Агрохимическая и экологическая оценка чернозема выщелоченного Западного Предкавказья на содержание тяжелых металлов в условиях длительного применения удобрений под озимые колосовые культуры

Лебедовский, Иван Анатольевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Агрохимическая и экологическая оценка чернозема выщелоченного Западного Предкавказья на содержание тяжелых металлов в условиях длительного применения удобрений под озимые колосовые культуры
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Агрохимическая и экологическая оценка чернозема выщелоченного Западного Предкавказья на содержание тяжелых металлов в условиях длительного применения удобрений под озимые колосовые культуры"

ЛЕБЕДОВСКИЙ Иван Анатольевич

АГРОХИМИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ПОД ОЗИМЫЕ КОЛОСОВЫЕ КУЛЬТУРЫ

06.01.04 — агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар - 2009

003475144

Работа выполнена на кафедре агрономической химии ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» в 2005-2008 гг.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Заслуженный деятель науки РФ, Заслуженный деятель науки Кубани и Республики Адыгея Шеуджен Асхад Хазретович

Официальный оппоненты:

доктор биологических наук Скаженник Михаил Александрович

кандидат сельскохозяйственных наук Шхапацев Аслан Капланович

Ведущая организация - ГНУ Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко

¡о

Защита диссертации состоится 21 июля 2009 г. в^З^часов на заседании диссертационного совета Д 006.026.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте риса по адресу: 350921, г. Краснодар, п/о Белозерное

Тел. (факс) (861) 229-49-91; 222-11-20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института риса, с авторефератом - на сайте http: www.vniirice.ru

Автореферат разослан и размещен на сайте « июня 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук ____7 Гончарова Ю.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из главных задач современной агрохимии является производство высоких урожаев экологически безопасной продукции растениеводства. Решение этой задачи невозможно без применения минеральных удобрений. Как известно, минеральные удобрения содержат не только основное действующие вещество - элементы минерального питания, но и балласт, который зачастую имеет в своем составе тяжелые металлы (ТМ). Их попадание в удобрения избежать невозможно, так как в производственном цикле применяются вещества, содержащие различные количества тяжелых металлов. В связи с этим, требуется контроль за транслокацией ТМ в субъектах агроценоза, особенно их содержанием в почве и получаемой продукции растениеводства в условиях длительного применения удобрений. Установлено, что исследование содержания марганца, меди, цинка, кобальта, свинца и кадмия в почвах Кубани наиболее актуально, так как именно тяжелые металлы выполняют двойственную функцию в биосфере. Они являются одновременно жизненно необходимыми элементами минерального питания и токсикантами. Свинец и кадмий также содержатся в удобрениях. Более того, они являются наиболее опасными токсическими веществами. Изучение валового содержания и подвижных форм ТМ в почве для прогнозирования поступления их в растения является весьма актуальным.

Цель исследований. Провести агрохимическую и экологическую оценку влияния длительного применения удобрений на содержание и подвижность тяжелых металлов (ТМ) в черноземе выщелоченном СевероЗападного Предкавказья и урожая зерна озимой пшеницы и озимого ячменя. В задачи исследований входило:

- определить содержание изучаемых тяжелых металлов в черноземе выщелоченном;

- установить зависимость между влиянием различных форм тяжелых металлов на урожайность озимой пшеницы и озимого ячменя;

- рассчитать баланс изучаемых тяжелых металлов в почве при возделывании озимой пшеницы и озимого ячменя на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья;

- провести агроэкологическую оценку чернозема выщелоченного на содержание изучаемых тяжелых металлов;

- дать сравнительную оценку фактическому содержанию и экологическим нормативам изучаемых тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы и озимого ячменя;

- показать влияние длительного применения удобрений на содержание тяжелых металлов в почве;

- выявить взаимосвязь между агрохимическими свойствами почвы и подвижностью тяжелых металлов.

Научная новизна работы. Впервые на Кубани проведена комплексная агрохимическая и экологическая оценка чернозема выщелоченного на содержание тяжелых металлов в условиях длительного применения удобрений. Выявлена зависимость подвижности марганца, свинца и кобальта в почве от количества гумуса и кислотораствормых форм железа. Установлено количество тяжелых металлов, поступающих в почву с минеральными удобрениями и сделан прогноз их накопления до уровня, превышающего экологические нормативы. Рассчитан баланс тяжелых металлов в почве на фоне различных доз внесения удобрений. Дана агрохимическая оценка обеспеченности почвы подвижными формами меди, цинка, марганца и кобальта для озимых зерновых культур. Приведена оценка пригодности выращиваемой продукции для употребления в пищу. Положения, выноснмые на защиту:

1. Содержание тяжелых металлов в почве, зерне озимой пшеницы и озимого ячменя не превышает агроэкологические нормативы, что при постоянном химико-аналитическом контроле позволяет получать экологически безопасную продукцию растениеводства.

2. Содержание тяжелых металлов и их подвижность в условиях длительного применения минеральных удобрений.

3. Наблюдается дефицит подвижных форм меди, цинка и кобальта в почве для озимых зерновых культур.

4. Баланс изучаемых тяжелых металлов в почве за исключением кадмия отрицательный.

5. Подвижность марганца, кобальта и свинца в почве в зависимости от содержания в ней гумуса и кислоторастворимых форм железа.

Практическая значимость. Обоснована необходимость химического анализа зерна озимой пшеницы и озимого ячменя, выращиваемых в Краснодарском крае на черноземе выщелоченном и разделение его на сырье для приготовления продуктов взрослого и детского питания. Доказано, что применяемые удобрения аммофос, двойной суперфосфат, аммонийная селитра и хлористый калий не являются существенными источниками загрязнения почвы тяжелыми металлами и при ухудшении почвенного плодородия можно вносить их в повышенных дозах.

Апробация работы. Результаты исследовании демонстрировались на международных конференциях: «Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья» (Курск, 2005, 2006); Ресурсосберегающие технологии земледелия (Курск, 2005); III Международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов (Краснодар, 2005); Международной научно-практической конференции: «Проблемы диагностики и индикации почв» (Ростов-на-Дону, 2006); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2007» (Москва, МГУ, 2007); Всероссийской научной конференции молодых учённых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (Анапа 2004, 2005, 2006); Всероссийской конференции «Наука. Экология. Образование» (Анапа,

2005); Всероссийской конференции «Агроэкологические проблемы в сельском хозяйстве» (Воронеж, 2005); Всероссийской конференции аспирантов и студентов по приоритетному направлению «Рациональное природопользование» (Ярославль, 2005); Всероссийском конкурсе «Агрообразование - 2007» (Москва, ТСХА, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Интенсификация, ресурсосбережение и охрана почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия» (Курск, 2007); Всероссийском конкурсе инновационных проектов 2005 г. (Москва, МГУ, 2005) Региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение АПК» (Краснодар, 2005, 2006,2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 научных работ, в том числе 2 статьи, в изданиях рекомендованных ВАК России, 2 монографии (в соавторстве). Доля участия автора в публикациях в среднем составляет 35,5%.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований были внедрены в 2006-2008 гг. в учхозе «Кубань» Кубанского ГАУ на площади 50 га; в 2007 г. - Адыгейском научно-техническом центре по рису на площади 2000 га.

Объем н структура работы Работа изложена на 143 страницах компьютерного текста. Она состоит из введения, 4 основных разделов, 15 подразделов, выводов и предложений производству, 9 приложений. Иллюстрирована 50 таблицами и 32 рисунками. Список литературы включает 200 источников, из них 20 на иностранных языках.

Исследования поддерживалась Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ № 03-04-96468 и РФФИ № 06-04-96741).

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились с 2005 по 2008 гг. в условиях многолетнего стационарного опыта кафедры агрохимии, заложенного в 1981 г. (2006-2008), а также опыта кафедры растениеводства (агроэкологического мониторинга), заложенного в 1991 г. (2005-2006).

Полевой опыт кафедры агрохимии заложен по схеме № 57, предложенной ВИУА для Географической сети полевых опытов с удобрениями, и представляет собой 1/4 часть полной схемы факториального эксперимента 4x4x4, образованной тремя факторами: дозами азота, фосфора и калия, а также четырьмя градациями: 0, 1, 2 и 3: 0 - без удобрений; 1 -одинарная рекомендованная доза макроэлемента для озимой пшеницы и ячменя, возделываемых на черноземе выщелоченном Центральной зоны Кубани, 2 - двойная доза; 3 - тройная доза. Кодирование вариантов опыта проводилось следующим образом: первая цифра - доза азотных удобрений, вторая - фосфорных, и третья - калийных. В основу методики определения доз и сочетаний минеральных удобрений были взяты 7 вариантов опыта: контроль (без удобрений); Н0РэоК2о; NsoPoK0; К0РбоК0; N0P0K40; NsoPóo^mo; НгоРадКбо-

Вносили: карбамид (46 % N), аммонийную селитру (34% N), двойной суперфосфат (43% Р205), аммофос (12 % N, 52% P2Os) и хлористый калий (60 % К20) под основную обработку почвы. Общая площадь делянки - 52 м2, учетная - 34,2 м2. Повторность опыта двукратная, расположение делянок рендомизированное.

Другой опыт размещался в блоке, где одновременно изучалось влияние доз удобрений и систем защиты растений в условиях возделывания озимой пшеницы. В начале ротации моделировали исходный уровень плодородия почвы путем внесения повышенных доз органических и фосфорных удобрений. Кодирование вариантов: первая цифра - уровень внесения повышенных доз фосфорных удобрений и навоза под плантаж: 0 - исходный (без навоза и удобрений); 1- средний (200 т/га навоза и 200 кг/га Р205); 2 -повышенный (400 т/га навоза и 400 кг/га Р205); 3 - высокий (600 т/га навоза и 600 кг/га Р205). Вторая - доза основного удобрения (0- без удобрения; 1 - минимальная N45P30K20', 2-средняя N90P60K40 - 3 - высокая (N|35P%K60) и третья - система защиты растений от вредителей, болезней и сорняков (0 - без применения средств защиты растений; 1 - биологическая защита растений от вредителей и болезней; 2 - химическая защита растений от сорняков; 3 - химическая защита растений от вредителей, болезней и сорняков). Площадь делянки общая: 4,2 х 25,0 м - 105 м2, учетная 2,0 х 17,0 м - 34,0 м2. Повторность опыта трехкратная, расположение делянок систематическое в двух блоках.

Валовое содержание меди, цинка, свинца, кобальта, кадмия и марганца определяли по методике ЦИНАО (МУ МСХ от 23.12.1993), их подвижные формы в ацетатно-аммонийной вытяжке по методу Аринушкиной с рН 4,8 (РД 52.18.289-90) с атомно-абсорбционным количественным окончанием, гумус по Тюрину (ГОСТ 26213-91), активную кислотность почвы с потенциометрическим окончанием (ГОСТ 26423-85), обменную кислотность почвы с потенциометрическим окончанием (ГОСТ 26484-85); содержание кислоторастворимых форм железа - титриметрическим методом с ацетилсалициловой кислотой в азотнокислой вытяжке (6М HN03). Содержание тяжелых металлов в зерне озимого ячменя и озимой пшеницы определяли после сухого озоления на атомно-абсорбционном спектрофотометре (Квант 2А), согласно ГОСТ 26929. Отбор почвенных образцов проводили до посева и после уборки урожая.

Стастистическая оценка полученных результатов выполнена с использованием компьютерных программ Statistica и Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Поступление тяжелых металлов с минеральными удобрениями и прогноз их накопления в почве

Расчет поступления тяжелых металлов в почву с минеральными удобрениями показал, что даже при внесении их тройных доз накопление ТМ до ПДК (предельно-допустимой концентрации) наступит через несколько тысячелетий. Для самых токсичных из изучаемых нами ТМ - кадмия и свинца это наступит через 65715 и 887333,3 лет соответственно (табл. 1).

Следовательно, систематическое применение удобрений не является существенным источником накопления тяжелых металлов в почве.

Таблица 1 - Число лет, необходимых для превышения ПДК тяжелых металлов в почве.

ТМ Доза удобрений, кг/га

Ы4оРзоК2о НоРвК« Ы|21)РэдКоо

Марганец 1940000 1455000 64700

Медь 169062 84531 5635

Цинк 200000 99889 63382

Свинец 2660000 1331000 887333,3

Кобальт 980000 490000 326666

Кадмий 1150000 92000 65715

Зависимость между содержанием подвижных форм тяжелых металлов в почве и урожайностью озимой пшеницы и озимого ячменя

На основании рассчитанных коэффициентов корреляции отмечена достаточно тесная связь урожайности озимой пшеницы и ячменя с содержанием в почве подвижных соединений марганца, меди, цинка, свинца, кобальта и кадмия. При этом озимая пшеница в большей мере реагирует на обеспеченность растений медью (г = 0,61), цинком (г= 0,75) и кобальтом (г = 0,70), а озимый ячмень - марганцем (г = 0,54), цинком (г = 0,77) и кобальтом (г = 0,51).

Накопление ТМ в зерне зависит как от их содержания в почве, так и в целом от продуктивности агроценоза. Для озимой пшеницы характерно увеличение с ростом урожайности содержания в зерне меди (г = 0,58) и цинка (г = 0,69) и снижение марганца (г = -0,56); озимого ячменя - соответственно увеличение марганца (г = 0,53) и кобальта (г = 0,66), снижение цинка (г= -0,51).

Нами была рассчитана многомерная аппроксимация влияния марганца и цинка, содержащихся в зерне озимой пшеницы на ее урожайность (рис. 1).

Рис. 1. Многомерная аппроксимация между влиянием марганца и цинка на урожайность озимой пшеницы (среднее за 2007-2008 гг.).

Исходя из нее, можно отметить, что при увеличении содержания марганца до 31 мг/кг продуктивность повышается, а при возрастании его величины выше этой концентрации урожайность изучаемых нами культур снижается.

Валовое содержание тяжелых металлов в почве не оказало достоверного влияния на урожайность изучаемых нами сельскохозяйственных культур.

Баланс тяжелых металлов при возделывании озимой пшеницы и озимого ячменя на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья

Баланс тяжелых металлов в почве определяли по разности между поступлением в почву катионов тяжелых металлов с удобрениями и атмосферными осадками и их отчуждением урожаем и потерями за счет эрозии (табл. 2).

Установлено, что баланс всех рассматриваемых нами тяжелых металлов в почве под посевами как озимой пшеницы, так и озимого ячменя отрицательный, за исключением кадмия. Его баланс зависит от обеспеченности растений №К.

Таблица 2 - Баланс тяжелых металлов в черноземе выщелоченном на фоне возделывания озимого ячменя и озимой пшеницы (2007-2008 гг.), кг/га

Вариант опыта Озимый ячмень

Мп Си гп РЬ Со са

контроль -3,2 -0,02 -0,11 -0,06 -0,0057 0,0010

МадРзоКго -2,71 -0,01 -0,08 -0,05149 -0,00418 0,000184

НМРЙОЬчо -2,90 -0,02 -0,09 -0,06 -0,006 0,000454

МюоРздКбо -3,01 -0,02 -0,39 -0,06 -0,004 -0,00026

Озимая пшеница

контроль -2,55 -0,02 -0,14 -0,066 -0,0044 0,0011

МадРзоКго -2,79 -0,03 -0,16 -0,05 -0,0047 0,000111

-2,90 -0,02 -0,13 -0,06593 -0,00666 0,000675

НгоРзд^чо -3,03 -0,02 -0,43 -0,06575 -0,00409 -0,00038

При выращивании культур без удобрений, а также при одинарных и двойных дозах отмечено его незначительное накопление в почве. В то же время при внесении тройных доз минеральных удобрений отмечен отрицательный баланс этого элемента. Вероятнее всего, это объясняется большим его выносом на фоне повышенной обеспеченности растений макроэлементами, а также выщелачивания из пахотного слоя почвы под воздействием подкисляющего действия высоких доз минеральных удобрений. Отрицательный баланс в почве жизненно важных микроэлементов - марганца, меди, цинка и кобальта указывает на необходимость внесения одноименных удобрений.

Нормирование тяжелых металлов в черноземе выщелоченном Западного Предкавказья и озимых колосовых культурах.

Для сравнительной оценки валового содержания и подвижных форм ТМ мы выбрали максимальные значения, полученные в ходе выполнения исследований и сравнивали их со значениями ПДК и ОДК (ориентировочно-допустимой концентрации) для каждого элемента (табл. 3).

Таблица 3 - Максимальное содержание ТМ в опыте и агроэкологические нормативы, мг/кг (среднее 2005-2008 гг.)

ТМ ПДК ОДК Содержание ТМ в почве

валовое содержание подвижные формы валовое подвижных форм

Мп 1000 140 ~ 514,88 64,75

Си 50 3,0 132 19,31 0,91

2п 50 23 220 70,17 2,48

РЬ 20 6,0 130 19,08 1,07

Со 50 5,0 ~ 9,14 0,13

Сс1 3,0 0,2 2,0 0,081 0,030

Полученные данные свидетельствуют о том, что как валовое количество, так и содержание подвижных форм ТМ в изучаемой почве в 2 и более раза меньше, чем ПДК. Исключение составляет валовое содержание цинка, которое в 1,5 раза превышает значение ПДК. Однако, количество его подвижных форм в 9 раз меньше предельно-допустимой концентрации.

Минеральные удобрения оказали достоверное влияние на содержание свинца, кадмия и кобальта в зерне озимого ячменя (табл. 4). Установлено, что при внесении одинарных доз полного минерального удобрения (^РзоКго) увеличивается содержание свинца и кобальта, но снижается - кадмия. Между тем, двойная доза полного минерального удобрения Ы80Р«)К40 способствует повышению содержания кадмия в 2 раза по сравнению с вариантом Ы^оРадКбо-

Таблица 4 - Содержание тяжелых металлов в зерне озимого ячменя (2007 г.), мг/кг

Вариант опыта Мп Си РЬ Со Сс1

контроль 33,54 5,89 33,56 0,28 0,17 0,07

ИоРбоКо 28,60 6,62 30,83 0,23 0,20 0,07

^оРоКо 30,45 5,76 26,39 0,21 0,18 0,07

Н)РоК<ю 27,81 6,73 30,22 0,22 0,19 0,02

^оРзоКго 28,31 5,22 32,40 0,39 0,26 0,04

^оР(>С|К40 31,71 5,87 28,66 0,34 0,28 0,08

Ы]20Р9оК6о 31,87 5,73 26,92 0,26 0,18 0,03

Среднее 30,32 5,97 29,85 0,27 0,201 0,05

НСР„5 4,80 1,80 6,00 0,16 0,08 0,04

Вероятнее всего, это объясняется тем, что при одинарных и двойных дозах NPK подвижность кадмия увеличивается, а на фоне тройных доз -понижается. Содержание кобальта в зерне увеличивалось в вариантах N40P30K20 и N80P60K40, следовательно, его трансформационные свойства в почве идентичны кадмию. Содержание свинца повышалось в варианте N40P30K20. Наряду с повышением содержания в зерне этих элементов на удобренных вариантах, количество марганца, меди и цинка уменьшается.

Анализ зерна озимой пшеницы из вариантов с длительным применением минеральных удобрений выявил снижение в нем по сравнению с контролем количество марганца, меди и цинка. Содержание свинца и кобальта в варианте NjoPmÍmo повышалось, а в N0P0K40 - снижалось. В отличие от перечисленных элементов кадмий накапливался в зерне озимой пшеницы в большем количестве на всех удобренных вариантах опыта (табл. 5).

Таблица 5 - Содержание тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы (2008 г.), мг/кг

Вариант опыта Mn Cu Zn Pb Со Cd

контроль 33,88 5,75 37,71 0,13 0,31 0,02

N0P«,K0 30,86 5,65 33,57 0,18 0,31 0,03

NgoPoKo 33,92 6,48 37,74 0,27 0,71 0,05

N0P0K40 31,39 5,58 36,36 0,12 0,18 0,03

N40P30K20 32,80 6,62 36,22 0,21 0,28 0,04

NgoPéol'Mo 28,12 5,88 32,48 0,48 0,31 0,03

N120P90K«) 33,92 4,86 33,49 0,22 0,31 0,05

Среднее 32,12 5,83 35,36 0,23 0,34 0,03

HCPos 7,50 1,50 7,40 0,15 0,11 0,01

Снижение содержания марганца, меди и цинка в зерне озимой пшеницы и озимого ячменя при внесении минеральных удобрений связано, по нашему мнению, как с их отрицательным балансом в почве, так и с ростом урожайности. Вместе с тем, большее, чем в контроле, накопление в зерне свинца, кобальта и кадмия, вероятно, обусловлено влиянием удобрений на почвенный раствор, в результате чего повышается их подвижность в почве и доступность растениям.

В целом содержание тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы и ячменя не превышает существующих агроэкологических нормативов (табл. 6). Однако, оно не пригодно для производства продуктов детского питания вследствие высокого содержания свинца и кадмия.

Также необходимо отметить, что озимый ячмень больше выносит меди, свинца, кадмия и кобальта по сравнению с озимой пшеницей. Цинк и марганец отчуждаются с поля в меньшей степени озимым ячменем, чем озимой пшеницей.

Таблица 6 - Содержание тяжелых металлов в зерне и их ПДК (среднее 20072008), мг/кг

тм Озимый ячмень Озимая пшеница пдк

Медь 5,97 5,83 10,0

Цинк 29,85 35,36 50,0

Свинец 0,27 0,23 0,5 (0,3*)

Кадмий 0,05 0,03 0,1 (0,03*)

Марганец 30,32 32,12

Кобальт 0,201 0,34

* для детского питания

Эколого-агрохимическая оценка содержания и подвижности тяжелых металлов в почве при длительном применении удобрений.

Подвижность кобальта в почве снижается в вариантах с применением одних азотных, фосфорных и калийных удобрений (Ы80РоК0, Ы0РбоКо, МоРоКзд), а также тройной дозы полного удобрения (М^оРюК«)). В остальных вариантах подвижность кобальта остается на одном уровне и составляет 0,5 мг/кг. Вероятнее всего, несбалансированное применение удобрений способствует повышению выноса урожаем кобальта, а значит понижает содержание его подвижных форм в почве. Ранее нами было установлено, что вынос кобальта крайне высокий (Шеуджен А.Х., Хурум Х.Д., Лебедовский И.А., 2008), что подтверждают полученные данные.

Содержание в почве подвижных форм меди заметно снижается при внесении полного минерального удобрения (К.,оРзоК2о) ^0РбоК.ю, МпоРэдКбо) -до 0,8 мг/кг; 0,85; 0,8 мг/кг соответственно (рис. 2).

1,4

1,2

1,0

0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

о Си о Со

Рис. 2. Влияние удобрений на содержание подвижных форм меди и кобальта в черноземе выщелоченном под посевами озимого ячменя (2007 г.).

Видимо оптимальный питательный режим на этих вариантах создает наиболее благоприятные условия для хозяйственного выноса элементов

контроль ЫвоРоКо ЫмРзоКго Ы^оРзоКбо

|\1оРбоКо ЫоРоКм №оРбоК«о

минерального питания из почвы, в том числе и меди. На фоне этих вариантов изменение подвижности меди и кобальта является симбатным по отношению друг к другу, это свидетельствует о схожих их физико-химических свойствах в почве по отношению к полному минеральному удобрению.

Внесение полного минерального удобрения (варианты НоРзоК2о, ^воРбоК-ю» НгоРэдКбо) сопровождалось повышением подвижности марганца в почве, следовательно, и содержанием его подвижных форм (рис. 3).

контроль №>РоКЬ МюРзоКго И12оР&оКзо

№РвоКЪ №РьКю Мю^иКю

Рис. 3. Влияние удобрений на содержание подвижных форм марганца в черноземе выщелоченном под посевами озимого ячменя (2007 г.).

Содержание подвижных форм марганца в почве изменялось в интервале от 67 до 78 мг/кг, в зависимости от доз и видов удобрений. Необходимо также отметить, что аналогичная тенденция была обнаружена и под посевами озимой пшеницы (рис. 4).

контроль №>ИэКЬ МюРзоКго ГчЬгоКюИет

ЫэРбоКЪ (чЬРйКдо МзоРзоКю

Рис. 4. Влияние минеральных удобрений на содержание подвижных форм марганца в черноземе выщелоченном под посевами озимой пшеницы (2008 г.).

При внесении одинарных, двойных и тройных доз минеральных удобрений содержание подвижного марганца в почве возрастает, как под

посевами озимой пшеницы, так и озимого ячменя. Это свидетельствует о том, что обеспеченность растений марганцем при повышении содержания элементов минерального питания улучшается. На контроле содержание подвижного марганца в почве составляет 52 мг/кг, а в вариантах с различными дозами полного удобрения fN.toP30K.20, Ng0P60K40 и N]2oP<x>K6o) оно возрастает до 57мг/кг; 60; 62,5 мг/кг соответственно.

Особый интерес представляет тот факт, что минеральные удобрения способствуют незначительному повышению содержания в почве подвижных форм кадмия (рис. 5).

На контрольном варианте и в условиях применения двойных доз фосфорных удобрений содержание подвижных форм кадмия составляет 0,073 и 0,074 мг/кг соответственно. На фоне двойной дозы азота оно составляет 0,070 мг/кг. В вариантах с двойными и тройными дозами полного минерального удобрения содержание подвижного кадмия составило 0,086 и 0,087 мг/кг соответственно. Вероятнее всего, это связано с незначительным подкислением почвенного раствора минеральными удобрениями, что в свою очередь приводит к увеличению подвижности кадмия.

Также нами было установлено, что в почве под посевом озимого ячменя увеличение доз NPK сопровождается повышением содержания подвижных форм меди и снижению - марганца; калийного удобрения -снижению подвижности кобальта.

0,100

0,095

0,090

0,085

0,080

0,075

0,070

0,065

0,060

Рис. 5. Влияние минеральных удобрений на содержание подвижных форм кадмия в черноземе выщелоченном под посевами озимой пшеницы (2008 г.).

Свинец и цинк различаются по своим химическим свойствам, а медь и кобальт довольно схожи и под посевами озимого ячменя реагируют на применение различных доз полного удобрения одинаково.

Подвижность марганца под посевами рассматриваемых культур существенно увеличивается под действием двойных и тройных доз полного

контроль 1\1юРоКо N10P30K20 N120R30K30

NbPeoKo ГчЬРоКю МюРюКю

удобрения, что говорит о их влиянии на процессы выщелачивания марганца из его труднорастворимых соединений.

Нами установлено, что навоз содержит значительное количество ТМ, поэтому они могут накапливаться в почве за счет внесения повышенных доз органических удобрений. В условиях агроэкологического мониторинга выявлено, что применение повышенных доз минеральных удобрений приводит к связыванию подвижных в почве соединений ТМ в труднорастворимые вещества, что может приводить к снижению токсичности навоза (Гайдукова Н.Г., Лебедовский И.А., 2005; табл. 7).

Таблица 7 - Содержание подвижных форм ТМ под посевами озимой пшеницы, мг/кг (Агроэкологический мониторинг, 2006).

Вариант опыта Тяжёлые металлы

Мп Си Ъл РЬ Со С4

контроль 49,50 0,25 3,66 0,58 0,074 0,035

020 39,12 0,22 2,88 0,49 0,076 0,024

200 32,00 0,32 2,52 0,57 0,085 0,033

220 39,07 0,29 1,73 0,63 0,067 0,029

222 20,05 0,22 1,68 0,61 0,090 0,035

333 19,00 0,22 1,44 1,15 0,070 0,032

НСР05 5,83 0,14 0,5 0,34 0,006 0,006

В этих условиях отмечается дефицит доступных форм кобальта для растений. Количество марганца и цинка в варианте без удобрений (контроль) повышенное, что может объясняться снижением хозяйственного выноса этих элементов с урожаем озимой пшеницы.

В варианте с утроенными дозами органических и минеральных удобрений (333) наблюдается увеличение содержания подвижных форм свинца, но оно остается ниже значений ПДК (6,0 мг/кг), что требует проведение постоянных мониторинговых исследований. С увеличением количества органических и минеральных удобрений (варианты 222 и 333) содержание подвижных форм марганца и цинка уменьшается, может объясняется связыванием этих микроэлементов в труднорастворимые фосфаты марганца и цинка: Мп3(Р04)2 и 7,п3(Р04)2.

Влияние систем защиты растений на содержание тяжелых металлов в почве и зерне озимой пшеницы не установлено за исследуемый период наблюдений.

Таким образом, накопления исследуемых нами тяжелых металлов в почве не наблюдается. Отмечено лишь изменение их подвижности по вариантам опыта, которое обусловлено различными требованиями растений к микроэлементам в зависимости от общего фона минерального питания. Однако в зерне исследуемых нами культур отмечается незначительное

накопление кадмия, которое объясняется крайне низким его выносом растениями. Удобрения в данном случае не способствовали его накоплению. Тем не менее, они могут приводить к его аккумуляции в пахотном слое почвы за счет химического поглощения.

В целом необходимо отметить, что озимая пшеница больше отзывчива на содержание подвижных форм марганца, меди и кобальта, чем озимый ячмень.

Зависимость между агрохимическими факторами и подвижностью тяжелых металлов в почве

Нами изучалось изменение подвижности ТМ от содержания в почве гумуса и кислоторастворимых форм железа, активной и обменной кислотности. Активная и обменная кислотность почвы на подвижность ТМ не повлияли. Возможно, это объясняется стабильными значениями рН почвенного раствора и почвенно-поглощающего комплекса, которые за исследуемый период существенно не изменялись. Следовательно, они не могли оказать влияние на подвижность элементов в почве. Установлена взаимосвязь подвижного марганца, валового свинца и кобальта от содержания гумуса и кислоторастворимых форм железа (г = 0,55).

Валовое содержание свинца (свинец Вс) при увеличении гумуса снижается на всем диапазоне гумусированности почвы (рис. 6). Вместе с тем оно повышается от увеличения содержания кислоторастворимых форм железа (Ге). Возможно, что железо в данном случае является антагонистом свинца в процессе химического поглощения в почве. Данная аппроксимация описывается следующим уравнением:

Свинец Вс = 50,44 - 10,14*гумус - 0,28*Ре - 4,10* гумус2 + 0,36*гумус*Ге +0.0054Ре2

Коэффициенты уравнения указывают на высокое влияние гумуса на содержание валового свинца в почве, по сравнению с железом. Величина нелинейных изменений в данной модели является незначительной, зависимость носит прямой параболический характер.

Рис. 6. Аппроксимация многомерной зависимости валового содержания свинца от количества гумуса и железа (среднее 2005-2006 гг.).

Содержание кобальта в почве от количества в ней гумуса (рис. 7) находится в прямой положительной зависимости, а от железа - в обратной. Эта зависимость описывается следующим уравнением многомерной аппроксимации.

Кобальт Вс = -3,2222 + 3,41*гумус + 0,14*Ге + 0,81*гумус2-0.08*гумус*Ге + 0,0007*Ре2

Из уравнения также видно значительное влияние гумуса на содержание кобальта по сравнению с железом. Доля нелинейных зависимостей в данном случае, как и в предыдущем, очень низкая.

В почве при увеличении содержания гумуса наблюдается снижение подвижности марганца, что, вероятно, объясняется образованием органо-минеральных комплексов с гумусовыми кислотами (рис. 8).

Рис. 7. Аппроксимация многомерной зависимости валового содержания кобальта от количества гумуса и железа (среднее 2005-2006 гг.).

Зависимость межДу содержанием кислоторастворимых форм железа и подвижного марганца неоднозначна. При увеличении содержания железа до 55 г/кг наблюдается возрастание количества подвижных форм марганца, а при дальнейшем повышении железа концентрация марганца в почвенном растворе снижается. Возможно, что при содержании железа до 55 г/кг происходит сорбирование марганца гидроксидами железа, а выше этой концентрации сорбция марганца падает.

Данную тенденцию ясно отражают коэффициенты уравнения, которые подтверждают значительное нелинейное изменение подвижности марганца от содержания кислоторастворимых форм железа:

МарганецПф = -25,3 - 3,74*гумус + 2,8113*Ре - 3,90*гумус2 + 0,21*гумус*Ре - 4,50*Ре2

Из уравнения также следует, что влияние гумуса и железа на содержание подвижных форм марганца фактически равноценно.

Рис. 8. Аппроксимация многомерной зависимости между содержанием подвижных форм марганца, гумуса и железа (среднее 2005-2006 гг.).

ВЫВОДЫ

1. Чернозём выщелоченный обладает благоприятными водно-физическими свойствами и агрохимическим составом. Поэтому, его можно использовать под все полевые культуры.

2. Валовое содержание тяжелых металлов в почве высокое. Однако, количество подвижных их форм крайне низкое, что обусловлено физико-химическими свойствами почвы, т.е. большая их часть находится в недоступном для растений состоянии. Валовое содержание тяжелых металлов в почве можно расположить в следующей последовательности: Мп > гп > Си > РЬ > Со > Сс1, подвижных форм: Мп > Ъл. > РЬ > Си > Со > Сс1.

3. Результаты расчета и прогноза накопления тяжелых металлов с вносимыми минеральными удобрениями показали, что на фоне их тройных доз накопление ТМ наступит через несколько тысячелетий. Для кадмия этот срок наступит через 65715 лет, а для свинца - 887333,3 лет. Таким образом, система применяемых удобрений не может являться существенным источником загрязнения почвы тяжелыми металлами.

4. Валовое содержание тяжелых металлов не повлияло на урожайность озимой пшеницы и озимого ячменя. Повышение содержания подвижных форм марганца, цинка и кобальта способствовало росту урожайности озимого ячменя, а подвижных форм в почве кобальта, цинка и меди - озимой пшеницы. Существует связь между содержанием марганца в зерне озимой пшеницы и ее урожайностью (гмн =0,55): при увеличении содержания марганца до 31 мг/кг урожайность повышается, а при возрастании его количества выше этой концентрации - снижается.

5. Баланс всех изучаемых нами тяжелых металлов является отрицательным на всех вариантах опыта за исключением кадмия, его баланс зависит от количества вносимых минеральных удобрений.

6. Содержание исследуемых тяжелых металлов находится ниже агроэкологических нормативов и не представляет опасности для живых организмов. Более того, отмечается дефицит подвижных форм цинка и меди в почве. Содержание подвижных форм марганца является вполне достаточным для растений. Выявлен острый дефицит кобальта для озимых зерновых культур.

7. Выращиваемая продукция на исследуемой почве является вполне пригодной для употребления в пищу, однако, при изготовлении пищевых продуктов для детского питания необходим постоянный аналитический контроль за содержанием кадмия и свинца.

8. В условиях агроэкологического мониторинга выявлено, что применение двойных и тройных доз минеральных удобрений способствует связыванию таких элементов как марганец, цинк и кобальт в труднорастворимые комплексные соединения, таким образом, снижая их токсичность в условиях применения органических удобрений. Поэтому они становятся недоступными для растений.

9. В условиях повышенных доз полного удобрения подвижность марганца под посевами озимой пшеницы и озимого ячменя возрастает. Между тем, в этих условиях содержание подвижных форм меди и кобальта под посевами озимого ячменя снижалось, а под посевами озимой пшеницы было отмечено некоторое увеличение подвижности этих металлов.

10. Под посевами озимого ячменя повышение уровня минерального питания способствует снижению содержания в почве доступных форм меди и увеличению марганца. Под посевами озимой пшеницы увеличение дозы калийного удобрения приводит к повышению содержания в почве доступных форм меди и кобальта. Подвижность кобальта, марганца и цинка снижается при увеличении доз полного минерального удобрения. Увеличение содержания азота способствует снижению потребности озимой пшеницы в меди.

11. На фоне возделывания озимого ячменя и озимой пшеницы не отмечается накопления тяжелых металлов в почве. Отмечено только изменение их подвижности по вариантам опыта, которое обусловлено различными требованиями растений к элементам питания в зависимости от доз и сочетаний вносимых удобрений. Содержание в почве доступных форм марганца, меди и кобальта, под посевами озимой пшеницы несколько ниже, чем под озимым ячменем, что объясняется неодинаковой потребностью этих культур к названным элементам минерального питания.

12. Установлена тесная связь между содержанием кобальта, марганца и свинца от количества гумуса и кислоторастворимых форм железа в почве. Показано, что кобальт в почве может поглощаться органической ее частью, а свинец - гидроморфными соединениями железа. Влияние железа на подвижность марганца является неоднозначным: при увеличении его концентрации до 55 г/кг отмечается повышение подвижности марганца, а выше этого количества - снижение.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Рекомендуется проведение постоянного химико-аналитического контроля в условиях применения минеральных удобрений па содержание свинца и кадмия. По его результатам необходимо сортировать сырье для приготовления продуктов, используемых для взрослого и детского питания.

2. Для повышения продуктивности озимого ячменя и озимой пшеницы применение макроэлементов является недостаточным. Применение микроудобрений, содержащих кобальт, цинк и медь будет способствовать повышению урожайности озимой пшеницы, а марганец, цинк и медь -озимого ячменя.

3. Применяемые удобрения аммофос, двойной суперфосфат, аммонийная селитра и хлористый калий не являются существенными источниками загрязнения почвы тяжелыми металлами, что при ухудшении почвенного плодородия позволяет их использовать в повышенных дозах.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. Публикации в изданиях, определенных ВАК Минобразования

и науки РФ

1. Лебедовский, И.А. Влияние агротехнических приёмов на содержание тяжёлых металлов в чернозёме выщелоченном / Н.Г. Гайдукова, И.А. Лебедовский // НТБ ВНИИМК - вып. 1 (132). - Краснодар: «Советская Кубань», 2005. - С. 102-108.

2. Лебедовский, И.А. К вопросу агроэкологической оценки почв на содержание тяжелых металлов [электронный ресурс] / И.А. Лебедовский // http: ej.kubagro.ru/2007/08/10

IL Монографии

1. Лебедовский, И.А. Микроэлементы и формы их соединений в почвах Кубани / А.Х. Шеуджен, Х.Д. Хурум, И.А. Лебедовский. - Майкоп: ОАО «Полиграфиздат», 2008. - 56 с.

2. Лебедовский, И.А. Диагностика минерального питания растений / А.Х. Шеуджен, A.B. Загорулько, Л.И. Громова, Л.М. Оиищенко, И.А. Лебедовский, М.А. Осипов. - Краснодар: КубГАУ, 2009. - 298 с.

III. Публикации в других научных изданиях

1. Лебедовский, И.А. Влияние обработки почвы на валовое содержание тяжёлых металлов / Н.Г. Гайдукова, И.А. Лебедовский // Научное обеспечение АПК: Мат. V региональной научно-практической конференции молодых учёных. - Краснодар: КГАУ, 2003. - С. 55-56.

2. Лебедовский, И.А. Оценка способов пробоподготовки почвы и растений к анализу на содержание тяжёлых металлов / Э. А. Александрова, Н. Г. Гайдукова, М. В. Цымбал И.А. Лебедовский // Экоаналитика 2003: Тез. докл. V Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды. - Спб: ЛГУ, 2003. - С. 84.

3. Лебедовский, И.А. Влияние основной обработки почвы на степень подвижности тяжёлых металлов в выщелоченном чернозёме / И.А. Лебедовский, О.В. Космачева, Н.Г. Гайдукова // Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах: Тез. Всероссийской научной конференции молодых ученных и студентов. -Краснодар: «Просвещение-Юг», 2004. - С. 23-24.

4. Лебедовский, И.А. Эколого-агрохимическая оценка интенсификации земледелия на состояние тяжёлых металлов в выщелоченном чернозёме / Н.Г. Гайдукова, И.А. Лебедовский // Наука. Экология. Образование: Сб. мат. IX всероссийской конференции. - Краснодар: «Просвещение-Юг», 2004. -С. 44-46.

5. Лебедовский, И.А. Состояние тяжёлых металлов в пахотном слое почвы в условиях интенсивного земледелия / И.А. Лебедовский // Новые технологии возделывания масличных культур: Сб. докл. III Международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов. - Краснодар: «МС-Цеигр», 2005. - С. 240-246.

6. Лебедовский, И.А. О влиянии гумуса и железа на состояние тяжёлых металлов в чернозёме выщелоченном Западного Предкавказья / Н.Г Гайдукова, И.А. Лебедовский // Наука Кубани. - 2005. - № 3. - С. 34-37.

7. Лебедовский, И.А. Оценка применения удобрений на содержание тяжёлых металлов в чернозёме выщелоченном / Н.Г. Гайдукова, И.А. Лебедовский // Наука Кубани. - 2005. - № 2. - С. 20-23.

8. Лебедовский, И.А. Влияние некоторых агротехнических приёмов на степень подвижности тяжёлых металлов в чернозёме выщелоченном Западного Предкавказья / Ю.А. Штомпель, Н.Г. Гайдукова, И.А. Лебедовский // Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья: Мат. Межд. научно-практической конференции. -Курск: КГМУ, 2005. - С. 281-283

9. Лебедовский, И.А. Оценка загрязнения чернозёма выщелоченного Краснодарского края тяжёлыми металлами / И.А. Лебедовский // Рациональное природопользование: Мат. Всерос. конференции аспирантов и студентов по приоритетному направлению. - Ярославль: ЯрГУ, 2005. -С. 117-122.

3. Лебедовский, И.А. Использование информационных технологий при почвенно-экологической оценке плодородия чернозёма выщелоченного Северо-

Западного Предкавказья / И.А. Лебедовский, Ю.А. Штемпель // Агроэкологические проблемы в сельском хозяйстве: Сб. научи, трудов Воронежского ГАУ им. К .Д. Глинки. Ч. 1. - Воронеж: «Истоки», 2005.-С. 147-151.

10. Лебедовский, И.А. Агрохимические аспекты загрязнения тяжёлыми металлами чернозёма выщелоченного Северо-Западного Предкавказъя / И.А. Лебедовский // МЭСК - 2005: Мат. X Межд. студ. экологической конференции. - Новосибирск: Новосибирский ГУ, 2005. - С. 106-107

11. Лебедовский, И.А. Нормативы деградационных процессов в почвах агробиоценозов Западного Кавказа, обеспечивающие почвенно-экологическое равновесие / Ю.А. Штемпель, 10.П. Сухановский, В.К. Козин, И.А. Лебедовский // Наука Кубани. - 2005. - № 4. - С. 183-188.

12. Лебедовский, И.А. Оценка данных полевого опыта методом миогофакторного дисперсионного анализа в программе Statistica / И.А. Лебедовский // Энтузиасты аграрной науки - 5: Труды Куб.ГАУ. -Краснодар: Кубанский ГАУ, 2006. - С. 67-75

13. Лебедовский, И.А. Новые подходы к агроэкологической оценке загрязнения почв тяжёлыми металлами / А.Х. Шеуджен, И.А. Лебедовский // Энтузиасты аграрной науки - 5: Труды Куб.ГАУ. - Краснодар: Кубанский ГАУ, 2006.-С. 603-615.

14. Лебедовский, И.А. О новых подходах к методике обработки данных агрохимических исследований / И.А. Лебедовский // Научное обеспечение АПК: Мат. VIII молодёжной научно-практической конференции молодых учёных. -Краснодар: Кубанский ГАУ, 2006. - С. 41.

15. Лебедовский, И.А. Подвижность тяжелых металлов в черноземе выщелоченном Западного Предкавказъя в условиях земледелия / И.А. Лебедовский // Ломоносов - 2007: Тез. докл. XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - М.: МГУ, 2007. -С. 64-67.

