СЕКЦІЯ - СУЧАСНІ ПИТАННЯ ЕКОЛОГІЇ ТА ЗАХИСТУ ДОВКІЛЛЯ Матеріали ХІ Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «МОЛОДЬ: НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ», 22-24 листопада 2023 р. 318 УДК 504:581.6 Сушко З.Л., магістерка спеціальності 101 Екологія Науковий керівник: Ковров О.С., д.т.н., професор кафедри екології та технологій захисту навколишнього середовища (Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна) РОЗРАХУНОК ПОТЕНЦІЙНОЇ БІОМАСИ ЗЕРНОВОГО СОРГО ДЛЯ ФІТОРЕМЕДІАЦІЇ ЗЕМЕЛЬ, ЗАБРУДНЕНИХ ЦИНКОМ Серед піонерних трав’янистих рослин, які найбільше накопичують цинк, використовують злакові (20–50 мг/кг Zn). Серед сільськогосподарських культур для фіторемедіації територій забруднених цинком використовують Зернове сорго (Sorghum bicolor), яке гарно поглинає цинк (Zn), залізо (Fe), мідь (Cu) та кадмій (Cd) з ґрунту. Зернове сорго (Sorghum bicolor) – трав’яниста одно- чи багаторічна рослина родини злакових або тонконогових (Poaceae). Переваги використання сорго серед сільськосподарських культур: 1. Висока врожайність та якість зерна (вміст крохмалю, відсутність таніну), 2. Використання при поливі в 1,5–2 рази менше води на одиницю врожаю, 3. Використовує вуглецеву фіксацію (С4) для зменшення споживання води та поглинанню СО2, 4. При тривалій посухи переходить в сплячий стан та згортає листя, з можливістю відновлення, 5. Пригнічує ріст бур’янів (виробляє речовину – сорголеном, яка не дає їм розвиватися, як гербіцид). Стійкість до хвороб та шкідників (круглі черви, жуки Diabrotica в Західній Європі, гриб-паразит Macrophomina в Східній Європі). Сорго може зростати в степовій та лісостеповій зоні, а завдяки своєї посухостійкості зможе витримати даний клімат. Вирощення сорго на територіях після сільськогосподарської діяльності, видобутку корисних копалин та їх переробки є гарним способом фіторемедіації земель з можливістю подальшого вирощення на них культур. Також сорго використовують для вирішення екологічних питань пов’язаних з рекультивацією ґрунтів. Через гарно розвинену кореневу систему (2–2,5 м) та значну біомасу він добре пристосовується до більшості умов. Серед якостей важливих для фіторекультивації – захищає ґрунт від ерозії, зберігає структуру ґрунтового покриву та перешкоджає вимиванню азоту з землі. При використанні сорго на конкретній ділянці, він захистить ґрунтовий покрив та буде перешкоджати появі бур’янів до насаджень наступної культури. 1 гектар сорго поглинає до 55 тон вуглекислого газу СО2 та виробляє приблизно 40 тон кисню (О2) за вегетаційний період – 125-135 днів [1]. За формулою (1) розраховуємо потенційну біомасу (урожай) (ПУ) Зернового сорго при оптимальних метеорологічних умов, в ц/га у сухому стані. ПУ = Кф ∙ Кт ∙ Крп ∙ ∑ 𝑄 𝑞 , ц/га (1) де Кф – коефіцієнт фотосинтетино активної радіації (ФАР), за А.О. Ничипровичем (в даному розрахунку – 0,04); Кт – коефіцієнт відношення наземної і кореневої частини рослини, що відображає частку фотосинтетично активної частини в біомасі рослини (в даному розрахунку – 0,6); Крп – коефіцієнт рослинного покриву території від 0 % до 100 %; ΣQ – кількість ФАР за період вегетації, за М.Ф. Цупенко, кДж/га або ккал/га; q – калорійність сухої біомаси, кДж/га або ккал/га. Потім розраховуємо за формулою (2) біомасу Зернового сорго з природньою вологістю (Рвол). СЕКЦІЯ - СУЧАСНІ ПИТАННЯ ЕКОЛОГІЇ ТА ЗАХИСТУ ДОВКІЛЛЯ Матеріали ХІ Міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «МОЛОДЬ: НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ», 22-24 листопада 2023 р. 319 Рвол = Рсух (100−𝑊) ∙ 100% , кг/м2 (2) де W – вологість біомаси рослини, %. Кількість фотосинтетично активної радіації для Дніпропетровської області розраховується за період з травня по серпень: 31,4 + 33,6 + 34,3 + 29,8 = 129,1 кДж/см2. Калорійність Зернового сорго становить 4,5 ккал/га або 18 828 кДж/га. Вологість біомаси Зернового сорго становить 14 %. Результати розрахунків заносимо в таблицю 1. Отримані дані зображуємо на графіках (рис. 1 та 2). Таблиця 1 Потенційна біомаса Зернового сорго від Крп при ФАР зв’язування важких металів з травня по серпень включно Крп,% ПУ, ц/га Рвол, кг/м2 Крп,% ПУ, ц/га Рвол, кг/м2 0 0 0 0,6 0,99 1,15 0,1 0,17 0,20 0,7 1,15 1,34 0,2 0,33 0,38 0,8 1,32 1,54 0,3 0,49 0,57 0,9 1,48 1,72 0,4 0,66 0,77 1 1,65 1,92 0,5 0,82 0,95 Рисунок 1 – Залежність потенційної біомаси (суха речовина) Зернового сорго від Крп при ФАР зв’язування важких металів з травня по серпень включно Рисунок 2 – Залежність потенційної біомаси (з природньою вологістю) Зернового сорго від Крп при ФАР зв’язування важких металів з травня по серпень включно На рисунках 1 та 2 показано, що від коефіцієнту рослинного покриву (Крп) від 0 до 1 зростає потенційна біомаса Зернового сорго майже в 2 рази (як в сухій речовині, так і з природньою вологістю). Список використаних джерел: 1. Сорго – культура майбутнього. URL: https://www.agronom.com.ua/sorgo-kultura- budushhego/ Загол. з екрана. 0 ,1 7 0 ,3 3 0 ,4 9 0 ,6 6 0 ,8 2 0 ,9 9 1 ,1 5 1 ,3 2 1 ,4 8 1 ,6 5 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7 0 , 8 0 , 9 1 О Д И Н И Ц І В И М ІР У Ц /Г А КОЕФІЦІЄНТ РОСЛИННОГО ПОКРИВУ КРП 0 ,2 0 0 ,3 8 0 ,5 7 0 ,7 7 0 ,9 5 1 ,1 5 1 ,3 4 1 ,5 4 1 ,7 2 1 ,9 2 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7 0 , 8 0 , 9 1 О Д И Н И Ц І В И М ІР У К Г /М 2 КОЕФІЦІЄНТ РОСЛИННОГО ПОКРИВУ КРП https://www.agronom.com.ua/sorgo-kultura-budushhego/ https://www.agronom.com.ua/sorgo-kultura-budushhego/