Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И КАЧЕСТВА РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В ЗОНЕ ИНТЕНСИВНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И КАЧЕСТВА РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В ЗОНЕ ИНТЕНСИВНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ"

Д-З^сГ

На правах рукописи ГРЕБЕННИКОВА Валентина Васильевна

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И КАЧЕСТВА РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В ЗОНЕ ИНТЕНСИВНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ

Специальность 06.01.04 — Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание, ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1997

К,ос( с: с?.

•а с- •

'П

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор, а >адемик РАСХН Б. А. Ягодин.

Официальные оппоненты доктор сельскочо шйствснных наук В. Ф. Ладонин; кандидат биологических на\к Н. Г. Ра-кипов.

Ведмцая организация— Центральный институт агрохи мического обслуживания сельского хозяйства (ЦИН\0)

Зашита ^состоится . . \ . . . 1997 г

/У &

в час на заседании диссертационного совета

Д 120 35 02 в Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева. Адрес 127550, Москва, И-550, ул Тимирязевская, 49

С диссертациеи можно синаком— ",|Г *

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат биологических на\к

Гпппш

Говорина В. В.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Глобальность экологических проблем в настоящее время требует новых подходов к оценке конкретной экологической ситуации, складывающейся в естественных биоценозах и агроценозах. Хозяйственная деятельность приводит к изменениям в структуре и функциях природных комплексов: изменяются направления и темпы миграции тяжелых металлов, перемешаются зоны их выноса и накопления. Поэтому получение достоверной информации о процессах накопления и перераспределения этих элементов, а так же выявление вклада различных источников тяжелых металлов в процессы загрязнения их соединениями различных биоценозов приобретает определяющее значение.

Все вышеизложенное заставляет подробно рассмотреть все взаимодействующие естественные и антропогенные факторы, формирующие экологическую обстановку и влияющие на качество сельскохозяйственной продукции, и, по- возможности, дать им комплексную оценку. Правильная оценка даёт возможность прогнозировать процессы, ведущие к негативным последствиям, а так же заранее наложить ограничения как на промышленные, так и на сельскохозяйственные технологии. А это уже важный элемент в системе охраны окружающей среды от "загрязнения.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилась агроэко-логическая оценка состояния дерново-подзолистой почвы и качества продукции растениеводства при длительном возделывании сельскохозяйственных культур в зоне интенсивной антропогенной нагрузки.

В задачу исследования входило:

- дать оценку агрохимического' состояния дерново-подзолистой почвы . длительного сельскохозяйственного использования.

- оценить степень загрязнения почвы опытного поля тяжелыми металлами и зависимость содержания их в дерново- подзолистой почве от основных видов обработки, известкования,различных доз органических и минеральных удобрений при длительном сельскохозяйственном использовании в зоне интенсивной антропогенной нагрузки.

-дать качественную и количественную оценку урожая воздезываемых полевых культур в связи с изучаемыми факторами

Научная новизна. Впервые сдегана попытка оценить динамику техногенного загрязнения дерново-подзолистой 7егкосу глинисто и почвы длительного сельскохозяйственного использования путём сравнения содержания тяжелых металлов с образцами почвы почвенных монолитов и разреза, взятьгч на территории естественного лесопарка МСКА, в 1910 1ч52,1992гг, вычленить долю сезьскохозянст-венного фона в обшем техногенном загрязнении по разности содержания тяжСчых металлов в почве лесопарка не бывшей в сельскохозяйственном использовании и в почве поля

Установлено, что техногенное загрязнение токсичными мементами сопровождается увеличением концентрации в почве кистоторастворимых форм целого ряда тяже пых металлов

Впервые дается оценка накопления и распределения гяжезых металлов в почве под влиянием многолетнего применения разных систем основной обработки

На основании статистического анализа представлена количественная зависимость содержания тяжезых металлов в дерново-подзолистой почве на фоне различных агротехнических приёмов с продуктивностью сельскохозяйственных купь-1ур и концентрацией токсичных зпементов в товарной части продукции в зоне интенсивной техногенной нагрузки