16. Лебедовский, И.А. Агротехнологические аспекты загрязнения чернозема выщелоченного Западного Предкавказья тяжелыми металлами / Н.Г. Гайдукова, И.А. Лебедовский, H.A. Кошеленко // Современные проблемы загрязнения почв: Сб. мат. II Международной научной конференции. - М.: МГУ, 2007. - С. 104-106.

17. Лебедовский, И.А. Тяжелые металлы в почве: нормирование и трансформация / И.А. Лебедовский // Энтузиасты аграрной науки - 8: Труды КубГАУ. - Краснодар: Кубанский ГАУ, 2008. - С. 212-237.

ЛЕБЕДОВСКИЙ Иван Анатольевич

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать 05.06.2009. Формат 60 х 84 1/16 Бумага Буе^Сору, Печать трафаретная. Усл.-печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 9172.

Тираж изготовлен в типографии ООО «Просвещение - Юг» с оригинал - макета заказчика г. Краснодар, ул. Селезнева, 2, тел/факс 239-68-31

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Лебедовский, Иван Анатольевич

Специальность 06.01.04 - агрохимия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, Заслуженный деятель науки РФ, профессор А.Х. Шеуджен

Краснодар

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В БИОСФЕРЕ И АГРОЦЕНОЗЕ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1 Тяжелые металлы и жизнедеятельность растений

1.2 Токсичность тяжелых металлов для живых организмов

1.3 Трансформация и формы тяжелых металлов в почвах

1.4 Тяжелые металлы в почвах Краснодарского края и Российской Федерации

1.5 Влияние длительного применения удобрений на содержание тяжелых металлов в почве '

2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Климатические условия района проведения исследований

2.2 Почвенно-агрохимическая характеристика опытного участка

2.3 Методика постановки и проведения исследований

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Агрохимическая оценка чернозема выщелоченного на содержание тяжелых металлов

3.1.1. Общее содержание тяжелых металлов в пахотном слое почвы

3.1.2. Поступление тяжелых металлов с минеральными удобрениями и прогноз их накопления в почве

3.1.3. Зависимость между содержанием подвижных форм тяжелых металлов и урожайностью озимой пшеницы и озимого ячменя

3.1.4. Баланс тяжелых металлов при возделывании озимой пшеницы и озимого ячменя на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья

3.2 Агроэкологическая оценка чернозема выщелоченного на содержание тяжелых металлов

3.2.1. Нормирование тяжелых металлов в черноземе выщелоченном Западного Предкавказья и озимых колосовых культурах

3.2.2. Эколого-агрохимическая оценка содержания и подвижности тяжелых металлов в почве при длительном применении удобрений 85 3.3 Зависимость между агрохимическими факторами и подвижностью тяжелых металлов в почве . 109 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА 118 ВЫВОДЫ 121 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 124 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 125 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агрохимическая и экологическая оценка чернозема выщелоченного Западного Предкавказья на содержание тяжелых металлов в условиях длительного применения удобрений под озимые колосовые культуры"

Удобрения являются материальной основой повышения плодородия почв и достижения высоких и устойчивых урожаев всех сельскохозяйственных культур. В связи с этим важнейшее значение для повышения сбора растениеводческой продукции имеет улучшение обеспеченности сельскохозяйственных культур элементами минерального питания. Высокие урожаи возможны только при условии полного обеспечения растений элементами питания - макро- (азот, водород, кислород, углерод, калий, кремний, фосфор, железо, кальций, магний, сера) и микроэлементами (бор, ванадий, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, селен, цинк).

Основным источником питания растений микроэлементами является почва, обеспечивающая ими также и животный мир, поскольку минеральный состав растительной продукции зависит, прежде всего, от почвенных условий произрастания. Наличие в почве различных форм микроэлементов и, прежде всего, усвояемых их соединений, реакция среды, интенсивность микробиологических процессов и ряд других свойств почвы во многом определяют доступность микроэлементов растениям и эффективность применения микроудобрений. Так, например, установлено, что одним из ведущих факторов подвижности многих микроэлементов в почве является ее кислотность. Большинство из них потребляется растениями в виде катионов (Мп, Ъп, Си, Со), подвижность которых в почве возрастает при повышении концентрации водородных ионов в почвенном растворе. Поэтому недостаток этих микроэлементов проявляется, как правило, у растений, выращиваемых на почвах с нейтральной и щелочной реакцией среды (Школьник М.Я., 1974).

Тем не менее вышеперечисленные элементы могут играть в жизни растении двоякую роль: с одной стороны они необходимы для дозальной жизнедеятельности растений, а с другой стороны в как тяжелые металлы избыточных концентрациях они являются опасными токсикантами, которые могут наносить серьезную угрозу не только растениям, но и человеку.

Недооценка роли микроэлементов в жизни растений, животных, человека может иметь неблагоприятные последствия - снижение продуктивности растениеводства и животноводства, ухудшение здоровья человека.

Поскольку почва служит основным источником поступления микроэлементов в растения и через них в организм животных и человека, без учета содержания и доступности микроэлементов в почвах невозможно дать теоретическое обоснование рекомендаций сельскохозяйственному производству по дифференцированному применению технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Тяжелыми металлами (ТМ) называются химические элементы, л имеющие атомную массу более 50 г/моль или плотность более 5 г/см . К ним также относятся наиболее опасные элементы - ртуть, мышьяк, кадмий и свинец.

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким веществам (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).

В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Сг, Мп, Бе, Со, №, Си, Ъп, Мо, Сё, Бп, Щ, РЬ, В1 и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов.

Тяжелые металлы (ТМ) относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех объектах окружающей среды. Особое место занимает изучение содержания тяжелых металлов в почве, так как, она является основным источником поступления ТМ в растения, а значит и в организм человека, что, таким образом, может нанести угрозу здоровью населения. Тем не менее, необходимо помнить, что многие микроэлементы относятся к группе тяжелых металлов, они являются необходимыми химическими элементами для жизнедеятельности практически всех живых существ, в том числе и человека, поэтому мониторинг их состояния в почве, воде и растениях имеет одну из приоритетных задач в современной экологии.

Кубань является крупным аграрным регионом Российской Федерации. Здесь, как в зоне интенсивного земледелия особое значение имеет содержание тяжелых металлов в почве и растениях. Согласно данным агроэкологического мониторинга земель Краснодарского края за последние годы в почвах Краснодарского края наблюдается превышение ЦДК по целому ряду тяжелых металлов. Содержание меди в агроландшафтах Кубани находится в пределах естественного фона, за исключением виноградных плантаций Анапо-Таманской зоны, где среднее содержание ее достигает 52 мг/кг при фоне 43 мг/кг. Техногенные аномалии по содержанию свинца выделены в пригородных зонах Краснодара, Армавира, Кропоткина, Новороссийска, Анапы, Сочи, Тимашевска и в других крупных населенных пунктах края, а также вдоль транспортных магистралей и на Троицко-Анастасиевском месторождении нефти.

Аномалия меди в Мостовском районе, восточнее п. Псебай, имеет, скорее всего, геологическое происхождение, так как здесь отмечаются рудопроявления цветных металлов. Установлено, что по валовому содержанию меди рассматриваемые ландшафты, за исключением виноградников Анапо-Таманской зоны, можно относить к незагрязнённым территориям. В почвах виноградных плантаций среднее содержание меди составляет 109 мг/к'г при краевом фоне - 56 мг/кг. Кроме того, аномалии по содержанию меди выявлены в районе городов Сочи, Адлер, Анапа, Крымск, Тимашевск, Лабинск, Хадыженск, Краснодар, на Троицко-Анастасиевском месторождении нефти. Все они техногенного происхождения. Во всех пахотных почвах Кубани концентрация цинка превышает предельно-допустимую концентрацию (ПДК) в 1,7-2,1 раза, однако она значительно ниже ориентировочно-допустимой концентрации (ОДК).

В связи с этим особую роль приобретает агрохимическая и экологическая оценка содержания тяжелых металлов в почве. Озимые колосовые культуры являются одними из наиболее важных хлебных культур Кубани, поэтому их значительное количество употребляется в пищу населением в виде хлебо-булочных, кондитерских и мучных изделий. Однако, в этих продовольственных товарах может иметь место повышенное содержание тяжелых металлов.

Цель и задачи исследований. Провести агрохимическую и экологическую оценку влияния длительного применения удобрений на содержание и подвижность тяжелых металлов (ТМ) в черноземе выщелоченном Северо-Западного Предкавказья и урожая зерна озимой пшеницы и озимого ячменя.

В задачи исследований входило:

- определить содержание изучаемых тяжелых металлов в черноземе выщелоченном;

- провести агроэкологическую оценку чернозема выщелоченного на содержание изучаемых тяжелых металлов;

- показать влияние длительного применения удобрений на содержание тяжелых металлов в почве;

- выявить взаимосвязь между агрохимическими свойствами почвы и подвижностью тяжелых металлов.

Положения, выносимые на защиту:

2. Содержание тяжелых металлов и их подвижность в условиях длительного применения минеральных удобрений.

3. Наблюдается дефицит подвижных форм меди, цинка и кобальта в почве для озимых зерновых культур.

4. Баланс изучаемых тяжелых металлов в почве за исключением кадмия отрицательный.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Лебедовский, Иван Анатольевич

выводы

2. Валовое содержание тяжелых металлов в почве высокое. Однако, количество подвижных их форм крайне низкое, что обусловлено физико-химическими свойствами почвы, т.е. большая их часть находится в недоступном для растений состоянии. Валовое содержание тяжелых металлов в почве можно расположить в следующей последовательности: Мп >Ъъ> Си > РЬ > Со > Сс1, подвижных форм: Мп > Ъъ > РЬ > Си > Со > Сё.

4. Валовое содержание тяжелых металлов не повлияло на урожайность озимой пшеницы и озимого ячменя. Повышение содержания подвижных форм марганца, цинка и кобальта способствовало росту урожайности озимого ячменя, а подвижных форм в почве кобальта, цинка и меди - озимой пшеницы. Существует связь между содержанием марганца в зерне озимой пшеницы и ее урожайностью (гмн=0,55): при увеличении содержания марганца до 31 мг/кг урожайность повышается, а при возрастании его количества выше этой концентрации - снижается.

11. На фоне возделывания озимого ячменя и озимой пшенипы не отмечается накопления тяжелых металлов в почве. Отмечено только изменение их подвижности по вариантам опыта, которое обусловлено различными требованиями растений к элементам питания в зависимости от доз и сочетаний вносимых удобрений. Содержание в почве доступных форм марганца, меди и кобальта, под посевами озимой пшеницы несколько ниже, чем под озимым ячменем, что объясняется неодинаковой потребностью этих культур к названным элементам минерального питания.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Рекомендуется проведение постоянного химико-аналитического контроля в условиях применения минеральных удобрений на содержание свинца и кадмия. По его результатам необходимо сортировать сырье для приготовления продуктов, используемых для взрослого и детского питания.

Для повышения продуктивности озимого ячменя и озимой пшеницы применение макроэлементов является недостаточным. Применение микроудобрений, содержащих кобальт, цинк и медь будет способствовать повышению урожайности озимой пшеницы, а марганец, цинк и медь - озимого ячменя.

