Представлені результати вивчення розподілу площ за групами змісту важких металів в грунтовому окрузі «острівна» лісостеп. Наведено обгрунтування проведення агрохімічних прийомів для зниження надходження важких металів в рослинну продукцію.

Анотація наукової статті з екологічних біотехнологій, автор наукової роботи - Просянникова Ольга Іванівна, Просянніков Василь Іванович


Область наук:
  • екологічні біотехнології
  • Рік видавництва: 2010
    Журнал: Вісник Алтайського державного аграрного університету
    Наукова стаття на тему 'Агроекологічна оцінка орних грунтів «Острівний» лісостепу Кемеровської області за вмістом важких металів'

    Текст наукової роботи на тему «Агроекологічна оцінка орних грунтів« Острівний »лісостепу Кемеровської області за вмістом важких металів»

    ?АГРОЕКОЛОГІЯ

    УДК 631.45 О.І. Просянникова,

    В.І. Просянніков

    Агроекологічного ОЦІНКА орних грунтів «Острівне» Лісостепу Кемеровській області за вмістом ВАЖКИХ МЕТАЛІВ

    Ключові слова: орні землі, важкі метали, «острівна» лісостеп, рослинна продукція.

    Вивчення стану орних грунтів, схильних до високої антропогенного і техногенного навантажень, необхідно для забезпечення науково-методичної бази регіонального агроекологічного моніторингу, обгрунтування раціональних прийомів використання грунтів, прогнозування розвитку екологічної обстановки, забезпечення інформаційних баз даних грунтів.

    Для агроекологічної оцінки орних грунтів «острівної» лісостепу використані систематичні спостереження з 1994 р за станом родючості земель ріллі на площі 145,4 тис. Га. На території «острівної» лісостепу розташовані Тісульського район, чотири господарства Тужанський і велика частина Чебулінского адміністративних районів. Округ розташований в помірно прохолодному, зволоженому агроклиматическом подрайоне. В

    грунтовому покриві переважають чорноземи вилужені в поєднанні з чорноземами опідзоленими, темно-сірими і сірими лісовими ґрунтами. 2,4% ріллі становлять чорноземи звичайні. Гранулометричний склад грунтів, розташованих на ріллі, середньосуглинистих.

    Гранулометричний склад має прямий вплив на рухливість важких металів. На глинистих і суглинних грунтах токсичність важких металів проявляється слабше, ніж на піщаних і супіщаних [1].

    Розподіл площі ріллі по валовому вмістом важких металів в грунтах проведено з урахуванням ГДК (ОДК) для грунтів з рН менше 5,5 і для грунтів з рН більше 5,5. Як екстрагента використаний 1 н. розчин HNO3.

    У грунтах цього грунтового округу валовий вміст цинку, міді, хрому, і марганцю не перевищує 1 ГДК, кобальту і свинцю - 0,5 ГДК та тільки 0,4 тис. Га по свинцю увійшли до групи 1-2 ГДК (табл. 1) [2, 3]. Грунти на площі

    17,6 тис. Га (12%) по валовому кадмію увійшли в групу від 1 до 3 ГДК і на площі 6,5 тис. Га (4,5%) по валовому нікелю - від 1 до 2 ГДК.

    Нами для визначення доступних рослинам форм важких металів використаний в якості естрагента з грунтів аце-татно-амонійний буферний розчин з рН 4,8. Розподіл площі орних угідь за змістом рухливих форм металів представлено в таблиці 2. В результаті досліджень встановлено, що в окрузі є 17,0 тис. Га грунтів, забруднених вище 1 ГДК рухливими формами кадмію.

    Сумарний показник хімічного забруднення грунтів округу по восьми важких металів по відношенню до фонового їх змістом (грунту подтаежной грунтового округу) значно менше 16 і становить 1,78-2,49. Тому орні грунту, в основному, не забруднені, екологічний стан задовільний. Однак необхідний вибірковий контроль за виробленою продукцією на відповідність санітарним нормам.

    Рухливість важких металів в грунті і їх надходження в рослини дуже мінливі і залежать від багатьох факторів: виду і віку рослин, грунтово-

    Розподіл площі ріллі по валовому

    кліматичних умов. Дослідженнями М.М. Овчаренко (1977) показано, що реакція середовища в грунті є найважливішим чинником, що визначає токсичність важких металів і їх ймовірне накопичення в рослинній продукції [1].

    У дослідженнях, проведених в 19951998 рр. на чорноземі вилуженої Середньоглибокі тяжелосуглинистого з вмістом гумусу в орному горизонті 10,3%, РНС - 5,7, внесена вапнякова мука в дозі 10 т / га (СаСОз), значно знижувала надходження важких металів в овочеві культури. Вміст рухомих форм важких металів в грунті на вапнованих ділянках також знижувався. Кислотність ґрунтів після вапнування зменшилася на 0,3 од. рН і склала 6,0. У наступні роки (післядія) РНС перебувала на рівні 6,0 [4, 5].

    Вміст рухомих форм свинцю в грунті від дії вапна достовірно знизилося на 40,1-70,5%; міді в дослідах з капустою, морквою і буряком - відповідно, на 30, 33 і 62%; цинку в дослідах з картоплею - на 19, з капустою - на 50 і з морквою - на 46; кадмію в досвіді з морквою - на 47% в порівнянні з контролем.

    Таблиця 1

    вмістом важких металів, тис. га

    Метал Розподіл обстеженої площі по групах змісту

    < 0,5 ГДК 0,5-1,0 ГДК 1,0-2,0 ГДК 2,0-3,0 ГДК

    Свинець 145,0 - 0,4 -

    Кадмій 15,8 112,0 10,6 7,0

    Цинк 64,1 81,3 - -

    Мідь 133,0 12,4 - -

    Нікель 85,4 53,5 6,5 -

    Хром 123,9 21,5 - -

    кобальт 145,4 - - -

    Марганець 26,4 119,0 - -

    Таблиця 2

    Розподіл площі орних грунтів за змістом рухливих форм важких металів, тис. Га

    Елемент Розподіл обстеженої площі по групах змісту

    < 0,5 ГДК 0,5-1,0 ГДК 1,0-2,0 ГДК

    Свинець 142,6 2,8 -

    Кадмій 29,1 99,3 17,0

    Цинк 144,3 1,1 -

    мідь 145,4 - -

    Нікель 139,9 5,5 -

    кобальт 145,4 - -

    Хром 101,3 44,1 -

    Марганець 140,6 4,8 0,3

    Бульби картоплі на вапнованих грунтах містили менше, ніж на контролі: міді - на 22%, кадмію - 43 і цинку - 18%; капуста: свинцю - 42%, міді - 16, цинку - 47; морква: цинку - 62%, міді - 29 і свинцю - на 69%; буряк: міді - 47% і цинку - на 20%, ніж на контрольному варіанті.

    У грунтах округу збільшення кислотності (РНС) становить в середньому 6,8% в порівнянні з періодом 1966-1970 рр. [5]; сильно- і среднекіслих грунтів - 3,7% площі ріллі; слабокислих грунтів - 45,9%; близьких до нейтральних і нейтральних - 50,4% площі ріллі.

    Вміст фосфатів у грунті за своєю дією на доступність рослинам важких металів аналогічний впливу реакції середовища, що пов'язано зі слабкою розчинністю солей важких металів у формі ортофосфатов. З ростом вмісту в грунті рухомих сполук фосфору збільшується вміст важкодоступних для рослин фосфатів важких металів [1]. Грунтів з низьким вмістом рухомого фосфору в ґрунтовому окрузі 32,3%, із середнім - 47,2% і лише 20,7% мають підвищений вміст рухомого фосфору - вище 100 мг / кг ґрунту.

    М.М. Овчаренко в своєму дослідженні зазначає, що на грунтах з високим вмістом органічної речовини небезпека накопичення надмірної кількості важких металів в рослинах менше, ніж в малородючих з низьким вмістом гумусу. З органічною речовиною грунту метали можуть утворювати комплексні сполуки, які менш доступні для поглинання рослинами [1].

    У наших дослідах 1995-1998 рр. на чорноземі вилуженої Середньоглибокі тяжелосуглинистого внесення органічних добрив знижує вміст важких металів в рухомих формах в грунті в рік внесення. У порівнянні з контролем зменшилася: кадмію - на 44,6%, міді - 42,2, свинцю - 4,7 і цинку - на 32%; на наступний рік (післядія): кадмію - на 33,3%, міді - 7,7, свинцю - 61,7 і цинку - на 78,4%.

    У рік внесення органічних добрив знизилося накопичення в картоплі міді на 61,5% і нікелю - на 50%, кадмій, свинець і цинк накопичувалися на удобрених варіантах також як і на контролі. В послідуючі капуста на варіантах з органічним добривом накопичувала значно менше важких металів, ніж на

    контрольному варіанті: кадмію - на 65,9%, міді - 44,3, цинку - 59,7 і свинцю - на 20,1%.

    Застосування гною, торфу, торфо-гнійно-фосфорітних і інших компостів дозволяє використовувати властивість багатьох органічних сполук до комплексооб-разованию з важкими металами. Утворені металлорганические комплекси є в більшості випадків нездатними до подолання клітинних мембран на контакті грунт-корінь. При внесенні органічних добрив рухливість важких металів, як правило, знижується. Кількісне вираження того процесу може бути схильний до різких змін і сильно залежить від рівня реакції середовища в грунті [1].

    Таким чином, динамічний підкислити-ня грунтів, низький і середній вміст рухомого фосфору, валовий вміст кадмію та нікелю вище 1 ГДК створюють ризик отримання на цих грунтах продукції, забрудненої металами понад встановлених санітарними нормами.

    Вапнування, внесення органічних і фосфорних добрив в умовах під-кісленія грунтів - основні агрохімічні прийоми, що призводять до зменшення вмісту рухомого форми важких металів в грунтах.

    бібліографічний список

    1. Важкі метали в системі грунт - рослина - добриво / під ред. М.М. Овчаренко. - М., 1997. - С. 290.

    2. Просянніков В.І. Важкі метали в грунтах Кемеровської області / В.І. Просянніков // Матеріали міжрегіональної науково-практичної конференції (Новобудова, 16 грудня 2004 р.) - Кемерово, 2004. - С. 5-7.

    3. Просянникова О.І. Грунтово-Агрохім-мическое районування та застосування добрив в Кемеровській області / О.І. Просянникова. - Кемерово: Кузбас-свузіздат, 2007. - 212 с.

    4. Просянникова О.І. Вапнування ґрунтів і вміст важких металів в картоплі і овочах лісостепу Коваля улоговини / О.І. Просянникова, В.І. Просянніков, Т.І. Григор'єва / / Проблеми раціонального природокористування техногенного регіону: зб. науч. тр. - Кемерово, 2005. - С. 193-195.

    5. Просянникова О.І. Антропогенна трансформація грунтів Кемеровської області: монографія / О.І. Просянникова. - Барнаул: Азбука, 2005. - 300 с.

    24

    Вісник Алтайського державного аграрного університету № 10 (72) 2010


    Ключові слова: орної землі / ВАЖКІ МЕТАЛИ / "Острівне" Лісостепу / РОСЛИННА ПРОДУКЦІЯ / "ISLAND" FOREST-STEPPE / ARABLE LANDS / HEAVY METALS / VEGETATIVE PRODUCTS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити