Тяжелые металлы в системе почва - растение

Содержание в верхнем горизонте почвы (на контроле) валовых кадмия, меди и никеля находится в пределах допустимой концентрации (0,83, 23,0, 43,0 мг/кг соответственно), цинка - в 1,5 раза выше ПДК (470 мг/кг).

2. В опыте по загрязнению  почвы тяжелыми металлами содержание их в почве по-разному оказало влияние на мобилизацию подвижных питательных веществ. Кадмий, медь и никель при содержании их в почве в пределах допустимых концентраций не оказали влияния на содержание подвижных форм азота, фосфора и калия. Концентрации тяжелых металлов выше предельно — допустимой концентрации действовали ингибирующе на юбилизацию нитратного азота и подвижного фосфора, особенно в период ;ущения. Содержание азота было на 6 и более мг/кг, и фосфора на 8 и более iir/lOOrp ниже контроля.

3. Загрязнение почвы тяжелыми металлами (за исключением цинка в 1-i год действия) способствовало мобилизации подвижного калия в почве, 'одержание которого увеличивалось по сравнению с контролем.

4. Зависимость содержания  подвижных форм элементов питания  от одержания в почве тяжелых металлов прослеживалась в следующем орядке: для азота нитратов - Ni > Cd > Си > Zn; для азота обменного ммония - Cd > Си > Ni > Zn; для подвижного фосфора - Zn > Ni > Cd > Си;

ы подвижного калия - Zn > Си > Ni > Cd.

 

5. Влияние тяжелых металлов на мобилизацию подвижных питательных веществ в почве зависело от сроков их действия, самый высокий эффюкт получен в год загрязнения (действия) тяжелыми металлами и затем в последействии он снижался.

6. Влияние тяжелых  металлов на вынос растениями яровой пшеницы основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) происходило по-разному. По большинству вариантов тяжелые металлы снижали поступление азота и фосфора в основную продукцию с соответствующим количеством побочной продукции по сравнению с контролем. Более высокий вынос азота наблюдался при загрязнении почвы медью в дозе 50 мг/кг, а калия - при внесении меди и никеля в дозе 200 мг/кг.

7.  Тяжелые  металлы   повлияли  на  поступление   основных макроэлементов (азота,  фосфора и калия) в растения  сахарной свеклы, и по большинству вариантов тяжелые металлы снижали вынос азота, фосфора и калия 1ц корнеплодов и только при загрязнении почвы кадмием 1,5 и 3,0 и иедью 100 мг/кг вынос азота 1ц продукции был выше по сравнению с контролем; вынос фосфора был выше на вариантах при повышенных уровнях агрязнения медью и никелем в дозе 100 и 200 мг/кг. Вынос калия по юльшинству вариантов был ниже.

8. Загрязнение почвы  тяжелыми металлами в течение  трех лет юследований повлияло  на урожайность сельскохозяйственных  культур как юложительно, так и негативно. Медь и цинк как необходимые мкроэлементы, при дозе внесения 100 и 300 мг/кг соответственно, ювышали урожайность сахарной свеклы, яровой пшеницы и овса на 7,1 — 3,4 процента. При более высокой дозе внесения, соответствующей 2,0 ПДК, та элементы были токсичными для растений, и снижение урожайности ггигало 13,8 и 27,6 процентов. Кадмий и никель, как наиболее опасные )грязнители, снижали урожайность сахарной свеклы, яровой пшеницы и юа на 7,1 — 23,4 %. При загрязнении почвы кадмием и никелем в низких

 

дозах, урожайность в  первый год внесения повысилась по кадмию на 27,6 и по никелю на 3,2 процента.

9. Сахарная свекла  по сравнению с яровой пшеницей  менее устойчива к загрязнению  почвы тяжелыми металлами, максимальное  снижение урожайности сахарной свеклы составило 40,4, а яровой пшеницы 32,9 %.

10. Загрязнение почвы  кадмием на всех уровнях снижало  продуктивность культур обоих  севооборотов, как в прямом действии, так и в последействии. Снижение  продуктивности сахарной свеклы  и яровой пшеницы находилось в прямой зависимости от уровня загрязнения.