Применяемые удобрения аммофос, двойной суперфосфат, аммонийная селитра и хлористый калий не являются существенными источниками загрязнения почвы тяжелыми металлами, что при ухудшении почвенного плодородия позволяет их использовать в повышенных дозах.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Лебедовский, Иван Анатольевич, Краснодар

1. Агроклиматический справочник по Краснодарскому краю. Краснодар, 1961.-С. 13-15.

2. Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края.-Краснодар, 1997. 236с.

3. Акопов, Э.И. Биогеохимические циклы в биосфере / O.A. Ивашевская, В.П. Корженко. М.: Наука, 1976. - С.272.

4. Александрова, Э. А. Тяжёлые металлы в почвах и растениях и их аналитический контроль / Э.А. Александрова, Н.Г. Гайдукова, H.A. Кошеленко, З.Н. Ткаченко. Краснодар: КГАУ, 2001. - С. 6-11.

5. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. JL: Агропромиздат, 1987. - 141 с.

6. Алексеенко, В.А. Экологическая геохимия / В.А. Алексеенко. М.: Логос, 2000. - 627 с.

7. Аллер, Л. Распространенность химических элементов / Л. Аллер. -М.: ИЛ, 1963. С. 316-357.

8. Алметов, Н.С. Влияние минеральных и органических удобрений на изменение содержания тяжелых металлов в почвах разного гранулометрического состава в условиях республики Марий Эл / Н.С. Алметов // Агрохимия. 1996. -№10. - С. 122-125.

9. Андруз, Дж., и др. Введение в химию окружающей среды / Дж. Андрус, П. Бримблекумб, Т. Джикелз. М.: Мир, 1999. - 271 с.

10. Баздырев, Г.И.; Тяжелые металлы в системе почва-растение на склоновых землях / Г.И. Баздырев, Н.Б. Пронина, Д.Р. Родригес // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. Вып.2. -М., 2001.-С. 51-104.

11. Беус, A.A., Биохимия окружающей среды / A.A. Беус, Л.И. Грабовская, Н.В. Тихонова. М: Недра, 1976. - 248 с.

12. Боровиков, В.П. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов / В.П. Боровиков. СПб.: Питер, 2001.-656 с.

13. Вахмистров, Д.Б. Возможные пути и механизмы радиального транспорта ионов в корнях растений / Д.Б. Вахмистров // -Агрохимия. 1971. -№9. с. 138-152.

14. Векслер, JI.C. Статистический анализ на персональном компьютере / Л.С. Векслер // МИР ПК, - № 2, 1992, - с. 89-97.

15. Вернадский, В.И. Очерки геохимии / В.И. Вернадский. М.: Наука, 1983.-422 с.

16. Власюк, П.А. Физиологическая роль микроэлементов и их значение в растениеводстве / П.А. Власюк // Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине - №5 - 1968. - С.49-56.

17. Гайдукова, Н.Г., Влияние агротехнических приёмов на содержание тяжёлых металлов в чернозёме выщелоченном / Н.Г. Гайдукова, И.А. Лебедовский // НТБ ВНИИМК - вып. 1 (132 ) - 2005. С. 102109

18. Гайдукова, Н.Г., Лебедовский И.А. О влиянии гумуса и железа на состояние тяжёлых металлов в чернозёме выщелоченном Западного Предкавказья / Н.Г. Гайдукова, И.А. Лебедовский // Наука Кубани - 2005.-№3.-С 34-37.

19. Гайдукова, Н.Г. Сравнительная оценка различных модификаций определения содержания гумуса в почве / Н.Г. Гайдукова, И.А. Лебедовский. Агроэкологические проблемы в сельскомхозяйстве: Сб. научных трудов 41. Воронеж: Изд-во: «Истоки», 2005-С. 135-139

20. Гусовский, A.A. Марганец. Популярная библиотека химических элементов. Кн. 1. /A.A. Гаусовский. М.: Наука, 1977. С. 313-322.

21. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке / Н. Джонсон, Ф. Лион. М.: Мир. Т. 1, 1980, - 610 с, Т. 2, 1981,-520 с.

22. Дмитраков, Л.М., Экологическая характеристика сельхозугодий -основная составляющая адаптивного земледелия / Л.М. Дмитраков, Б.П. Стрекозов, O.A. Соколов // -Агрохимия. 1994. - №4. - С.71-76.

23. Добровольский, В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регуляторная роль почвы / В.В. Добровольский // Почвоведение. -1997. - №4.-С.431-441.

24. Добровольский, В.В. Основные черты геохимии цинка и кадмия в биосфере /В.В. Добровольский // Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992. - С.7-18.

25. Добровольский, Г.В. Охрана почв / Г.В. Добровольский Л.А. Гришина. М.: МГУ, 1985. - 305 с.

26. Добрынина, В.И. Биологическая химия / В.И. Добрынина. М.: Медицина, 1976. - 504 с.

27. Доклад о состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2002 году / под ред. C.B. Величко. -Краснодар: ООО «Фирма «Домино», 2004. 336 с.

28. Доклад о состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2003 году / под ред. C.B. Величко. -Краснодар: ООО «Фирма «Домино», 2004. 312 с.

29. Доклад о состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2004 году / под ред. C.B. Величко. -Краснодар: ООО «ООО Типография «Краснодарские известия», 2005. 284 с.

30. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. М.: Колос, 1968.-336с.

31. Дуглас, Н.О. Воздействия загрязнения микроэлементами на растения / Н.О. Дуглас // Загрязнение воздуха и жизнь растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - С.327-356.

32. Ермоленко, Н.Ф. Микроэлементы и коллоиды почв / Н.Ф. Ермоленко. Минск: Наука и техника, 1966. - 322 с.

33. Жизневская, Т.Я. Медь, молибден и железо в азотном обмене бобовых растений / Т.Я. Жизневская // Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине. Улан-Удэ, 1968. - С. 367-405. .

34. Зырин, Н.Г., Свинец / Н.Г. Зырин, Е.В. Каплунова, A.B. Сердюкова и др. // Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах. -М.: МГУ, 1985.-С. 104-127.

35. Зырин, Н.Г. Медь / Н.Г. Зырин, В.А. Надежкин // Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах. М.: МГУ, 1985. - С. 725.

36. Зырин, Н.Г. Формы соединений кобальта в почвах / Н.Г. Зырин, A.A. Титова // Содержание и формы соединений микроэлементов в почвах. М: МГУ, 1979. - С. 160-223.

37. Зырин, Н.Г. К вопросу о формах соединений меди, цинка, свинца в почвах / Н.Г. Зырин, H.A. Чеботарева // Содержание и формы соединений микроэлементов в почвах. М.:МГУ, 1979. -С.350-386.

38. Иванов, Г.М. Биогеохимия марганца и меди в ландшафтах Тункинского Прибайкалья / Г.М. Иванов. Новосибирск: Наука, 1978.- 144с.

39. Ивлев, A.M. Биогеохимия / A.M. Ивлев. М.: Высшая школа, 1986. -127 с.

40. Израэль, Ю.А.,. и др. Кислотные дожди / Ю.А. Израэль И.М. Назаров, А .Я. Пресман. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 128 с.

41. Ильин, В.Б. Биохимия и агрохимия микроэлементов (Mn, Си, Мо, В)в Южной части Западной Сибири / В.Б. Ильин. Новосибирск: Наука, 1973.-390 с.

42. Ильин, В.Б. Распределение свинца и кадмия в растениях пшеницы, произрастающей на загрязненных этими металлами почвах / В.Б. Ильин, М.Д. Степанова // Агрохимия. - 1980. - №5. - С.114-119.

43. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение / В.Б. Ильин. Новосибирск: Наука, 1991. - 150 с.

44. Ильин, В.Б. Элементарный химический состав растений / В.Б. Ильин. Новосибирск: Наука, 1985. -129 с.

45. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях /

46. A. Кабата-Пендиас, X. Пендиас. М: Мир, 1989. - 439 с.

47. Казаков, Б.И. Свинец / Б.И. Казаков // Популярная библиотека химических элементов. Кн. 2. М.: Наука, 1977. - С.266-277.

48. Казаков, Б.И. Цинк / Б.И. Казаков // Популярная библиотека химических элементов. Кн. 1. М.: Наука, 1977. - С. 391-402.

49. Карта загрязнения химическими элементами почв Краснодарского края и республики Адыгея / Н.В. Резников, A.M. Холостяков,

50. B.В. Селиверстов, В.Ю. Андрющенко. Издание официальное. -Краснодар, 2000.

51. Книжник, А.З. Химия биогенных элементов / А.З. Книжник, A.C. Берлянд, Ю.А. Ершов // Общая химия. Биофизическая химия Химия биогенных элементов. М.: Высшая школа, 2000. - С. 204390.

52. Князев, Д.А. Неорганическая химия / Д.А. Князев, С.Н. Смарыгин. -М.: Высшая школа, 1990. 430 с.

53. Ковальский, В.В. Геохимическая среда и жизнь /В.В. Ковальский. -М.: Наука, 1982.-77 с.

54. Ковальский, В.В. Геохимическая экология /В.В. Ковальский. М.: Наука, 1974.-300 с.

55. Ковальский, В.В., Микроэлементы в почвах СССР / В.В. Ковальский,

56. Г.JI. Андрианова. М.: Наука, 1970. - 180 с.

57. Ковда, В.А. Биогеохимия почвенного покрова / В.А. Ковда.- М.: Наука, 1985.-262 с.

58. Кожанова, О.Н. Физиологическая роль металлов в жизнедеятельности растительных организмов / О.Н. Кожанова,

59. A.Г. Дмитриева // Физиология растительных организмов и роль металлов. М.: МГУ, 1988. - С.7-55.

60. Козаренко, А.Е. Свинец в растениях / А.Е. Козаренко // Свинец в окружающей среде. М.: Наука, 1987. - С. 71-76.

61. Конова, Н.И. Марганец в биосфере / Н.И. Конова, C.B. Летунова. -М.: Наука, 1991. -144 с.

62. Корнев, В.И. Таллий / В.И. Корнев, М.И. Конюхов // Популярная библиотека химических элементов. Кн. 2. М.: Наука, 1977. - С.259-265.

63. Корякина, В.Ф. Микроэлементы на сенокосах и пастбищах /

64. B.Ф. Корякина. Л.: Колос, 1974. - 168 с.

65. Кошкин, Е.И. Фотосинтез / Е.И. Кошкин, Н.В. Пилыцикова // Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. М.: Колос, 1998.-С. 88-166.

66. Кудеярова, А.Ю. Минеральные фосфорсодержащие соединения в почвах / А.Ю. Кудеярова // Изв. АН СССР. Сер. биол. - 1982. - № 4. -С. 549-558.

67. Кудинова, Л.И. Влияние молибдена, бора, меди и кобальта на поступление и распределение по растению ряда химических элементов / Л.И. Кудинова. Автореф. дис. . канд. биол. наук. — Томск, 1972.-20 с.

68. Культиасов, И.М. Экология растений / И.М. Культиасов. М.: МГУ, 1982.-384 с.

69. Лаврухина, А.К., Аналитическая химия марганца / А.К. Лаврухина Л.В. Юкина. М.: Наука, 1974. - 220 с.

70. Лебедовский, И.А. Тяжелые металлы в почве: нормирование и трансформация / И.А. Лебедовский // Энтузиасты аграрной науки -8: Труды КубГАУ. Краснодар: Кубанский ГАУ, 2008. - С. 212-237.

71. Лебедовский, И.А. Использование информационных технологий при почвенно-экологической оценке плодородия чернозёма выщелоченного

72. Северо-Западного Предкавказья / И.А. Лебедовский, Ю.А. Штемпель // Агроэкологические проблемы в сельском хозяйстве: Сб. научн. трудов Воронежского ГАУ им. К.Д. Глинки. Ч. 1. Воронеж: «Истоки», 2005. -С. 147-151.

73. Лебедовский, И.А. Оценка данных полевого опыта методом многофакторного дисперсионного анализа в программе Statistica / И.А. Лебедовский // Энтузиасты аграрной науки 5: Труды Куб.ГАУ. - Краснодар: Кубанский ГАУ, 2006. - С. 67-75

74. Лебедовский, И.А. Новые подходы к агроэкологической оценке загрязнения почв тяжёлыми металлами / А.Х. Шеуджен, И.А. Лебедовский // Энтузиасты аграрной науки 5: Труды Куб.ГАУ. -Краснодар: Кубанский ГАУ, 2006. - С. 603-615.

75. Лебедовский, И.А. О новых подходах к методике обработки данных агрохимических исследований / И.А. Лебедовский // Научное обеспечение АПК: Мат. VIII молодёжной научно-практической конференции молодых учёных. Краснодар: Кубанский ГАУ, 2006. - С. 41.

76. Леванидов, Л.Я. Марганец как микроэлемент в связи с биохимией и свойствами таннидов / Л .Я. Леванидов, С.Т. Давыдов. Челябинск, 1961.- 187 с.

77. Ленинджер, А. Биохимия / А. Ленинджер. М.: Мир. 1974. 958 с.

78. Лозановская, И.Н., Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / И.Н. Лозановская, Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова. М., ВШ, 1998.-287 с.

79. Мелъничук, Ю.П. Влияние ионов кадмия на клеточное деление и рост растений / Ю.П. Мелъничук. Киев: Наукова думка, 1990. - 148 с.

80. Минеев, В.Г. Агрохимия и биосфера / В.Г. Минеев. М.: Колос, 1984.-347 с.

81. Минеев, В.Г. Агрохимия / В.Г. Минеев. М: МГУ, 1990. - 486 с.

82. Минеев, В.Г. Химизация земледелия и природная среда /

83. B.Г. Минеев. М: Агропромиздат, 1990. - 287с.

84. Минеев, В.Г., Тяжелые металлы и окружающая среда в условиях современной химизации / В.Г. Минеев, A.A. Алексеев, Т.А. Тришина. Сообщение 2. Свинец // Агрохимия - 1982. - №9.1. C. 126-140.

85. Минеев, В.Г. Использование природных цеолитов для предотвращения загрязнения почвы и растений тяжелыми металлами / В.Г. Минеев, A.B. Кочетавкин, Нгуен Ван Бо // Агрохимия. 1989, - №8. - С.89-95.

86. Минеев, В.Г. Тяжелые металлы и окружающая среда в условиях современной интенсивной химизации / В.Г. Минеев, А.И. Макарова, Т.А. Тришина. Сообщение 1. Кадмий // Агрохимия. - 1981. - № 5. -С. 146-155.

87. Минеев, В.Г., Агрохимия, биология и экология почвы / В.Г. Минеев Е.Х. Ремпе. М.: Росагропроимздат, 1990. - 206с.

88. Мосолов, И.В. Физиологические основы применения минеральных удобрений / И.В. Мосолов. М: Колос, 1979. - 253 с.

89. Мотузова, Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг / Г.В. Мотузова. -М.: Эдиториал УРСС, 1999. 168с.

90. Муравин, Э.А. Агрохимия / Э.А. Муравин. М.: Колос, 2003. - 384 с.

91. Мязин, Н.Г. Влияние длительного применения удобрений на накопление микроэлементов в черноземе выщелоченном / Н.Г. Мязин // Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистмах: Материалы научно-практической конференции. М., 1994. - С. 187-193.

92. Найштейн, С.Я. Гигиена окружающей среды и применение удобрений / С.Я. Найштейн. Кишинев, 1987. - 250с.

93. Неизвестнова, Е.М. Марганец и его соединения / Е.М. Неизвестнова // Вредные химические вещества: Неорганические соединения элементов V-VIII групп. Л.: Химия, 1989. - С. 405-422.

94. Ноздрюхина, Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека / Л.Р. Ноздрюхина. М: Наука, 1977. - 184 с.

95. Обухов, А.И. Свинец в почвообразующих породах / А.И. Обухов, Е.А. Лобанова // Свинец в окружающей среде. — М: Наука, 1987. С. 38-48.

96. Обухов, А.И. Цинк и кадмий в почвообразующих породах и почвах / А.И. Обухов, И.О. Плеханов, С.К. Ли // Цинк и кадмий в окружающей среде. М: Наука, 1992. - С. 19-37.

97. Овчаренко, М.М. Влияние гумуса и кислотности почвы на поступление в растения тяжелых металлов / М.М. Овчаренко, И.А. Шильников, Д.К. Полякова и др. // Агрохимия. - 1996. -№1. -С. 74-83.

98. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах. (Дополнение №1 к перечню ПДК и ОДК). Гигиенические нормативы Г.Н. 2.12.020-94. Изданиеофициальное. Госкомэпиднадзор России. - М, 1995.

99. Орлов, Д.С. Биогеохимия / Д.С. Орлов, О.С. Безуглова. Ростов-на-Дону: Феникс, 2000. - 320 с.

100. Орлов, Д.С. Влияние свойств почв и почвенных процессов на гидросферу / Д.С. Орлов, В.В. Демин // Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. -М.: Геос, 1999. С. 175-184.

101. Орлов, Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / Д.С. Орлов, JI.K. Садовникова, И.Н. Лозановская. М.: Высшая школа, 2002. - 334 с.

102. Орлов, Д.С. Химия почв / Д.С. Орлов. М: МГУ, 1985. - 376 с.

103. Пейве, Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов / Я.В. Пейве // Избранные труды. М.: Наука, 1980. - 430 с.

104. Пейве, Я.В. Биохимия почв / Я.В. Пейве. М.: Госсельхозиздат, 1961.-422 с.

105. Перегудов, В.Н. Планирование многофакторных полевых опытов с удобрениями и математическая обработка их результатов / В.Н. Перегудов. М.: Колос, 1978. - 183 с.

106. Перельман, А.И. Геохимия элементов в зоне гипергенеза / А.И. Перельман. М.: Недра, 1972. - 288 с.

107. Перельман, А.И. Геохимия / А.И. Перельман. М.: ВШ, 1989. - 528 с.

108. Пинский, Д.Л. Формы соединений цинка и кадмия в естественных и загрязненных почвах / ДЛ. Пинский // Цинк и кадмий в окружающей среде. М: Наука, 1992. - С.74-83.

109. Полевой, В.В. Физиология растений / В.В. Полевой. М.: Высшая школа, 1989.-464 с.

110. Попова, A.A. Влияние минеральных и органических удобрений на накопление тяжелых металлов в почвах / A.A. Попова // -Агрохимия. 1991. -№3. - С.62-67.

111. Почвенно-экологический мониторинг / Под ред. Д.С. Орлова и

112. В.Д. Васильевской. М.: Изд-во МГУ, 1994. - 272 с.

113. Проскурина, И.К. Биохимия / И.К. Проскурина. М.: Владос, 2001. -240 с.

114. Прянишников, Д.Н. Популярная агрохимия / Д.Н. Прянишников. -М.: Наука, 1965.-398 с.

115. Рамад, Ф. Основы прикладной экологии / Ф. Рамад. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 544 с.

116. Риклефс, Р. Основы общей экологии / Р. Риклефс. М.: Мир, 1979. -424 с.

117. Ринькис, Г.Я. Система оптимизации и методы диагностики минерального питания растений / Г.Я. Ринькис, Х.К. Рамане, Г.В. Паэгле и др. Рига: Знание, 1989. - 196 с.

118. Ринькис, Г.Я., Основы оптимизации минерального питания растений / Г.Я. Ринькис, Х.К. Рамане, Г.В. Паэгле // Макро- и микроэлементы в минеральном питании растений. Рига: Знание, 1979. - С. 29-84.

119. Рубин, Б.А. Проблемы физиологии в современном растениеводстве / Б.А. Рубин. М.: Колос, 1979. - 302 с.

120. Рауцек, К. Борьба с загрязнением почвы / К. Рауцек, С. Кырстя. М: Агромиздат, 1986.-221с.

121. Сабинин, Д.А. Избранные труды по минеральному питанию растений / Д.А. Сабинин. М.: Наука, 1971. - 512 с.

122. Сапрыкин, Ф.Я. Геохимия почв и охрана природы / Ф.Я. Сапрыкин. — Л.: Недра, 1984.-231 с.

123. Сергеева, Н.Г. Некоторые микроэлементы в почвах Кубани и табаке / Н.Г. Сергеева// Агрохимия.- 1966.- №3.- С.89-94.

124. Сердюкова, A.B. Свинец в почвах техногенного и природного ландшафтов и потребление элемента растениями / A.B. Сердюкова Автореф. дис. канд. биол. наук. - М., 1983. - 25 с.

125. Серегин, И.В. Изучение передвижения ионов кадмия и свинца по тканям корня / И.В. Серегин, В.Б. Иванов // Физиология растений.- 1998. Т. 45.-С. 899-905.

126. Симакин, А.И. Удобрение, плодородие почв и урожай / А.И. Симакин. Краснодар, 1963.- 269с.

127. Скальный, A.B. Биоэлементы в медицине / A.B. Скальный, И.А. Рудаков. М.: ИД «Оникс 21 век», 2004. - 272 с.

128. Смирнов, П.М. Агрохимия / П.М. Смирнов, Э.А. Муравин. М.: Колос, 1984. - 304 с.

129. Станцо, В.В. Кадмий / В.В. Станцо // Популярная библиотека химических элементов. Кн. 2. М.: Наука, 1977. - С.23-31.

130. Станцо, В.В. Медь / В.В. Станцо // Популярная библиотека химических элементов. Кн. 1. М: Наука, 1977. - С. 378-390.

131. Страйер, Л. Биохимия / Л. Стайер. В 3-х т. - М.: Мир, 1984. Т. 1. -232 е.; Т. 2. - 308 с; Т. 3. - 398 с.

132. Томпсон, Л.М. Почвы и их плодородие / Л.М. Томпсон, Ф.Р. Троу. -М.: Колос, 1982.-462 с.

133. Тонконоженко, Е.В. Микроэлементы в почвах Кубани и применение микроудобрений / Е.В. Тонконоженко. Краснодар: Куб. СХИ, 1973.- 111 с.

134. Тонконоженко, Е.В. Микроэлементы в почвах, водах и растениях Краснодарского края и применение микроудобрений / Е.В. Тонконоженко. Автореф. дис. . докт. биол. наук. - М.: МГУ, 1969.-36 с.

135. Тонконоженко, Е.В. Микроэлементы и применение микроудобрений в Краснодарском крае / Е.В. Тонконоженко // Тр. Куб. СХИ. -Вып. 70(98)- 1973.- С. 51-59.

136. Тонконоженко, Е.В. Медь в почвах древней дельты реки Кубани и применение медьсодержащих удобрений при выращивании риса / Е.В. Тонконоженко, Текое Акуете Фови // Тр. Куб. СХИ. - Вып. 301.- 1989,- С. 87-92.

137. Тонконоженко, Е.В. Содержание стронция и бария в почвах

138. Краснодарского края / E.B. Тонконоженко, М.И. Хлюпина // Научные доклады высшей школы: Биологические науки. №4. -1973.- С. 135-140.

139. Трубилин, И.Т. Функции микроэлементов в организме животных и человека / И.Т. Трубилин, Х.Д. Хурум, А.Х. Шеуджен // Удобрения и урожай. Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2005. - С. 3-26.

140. Тугаринов, А.И. Общая геохимия / А.И. Тугаринов. М.: Атомиздат, 1973. - 288 с.

141. Умаров, М.М. Роль микроорганизмов в круговороте химических элементов в наземных экосистемах / М.М. Умаров // Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. -М.: ГЕОС, 1999. С. 122134.

142. Учватов, В.П. Свинец в атмосфере / В.П. Учватов // Свинец в окружающей среде. М.: Наука, 1987. - С. 62-71.

143. Фаминцын, A.C. Обмен веществ и превращение энергии в растениях / A.C. Фомицын. М.: Наука, 1989. - 638 с.

144. Феник, С.И., Механизмы формирования устойчивости растений к тяжелым металлам / С.И. Феник, Т.Е. Трофимяк, Я.Б. Блюм // -Успехи соврем, биологии. 1995. Т. 115. - С. 261-275.

145. Филипчук, О.Д. Экотоксикологическая оценка агроландшафтов предгорной зоны табаководства России / О.Д. Филипчук // -Агрохимия,- 1999.- №5. с. 10-88.

146. Франке, Э. Химия отравляющих веществ / Э. Франке. Т. 1. М.: Химия, 1978.- 487 с.

147. Фомин, Г.С. Почва. Контроль качества и экологической безопасности по международным стандартам / Г.С. Фомин, А.Г. Фомин. М.: Госстандарт, 2001. - С. 38.

148. Химия окружающей среды / Под ред. Дж. О.М. Бокриса. М.: Химия, 1982.-485 с.

149. Хомченко, Г.П. Неорганическая химия / Г.П. Хомченко,

150. И.К. Цитович. М.: Высшая школа, 1987. - 464 с.

151. Хьюз, М. Неорганическая химия биологических процессов / М. Хьюз. М.: Мир, 1983. - 416 с.

152. Чернавина, И. А. Физиология и биохимия микроэлементов / И.А. Чернавина. М.: Высшая школа, 1970. - 310 с.

153. Черников, В.А., Агроэкология / В.А. Черников P.M. Алексахин, A.B. Голубев и др. М.: Колос, 2000. - 536 с.

154. Черных, H.A. Экологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами / H.A. Черных, Н.З. Милащенко, В.Ф. Ладонин. -Пущино, 2001. 148 с.

155. Шеуджен, А.Х. Биогеохимия / А.Х. Шеуджен. Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2003. - 1028 с.

156. Шеуджен, А.Х. Микроэлементы и применение микроудобреннй в рисоводстве / А.Х. Шеуджен. Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 1996. -313 с.

157. Шеуджен, А.Х. Содержание микроэлементов и формы их соединений в почвах рисовых полей Кубани / А.Х. Шеуджен // Энтузиасты аграрной науки 3: Тр. КубГАУ. - Краснодар: Кубанский ГАУ, 2004. - С. 40-48

158. Шеуджен, А.Х. Диагностика минерального питания растений / А.Х. Шеуджен, A.B. Загорулько, Л.И. Громова, Л.М. Онищенко, И.А. Лебедовский, М.А. Осипов. Краснодар: Кубанский ГАУ, 2009. - 298 с.

159. Шеуджен, А.Х. Агрохимия / А.Х. Шеуджен, В.Т. Куркаев, Н.С. Котляров. Майкоп, «Афиша», 2006. - 1075 с.

160. Шеуджен, А.Х. Неорганические вещества растений / А.Х. Шеуджен, JIM. Онищенко и др. Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2004. - 40 с.

161. Шеуджен, А.Х. Удобрения, почвенные грунты и регуляторы роста растений / А.Х. Шеуджен, JIM. Онищенко, В.В. Прокопенко. -Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2005. 404 с.

162. Шеуджен, А.Х. Новые подходы к агроэкологической оценке загрязнения почв тяжёлыми металлами / А.Х. Шеуджен, И.А. Лебедовский//Энтузиасты аграрной науки 5: Тр. Куб.ГАУ. - Краснодар: Кубанский ГАУ, 2006. - С. 603-615.

163. Шеуджен, А.Х. Физиологическая роль микроэлементов в растениях /

164. A.Х. Шеуджен, Х.Д. Хурум, Т.Н. Бондарева // Удобрения и урожай. -Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2005. С. 30-65.

165. Шеуджен, А.Х. Влияние микроудобрений на содержание элементов минерального питания в растениях риса / А.Х. Шеуджен, Е.Р. Штуц, O.A. Досеева // Агрохимия. - 1993. - №11. - С.34-42.

166. Шеуджен, А.Х. Микроэлементы и формы их соединений в почвах Кубани / А.Х. Шеуджен, Х.Д. Хурум, И.А. Лебедовский. Майкоп: ОАО «Полиграфиздат», 2008. - 56 с.

167. Школьник, М.Я. Микроэлементы в жизни растений / М.Я. Школьник. Л.: Наука, 1974. - 324 с.

168. Школьник, М.Я. Физиологическая роль цинка у растений / М.Я. Школьник, Т.А. Парибок, В.Н. Давыдова // Агрохимия - № 51967. - С.133-147.

169. Штомпель, Ю.А. Экологическое почвоведение / Ю.А. Штомпель,

170. B.Ф. Вальков, Н.С. Котляров. Краснодар: «Советская Кубань», 2004. -410с.

171. Штомпель, Ю.А. Почвоведение (почвы Северного Кавказа) / Ю.А. Штомпель, В.Ф. Вальков, B.C. Цховребов. Краснодар: «Советская Кубань», 2002. - 775 с.

172. Штомпель, Ю.А. Почвенно-экологические основы и проблемы в земледелии Северо-Западного Предкавказья / Ю.А. Штомпель, H.H. Нещадим. Краснодар: «Советская Кубань», 2006. - 420с.

173. Ягодин, Б.А. Кобальт в жизни растений / Б.А. Ягодин. М: Наука, 1970.-343 с.

174. Ягодин, Б.А. Кадмий в системе почва-удобрения-растения-животные организмы и человек / Б.А. Ягодин, С.Б. Виноградова, В.В. Говорина // Агрохимия. - 1989. - №5. - С. 118-128.

175. Ягодин, Б.А. Кадмий в системе почва-удобрение-растения-животные организмы и человек / Б.А. Ягодин, С.Б. Виноградова, В.В. Говорина// Агрохимия. -№ 5- 1989. -С. 118-130.177178179180181182183184185186187188,189,190191192,

176. Ягодин, Б.А. Физиологическая роль кобальта и факторы, влияющие на его поступление в растения / Б.А. Ягодин, Г.А. Ступакова // -Агрохимия. № 12. - 1989. - С. 111-120.

177. Якушкина, Н.И. Физиология растений / Н.И. Якушкина. М.: Просвещение, 1980. - 303 с.

178. Ahrens L.H., Ed., Pergamon Press, Oxford, 1979. P. 819.

179. Barlett R., Kimble J. // J. Environ. Qual. 1976, V.5 №4 P.383.

180. Blum W. Fixation of emitted lead by Soils.- Z. Pflanzenen. Bodenk., 1975p. 279-294.

181. Chat field C. The Analysis of Time Series: an Introduction, 4th ed. — Chapmam and Hall, 1989. 242 p.

182. Granger C.W.J., Newbold P. Forecasting Economic Time Series, 2nd ed. — Academic Press, Inc., 1986. — 338 p.

183. Griling C.A., Peterson P.J. The Significance of the Cadmium Species in Uptake and Metabolism of Cadmium in Crop Plants // J. Plant Nutr. 1981. V. 3. P. 703-720.

184. Jenny H. Missouri Agr. Exp. Sta. Res. Bull. 1990. 152 p.

185. Keller W.D. The principles of chemical weathering. Columbia. .Lucas1. Brother Publ., 1957.

186. Ksiazek M., Wozny A. Lead Movement in Poplar Adventitious Roots //

187. Biol. Plant. 1990. V. 32. P. 54-57.

188. Laul I.C., Weimer W.C., Rancitelle L.A., Biogeochemical distribution of rare earths and other trace elements in plants and soils, in: Origin and Distribution of Elements, Biol. Plant. 1979. V. 11. P. 61-63.

189. Lewis J.C., Powers W.L. Jodin in relation to plant nutrition // J. Agr. Res. 1941. V. 63. № 11. P. 623-637.

190. Lindsay W.L. Chemical Eguilibria in Soils, Wiley-Interscience, New York, 1979. 449.

191. Mathys W. Enzymes of Heavy-Metal-Resistant and Non-Resistant Populations of Silene cucubalus and their Interaction with Some Heavy Metals in vitro and in vivo // Physiol. Plant. 1975. V. 33. P. 161-165.

192. Shroeder H.A., Balassa J.J., Tipton I.H.//J. Chron. Dis. 1961. V.25. . Smilde K.W. // Plant and Soil. 1981. V.62. № i. p.3.

193. Steinberg R.A., Bowling I.D., McMurtrey EJ. Accumulation of amino acids asa chemical basis for physiological symptoms in tobacco manifesting, frenching and mineral deficiency symptoms // Plant Physiol. 1956. V. 25. № 9. P.279.

194. Torsell K. Chemistry of arylboric acids. 6. Effect of arylboric acids on wheat roots and role of boron in plants // Physiol. Plant. 1956.V. 9. № 4. P. 652.

195. Vomel A., Ulrich A. Die Blattanalyse zur Ermittlung von Manganmangel bei Ruben // Z. Pflanzenernahr., Dung., Bodenkunde. 1963. V. 102.

Информация о работе

Лебедовский, Иван Анатольевич
кандидата сельскохозяйственных наук
Краснодар, 2009
ВАК 06.01.04

Диссертация

Агрохимическая и экологическая оценка чернозема выщелоченного Западного Предкавказья на содержание тяжелых металлов в условиях длительного применения удобрений под озимые колосовые культуры - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы