Ecological safety of sunflower seeds in the conditions of agricultural intensification

Abstract

Sunflower cultivation using intensive technologies, which manifests itself in the disruption of crop rotation, high rates of mineral fertilisers and pesticides, leads to an increased risk of products contaminated with heavy metals, nitrates, and pesticide residues. The purpose of this study was to identify the risks of toxic substances accumulation in the soil and sunflower seeds. In this study, the atomic absorption spectrophotometric method was used to determine the content of toxic substances in soil and sunflower seeds. The content of alkaline-hydrolysed nitrogen, mobile phosphorus, exchangeable potassium, the reaction of the soil solution pH, as well as the content of mobile forms of heavy metals: lead, cadmium, copper, zinc, mercury, cobalt, and molybdenum; boron, and radioactive caesium were determined in the soil after sunflower cultivation. The factual content of soil contaminants was compared with their maximum permissible concentrations. The study investigated the content of heavy metals, namely, lead, cadmium, copper, and zinc, as well as nitrates in sunflower seeds. Their content was compared with the values of maximum permissible concentrations. The coefficients of accumulation of the heavy metals under study by sunflower seeds were calculated. Thus, copper and zinc are most intensively absorbed from the soil and accumulate in sunflower seeds, while lead is the least absorbed. The findings suggest that since no excess of the permissible levels of heavy metals and nitrates in sunflower seeds was found, there is a higher probability of their increased accumulation in sunflower by-products: seed husks, stems, leaves, petioles, and roots. The study results can be used in organic sunflower cultivation.

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.