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные позволили оценить фактическое состояние дерново- подзолистой почвы и выявить основные тенденции поступления и аккумуляции тяжелых металлов в системе почва-растение, необходимые доя разработки нормативов и рекомендаций по снижению негативного воздействия антропогенных факторов в зоне интенсивной нагрузки

Апробация работы. Основные материалы диссертации были доложены на научной конференции ТСХА в )996г

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований результатов исследований и их обсуж-

дения, выводов, списка использованной литературы и приложений. Материал диссертации изложен на 135 страницах, включает 33 таблицы. Список использованной литературы содержит ISO наименования, в том числе 47 на иностранных языках.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ w Условия и методика проведения исследований. Исследования проводили с 1988 по 1992 г.г. на базе длительного полевого опыта, заложенного в 1956 году на Опытной станции полеводства ТСХА., по инициативе проф. Гриценко В.В. , в котором осенью 1987 года наряду с видами основной обработки почвы и удобрениями, методом расщепленных делянок был введен фактор известкования н в дальнейшем развернут на площади опытного поля плодосменный севооборот со следующим чередованием культур: однолетние травы (вико - овёс), озимая пшеница, картофель, ячмень. В связи с тем,<гго поля опытной станции по мере расширения границ Москвы, оказались в зоне значительной техногенной нагрузки, с 1988 года начаты исследования по оценке степени загрязнения почвы и получаемой сельскохозяйственной продукции тяжелыми металлами.

Схема опыта

Способы основной обработки почвы: I. Дискование на 10-12 см: 1- NPK; П. Вспашка на 23-25 см: 1- контроль, 2- NPK, 3- NPK + навоз, 4- 1,5 NPK+ 1,5навоз; III. Сочетание вспашки на 23-25 см и периодической (раз в 5 лет) обработки на 3840 см (трёхъярусная): 1- Контроль, 2- NPK+ навоз, 3- 1,5 NPK+ 1,5навоз.

Удобрения вносили по двум фонам- по известкованному и не известкованному. Учетная площадь одной делянки первого порядка (известкование ) составляла 300 м. кв., второго (способов обработки)- 150 м. кв., третьего (удобрения)- 50 м. кв. Обработка почвы в вариантах I и II была постоянной с 1956г. В варианте Ш до 1976г. ежегодно проводили вспашку плугом с почвоуглубителями на 38-40 см (2325 см +15 см ) с осени 1976г. и далее с интервалом в 5 лет- трёхъярусную обработку на 38-40 см, в остальные годы- вспашку на 23-25 см. Основную обработку почвы проводили плугами ПН-4-3,5, ПТН-40 и дисковой бороной БДТ-2,5. Для предпосевной обработки почвы использовали культиватор паровой КПС-4, комбинированное орудие РВК-3 и бороны БЗСС-1.

Дозы удобрений то 1976г сосивпялн51 N 51Р68 К С 1976г по |987г- 100 V 75 Р 100 К, навої- одинарная норма ''О полугорная 4* г'га- вносіїли в соо гветст-вующнх вариантах опт раз 5 пет С 1987г расчет норм удоореннй осуществляли балансовым методом на «планированный урожай кузьтур с учетом содержания цитатетьяых элементов в почве Отннарная доза рассчитана на простое воспроизводство. а полуторная- на расширенное

Динамику техногенного ізірязнения территории опредезяли путем сравнения содержания тяжелых метялгов в почве опытного поля с образцами почвы почвенных монолитов в 1910 и 1952г г и разреза в 1992г, взятых на территории естественного -есопарка МСХА

Долю сельскохозяйственного ¡юна в оЪщем техногенном загрязнении определяли по разности содержания тяжелых металлов в образцах почвы современного почвенного разреза на территории лесопарка, не бывшей в сетьскохомйствекном использовании и почве поля Г игиеннческуго оценку загрязнённости почвы и сельскохозяйственной продукции токсичными печентами проводили на основе нормативов ОДК н ГЩК содержания гяжетых металлов в данных объектах

