами, відповідно. Загальний вміст стибію зменшився на 60 мг/кг за вирощування очеретянки звичайної та 69,61 мг/кг за вирощування міскантусу гігантського на ділянках, забруднених нафтопродуктами, і на 65,68 мг/кг та78,35 мг/кг відповідно на ділянках, забруднених пестицидами. На досліджених площах вирощування енергетичних культур концентрація кадмію знизилася на 0,131–0,193 мг/кг при вирощуванні очеретянки звичайної та на 0,187–0,312 мг/кг при вирощуванні міскантусу гіганського. Також значно зменшився вміст органічних забруднювачів. На ділянках, забруднених нафтопродуктами, ГХГ (сума ізомерів) знизилась на 0,099 мг/кг при культивуванні очеретянки звичайної та на 0,121 мг/кг при культивуванні міскантусу гігантського, на забруднених пестицидами – відповідно на 0,12 і 0,143 мг/кг. При вирощуванні очеретянки звичайної вміст нафтопродуктів знизився на 565,52 мг/кг на ділянках, забруднених нафтопродуктами, та на 1364,14 мг/кг – забруднених пестицидами, а при вирощуванні міскантусу гігантського – на564,15–1160,08 мг/кг. Вміст фенолу було виявлено лише на забруднених пестицидами територіях і зменшено вдвічі завдяки вирощуванню енергетичних культур. Отже, вважаємо доцільним вирощування енергетичних культур Miscanthus x giganteus та Phalaris arundinacea, оскільки вони є перспективними фітотехнологіями для підвищення агрономічної цінності ґрунту.
Посилання
Блюм Я.Б., Гелетуха Г.Г., Григорюк І.П. та ін. Новітні технології біоенергоконверсії. Київ : Аграр Медіа Груп, 2010. 326 с.
Борецька І.Ю., Джура Н.М., Романюк О.І. Фіторемедіація техногенно забруднених ґрунтів з використанням енергетичних культур. Екологічні науки. 2021. № 6 (39). С. 72–76. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2021.eco.6-39.11.
Гелетуха Г.Г., Желєзна Т.А. Перспективи використання відходів сільського господарства для виробництва енергії в Україні. Аналітична записка Біоенергетичної асоціації України. 2014. № 7. С. 12–16.
Грабак Н.Х, Будикіна Ю.І. Техногенно забруднені землі та шляхи їх безпечного використання в агропромисловому комплексі. Наукові праці Вінницького національного аграрного університету. Серія «Екологія». 2014. № 220 (232). С. 83–87.
Кулик М.І., Галицька М.А., Самойлік М.С., Жорник І.І. Фіторемедіаційні аспекти використання енергетичних культур в умовах України. Agrology. 2019. № 2 (1). С. 65–73. https://doi.org/10.32819/2617-6106.2018.14020.
Ласло О.О. Відновлення порушених земель сільськогосподарського призначення за допомогою біоремедіації. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. 2014. № 1 (65). С. 94–100.
Пацула О.І., Фецюх А.Б., Буньо Л.В. Використання Salix viminalis L. для фіторемедіації ґрунтів, забруднених важкими металами. Екологічні науки. 2018. № 2 (20). С. 101–106.
Рахметов Д.Б. Теоретичні та прикладні аспекти інтродукції рослин в Україні. Київ : Аграр Медіа Груп, 2011. 398 с.
Самохвалова В.Л. Біологічні методи ремедіації ґрунтів, забруднених важкими металами. Біологічні студії. 2014. № 8 (1). С. 217–236.
Скачок Л.М., Потапенко Л.В., Горбаченко Н.І. Агроекологічна ефективність елементів технології вирощування міскантусу на радіоактивно забруднених ґрунтах. Вісник аграрної науки. 2019. № 9. С. 59–66.
Федорчук М.І., Коковіхін С.В., Каленська С.М. та ін. Агротехнологічні аспекти вирощування енергетичних культур в умовах Півдня України. Херсон, 2017. С. 42–45.
Цицюра Я.Г., Шкатула Ю.М., Забарна Т.А., Пелех Л.В. Інноваційні підходи до фіторемедіації та фіторекультивації у сучасних системах землеробства. Вінниця : ТОВ «Друк», 2022. 1200 с.
Barbosa B., Boléo S., Sidella S., Costa J., Duarte M.P., Mendes B., Cosentino S.L., Fernando A.L. Phytoremediation of Heavy Metal-Contaminated Soils Using the Perennial Energy Crops Miscanthus spp. and Arundo donax L. Bioenergy Research. 2015. № 8 (4). Р. 1500–1511. https://doi.org/10.1007/s12155-015-9688-9.
Basumatary B., Saikia R., Bordoloi S. Phytoremediation of crude oil contaminated soil using nut grass Cyperus rotundus. Journal of Environmental Biology. 2012. № 33 (5). Р. 891–896.
de Abreu C.A., Coscione A.R., Pires A.M., Paz-Ferreiro J. Phytoremediation of a soil contaminated by heavy metals and boron using castor oil plants and organic matter amendments. Journal of Geochemical Exploration. 2012. № 123. Р. 3–7. https://doi.org/10.1016//j.gexplo.2012.04.013.
Gawronski S.W., Gawronska H., Lomnicki S., Sæbo A. Plants in Air Phytoremediation. Advances in Botanical Research. 2017. № 83. Р. 319–346. https://doi.org/10.1016/bs.abr.2016.12.008.
Kovalyova S., Mozharivska I. Heavy metal concentration in soils while growing energy crops in the radioactively contaminated territory. Scientific Horizons. 2020. № 03 (88). Р. 121–126. https://doi.org/10.33249/2663-2144-2020-88-3-121-126.
Meers E., Van Slycken S., Adriaensen K., Ruttens A., Vangronsveld J., Du Laing G., Witters N., Thewys T., Tack F.M.G. The use of bio-energy crops (Zea mays) for ‘phytoattenuation’ of heavy metals on moderately contaminated soils: A field experiment. Chemosphere. 2010. № 78 (1). Р. 35–41. https://doi.org/10.1016/j. chemosphere.2009.08.015.
Moubasher H.A., Hegazy A.K., Mohamed N.H., Moustafa Y.M., Kabiel H.F., Hamad A.A. Phytoremediation of soils polluted with crude petroleum oil using Bassia scoparia and its associated rhizosphere microorganisms. International Biodeterioration & Biodegradation. 2015. № 98. Р. 113–120. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2014.11.019.
Pandey V.C., Bajpai O., Singh N. Energy crops in sustainable phytoremediation. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. № 54. Р. 58–73. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.09.078.
Pandey V.C., Pandey D.N., Singh N. Sustainable phytoremediation based on naturally colonizing and economically valuable plants. Journal of Cleaner Production. 2015. № 86. Р. 37–39. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.08.030.
Romanchuk L.D., Matviichuk N.H., Abramova I.V., Matviichuk B.V., Tryboi O. Removal of heavy metals by energy crops when grown on technologically contaminated soils. Ecological Engineering and Environmental Technology. 2025. № 26 (1). Р. 92–102. https://doi.org/10.12912/27197050/195635.
Romantschuk L., Matviichuk N., Mozharivska I., Matviichuk B., Ustymenko V., Tryboi O. Phytoremediation of Soils by Cultivation Miscanthus x Giganteus L. and Phalaris arundinacea L. Ecological Engineering & Environmental Technology, 2024. № 6 (25). Р. 137–147. https://doi.org/10.12912/27197050/186902.
Stephen Del Grosso, Pete Smith, Marcelo Galdos, Astley Hastings, William Parton. Sustainable energy crop production. Current Opinion in Environmental Sustainability. 2014. № 9–10. Р. 20–25. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2014.07.007.
Vis M.W., D. van den Berg. Biomass Energy Europe Harmonization of biomass resource assessments. Best Practices and Methods Handbook. Italy, 2010. Vol. I. 220 p.
Wanat N., Austruy A., Joussein E., Soubrand M., Hitmi A., Gauthier-Moussard C., Lenain J.-F., Vernay P., Munch J.C., Pichon M. Potentials of Miscanthus × giganteus grown on highly contaminated Technosols. Journal of Geochemical Exploration. 2013. № 126–127. Р. 78–84. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.01.001.
Witters N., Mendelsohn R. O., Van Slycken S., Weyens N., Schreurs E., Meers E., Tack F., Carleer R., Vangronsveld J. Phytoremediation, a sustainable remediation technology? Conclusions from a case study. I: Energy production and carbon dioxide abatement. Biomass and Bioenergy. 2012. № 39. Р. 454–469. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.08.016.