11. Тяжелые металлы  оказали влияние на соотношение  основной и побочной продукции.  Медь повышала массу зерна  яровой пшеницы по отношению  к соломе только при дозе  внесения 100 мг/кг; цинк - на всех (•'ровнях загрязнения. При загрязнении почвы кадмием и никелем гоотношение снижалось только при высоких уровнях загрязнения почвы ними элементами соответствующих 2,0 ПДК.

12. Масса корнеплодов  сахарной свеклы по отношению  к массе ботвы 1ри загрязнении почвы медью 50 мг/кг было выше по сравнению с контролем i связи с положительным влиянием меди на продуктивность этой культуры. (адмий и никель повышали соотношение массы корнеплодов к массе ботвы 1ри уровне загрязнения почвы этими элементами 6,0 и 200 мг/кг ^ответственно, это обусловлено снижением вегетативной массы.

13. Яровая пшеница выносила  с 1 га азота больше на вариантах  с несением меди за счет  более высокой урожайности. Вынос  подвижного юсфора находился  в обратной зависимости от  уровней загрязнения почвы яжелыми металлами по всем изучаемым вариантам и был ниже, чем на онтроле. Снижение выноса калия с 1 га наблюдалось только при внесении овышенных доз тяжелых металлов.

14. Вынос макроэлементов  с урожайностью сахарной свеклы  на 1 га шисел от уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами: вынос азота ыл выше по сравнению с контролем на вариантах с кадмием и медью при

 

невысоком (1,5 и 50 мг/кг соответственно) уровне загрязнения, на остальных вариантах  снижение выноса было прямопропорционально уровню загрязнения. Вынос фосфора с 1 га был выше контроля на всех уровнях загрязнения медью за счет высокой урожайности и при повышенных уровнях загрязнения никелем за счет повышения содержания фосфора в растительной продукции. Вынос калия с 1 га на всех изучаемых вариантах (за исключением загрязнения кадмием 1,5 мг/кг) был ниже по сравнению с контролем, вынос снижался прямопропорционально уровню загрязнения.

15. Загрязнение почвы  кадмием и никелем в дозах  соответствующих 1,0 и 2,0 ПДК за  счет снижения урожайности и качества продукции приносит экономический ущерб, который по кадмию составил 408,0 - 475,2, по никелю 513,6 - 523,2 руб. с 1 га. При учете получения уже загрязненной (выше ПДК) продукции на контроле (без внесения тяжелых металлов) экономический ущерб равен 239,7 руб. с 1 га при возделывании яровой пшеницы.

 

Рекомендации  производству

В пригородных хозяйствах, в зонах действия промышленных выбросов и возможного загрязнения почв тяжелыми металлами необходимо:

1. Составить картограмму  уровней загрязненности почв тяжелыми металлами, определить участки почв, подлежащих консервации и ограниченного использования в производстве.

2. Организовать и осуществлять  регулярный мониторинг за загрязнением  почв.

3. Осуществлять подбор  культур с барьерными функциями  по отношению поступления в них тяжелых металлов, и не возделывать безбарьерные культуры.

4. Осуществлять контроль  за качеством сельскохозяйственной  продукции,   содержанием  в   ней  тяжелых  металлов,   с соответствующей сертификацией.

 

Библиографический список использованной литературы

1. Абашеева Н.Е., Ревенский В.А. Биопродуктивность сеяных трав, содержание биофильных микроэлементов и свинца в фитомассе при орошении сточными водами// Агрохимия. — 1995. № 4. С.59 — 64.

2. Абуталыбов М.Г. Значение  микроэлементов в растениеводстве. Баку, 1961.С.249.

3. Авдонин Н.С. Агрохимия: Учеб. пособие. - М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1982. С.344.

4. Агроклиматические  ресурсы Алтайского края. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. С. 155.

5. Акулов П.Г., Богомазов Н.П., Нетребенко Н.Н. Проблема микроэлементов и тяжелых металлов в выщелоченных черноземах Центрально - Черноземной зоны России/УМежд. экол. форум «Соврем, экол. проб. провинций», Курск, 4-8 июля, 1995, - Курск, 1995. С.3.

6. Алексеев 10.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.:

Агропромиздат, 1987. С. 142.

7. Ананьева Ю.С. Факторы  формирования фитотоксичной активности  микрофлоры черноземов засушливой  и умеренно засушливой степи  Алтайского края.: Дисс. канд. хим.  наук. - Барнаул, 1996.

8. Антонова О.И. К  вопросу о фосфатном режиме  выщелоченных черноземов в условиях колочной степи и типичной лесостепи Алтайского края в связи с применением удобрений. Автореф. дис. к.с.-х.н. - Барнаул, 1969. С. 21.

9. Антонова О.И. Формы  фосфора в почвах Алтайского  края. - В кн. Фосфор в почвах  Сибри (Сиб. отд-ние ВАСХНИЛ), Новосибирск, 1983. С. 21-23.

 

Ю.Аштаб И.В. Взаимодействие цинка с другими элементами как  показатель его экологической активности. - Агрохимия. — 1994. № 11.С. 114-128.

11. Байдина Н.Л. К вопросу о техногенном загрязнении огородных почв и культур тяжелыми металлами в г. Новосибирске.// Эколог. Пробл. земледелия Сред. Урала.: Матер. Конф. Екатеринбург, 1995. С. 54-59.

12.Балацкий О.Ф., Мельник Л.Г., Яковлев А.Ф. Экология и качество окружающей природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.

13. Барбер С.А., Хамберт Р.П. Достижения в познании связей калия в почве и растениях. -В кн.: Удобрения. М.: Колос, 1965. С. 249-281.

Н.Баринова К.Е, Иванова В.Ф. Мониторинг тяжелых металлов во Владимирской области// Докл. Всерос. науч.-координац. совещ. «Мониторинг, тяж. мет., радионуклидов и соверш. метод агрохим. исслед. в ландшафт, земледелии, Москва, 24-27 апр.// Химия в с. х. -1995.-№4. С. 36-38.

15. Барсукова B.C., Гамзикова О.И. Реакция пшеницы на присутствие кадмия//Сиб. эколог, ж.-1995.-2. №6. С. 515-521.

16. Богданов Н.И. Гумус  и фосфор целинных и старопахотных  черноземов. — Тр. Омского с. х.  ин-та им. Кирова, 1957, Т. 22. вып. 1.С. 173-189.

17. Богданов Н.И. Валовой  и органический фосфор в сибирских  черноземах. -Почвоведение, 1954. С. 27-37.

18. Богдановский Г.А. Химическая экология. М.: Изд-во МГУ, 1994. С. 237.

19. Бондарев Л.Г. Ландшафты, металлы и человек. М.: Мысль, 1976. С. 153.

20. Большаков В.А. Загрязнение почв и растительности тяжелыми металлами. -М.: ВНИИТЭМСХ, 1978.

 

21. Бурлакова Л.М., Сухих  Т.П. Содержание обменного калия  в выщелоченном черноземе в  опыте с удобрениями./ Вопросы  химизации с.х. Алтая, Барнаул, 1967. С. 17-19.

22. Бурлакова Л.М. Плодородие  алтайских черноземов в системе  агроценоза. Изд.: Паука, Сибирское  отд., Новосибирск, 1984. С. 184.

23. Бурлакова Л.М. Элементы  плодородия черноземов Алтайского  Приобья и их оценка в системе  господствующего агроценоза. -Автореф. дис. д.с.-х.н., Новосибирск, 1975. С. 31.

24. Бурлакова Л.М., Морковкин  Г.Г., Кузнецова О.В., Завалишин С.И.  Особенности роста и развития  яровой пшеницы при различных  уровнях загрязнения почв тяжелыми  металлами.// Экологические проблемы  с/х Алтая. Тез. докл. науч. конф. - Барнаул: Изд-во Алт. ГАУ, 1995. С. 43-45.

25. Важенин И.Г. Почва как активная система самоочищения от токсического воздействия тяжелых металлов - ингредиентов техногенных выбросов. - Сельское хозяйство за рубежом. - 1982. -№З.С.З-5.

26. Виноградов А.Н. Основные закономерности в распределении микроэлементов между растениями и средой.// Микроэлементы в жизни растений и животных. М.: Изд-во АН СССР, 1952. С. 7-20.

27. Виноградов А.Н. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. 2-е. М.: Изд-во АН СССР, 1957. С. 239.

28. Возбуцкая А.Е. Химия почвы. М.: Изд-во Высшая школа, 1964. С. 361-366.

29. Галиулин Р.В. Индикация  загрязнения почв тяжелыми металлами  путем определения активности  почвенных ферментов.// Агрохимия, -№11, 1989. С. 133-142.

 

30. Гамзиков Г.П. Особенности  действия азотных удобрений по  почвенно-климатическим зонам Западной  Сибири. — Науч. тр. СибНИИСХ, 1971, №2(17). С. 61-67.

31. Гамзиков Г.П. Применение  азотных удобрений под зерновые  культуры в севообороте. - Науч. тр. СибНИИСХ, 1974, №22. С. 70-75

32. Гамзиков Г.П. Азот  в системе удобрения полевых  культур на черноземах Западной  Сибири. - В кн.: Пути повышения  эффективности удобрений в Сибири  и на Дальнем Востоке. - Сб. науч. тр. СО ВАСХНИЛ, вып. 2, Новосибирск, 1976. С. 11-21.

33. Гамзиков Г.П. Азот  в земледелии Западной Сибири. М.: Наука, 1981. С. 266.

34. Гамзикова О.И. Состояние исследований в области генетики минерального питания.//Агрохимия. - 1992. - №4. С. 132-150.

35. Гамзикова О.И. Влияние кадмия и никеля на устойчивость яровой пшеницы.// Сибирский экологический журнал. - 1994. - №3.

36. Гамзикова О.И., Барсукова B.C. Изменение устойчивости пшеницы к тяжелым металлам.// Докл. РАСХН. - 1996. - №2. С. 13-15.

37. Гармаш Н.Ю. Тяжелые  металлы и качество зерна пшеницы.// Химия в с/х, 1985. - Т. 23. №6. С. 48-49.

38. Гармаш Н.Ю. / Химия  в с.-х.. 1987. № 3. С. 57-60.

39. Горбунов Н.И. Минералогия  и коллоидная химия почв. - М.: Наука, 1974.

40. Демин В.В. Роль гуминовых кислот в необратимой сорбции и биогеохимии тяжелых металлов в почве./УИзв. Тимирязев, с.-х. акад. -1994.-№2. С. 79-86.

41. Добровольский В.В. География микроэлементов и глобальное рассеивание. М.: Изд-воМГУ, 1983. С. 271.

42. Доспехов Б.А. Методика  полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1982.

 

43. Джубеликян Х.А. Техногенное загрязнение черноземов тяжелыми металлами.// Природ, ресурсы Воронеж, обл., их воспр-во, мониторинг и охрана. - Воронеж, 1995. С. 174-176.

44. Евдокимова Г.А.. Мозгова Н.П. Критерии и приемы снижения токсичности почв, загрязненных медью и никелем./УТез. и докл. Всерос. конф. Т.2. М.: Почвен. Ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 1998. С. 132-138.

45. Иванова А.С. Медь в почвах садовых агроценозов Крыма.// Агрохимия. - 1987. - №10. С. 76-82.

46. Ильин В.Б. Биогеохимия микроэлементов (Мп, Си, Мо, В) в южной части Зап. Сиб., Новосибирск: Наука, Сиб. Отделение, 1973.

47. Ильин В.Б., Степанова М.Д. Распределение свинца и кадмия в растениях пшеницы произрастающей на загрязненных этими металлами почвах.//Агрохимия. — 1980. - №5. С. 114-115.

48. Ильин В. Б., Степанова М.Д. Тяжелые металлы - защитные возможности почв и растений - урожай и химические элементы в системе почва - растение. - Новосибирск: Наука, 1982. С. 73-92.

49. Ильин В.Б. Химические  элементы в системе почва - растение. Отв. редактор, Новосибирск, Наука, 1982.

50. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. -Новосибирск: Наука, 1985. С. 129.

51. Ильин В.Б. Тяжелые  металлы в системе почва - растение. Новосибирск. Наука. 1991. С.150.

52. Ильин В.Б. Агрохимия. 1992. № 2.

53. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. -М.: Мир. 1991. С. 439.

54. Карпачевский  Л.О.  Агрохимическая  характеристика  почв Алтайского края. - В кн. Агрохимическая  характеристика почв СССР. М.: Наука. 1968. С. 32-92.

 

55. Карпачевский Л.О. Изменчивость свойств почв в зависимости от структуры биогеоценоза. - В кн.: Почвенные комбинации и их генезис. М.: Наука, 1972. С. 138-149.

56. Касатиков В.А.. Руник В.Е., Касатикова С.М., Шабардина Н.П. Влияние мелиорантов на содержание подвижных форм металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве.// Агрохимия. - 1995. - №7. С. 94-99.