В рястительных і>бразцах опредезяли содержание макроэлементов' азота, фосфора, халия- обшепринятыми методами микроэлементы и тяжечые металлы -после сухого озоления на атомно- ьбсороішонном спектрометре РС- 5100 фирмы ПеркинОтмер В почвенных образцах опредетял« содержание валовых (кислотный гидролиз в автоклаве) и кисготсрастворнмых (І Н ПСІ) соединений тяжелых металлов методом атомно- абсорбционной спеїсгрофотометрии, агрохимические показатели - по оОщеприкятым методикам

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИС СЛЕДОВАНИЙ I. Агрохимическая пшика состояния дерново- подзолистой почвы

длительного сельскохозяйственного использования. Исследования по основным агрохимическим показателям включая содержание подвижных форм микроэлементов позволяют оценить фактическое состояние почвы опытного поля и его показатели на различных фонах опыта в связи с изучением аккумуляции в почве и поступления а полевые культуры тяжелых металлов

Таблиця І

Агрохимические показатели дерново- подзолистой легкосуглинистой

почвы

Агрохимические Слой почвы

показатели 0- 20 20 • 40

1956* 1990 1956 1990

Гумус, % 2,46 2,2 0,49 1,4

?2 О} - в мг/ 100г. по Кирсанову. 12,0 25,9 1,2 20,0

Кг О - в мг /100г. по Кирсанову 18,6** 11,4 8,2** 9,4

рН водной 5,4 6,5 5,7 6,1

рН солевой 4,6 5,8 4,7 5,2

Гидролитическая кислотность, мг- экв. 4,1 1.7 2,0 2,1

Поглощенный Са +• мг- экв. 4,4 7,4 4,5 6.7

данные на момент закладки опыта (Гриценко В. В. 1956г.),

'*- обменный калий по Пейве.

В результате исследования 040 см слоя почвы послойно (0-10, 10-20, 20-30 я 30-40 см) (табл. 1), установлено, что в целом старопахотная дерново- подзолиста* почва длительного опыта, содержит значительное количество фосфора, концентрация которого за период с 1956 по 1990гг. резко возросла, как в слое 0-20 - 12,0 и 25,9 мг/100г, так и в слое 20-40 см - 1,2 и 20 м г/100г., по годам соответственно. В подпахотном горизонте за 34-х. летний период произошло увеличение содержания гумуса с 0,4 до 1,4 %, однако наблюдается тенденция снижения его концентрации в верхнем слое почвы. Изменений в содержании калия в почве за этот период не произошло. Известкование почвы привело к снижению кислотности почвенного раствора почти на единицу как в пахотном, так и в подпахотном горизонте.

Многолетняя мелкая обработка почвы дисковыми орудиями привела с более дифференцированному распределению питательных элементов в пахотном и подпахотном горизонтах.. Наиболее выровненный по послойному содержанию питательных элементов пахотный горизонт сформировался при периодическом, один

раз в 5 лет, перемешивании всех слоев почвы до глубины 38-40 см (трехъярусная вспашка)

Содержание гумуса в различных слоях пахотного горизонта, как природного компонента почвы, не зависело от изучаемых факторов

Содержание поавижного фосфора в почве опытного поля очень высокое, независимо от уровня удооренности, что очевидно, связано со значительной концентрацией его в почве до наложения вариантов с удобрениями Содержание подвижного калия увеличивалось с увеличением дозы удобрений Посте известкования, концентрация калия в почве, в целом по опыту, снизилась на 15-30 "<■

Старопахотная дерново- подзолистая легкосуглинистая почва опытного поля в настоящее время является слабокистой Влияние систематического внесения удобрений на кислотность имеет четко выраженную тенденцию подкисления пахотного горизонта при внесении полного минерального удобрения даже на фоне периодического известкования

По содержанию подвижных В. Си. 7л, Мп и Со почву опытного поля можно охарактеризовать как богатую и очень богатую И лишь по содержанию молибдена- как среднеобеспеченную, что не характерно для дерново- подзолистых почв центральной части Нечерноземной зоны

Из-за высоких исходных величин содержания подвижных форм микроэлементов в почве опытного поля, влияние внесенных удобрений и других факторов опыта, оценивать достаточно сложно

Локализация подвижных форм микроэлементов в различных сюях почвы зависела от способа основной обработки почвы Наиболее однородным по содержанию подвижных форм микроэлементов был 0-40 см слой почвы при периодической глубокой вспашке При многолетней мелкой обработке концентрация микроэлементов в слое 0-10 см была более высокой, по сравнению с нижележащими слоями данного пахотного горизонта, а так же по сравнению с аналогичным слоем при обычной и трехъярусной вспашке

Известкование почвы по полной гидролитической кнстотности привело к увеличению содержания а слое 0-20 см подвижных бора и меди содержание под-

вижного марганца во всех слоях пахотного горизонта значительно снизилось (табл.2).

Таблица 2

Влияние известкования на содержание подвижных форм микроэлементов в дерново-подзолистой почвц мг/кг сухой почвы

Слой В Мо Си 2п Мп Со

почвы,см Без извести

0-10 0,78 0,28 8,9 4,7 104 3,7

10-20 0,76 0,29 8,3 5,1 114 3,3

20-30 0,76 0,29 8,3 5,2 105 2,9

30-40 0,75 0,23 6,4 • По извести 4,0 122 2,4

0-10 0,85 0,28 10,4 4,9 101 3,0

10-20 0,80 0,28 10,6 5,2 97 . 3,8

20-30 0,88 0,27 - 8,2 4,8 87 2,9

30-40 0,77 0,29 6,3 4,0 77 2,4

2. Содержание тяжелых металлов в почве в зависимости от изучаемых фа стеров Достоверной зависимости содержания валовых форм соединений тяжелых металлов в почве от уровня удобренности и известкования не установлено.

Средние данные свидетельствуют о том, что концентрация валового РЬ, С<3, Zn и Си в почве не превышает отечественные ОДК н не достигают нижних границ ПДК зарубежных авторов (табл. 3). Более информативными и приемлемыми для оценки степени загрязнения тяжелыми металлами почв в нашей зоне являются градации разработанные в МГУ. Так, по содержанию кадмия почвы лесопарка и опытного поля превышают градацию МГУ в 1,5-2 раза, по содержанию свинца достигают верхней границы в интервале предлагаемом МГУ, что указывает на определен-

ную экологическую ситуацию складывающуюся в почве лесопарка и опытного поля

Таблица 3

Оценка -загрязнения почвы тяжелыми металлами

Элемент Валовое содержание элемента, мг /кг

Лесопарк Поле Градации ОДК Госсанэпиднадзор ПДК по данным

МГУ для суглинистых почв различных ав-

торов

_рН <5^5 ~ _ рН> 5?5

са 0.54 0,76 0,07-0 3 1.0 2,0 3-8

РЬ 28 27 15-30 65 130 100-400

№ 14 16 - 40 80 50-100

Сг 23 26 - - - 75-100

7л 38 50 40-75 110 220 70-400

Си 8 10 15-30 66 132 60-125

СО 10 12 - - - 25-50

На территории лесной опытной дачи ТСХА, имеющей аналогичную по свойствам и не находящуюся в сельскохозяйственном использовании почву, в 1992 году были отобраны послойно до глубины -40 см почвенные образцы Содержание тяжелых металлов в них сравнивали с содержанием тяжелых металлов в образцах почвы монолитов, отобранных на этой же территории в 1910 и 1952 гг (монолиты хранятся а запасниках почвенного музея ТСХА) Это сравнение позволило сделать вывод о техногенном загрязнении территории в целом за определенный исторический отрезок времени Содержание тяжелых металлов в образце почвы лесопарка в настоящее время (1992) сравнили с содержанием тяжелых металлов в смешанном образце почвы опытного поля (табл 4) Данное сравнение было необходимо для определения Аоли загрязнения за счет сельскохозяйственного использования почвы опыта.

В смешанном образце почвы опытного поля по сравнению с почвой монолитов и лесопарка было установлено более высокое содержание валовых форм евин-

ца. цинка и меди Наиболее существенным, почти в 2 раза, было увеличение содержания валового цинка (табл 4)

Таблица 4

Валовое содержание тяжелых металлов, мг/кг почвы

Элемент Монолит лесная опытная опытное поле

дача ••

1910 1952 1992 1992

0-20 20-40 0-20 20-40 0-20 20-40 0-20 20-40

Сг 24 20 20 22 23 18 25 27

са 0.7 0,3 0,5 0.5 0.6 0.5 0,8 0.6

Со и 8.0 10 9 9,5 8,0 12 10

РЬ 19 10 22 13 28 12 27 21

N1 15 10 14 12 14 10 16 15

Ъп 32 19 40 28 38 20 50 54

и 6,0 4,0 6,0 6,0 7,0 5.0 6.0 6.0

Си 36 2,3 4,7 3,1 8.0 2.8 10,0 9,5

По содержанию тяжелых металлов старопахотная почва опытного поля отличалась от почвы лесопарка более равномерным их распределением по профилю до глубины-40 см Для почв монолитов и лесопарка характерно накопление тяжелых металлов в верхнем 0-20 см слое почвы, а в почве опытного поля слой 20-40 см имеет практически такое же количество, как и слой 0-20 см

Анализ содержания подвижных форм тяжелых металлов показал, что почва лесопарка в настоящее время содержит более высокую концентрацию кислоторас-ТБоримых форм соединений тяжелых металлов по сравнению с образцом 191 От (табл 5) .

Этот факт свидетельствует об определенном изменении экологической ситуации в почве лесопарка, не выявленной при анализе валового содержания тяже-1ых металлов

По содержанию 2л\ и Сг почва опытного поля значительно превосходит почву лесопарка 7л - 38,0 и 10,1 мг/кг, Сг - 9,92 н 5,78 мг/кг, соответственно Рас-

пределение подвижных форм тяжелых металлов по почвенному профилю имеет ту же тенденцию, что и валовых.

Таблица 5

Концентрация кислоторастворимых (1 Н НС1) соединений тяжелых металлов в почве, мг/кг. .*

Элемент Монолит лесная опытная опытное поле

дача

1910 1952 1992 1992

0-20 20-40 0-20 20-40 0-20 20-40 0-20 20-40

Сг 1.75 1,16 1,32 1,32 6,12 5,01 9,98 8,55

са 0,26 0,08 0,19 0,10 0,10 0,10 ■ 0,55 0,35

Со 2,44 1,28 2,26 2,03 5,06 3,60 5,00 . 4,45

РЬ 7,76 3,90 10,1 5,01 19,7 6,13 15,2 15,1

№ 1,70 0,44 2,62 1,29 4,98 2,98 6,65 6,18

2л 6,56 3,60 7,11 3,49 14,1 6,20 40,3 36,9

При совокупном загрязнении почвы несколькими химическими элементами оценка опасности проводится по величине суммарного показателя Ъс по формуле: 2л= 2Кс? (п-1), где: п - число определяемых ингредиентов. Кс - коэффициент концентрации элемента (вещества), определяемый отношением его содержания в загрязненной почве к фоновому. При величине суммарного показателя 7л менее 16 почва относится к I категории загрязнения, 16-32- И; 32 -128 - III; более 128- к четвёртой категории загрязнения. . .

Суммарный показатель, рассчитанный по концентрации валовых форм, имеет низкие стечения, по нему почва относится к первой категории загрязнения. Однако показатель общего загрязнения,определенный по кислоторастворнмыМ формам.ра-вен 14, т.е практически на границах между первой и второй категориями загрязнения. Доля сельскохозяйственного загрязнения по подвижным формам составляет -30 %, по валовым - 50 %, от общего загрязнения. О экологической ситуации можно судить н по соотношению подвижных и валовых форм в почве как приоритет-

ных загрязнителей, так и других металлов, для которых не установлено увеличение валового содержания по сравнению с фоновой почвой (табл 6)

Таблица 6

Суммарный показатель затрязнения почв (слой 0-20 см)

Суммарный Обшее загрязнение Техногенное Сельскохозяйственное

показатель К С оп поля К— - С песная 1992 Соп поля

гс С мон 1910 С мон 1910 С лесная 1992

Валовые 4 3 2

Подвижные 14 8 4

Содержание подвижных форм соединений тяжелых металлов в пахотном и подпахотном горизонтах опытного поля отражает фактическое состояние дерново-подзолистой старопахотной почвы и является важным показателем для оценки и прогнозирования распределения гяжетых металлов в системе почва - растение (табл 7)

Таблица 7

Доля кислоторастворимых соединений тяжелых металлов в % от содержания валовых форм

Элемент Лесопарк Лесопарк Опытное поле

1910г 1992г 1992г

0-20 20-40 0-20 20-40 0-20 20-40

Сг 7 6 27 28 40 32

С<1 37 27 67 69 69 58

РЬ 41 39 70 52 56 72

№ 11 4 36 30 42 41

гп - 21 20 37 31 80 68

3. Урожай и качество возделываемых культур от изучаемых факторов Действие изучаемых факторов на продуктивность и качество возделываемых культур было неоднозначным

Статистическая обработка экспериментальных данных многофакторным

-М-

дисперсионным методом показала, что действие приемов обработки почвы на качество клубней картофеля, зерна ячменя и озимой пшеницы не достоверно.

При увеличении доз органо - минеральных удобрений достоверно увеличивалась концентрация нитратов: без удобрений - 112 мг/кг, NPK - 442 мг/кг;

1,5 КРК+1,5навоз - 459 мг/кг; известкование снижало концентрацию нитратов в клубнях картофеля, без извести 459; по извести - 350 мг/кг. Улучшение обеспеченности растений элементами питания сопровождалось достоверным увеличением концентрации Сахаров и снижением содержания сухого вещества в продуктивной части культуры.

Урожай и качество зерна ячменя и озимой пшеницы в основном определялся наличием в почве питательных элементов.

Содержание сырой клейковины и белкового азота в зерне озимой пшеницы значительно выше в вариантах с удобрениями, по сравнению с не удобренным вариантом. Достоверного влияния изучаемых факторов на другие показатели качества зерна не установлено.

Средние данные по содержанию микроэлементов в исследуемых культурах, даются в сравнении с градациями имеющимися в научной литературе (табл. 8).

Таблица 8

Содержание микроэлементов в зерне ячменя, озимой пшеницы и клубнях карто-

феля, мг/кг сухой массы

. Культуры Элементы

Мо Си Zn Мп Со

Озимая пшеница, зерно 0,12 6,8 49,2 »9,8 0,05

Градация 0,20-0,55 3,7-10,2 8,7-35,5 12-78 0,06-0,10

ячмень, зерно 0,34 8,8 34,8 8,9 0,05

Градация 0,39-0,46 3,9-14,3 9,6-50 8-140 0,05-0,11

Картофель, клубни 4,9 35,2 11,3 0,66

Градация - 4,6-6 6-20 8-21 0.14-0,69

-JZ-

По содержанию цинка зерно озимой пшеницы и клубни картофеля превосходят данные градации Матечати гесхи достоверным было влияние известкования и уровня удобреншк,ти

Содержащие цинка в зерне в большей степени опредепялось уровнем удоб-ренносги без удобрений- 1-1 5 м| кг, ЫРК- 48,9 мг/кг, 1.5 ЫРКЧ.б навоз 46,7 мг/кг Та же тенденция просматривается у ячменя и картофетя 1

Содержание Мо и Си в зерне озимой пшеницы под влиянием известкования увеличивалось, а концентрация цинка и марганца, наоборот, снижх-ас»

Содержание кадмия свинца, пике™ в зерне озимон I шенниы н ячменя превышают ПДК (табт 9) этих металлов в продовольственном н фуражном зерне в 9, 5 и 1,5 раз®, соответственно, тго, очевидно вызвано поверхностным загрязнением

Таьлица 9

Оиенка степени концентрации тяжечых металлов товарной части полевых культур.

МГ/КГ

Элемент Озимая пшеница, зерно Ячме .ь. Картофель, клубни

зерно

ПДК® средние средние ПДК средние

Продов и диет фураж данные по данные по данные по

пит опыту опыту опыту

Сг - 05 0,4* 0.5 0.5 0,09**

са 0,1 0 3 0 9 0,9 03 0,08

Со - 1 0 0,9 1.2 2.0 0.09

Си 100 "«0 0 5,1 3 0 30,0 0.7

РЪ 0,5 50 2,9 2.7 5,0 0,4

N. - 1.0 1.3 1.4 3.0 ОД

га 50 50 0 46.1 52.4 100 5,1

*- на сухую массу, **- на продукцию естественной влажности

Концентрация всех элементов в клубнях картофеля значительно ниже ПДК Периодическое известкование вызывало снижение содержания кадмия и свинца в кпуЬнях картофеля почти в два раза и практически не отразилось на концентрации

этих элементов в зерне ячменя и озимой пшеницы (табл. 10).

Таблица 10

Влияние известкования на содержание кадмия и свинца в зерне ячменя, озимой пшеницы и клубнях картофеля, мг/кг сухой массы

Элемент озимая пшеница ячмень картофель

без по без по без по

извести извести извести извести извести извести

С<1 0,8 1,0 0,9 0,9 0,6 0,3

РЬ 3,2 2,6 2,0 .2,4 2,7 1.9

Зависимости между содержанием токсичных элементов в зерне ячменя и озимой пшеницы и уровнем удобренности не установлено.

Периодическая, один раз в 5 лет, трехъярусная вспашка почвы по сравнению с ежегодным её дискованием на глубину 10-12 см (табл. 11) позволяет снизить концентрацию многих тяжелых металлов в клубнях картофеля.

Таблица 11

Влияние глубины обработки почвы на содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля и зерне озимой пшеницы

[Вид обработки

I

Сг

са

Со

Си

РЬ

N1

га

Озимая пшеница

Дискование 0,3 0,7 0,7 4,2 2,5 4,0 49,2

Вспашка • 0,4 0,9 0,8 4,9 2,7 1,2 46,3

Трёхъярусная 0,4 Ь0 0,9 5,9 3,0 - 1,5 46,7

Картофель

Дискование 0,6 0,6 0,7 6,0 2,4 1,8 35,0

Вспашка . 0,6 0,5 0,9 4,6 2,3 1,2 31,0

Трехъярусная 0,4 0,3 0,6 4,8 2,2 1,0 26,7

-М-

Уве течение пуиины обработки почвы практически не отразилось на качестве зерна ячменя и о!имой пшеницы с точки чрения содержания токсичных элементов

ВЫВОДЫ

1 Дьрново подзо 1 ист ля гегкосугтинистая почва длитетьного сезьскохозяй-ственного испопьзования в зоне нарастаюшей техногенной нагрузки имеет невысокое содер'лчние г>м>с I. очень высокую концентрацию подвижного фосфора, сла-

1 бокистую реакцию почвенного раствора, высокое и очень высокое содержание

подвижных форм чикро цементов

2 При много тетнеи мелкой основной ооработке почвы (дискование на 10-12 см) сформировался пачотнын гориюнт,дифференцированный по содержанию макро- н микро-цементов в различных сзоях, с максимальной их концентрацией в слое 0-10 см Наиоотее выровненный по постойному содержанию элементов 0-40 см сзой почвы сформировался при периодической (раз в 5 лет) трехъярусной вспашке

3 Известкование почвы привезо к снижению конце грации почвенного раствора на единицу что вызвало снижение содержания подвижного калия на 15-30% и увеличение концентрации подвижных форм меди и бора Увеличение доз орга-но-минерагьных удобрений сопровождалось увеличением концентрации в почве подвижных форм фосфора и калия

4 Концентрация валовых форм соединений свинца, кадмия, цинка и меди в почве опытного поля не превышает ОД1С тяжелых металлов для суглинистых почв Существенной зависимости содержания валовых форм соединений тяжелых металлов в почве от внесения удобрений и известкования не установлено

5 Сравнение содержания тяжелых металлов в почве длительного сельскохозяйственного использования с концентрацией их в почве монолита 1910т и разреза 1992г, взятых на территории лесопарка МСХА, позволило выявить значительные различия в распределении их в слое 0-40 см Для почвы лесопарка характерна локализация металлов в слое 0-20 см В почве опытного поля, в слое 20-40 см концентрация их практически такая же как в слое 0-20 см

6 За период с 1910г по настоящее время в почве лесопарка, н особенно в старопахотной дерново-подзолистой почве, значительно возросла подвижность и-

желых металлов. Доля кнслоторастворимых форм соединений никеля, хрома, свинца и цинка от валового их содержания в почве увеличилась в зависимости от слоя почвы в 2-5; 3-4; 1,5; 3 раза соответственно. Суммарный показатель загрязнения 0-20 см слоя почвы опытного поля тяжелыми металлами, рассчитанный по валовому содержанию,равен 4, по концентрации кнслоторастворимых форм - 14.

7. Статистическая обработка экспериментальных данных многофакторным дисперсионным методом показала, что действие приемов обработки почвы на продуктивность растений и традиционные показатели качества клубней картофеля, зерна ячменя и озимой пшеницы не достоверно. Урожай и качество зерна озимой пшеницы, ячменя и картофеля в основном определялось наличием в почве питательных элементов. При увеличении доз органо-минеральных удобрений достоверно увеличивалась концентрация нитратов и Сахаров в клубнях картофеля.

8. Концентрация микроэлементов в клубнях картофеля, зерне ячменя и озимой пшеницы не превышают градации этих элементов,приводимых в научной литературе, за исключением Zn; содержание 7л в клубнях картофеля на 15 мг/кг, в зерне озимой пшеницы на 14 мг/кг сухой массы превышают данные градации. Содержание Zn в зерне в большей степени определялось уровнем удобренности: без удобрений- 34,5 мг/кг; КРК- 48,9 мг/кг; 1,5 №К+1,5 навоз- 46,7 мг/кг. Под влиянием известкования концентрация Zn и Мп снижалась, а содержание Мо и Си в зерне увеличивалось. Та же закономерность наблюдалась у ячменя и картофеля.

9. Содержание Сс1, РЬ, № в зерне озимой пшеницы и ячменя превышают

-4-

ПДК этих металлов'продовольственном и фуражном зерне в 9; 5 н 1,5 раза, соответственно! Концентрация тяжелых металлов в клубнях картофеля значительно нижеПДК. •

10. Зависимость между содержанием токсичных элементов в клубнях картофеля, зерне ячменя и озимой пшеницы и уровнем удобренности не установлено, известкование вызывало снижение содержания кадмия и свинца в клубнях картофеля почти в 2 раза я практически не отразилось на концентрацию этих элементов в зерне ячменя и озимой пшеницы. . •

11. Периодическая, один раз в 5 лет, трехъярусная вспашка почвы снижает концентршщю многих тяжелых металлов в клубнях картофеля, влияние видов

обработки на концентрацию токсичных элементов в зерне озимои пшеницы и ячменя не установлено

Список опубликованных работ

1 Ягодин Б А. Кидин В В, Цзирко Э А, Маркелова В Н, Саблина С М, Панферова И В, Малахова И П, Гребенникова В В П\ти снижения накопления тяжелых металлов в сельскохозяйственной прод\кции Рекомендации М 1993.

2 Ягодин Б А. Цвирко Э А, Маркелова В Н . Бовина Г П, Гребенникова В В Показатели плодородия дерново-подзолистой почвы длительного сельскохозяйственного использлвания в зоне интенсивной антропогенной нагрузки Депонирование во ВНИИТЭИагропрома М° 19 ВС 03 97 БД.

Объ^\< I п т

Зак 232

Типография Изпательства МСХА 127550 Москва Тимирязевская ул 44

Тир 100