Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биогенная миграция меди, цинка и марганца в наземных экосистемах Астраханской области
ВАК РФ 03.00.32, Биологические ресурсы
Автореферат диссертации по теме "Биогенная миграция меди, цинка и марганца в наземных экосистемах Астраханской области"
На правах рукописи
БИОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ МЕДИ, ЦИНКА И МАРГАНЦА В НАЗЕМНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ АСТРАХАНСКОЙ
ОБЛАСТИ
Специальность 03.00.32 «Биологические ресурсы»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Астрахань - 2006
Работа выполнена на кафедре «Гидробиологии и общей экологии» Астраханского Государственного Технического Университета
Научны й руководитель: кандидат биологических наук, доцент
Мелякина Эльвира Ивановна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, заслуженный деятель науки РФ,
профессор Воробьев Владимир Иванович
доктор географических наук Андрианов В ладим ир Александрович
Ведущая организация: Дагестанский Государственный Университет
Защита диссертации состоится « 28 » ноября 2006 г, в_часов на заседании
диссертационного совета К. 307.001.01 при Астраханском государственном техническом университете (АГТУ) по адресу: 414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16,г.к. 309 ауд. АГТУ.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского Государственного Технического Университета.
Автореферат разослан « 28 » октября 2006 года.
Ваш отзыв, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 414025, г. Астрахань, ул, Татищева, 16, АГТУ. Эл. адрес: Melyakina_et @ mail. ш. Факс 8 (8512)54-91-03
У че!ы й секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент
Мелякина Э Я.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Изучение закономерностей биогенной миграции микроэлементов является основой прогнозирования устойчивости аридных экосистем и позволяет свести к минимуму негативные последствия при использовании природных ресурсов. Оптимизация биоценозов достигается» прежде всего, сбалансированным поступлением химических элементов в живые организмы. Это может быть реализовано путем изучения ландшафтов на биогеохимическом уровне, проведением исследований сходства и различий в содержании микроэлементов между компонентами ландшафтов с учетом пространственного распределения путем картографирования и районирования.
Степень изученности микроэлементного состава почв в РФ различна. В доступной нам литературе практически отсутствуют сведения о микроэлементном составе почв Астраханской области. На биогеохимических картах России (Ковальский, 1974) Астраханская область является белым пятном. Имеются лишь некоторые фрагментарные сведения о содержании подвижных (Исупов, 1972; Алыкова, 2002;) и валовых форм микроэлементов (Гундарева, Мелякина, 2006) в почвах области. Достаточно подробно изучены лишь водные экосистемы области (Воробьев, 1993; Зайцев, Мелякина, Крючков, 1999; Мелякина, 1980, 1984;) и составлена карта-схема обеспеченности грунтов водоемов дельты реки Волга (Воробьев, 1979;1982), До настоящего момента до конца не выявлен механизм круговорота химических элементов и их миграции в системе почва - растения.
Цель и задачи исследования. Цель данной работы — изучить биогеохимическую ситуацию Астраханской области и выявить особенности биогенной миграции микроэлементов - цинка, марганца и меди, в основных компонентах наземных экосистем: почва - растения.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить биогеохимические характеристики основных компонентов ландшафта - почвы и растительности, на примере естественных и искусственных наземных экосистем.
2. Дать сравнительную характеристику микроэлементному составу почв области в зависимости от типа почв.
3. Провести биогеохимическое картографирование почв области.
4. Исследовать особенности биогенной миграции меди, марганца и цинка в системе почва - растения в Астраханской области.
5. Изучить особенности межорганного распределения меди, марганца и цинка в растениях Астраханской области.
6. Установить корреляционную зависимость микроэлементов в почвах, а так же связь микроэлементов окультуренных почв и культурных растений.
Научная новизна работы. Впервые, в различных районах и основных типах почв Астраханской области определенно валовое содержание меди, марганца и цинка, и проведена градация почв, по содержанию в них микроэлементов. Впервые были составлены карты микроэлементного состава почв Астраханской области, которые могут служить наиболее компактной и содержательной информацией о концентрации валовых форм микроэлементов.
Впервые установлены различия в распределении микроэлементов в почвах левобережной и правобережной частях Астраханской области. Выявлены изменения микроэлементного состава почв в зависимости от их механического состава. Впервые в различных типах почв определена корреляционная зависимость изученных микроэлементов между собой. Установлены растения концентраторы микроэлементов на территории Астраханской области, как среди дикорастущих, так и среди культурных растений, а так же видовые закономерности в накоплении и распределении разли(шых микроэлементов в растениях. Впервые выявлены нарушения биогеохимических циклов в искусственных биоценозах по сравнению с естественными. Впервые для территории Астраханской области установлена корреляционная связь микроэлементов в системе почва - культурные растения.
Теоретическая значимость. Исследована биогеохимическая ситуация Астраханской области. Выявлено недостаточное содержание меди и избыточное содержание цинка в почвах Астраханской области. Изучены видовые особенности обеспеченности микроэлементами различных видов культурных и дикорастущих растений Астраханской области. Установлены особенности межорганного распределения изученных микроэлементов в растениях и биогенная миграция металлов в системе почва - растения Астраханского региона.
Практическая значимость. Полученные данные могут быть использованы для рационального применения микроудобрений. Материалы научно-исследовательской работы могут использоваться в учебном процессе при чтении лекционных курсов по дисциплинам «Экология» и «Экология кормления», «Основы биогеохимии», «Зоогигиена», «Почвоведение» и др.
Выявленные группы растений фиторемедиаторов могут быть использованы в изучаемом регионе для улучшения качества почв, а так же в качестве дополнительных источников микроэлементов.
Результаты количественного и качественного анализа микроэлементного состава почв и растительного состава области и определение экологических особенностей растений служат материалом для разрешения принципиального вопроса о роли микроэлементов в жизни растений, и подтверждают необходимость их рационального применения.
Полученные данные могут быть использованы для дальнейшей работы по биогеохимическому районированию Астраханской области, как региона РФ, а так же при разработке природоохранных мероприятий.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались: на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ в 2004-2006 гг., международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2004» Калининград, 2004г., на VII международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа», Теберда, 2005г., на VIII международной конференции «биологического разнообразия Кавказа», Нальчик, 2006г., на IV международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде», Семипалатинск, 2006г., на международных научно-практических конференциях в Прикаспийском научно-исследовательском институте аридного земледелия, 2005 - 2006г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ из них 4 работы рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 186 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы, приложения. Список литературы содержит 245 источников, из них 26 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 9 рисунками, в частности три карты, и 46 таблицами.
Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Дана общая характеристика и роль микроэлементов в почве и в растениях. Проанализированы данные о росте и развитии растений при недостатке или избытке изучаемых элементов. Рассматриваются формы и поведение микроэлементов в почвах различного типа. Дана характеристика почвенного покрова и растительных сообществ Астраханской области.
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Работа выполнена на кафедре «Гидробиология и обшая экология» Астраханского государственного технического университета в 2003 — 2006 г. Материалом для исследования послужили образцы проб почвы и растений Астраханской области. Изучение содьк„.ония микроэлементов в почве и растительных пробах проводились методом атомно - абсорбционной спектрометрии (Брицке, 1982; Прайс, 1976) на спектрофотометре фирмы «Hitachi» 18050. Было проанализировано более 1260 почвенных образцов, 37 видов дикорастущих растений, 7 видов культурных растений (всего 1250 растительных образцов). На основе полученных нами данных была составлена карта микроэлементного состава почв Астраханской области. Картосхемы составлялись на основании результатов непосредственного определения валового содержа-
ния микроэлементов в почвах и на основе почвенной карты Астраханской области.
Рассчитывался коэффициент концентрации (Кк), представляющий собой отношение среднего содержания химического элемента в регионе к его Ютарку в литосфере. Для растений рассчитывалось: относительное содержание изучаемого элемента в растениях в сопоставимых условиях - ОСВР, коэффициент биологического поглощения (КБП) (отношение содержания микроэлементов в растении к содержанию в почве), растительно-почвенный коэффициент (РПК) позволяющий косвенно судить о степени доступности элемента в почве для растений.
Глава 3. СОДЕРЖАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВАЛОВЫХ ФОРМ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Содержание валовых форм микроэлементов в почвах области колеблется в широких пределах. Следует отметить, что правобережная часть Астраханской области содержит несколько больше микроэлементов (Си-17,3 мг/кг сухого вещества, Мп-155 мг/кг сухого вещества, 2п-45,4 мг/кг сухого вещества), чем левобережная (Си-14,2 мг/кг, Мп-129,3 мг/кг, 2п-43,3 мг/кг).
3.1. Градация почв Астраханской области по обеспеченности валовыми формами изученных микроэлементов
Медь. Содержание меди в пахотном слое почв области колеблется от 2,5 до 71,2 мг/кг сухого вещества. Значительный диапазон колебаний меди в почвах наблюдаются практически во всех районах области. Наибольшими интервалами значений меди в почвах области отличаются Енотаевскин - 6,02 - 71,2 мг/кг, Ахтубинский - 3,8-67,6 мг/кг, Черноярский - 5,7-63,8 мг/кг, и Камызякский район -4,4-70,1 мг/кг.
Наименьшие колебания концентрации меди отмечены в Володаровском районе - 4,2-12 мг/кг, при среднем количестве валовых форм меди - 6,5 мг/кг, по сравнению с другими районами.
По утилизирующей способности по меди все почвы Астраханской области объединены в три группы.
Градация почв Астраханской области по обеспеченности Си 1. <10 мг/кг сухого вещества слабо обеспеченные - 61 %;
2. 10 - 20 мг/кг сухого вещества среднеобеспеченные - 21 %;
3, >20 мг/кг сухого вещества хорошо обеспеченные - 18 %;
Первая группа представлена; аллювиальными луговыми суглинистыми и супесчаными, бурыми полупустынными, разной степени засоленности, супесчаными, светло-каштановыми, солонцеватыми и засоленными, суглинистыми почвами. Во вторую группу входят почвы с содержанием меди - 12-20 мг/кг сухого вещества, 21 %: бурые полупустынные, солонцеватые, суглинистые, светло-каштановые, солонцеватые и засоленные, суглинистые, почвы.
Третья группа включает бурые полупустынные, засоленные, суглинистые почвы, это единственная группа почв на территории области, которая максимально обогащена валовыми формами меди. Но процент этих почв составляет всего 18.
Марганец. Диапазон колебаний концентраций валового марганца в почвах области лежит в очень широких пределах: 11 мг/кг в почвах Приволжского района, до >400 мг/кг в Енотаевском, Лиманском и Наримановском районах. Интервал колебания валовых форм марганца по области составляет - 11-493,8 мг/кг.
Наибольшие колебания в содержании валовых форм марганца отмечаются в Енотаевском районе 60,7-493,8 мг/кг, при средней концентрации марганца в почве этого района-218,3 мг/кг. По содержанию валовых форм марганца все почвы области объединены в три группы.
Градация почв Астраханской области по обеспеченности Мо
1. < 100 мг/кг сухого вещества-слабо обеспеченные - 37%;
2. 100 - 250 мг/кг сухого вещества - среднеобеспеченные - 47 %;
3. >250 мг/кг сухого вещества - хорошо обеспеченные - 16 %;
Первую группу (<100 мг/кг сухого вещества) составляют: аллювиальные луговые, супесчаные, бурые полупустынные, разной степени засоленности, супесчаные, светло-каштановые, солонцеватые, суглинистые почвы. Преобладающая часть почв Астраханской области относится к среднеобеспеченным марганцем (вторая группа) - 47 %. В эту группу объединяются следующие почвы: аллювиальные луговые, бурые полупустынные, засоленные и светло-каштановые, засоленные, суглинистые почвы. Бурые полупустынные солонцеватые, суглинистые и светло-каштановые засоленные, суглинистые почвы относятся к группе >250 мг/кг. Это почвы хорошо обеспеченны валовыми формами марганца.
Цинк. Концентрация цинка в почвах области варьирует от 10,2 мг/кг в Приволжском, до 164,3 мг/кг в Харабалинском районах. Среднее содержание валовых форм цинка по области составляет - 47,8 мг/кг. Наиболее выраженная мозаичность почв по цинку - в Харабалинском районе 13,1 - 164,3 мг/кг, при среднем количестве цинка по этому району — 50,2 мг/кг: Наименьшие колебания содержания цинка в почвах выявлены в Володаровском районе, где они составляют 19 - 60,3 мг/кг. Этот район характеризуется самым низким средним значением по валовой концентрации цинка, которая составляет всего - 31 мг/кг. Наибольшее средневаловое значение отмечено в Камызяк-ском районе - 60,5 мг/кг. По содержанию валовых форм цинка почвы области разделены натри группы.
Градация почв Астраханской области по содержанию в них 2п 1. <25 мг/кг сухого вещества слабо обеспеченные - 20%
2. 25 - 40 мг/ кг сухого вещества среднеобеспеченные - 32% 3. >40 мг/ кг сухого вещества хорошо обеспеченные - 48%
Преобладающая часть почв, Астраханской области, является средне и хорошо обеспеченными валовыми формами цинка. Это аллювиальные луговые, супесчаные и суглинистые почвы, бурые полупустынные, разной степени засоленности, супесчаные, светло-каштановые, солонцеватые, суглинистые почвы. Третья группа представлена в основном бурыми почвами, для которых так же характерно повышенное содержание не только цинка, но и меди.
3.2. Региональные особенности микроэлементного состава почв Астраханской области При сравнении районов области между собой по степени накопления элементов, видно, что колебания микроэлементного состава в аплювиально-луговых суглинистых почвах не столь значительны, что свидетельствует о плавном переходе почв данной категории с севера на юг (табл. 1),
Таблица 1
Содержание микроэлементов в различных типах почв Астраханской об-
ласти
Типы почв Содержание микроэлементов в почве (мг/кг сухого вещества) Соотношение микроэлементов (Си:Мп:гп)
СиМ±Ш СУ Мп М^Щ СУ 2п М±т СУ
Аллювиальные луговые суглинистые 8,1±3 26,8. 153±5,5 26,4 42.1*1.7 29,6 1 18,1 5
Аллювиальные луговые супесчаные 5.6*0.3 29 35.4*2.2 36,5 24.7*1.2 28,3 1 6,2 4,4
Бурые полупустынные разной степени засоленности супесчаные 6.1 ±0.2 23,5 74.1*4.4 38,7 26,5*1 24 1 12 4,4
Бурые полупустынные солонцеватые суглинистые 11.8*0.4 17 348.7± 11,8 19,4 61.44*2.3 21,3 1 29,6 5,2
Бурые полупустынные засоленные суглинистые 53.6±1.5 19,3 193.4*7 25,1 86.5*3.4 27,3 1 3,7 1,7
Светло-каштановые солонцеватые суглинистые 7.6*0.6 40 69.7*7.8 57,6 30*2,? 40 1 8,7 4
Светло-каштановые засоленные суглинистые 9*0.7 37 194.4*18.7 42 53.6*4 32,1 1 22 6,6
При движении с севера на юг по территории области установлен большой разброс значений меди и цинка в аллювиально-луговой, супесчаной почве. Кроме того, цинк и медь в меньших концентрациях содержатся в левобережных аллювиально-луговых почвах области по сравнению с правобережными. Почвы, расположенные в дельте реки Волги, содержат больше цинка и меди, чем почвы, расположенные в пойме реки Волги. Концентрация марганца при движении с севера на юг по правобережной части области уменьшается, тогда, как в левобережной части наоборот увеличивается.
Установлено, что с продвижением на юг области, концентрации меди и марганца в бурых полупустынных, солонцеватых, суглинистых почвах уменьшаются. А почва правобережной части области содержит больше меди и марганца, чем левобережная её часть.
В бурых полупустынных, засоленных, суглинистых почвах выявлена особенность по распределению элементов. Она заключается в том, что при сравнении средних значений концентраций микроэлементов между районами, видно, что в соседних районах средневаловые их концентрации практически не отличаются между собой. Это происходит в результате перераспределения элементов по профилю почвы. Так же можно сказать, что правобережная часть почв области содержит больше меди и марганца, чем левобережная.
Меди и цинка больше в засоленных почвах, по сравнению с солонцеватыми. Кроме того, повышенная солонцеватость и засоленность суглинистых почв сопровождается увеличением концентраций микроэлементов, а переход к супесчанности приводит к их снижению.
Два типа светло-каштановых почв имеют практически равные количества меди. Существенные различия наблюдаются в концентрациях валового марганца (табл. 1).
3.3. Сравнительная биогеохимическая характеристика различных типов почв Астраханской области
На территории Астраханской области в условиях недостаточности гу-мидных процессов, засушливого климата, высокого содержания в почвах солей, низкого гумуса и преобладанием в его составе фульвокислот, миграционная способность микроэлементов значительно повышается, особенно в почвах с легким гранулометрическим составом. С утяжелением гранулометрического состава в почвах возрастает общее содержание микроэлементов и можно расположить почвы в следующий убывающий ряд: аллювиально-луговые<светло-каштановые<бурые полупустынные.
Распределение микроэлементов в разных по засолению , светло-каштановых и бурых почвах сильно различаются. В бурых полупустынных суглинистых почвах солонцеватые почвы содержат бачьше валовых форм марганца, по сравнению с засоленными. Тогда как в светло-каштановых почвах наоборот, марганца больше утилизируют засоленные почвы. Как светл«-кащтановые, так и бурые засоленные почвы, содержат в своем составе больше валовых форм меди и цинка, чем почвы солонцеватые.
Сравнительный анализ трех основных типов почв области, показал, что аллювиальные луговые почвы являются наименее обеспеченной группой почв валовыми формами микроэлементов, а бурые полупустынные почвы наиболее обеспеченные. Среднее соотношение микроэлементов Си:Мп:2п, как в каждом типе почв, так и, в общем, по области, составляет 1:13:4.
Особенности миграции элементов в ландшафтах области в региональном масштабе отражает рассчитанный коэффициент концентрации (Кк), Элементы с высоким Кк являются типоморфными и определяют геохимическую обстановку. Региональные ландшафтно-геохимические исследования выявили закономерности дифференциации анализируемых в работе элементов. В почвах области среднее содержание металлов значительно ниже их концентраций в литосфере, но Кк по цинку выше, чем у других элементов (табл. 2).
Таблица 2
Коэффициент концентрации микроэлементов в почвах области
Элемент Кларк (Виноградов, 1957) Содержание элементов в почве Коэффициент концентрации (Кк)
Си 47 16,6 0,35
Мп 1000 152,1 0,15
гп 83 47,8 0,57
Рассчитанный коэффициент вариации меди и цинка очень близки в своих значениях, особенно в аллювиальных, светло-каштановых и бурых полупустынных разной степени засоленных супесчаных почвах. Это указывает на тесную связь меди и цинка в почвах области, что подтверждается и коэффициентом корреляции. Для всех изученных типов почв была установлена положительная корреляция между всеми изученными элементами. Самая высокая корреляционная связь наблюдается между количеством меди и цинка г = 0,8, и меди и марганца г = 0,8 в почвах области. Корреляционная связь между марганцем и цинком прослеживается слабо (г = 0,5), кроме светло-каштановой солонцеватой, суглинистой почвы г = 0,9.
При сравнении почв Астраханской области с почвами южного региона РФ следует отметить, что наиболее обеспеченными по цинку являются почвы прикаспийской низменности (Астраханская область до 164 мг/кг и Калмыкия до 147 мг/кг), затем идут почвы Ставропольского и Краснощекого краев (до 120 мг/кг) и менее обеспеченны почвы Волгоградской, Воронежской и Саратовской области (до 60 мг/кг). В сравнении с областями и республиками юга России, Астраханская область является наименее обеспеченной марганцем и медью.
Глава 4. Особенности содержания и распределения микроэлементов в растениях Астраханской области 4.1. Содержание микроэлементов в дикорастущих растениях
Концентрация микроэлементов в растениях отражает биогеохимическую ситуацию Астраханской области. Количество меди в растениях колебалось от 4 мг/кг до 37,8 мг/кг, при среднем содержании ее 10 мг/кг и коэффициенте варьирования (СУ) - 69,2 %. Максимальные различия в содержании изученных микроэлементов фиксировались в наиболее контрастных видах растений. Различие в 9,4 раза по меди установлены для подорожника большо-
го (Plantago major L.) и чертополоха колючего (Carduus acanthoides L.). РПК у этих видов различался в 11,5 раза (0,2-2,3).
Содержание марганца колебалось от 7 мг/кг до 169,3 мг/кг, при среднем содержании марганца 23,7 мг/кг, CV - 119,7%. Максимальные различия (24,2 раза) по марганцу установлены для чертополоха колючего и тростника обыкновенного (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.). РПК этих видов различался в 27,5 раза (0,04-1,1). Количество цинка колебалось от 13 мг/кг до 65,8 мг/кг. Среднее содержание цинка - 33,1 мг/кг, CV составляет 45,4%. Максимальные различия в 5 раз по цинку отмечены для подсолнечника сорного (Heüanthus lenticularis Dougl) и плевела опьяняющего (Lolium temulen-tum L.). РПК у них различался в 4,7 раза (0,3 -1,4),
Оптимальное содержание меди в укосах пастбищных растений и в растительных кормах составляет по данным В.В. Ковальского (1974) 3-12 мг/кг, марганца и цинка 20 - 60 мг/кг. Исходя из этого видно, что у 84% изученных нами видов растений количество меди находится в пределах нормы у 16% -выше нормы. У 35% растений содержание марганца в норме, у 60% ниже нормы и у 5% наблюдается его превышение. У 16% отмечены низкие концентрации цинка, у 78% в пределах нормы и только у 6% растений наблюдается превышение цинка.
Установлено, что различные виды растений обладали селективной способностью к накоплению элементов. Наибольшее содержание меди выявлено у видов: подорожник большой, щирица белая (Amaranthus albus L.), полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.). Наименьшее содержание - у видов: ромашка ободранная (ChamomiHa recuüta (L.) Rauschert), чертополох колючий, девясил высокий (Inula helenium L.), тростник обыкновенный (рис. 1). Наибольшее содержание цинка у видов: подсолнечник сорный, ромашка ободранная, чертополох колючий, а наименьшее — у плевела опьяняющего и плевела расставленного, льняного (Lolium remotum Sch-rank), лебеды красивоп-лодной (Atriplex calotheca (Rafn) Fries) и портулака огородного (Portulaca olerácea L.) (рис. 2). Максимальными концентрациями марганца характеризуются виды: тростник обыкновенный, живучка хиосская (Ajuga china Schred.), полынь обыкновенная и горчак ползучий (Acroptilon repens (L.) DC.), а наименьшие у чертополоха колючего, горца птичьего (Polygonum aviculare L.) и щирицы жминдовидной (Amaranthus blitoides S. Wats.)(pnc. 3) Установлены виды — подорожник большой, тростник, полынь обыкновенная, портулак огородный способные накапливать изученные элементы в значительных количествах. Другие обладают механизмами торможения поступлений этих элементов в надземные части (чертополох колючий, подсолнечник сорный, ромашка ободранная). Встречаются виды, обладающие контрастной избирательной способностью к накоплению отдельных элементов (горец птичий, живучка хиосская, щирица белая, плевел опьяняющий).
жГ;-; ;ШМ:; 1Нпг м- ...д...:.: л
I 3 5 7 9 1113 19 17 19 21 23 25 27 2.9 31 33 35 37
Рис. К Среднее содержание меди в растениях различных видов поймы реки Волга
—л-Ги
"пПпПИ 11I п П Г1 П п 1! 1пг,ПпППП ,п п .п.П.П.П.П.П.П.
1 3 5 7 » 1 1 1 3 15 17 19 21 23 23 27 31 33 35
Рис. 2. Среднее содержание марганца в растениях различных видов поймы реки Волга
Рис. 3. Среднее содержание цинка в растениях различных видов поймы реки Волга
I. — Полынь обыкновенная, 2, - Латук молокан татарский, 3. - Чертополох колючий, 4, — Подсолнечник сорный, 5. — Дурнишник игольчатый, 6. — Ромашка ободранная, 7. — Гринделия растопыренная, 8. - Горчак ползучий, 9. - Девясил высокий, 10. - Марь сизая, 11. - Лебеда красивоплол-ная, 12. - Донник желтый лекарственный, В. - Верблюжья колючка обыкновенная, 14, - Горошек мышиный, 15. - Портулак огородный, 16. - Сурепка обыкновенная, 17, - Желтушник лак-фиолсеый, 18. - Пастушья сумка обыкновенная, 19, - Горец птичий, 20. - Конопля сорная, 21. -Живокость полевая, 22. - Чистотел большой, 23, - Подорожник большой, 24, - Подмаренник цепкий, 25, - Живучка хиосская, 26. - Щирица жмнндовидная, 27. - Щирица белая, 28. - Свинорой пальчатый, 29. - Ежовпик обыкновенный, 30, - Тростник обыкновенный, 31. - Плевел опьяняющий, 32. - Плевел расставленный, льняной, 33. - Костер полевой, 34. — Овсюг, 35. — Пырей ползучий, 36. - Щетинник зеленый, 37. - Щетинник сизый.
Выявлены закономерности распределения меди, марганца и цинка в зависимости от принадлежности растений к различным семействам. Установлено, что более высокое содержание меди характерно для семейств щирице-вые и крестоцветные (16,12 мг/кг, 14,34 мг/кг), а наименьшее для семейства маревые (5,8 мг/кг). По среднему содержанию меди различия между семействами составляло 2,7 раза (Р<0,001). Семейства сложноцветные, маревые, бобовые имели практически равные значения по меди (рис. 4). Существенной разницы между двудольными и однодольными растениями в накоплении меди не установлено (Р>0,05). Наиболее высоким содержанием марганца характеризуются семейства злаковых (32,6 мг/кг). Наименьшее содержание было характерно для семейства щирицевые - 9,1 мг/кг (рис. 5). По среднему содержанию марганца различия между семействами составляло 3,6 раза (Р<0,001), Семейства маревые и бобовые имеют практически равные значения по накоплению марганца. Установлено, что класс однодольных растений на территории области обладает способностью к повышенному накоплению Мп по сравнению с двудольными.
Распределение цинка между семействами отличается от такового по меди и марганцу. Наибольшее количество цинка установлено для семейства маревые, а наименьшее для семейства щирицевые (рис. 6). По средней концентрации цинка различия между семействами составляло 2 раза (Р<0,001). Распределение цинка между семействами, в отличие от такового по марганцу и меди характеризуется относительной однородностью. Интенсивность поглощения микроэлементов видами различных ссмсйств отражает КБП. Согласно рядам биологического поглощения элементов (Перельман, 1975; 1979), химические элементы, для которых КБП больше единицы, относятся к группе накапливающихся элементов.
Следует отметить, что средний КБП меди растениями изученных семейств колебался от 0,4 до 1, и для большинства семейств (83%) медь не является элементом сильного накопления. Средний КБП марганца у изученных семейств не повышается выше отметки 0,2 и, следовательно, эти семейства не являются его накопителями. Средний КБП цинка у представленных семейств колеблется от 0,5 до 1, и для большинства семейств (83%) цинк не является элементом сильного накопления. Следует иметь в виду, что поглощение химического элемента не всегда и не обязательно сопровождается его накоплением в растении. Это зависит от биологических особенностей растений и геохимических особенностей среды его обитания.
Содержание меди одними и теми же видами растений поймы реки Волги колебалось от 1,8 мг/кг до 45,1 мг/кг, и различалось в 25 раз. Количество марганца колебалось от 3,5 мг/кг до 264,5 мг/кг, а диапазон колебания цинка составил от 7,1 до 96,5 мг/кг. Концентрация меди в одних и тех же видах но, произрастающих в разных районах, различалось в 1,2 раза у щирицы
Рис. 4. Среднее содержание меди в растениях различных семейств поймы реки Волги.
Рис.6. Среднее содержание цинка в растениях различных семейств поймы реки Волги.
Рис. 5. Среднее содержание марганца в растениях различных семейств поймы реки
Волги.
1. - Сложноцветные (СотрозПае), 2. - Маревые (СЬепороФасеае), 3. - Бобовые (Ра-Ьасеае), 4. - Крестоцветные (Сгис)Гегае), 5. - Щирицевые (АтагапШасеае), 6. - Злаковые (Огаттеае),
былой и в 7,4 раза у полыни обыкновенной. Наибольшие колебания в содержании меди отмечены у полыни обыкновенной (7,4 раза), латука молокана татарского (Lactuca tatarica (L.) С. А. Меу.) (4,5 раза), тростника обыкпо-
венного (4,1 раза), сурепки обыкновенной (Barbarea vulgaris R. Br.) (3,7 раза), лебеды красивоплодной и горца птичьего (3,5 раза). Содержание марганца различалось в 1,2 раза у подмаренника цепкого (Galium aparíne Ь.)и в 5 раз у горчака ползучего. Наибольшие колебания концентрации марганца зафиксированы у горчака ползучего (5 раз), чертополоха колючего и портулака огородного (4 раза), плевела опьяняющего (3,6 раза), щирицы жминдовидной (3,2 раза) и горца птичьего (3 раза). Количество цинка различалось в 1,4 раза у желтушника лакфиолевого (Erysimum cheiranthoides L.) донника желтого лекарственного (Melüotus jfficinalis (L.) Pall) и в 5 раз у полыни обыкновенной. Наибольшие колебания в содержании цинка у полыни обыкновенной (5 раз), горца птичьего (3,8 раза), горчака ползучего (3 раза), тростника и ежов-ника обыкновенного (Echinochloa crusgalli (L.) Beauv.) (2,8 раза).
Для многих растений характерна большая разница между минимальным и максимальным значением всех трех элементов. К таким растениям относятся, полынь обыкновенная, чертополох колючий, ромашка ободранная, горчак ползучий, лебеда красивоплодная, горец птичий и тростник обыкновенный. Чем больше микроэлементов с большим интервалом концентраций сочетаются в одном растении, тем больше экологическая амплитуда произрастания этого растения и как следствие, выше его адаптационные способности. Подтверждением этого могут служить следующие растения широко распространенные на территории Астраханской области: полынь обыкновенная, горчак ползучий, горец птичий и тростник обыкновенный.
Исследования показали, что превышение максимального содержания меди над минимальным значением (до 2-х раз), характерно для 17 видов, свыше 2-х раз - для 20 видов. Превышение максимального содержания марганца над минимальным (до 2-х раз), отмечено у 24 видов, свыше 2-х раз - у 13 видов. Для иинка характерно превышение максимального значении над минимальным свыше 2-х раз для 8 видов, и меньше 2-х раз у 29 видов.
Выявлены виды и семейства травянистых растений, которые обладают способностью повышенного и пониженного накопления микроэлементов, а так же растения, характеризующиеся широкой экологической амплитудой произрастания на территории Астраханской области.
4.2. Микроэлементы в культурных растениях
Содержание меди в исследованных растениях колебалось от 5,8 до 107,8 мг/кг. Среднее содержание меди у исследованных растений было равно 25,5 мг/кг, коэффициент варьирования - 136%.
Для характеристики видовых особенностей накопления химических элементов растениями мы использовали не абсолютное, а относительное содержание изучаемого элемента в видах растений в сопоставимых условиях -ОСВР (Ковалевский, 1991). Использование этого параметра для классификации 7 видов растений, произрастающих в сравнимых условиях, позволило
выявить группы повышенного (1,4-9 раза), среднего (0,7-1,1) и пониженного (0,54),6 раза) накопления меди. Повышенным накоплением меди характеризуется капуста пекинская. Максимальные различия в содержании меди зафиксированы в пекинской капусте и моркови - 18,6 раза (Р<0,001). Рассчитанный нами коэффициент корреляции указывает на то, что у всех изученных видов растений наблюдается тесная связь между содержанием меди в почве и его концентрации в растениях. КБП у пекинской капусты и у моркови различался в 18 раз. Средний КБП меди для изученных растений колебался от 0,5-9, но для большинства представленных культурных растений медь не является элементом сильного накопления. Все растения кроме пекинской капусты содержат медь в норме. При анализе особенностей, межорганного распределения меди в пекинской капусте было выявлено, что основное её количество сосредоточенно в листьях.
Концентрация марганца колебалось от 25,4 до 16,8 мг/кг. Среднее содержание марганца у исследованных растений было равно 20,7 мг/кг, СУ -13,8%. Использование ОСВР параметра позволило выявить группы повышенного (1,3 раза), среднего (0,9-1,1) и пониженного (0,8) накопления марганца. Максимальные различия в содержании марганца зафиксированы в петрушке и картофеле - 1,5 раза (Р<0}001). Практически у всех изученных видов растений наблюдается тесная связь между содержанием марганца в почве и его концентрации в растениях. Особенно высок коэффициент корреляции у картофеля, что связанно с его высокой требовательностью к марганцу. КБП марганца у петрушки и картофеля различался в 1,7 раз. По данным КБП, среди изученных растений не установлены виды, для которых марганец являлся бы элементом сильного накопления.
Сравнивая полученные данные с пороговыми концентрациями, видно, что концентрация марганца в свекле столовой находится в критической точке, при которой проявляется недостаток этого элемента для растения. Концентрация марганца в пекинской капусте и картофеле находится ниже нормы, но не в критической точке.
Концентрация цинка в культурных растениях колебалось от 16,6 до 37,8 мг/кг. Среднее содержание цинка у исследованных растений равно 29,1 мг/кг, СУ ~ 28,6%. Использование ОСВР параметра позволило выявить группы повышенного (1,1-1,3 раза), среднего (0,9-1,1) и пониженного (0,5-0,7) накопления цинка. Максимальные различия в содержании цинка зафиксированы в картофеле и укропе - 1,5 раза (Р<0,00!),
Коэффициент корреляции указывает на то, что у большинства изученных видов растений (кроме картофеля, салата-латука, и свеклы столовой) наблюдается тесная связь между содержанием цинка в почве и его концентрацией в растениях. КБП по цинку у картофеля и укропа различался в 2,3 раза. По данным КБП, среди представленных растений не установлены виды, для которых цинк являлся бы элементом сильного накопления.
Установлено, что пекинская капуста, картофель и салат-латук отличаются повышенным накоплением Си и Zn. Средним накоплением Си и Zn отличается петрушка. Для свеклы столовой характерен средний уровень накопления всех трех металлов, а укроп и морковь отличаются пониженными концентрациями Си и Zn.
Сравнительный анализ полученных нами данных позволил установить, что накопление меди, марганца и цинка в фитомассе растений в Астраханской области достаточно специфично и отражает те конкретные почвенно-грунтовые и климатические условия, которые свойственны для полупустынного и степного Поволжья.
Микроэлементы по величине абсолютного содержания в большинстве изученных культурных сельскохозяйственных растениях располагаются в следующем порядке: Zn>Mn>Cu. Тогда как в изученных почвах этот ряд имеет другой вид Mn>Zn>Cu. Микроэлементы по величине КБП в растениях располагаются в следующем порядке: Cu>Zn>Mn.
На основании всех выше перечисленных данных можно утверждать, что доступность элемента в почве для растений разных видов зависит от специфики их биохимических процессов позволяющих растению регулировать его количество даже при одинаковой концентрации элемента в почве. Эти биологические особенности растений являются результатом длительной эволюции целостной системы организм - геохимическая среда. Физиологические причины генотипической неоднородности поглощения элементов минерального питания растениями неоднозначны: они могут быть обусловлены различиями, как в первичных механизмах поглощения ионов, так и в последующем их транспорте и метаболизме.
При изучении распределения элементов но морфологическим органам растений установлено, что распределение меди и марганца по органам носило, базипетальный характер, то есть наибольшее накопление её происходило в листьях растений. Распределение цинка в большей степени так же концентрировалось в листве по сравнению с корнем, однако в картофеле и свекле столовой распределение цинка носило акропетальный характер. Распределение элемента по базипетальному типу, с преобладанием содержания его в листьях, очевидно, связано с тем, что барьеры, выполняющие регуляторные функции внутри растения действовали не с максимальной эффективностью. Тогда как в растениях с акропетальным распределением металла наоборот, эти барьеры действовали с максимальной эффективностью.
Содержание меди в зеленой массе колебалось от 7,1 до 178,1 мг/кг; в корнях - от 5 до 16,5 мг/кг. В надземной части растений содержание меди было равно 51,6 мг/кг, в подземной части - 8,5 мг/кг. Концентрация марганца в зеленой массе варьировало от 20,2 до 31,6 мг/кг, В надземной части растений количество металла составило 24,6 мг/кг, в корнях — 18,3 мг/кг. Содер-
жанне цинка в зеленной массе колебалось от 20,2 до 41,8 мг/кг. В надземной части концентрация цинка было равно 32 мг/кг, в корнях - 23,5 мг/кг.
Таким образом, формирование микроэлементного состава растений, обуславливается несколькими факторами:
1. Общим содержанием отдельных микроэлементов в почвах конкретного агроценоза;
2. Относительным содержанием в почвах агроценоза усвояемых растением форм химических соединений, в которые входят конкретные микроэлементы;
3. Физиологической ролью каждого микроэлемента и характером распределения их по органам растения.
Сравнительный анализ естественных экосистем с агроценозами
При сравнении агроценозов с естественными экосистемами установлено, что содержание меди и сё КБП выше в культурных растениях, чем в дикорастущих, что говорит о том, что в окультуренных почвах медь более доступна растениям, чем в почвах не подверженных антропогенному воздействию. Установлено, что медь для культурных растений, является элементом повышенного накопления, по сравнению с дикорастущими (Р<0,001), что можно объяснить как доступностью этого элемента в почве, так и физиологическими особенностями этих растений.
Выявленный факт повышенного содержания меди в естественных почвах по сравнению с почвами агроценозов, при обратной динамике меди в произрастающих на этих почвах культурных и дикорастущих растениях объясняется как особенностью физиологических процессов, происходящих в растениях, так и наличием элемента почвы в доступной форме. Следовательно, КБП у растений выращенных на таких почвах будет выше.
Количество марганца в дикорастущих и культурных растениях практически равно, при значительных различиях его содержания в почвах и достоверной разнице в КБП. Что связанно со способностью дикорастущих растений в большей степени утилизировать марганец, по сравнению с культурными растениями, хотя содержание элемента в окультуренных почвах практически в два раза выше, чем в почвах естественных экосистем.
Известно, что марганец является очень подвижным металлом. Особенно это зависит от степени увлажненности почвы. В связи с тем, что в окультуренных почвах концентрация марганца и его доступность растениям выше у культурных видов снижается необходимость концентрировать марганец, в отличие от дикорастущих видов. Кроме того, при высоком содержании и доступности марганца в почве у растений агроценозов включаются барьерные функции, которые и ограничивают поступление элемента в растения.
Содержание цинка и КБП практически равны. Дикорастущие растения содержат незначительно больше цинка, чем культурные, а КБП выше в дико-
растущих растениях, даже при более низком содержании этого элемента в почве. Возможно, дикорастущие растения накапливают цинка больше в связи с тем (Р<0,001), что они произрастают в аридной зоне с дефицитом влаги, а цинк, как известно, повышает водоудерживающую способность тканей,
4.3. Особенности накопления микроэлементов в вегетативных и
репродуктивных органах некоторых дикорастущих растений
Установлено, что наибольшей способностью аккумулировать микроэлементы обладает цветок. Отличаются повышенными концентрациями изученных микроэлементов цветки таких растений, как гринделия растопыренная и горчак ползучий, минимальными концентрациями меди и марганца -донник лекарственный, а цинка цветы подсолнечника сорного. Максимальное различие в содержании микроэлементов в цветках зафиксировано в наиболее контрастных видах растений: меди в гринделии растопыренной и доннике лекарственном (1,6 раза), марганца в горчаке ползучем и доннике лекарственном (2,6 раза), цинка в доннике лекарственном и подсолнечнике сорном (1,5 раза). Максимальное различие в содержании микроэлементов в вегетативных органах зафиксировано в следующих видах растений: Си в гринделии растопыренной и ромашке ободранной (1,6 раза), Мл в горчаке ползучем и подсолнечнике сорном (2,4 раза), Хп в гринделии растопыренной и ромашке ободранной (2,5 раза). Вегетативные части гринделии растопыренной и горчака ползучего концентрируют микроэлементы в большей, степени, по сравнению с другими изученными растениями, в меньшей степени утилизируются они вегетативными частями ромашки ободранной и подсолнечником сорным.
В порядке убывания концентраций микроэлементы можно расположить в следующий ряд: 2п>Мп>Си, кроме вегетативных частей ромашки, где количество марганца достоверно выше, чем цинка.
Разница в колебании средних значений микроэлементов в цветке и в вегетативных органах растений у различных дикорастущих растений различна, и в среднем она составляет: по меди 1,5 раза, по марганцу 1,2 раза, а вот количество цинка в цветке в среднем в 1,7 раза выше, чем в других органах.
Повышенным накоплением Си, Мп, 2п характеризуется горчак ползучий. Это растение чрезвычайно вредоносно и является карантинным организмом, ограниченно распространенным на территории РФ. В агроценозах Астраханской области горчак занимает одно их ведущих мест, так как приспособлен к произрастанию в различных экологических условиях на всех типах почв. Корни горчака выделяют в почву производные фенола, и тем самым тормозят рост и развитие культурных растений. Горчак ядовит для животных. В области площади земель заражённых горчаком составляют 10605 га.
Средним накоплением по марганцу, из представленных пяти видов растений, характеризуются ромашка ободранная и гринделия растопыренная, пониженное накопление марганца отмечено у подсолнечника сорного и дон-
пика лекарственного. Для подсолнечника сорного так же характерно среднее накопление меди, а донник лекарственный характеризуется пониженной способностью к утилизации этого металла. Ромашка ободранная, гринделия растопыренная и донник лекарственный характеризуются, повышенным накоплением цинка в цветке. Что связано функциональной активностью и с участием цинка в процессах размножения.
Повышенное содержание меди в цветке по сравнению с вегетативными частями объясняется её влиянием на содержание гидрофильных коллоидов, которые хорошо удерживают воду, способствуя тем самым развитию засухоустойчивости растений. Таким образом, можно предположить, что в связи с климатическими особенностями Астраханской области (аридная зона) именно в цветке концентрируется основная часть ионов меди. Известно, что верхние растущие органы содержат больше меди, чем нижние, образовавшиеся в более ранние сроки. А так как медь и цинк являются элементами синергиста-ми (усиливающими действие друг друга) необходимо их совместное участие в процессах размножения.
Более выраженная утилизация марганца цветками по сравнению с другими частями растений объясняется его участием в передвижении углеводов, особенно сахарозы, из листьев в стебли и репродуктивные органы, а также его влиянием на скорость оплодотворения.
Таким образом, проведенные исследования позволили установить видовые особенности в распределении микроэлементов в генеративных и вегетативных частях различных дикорастущих растений засушливой зоны.
Заключение
Нами была изучена и проанализирована биогеохимическая обстановка Астраханской области. Было установлено, что на изученной территории располагаются почвы с низким, средним и высоким уровнем содержания микроэлементов. Следует отметить, что правобережная часть области содержит несколько больше валовых форм микроэлементов, чем левобережная. Нами были разработаны градации почв по содержанию в них валовых форм микроэлементов., На основе этих данных были составлены карты по содержанию микроэлементов в почвах области. Был проведен сравнительный анализ почв Астраханской области с почвами соседних регионов.
Установлено, что большинство почв Астраханской области характеризуются средним соотношением меди и цинка 1:4,
, В растительном покрове исследуемых нами естественных территорий, выявлен диапазон колебаний концентраций изученных микроэлементов который был связан с биологическими особенностями растений.
Результаты проведенных исследований показали, что различные виды растений обладали селективной способностью к накоплению микроэлементов. На основе полученных нами данных, видно что, часть видов, способны
накапливать микроэлементы в значительных количествах, другие обладают механизмами торможения поступлений микроэлементов в надземные части. Встречаются виды, обладающие контрастной избирательной способностью к накоплению отдельных микроэлементов. Для многих растений характерна большая разница между минимальным и максимальным значением всех трех элементов. Помимо накопления микроэлементов, в зависимости от вида растений выявлены закономерности распределения меди, марганца и цинка в зависимости от принадлежности растений к различным семействам
Астраханский регион, по сравнению с другими областями России, является областью с недостаточно изученным микроэлементным составом основных компонентов ландшафта: почва-растительность. Что значительно сдерживает работу по таким направлениям как биогеохимия, экология, мониторинг, почвоведение, зоология, ботаника, агрохимия, животноводство и т.д. Зная биогеохимическую ситуацию в регионе, можно избежать или предотвратить ряд проблем. Поэтому мы считаем, что тема биогеохимического районирования актуальна и требует дальнейшего глубокого исследования.
ВЫВОДЫ
1. Астраханская область характеризуется ярко выраженной мозаич-ностью в распределении и содержании изученных микроэлементов в почвах, что обусловлено региональными особенностями распределения пород и почвообразования.
2. Средние концентрации валовых форм микроэлементов в почвах Астраханской области составляют: медь - 16,6 мг/кг, марганец - 152,1 мг/кг, цинк - 47,8 мг/кг. Микроэлементы в почвах области располагаются в следующей убывающей последовательности Мп>2п>Си. Почвы Астраханской области по сравнению с «эталонными черноземными» почвами характеризуются недостаточным содержанием Си и избыточным содержанием Zn.
3. Установлено, что тяжелые по механическому составу почвы (глинистые, суглинистые), более богаты валовыми формами меди, марганца и цинка, чем легкие (супесчаные). Наименее обеспеченными микроэлементами являются аллювиально-луговые почвы, а наиболее обеспеченными бурые полупустынные почвы. Правобережная часть Астраханской области содержит больше валовых форм микроэлементов, чем левобережная. Среднее соотношение меди, марганца и цинка, во всех типах почв, составляет 1:14:4,2.
4. Наибольшие концентрации меди и цинка в почвах Астраханской области установлены для Камызякского района, а марганца для Енотаевского района. Наименее обеспеченными микроэлементами являются почвы Воло-даровского района.
5. Установлена положительная корреляция между изученными микроэлементами в почве. Высокий коэффициент корреляции отмечается для
меди и цинка (г = 0,8), меди и марганца (г = 0,8) во всех типах почв, марганца и цинка для аллювиальных (г = 0,7) и светло-каштановых (г = 0,9) почв.
6. Содержание микроэлементов в растениях подвержено значительным колебаниям. Выявлены виды и семейства травянистых растений, которые обладают различной способностью накапливать микроэлементы. Максимальные концентрации меди у подорожника большого, щирицы белой, полыни обыкновенной. Наименьшее содержание у ромашки ободранной, чертополоха колючего, девясила высокого, тростника обыкновенного. Высокой утилизирующей способностью по цинку являются плевел опьяняющий и плевел расставленный, льняной, лебеда красивоплодная и портулак огородный. Наименьшее содержание - у подсолнечника сорного, ромашки ободранной, чертополоха колючего. Наибольшее количество марганца выявлено у .видов; тростника обыкновенного, живучки хиосской, полыни обыкновенной и горчака ползучего. Минимальные концентрации у чертополоха колючего, горца птичьего, щирицы жминдовидной и щирицы белой. Семейства щирицевые обладают способностью к накоплению меди (КБП=1), а семейства маревые к утилизации цинка (КБП= 1)
7. Распределение меди, марганца и цинка по морфологическим органам растений носит базипетальный характер.
8. Установлена положительная корреляция между содержанием изученных микроэлементов в культурных растениях и концентрацией их в почвах.
9. Выявлены дикорастущие растения фиторемедиаторы - горчак ползучий (все изученные микроэлементы), полынь обыкновенная и подорожник большей (Си,2п), девясил, лебеда красивоплодная, портулак огородный, плевел ольяняюший и расставленный, льняной (2п), сурепка обыкновенная и щирица белая (Си), тростник обыкновенный (Мп).
10. Установлено, что агроценозы отличаются по микроэлементному составу от естественных экосистем повышенным содержанием марганца и цинка и пониженной концентрацией меди в почвах. Растения агроценозов наоборот характеризуются повышенным содержанием меди и низкими значениями марганца и цинка.
Список опубликованных раоот по теме диссертации
/. Гундарева А.Н., Мелякииа ЭЛ. Эффективность применения микроэлементов в условиях искусственного тумана и борьбы с корневой гнилью // Вестник АГТУ. -№2(21). -Астрахань: АГТУ, 2004, -С. 172-178.
2. Гундарева А.Н. Мелякина Э.И. Биогенная ■ миграция микроэлементов в различных типах почв Астраханской области // Вестник АГТУ. -№3(26). -Астрахань: АГТУ. 2005, -С. 194 - 201.
3. Гундарева АН. Влияние меди па всхожесть семян пшеницы // Вестник РУДЫ. Экология и безопасность жизнедеятельности. -№2 (12). -М; РУДН, 2005, -С. 26-28.
4. Гундарева А.Н. Применение микроэлементов в качестве биостимуляторов // Материалы международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2004». -Калининград, 2004. -С. 64.
5. Гундарева АЛ., Мелякина ЭЛ. Горчак ползучий, как биоиндикатор содержания цинка в почве // VII международная конференция «Биологическое разнообразие Кавказа». -Теберда, 2005, -С. 55 -56.
6. Гундарева АЛДолженко О Л. Особенности физиологии и вредоносность горчака розового // VII международная конференция «Биологическое разнообразие Кавказа». -Теберда, 2005, -С. 56 - 57.
7. Гундарева АЛ., Мелякина ЭЛ. Влияние некоторых микроэлементов на развитие злаковых растений // Технологические основы экономического развития сельского социума. -М., 2005, -С. 361 —364.
8. Мелякина ЭЛ. Валовое содержание микроэлементов в почвах Астраханской области / Гундарева АЛ., Бичарева ОЛ. // Природопользование в Аграрных регионах России. Мат-лы международной научно-практической конференции. -М2006, -С. 639-641
9. Гундарева АЛ. Миграция микроэлементов в почвах Астраханской области /Мелякина ЭЛ., Бичарева О.Н. // Природопользование в Аграрных регионах России. Мат-лы международной научно-практической конференции. -М2006, -С. 641 -646
10. Гундарева АН. Впияние микроэлементов на рост и развитие злаковых растений (на примере таеницы) // Вестник АГТУ. -№3(22). -Астрахань: АГТУ. 2006, -С.197-202.
11. Мелякина ЭЛ., Гундарева АЛ. Медь в дикорастущих растениях Астраханской области // Тр. Международной научной конференции «Современные проблемы адаптации и биоразнообразия». -Махачкала: «Наука плюс»,2006, -С. 106 - 107.
12. Гундарева АЛ.,Мелякина ЭЛ.Содержание меди,марганца и цинка в растениях Аридной зоны // Тр. VIII международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа». -Нальчик, 2006. -С. 18-20,
13. Гундарева АЛ.,Мелякина ЭЛ. Биогеохиническая характеристика почв аридной зоны // Тр. VIII международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа». -Нальчик, 2006.
14. Зайцев В.Ф. Содержание и распределение металлов в почвах Астраханской области/Мелякина ЭЛ., Гундарева АЛ. //Тр. IV Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде. 19-21 октября 2006 года». -Семипалатинск-Казахстан, 2006, т .1. -С. 285 -289.
15- Гундфева А Н,Метяю*наЭ. И. Особенности распределения меди, цинка и мф ганца в некоторых диюрасту них растениях Аридной ээны// Материалы IV междун ародной заочной научной юнфершции «Цюблеяы сохраняй я и рацион энного использования биоразнообразия Прикаспия и ш-прецс1 ш ых решоновк -Элиста, 2006.-С 23-25.
16. Гундфева А Н, МшякшаЭ. И Горчак пол^чий (АоорШоп ге-рш5 О. С) шд индикатор биогеохимичесюго рвйонировшия// Биолотиче-сше основы усгойчитго разапия Вол го-Каспий сю го природного комплекса Матфишы меяедунфодной нгучно-лраетичесюй конффшции, М., 2006, -С. 602-604
17. Гундарева А Н, МепяишаЭ. И. Применение микроэпеменчо впри выранившии роз// Отраслевая шщификарегионэттого природопользования. Материт ы меясиунфодной н%'чно-пракгичесюй юнффшции. -М., 2006,-С. 309-310.
Издательство АГ7У, 414025, Астрахань, ул. Татищева, 16 Тип. заказ № 807 от 21 октября 2006 г. Тираж 70 экз.
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Гундарева, Анна Николаевна
1 Введение.
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.:.
1.1. Общие закономерности миграции, распределения и содержания микроэлементов в почве.
1.1.1. Содержание и роль меди в почве.
1.1.2. Содержание и роль марганца в почве.
1.1.3. Содержание и роль цинка в почве.
1.2. Физиологическая роль микроэлементов в жизни растений и в трофической цепи.
1.2.1. Физиологическая роль меди.
1.2.2. Значение марганца для растений.
1.2.3. Значение цинка для растений.
1.3. Характеристика почв и растений Астраханской области.
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1 Методы отбора и определения типа почв.
2.2 Методы отбора и определения вида растений.
2.3 Методика подготовки проб для атомно-абсорбционного анализа.
2.4 Принцип работы на атомно-адсорбционном спектрофотометре «Hitachi» 180-50.;.
2.5 Статистические методы.
ГЛАВА 3 СОДЕРЖАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ.
3.1 Градация почв Астраханской области по обеспеченности валовыми формами изученных микроэлементов.
3.2 Региональные особенности микроэлементного состава почв Астраханской области.
3.2.1 Аллювиальные почвы.
3.2.2 Бурые полупустынные почвы.
3.2.3 Светло-каштановые почвы.
3.3 Сравнительная биогеохимическая характеристика различных типов почв
Астраханской области.9.
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИК-РОЭЛЕМЕНОВ В РАСТЕНИЯХ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ.
4.1 Содержание микроэлементов в дикорастущих растениях.
4.2 Микроэлементы в культурных растениях.
4.3 Особенности накопления микроэлементов в вегетативных и репродуктивных органах дикорастущих растений.1
Введение Диссертация по биологии, на тему "Биогенная миграция меди, цинка и марганца в наземных экосистемах Астраханской области"
Актуальность темы исследования. Известно, что в настоящее время биосфера находится в экологическом кризисе, который может привести к экологической катастрофе. По мнению ученных (Лосев и др. 1993), единственной возможностью сохранения биосферы, а, следовательно, и цивилизации, является сохранение естественного биотического механизма регуляции окружающей среды, т.е. естественных биологических сообществ в неосвоенном человеком состоянии. Таким образом, одним из актуальных вопросов современности является, изучение биогеохимических циклов миграции химических элементов в системе почва-растение и сравнительный анализ естественных и искусственных биогеоценозов с целью выявления нарушения этих циклов в агроценозах.
Одним из основных факторов, негативно влияющих на состояние природных геосистем, является химическое загрязнение, связанное с обводнительной и химической мелиорацией почв, а так же технологическими процессами бурения, добычей и транспортировкой нефти и газа. Загрязнение приводит к трансформации вещественного состава ландшафтов, образованию техногенных и геохимических аномалий и сопровождается уменьшением биологического разнообразия, упрощением структуры фитоценозов, вызывает неблагоприятные изменения в органах и тканях растений, животных и человека, а в отдельных случаях и эндемические заболевания.
Изучения закономерностей биогенной миграции микроэлементов является основой прогнозирования устойчивости аридных экосистем и позволяет свести к минимуму негативные последствия при использовании природных ресурсов. Оптимизация биоценозов достигается, прежде всего, сбалансированным поступлением химических элементов в живые организмы. Это может быть реализовано путем изучения ландшафтов на биогеохимическом уровне, проведением ландшафтно-биогеохимических исследований сходства и разлиний в содержании микроэлементов между компонентами ландшафтов и внутри их с учетом пространственного распределения путем картографирования и районирования.
Степень изученности микроэлементного состава почв в Российской Федерации различна. Довольно полные сведения по этому вопросу имеются для многих регионов и областей России (Ковда, 1975, 1985; Г лазовская, 1980, 1988; Добрицкая и др., 1964; Добровольский, 1989; Зырин, 1968; Ильин, 1973; Ковальский и др., 1970; Ковальский, 1974; Макеев, 1964; Микроэлементы в почвах СССР, 1973; 1981; Сангаджиева и др., 2001; Меркушева и др., 2003; Панин, Галямова, 2006; Пузанов и др., 2006; Чернова, Грузднов, 2006; Кузьмин, 2006., и др.)
В доступной нам литературе практически отсутствуют сведения о микроэлементном составе почв Астраханской области. На биогеохимических картах России (Ковальский, 1974; Микроэлементы в почвах Советского Союза 1973) Астраханская область является белым пятном. Имеются лишь некоторые фрагментарные сведения о содержании подвижных (Исупов, 1972; Бердникова, 1973; Алыкова, 2002;) и валовых форм микроэлементов (Гундарева, Мелякина, 2006) в почвах области. Достаточно подробно изучены лишь водные экосистемы дельты реки Волги (Воробьев, 1993; Зайцев, Мелякина, Крючков, 1999; Мелякина, 1980, 1984;) и составлена карта-схема обеспеченности грунтов водоемов Астраханской области и европейской части СССР (Воробьев, 1979; 1982).
До настоящего момента до конца не выявлен механизм круговорота химических элементов и их миграция в системе почва - растения.
Цель и задачи исследования. Цель данной работы - изучить биогеохимическую ситуацию Астраханской области и выявить особенности биогенной миграции микроэлементов - цинка, марганца и меди, в основных компонентах наземных экосистем: почва - растения.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить биогеохимические характеристики основных компонентов ландшафта - почвы и растительности, на примере естественных и искусственных наземных экосистем.
2. Дать сравнительную характеристику микроэлементному составу почв области.
3. Провести биогеохимическое картографирование почв области.
4. Определить корреляционные связи микроэлементов в почве.
5. Исследовать биогенную миграцию меди, марганца и цинка в системе почва - растения.
6. Определить микроэлементный состав и особенности миграционного накопления микроэлементов в культурных и дикорастущих растениях Астраханской области.
7. Изучить особенности межорганного распределения меди, марганца и цинка в растениях Астраханской области.
8. Установить корреляционную зависимость микроэлементов окультуренных почв и культурных растений.
Научная новизна работы. Впервые, в различных районах и основных типах почв Астраханской области было определенно валовое содержание меди, марганца и цинка, и проведена градация почв, по содержанию в них микроэлементов. Впервые были составлены карты микроэлементного состава почв Астраханской области, которые могут служить наиболее компактной, и содержательной информацией о концентрации валовых форм микроэлементов.
Впервые установлены различия в распределении микроэлементов в почвах левобережной и правобережной частях Астраханской области. Выявлены изменения микроэлементного состава почв в зависимости от их механического состава. Впервые в различных типах почв определена корреляционная зависимость изученных микроэлементов между собой.
Установлены растения концентраторы микроэлементов на территории Астраханской области, как среди дикорастущих, так и среди культурных растений, а так же видовые закономерности в накоплении и распределении различных микроэлементов в растениях.
Впервые выявлены нарушения биогеохимических циклов в искусственных биоценозах по сравнению с естественными.
Впервые для территории Астраханской области установлена корреляционная связь микроэлементов в системе почва - культурные растения.
Теоретическая значимость. Исследована биогеохимическая ситуация Астраханской области. Выявлено недостаточное содержание меди и избыточное содержание цинка в почвах Астраханской области. Изучены видовые особенности обеспеченности микроэлементами различных видов культурных и дикорастущих растений Астраханской области. Установлены особенности межорганного распределения изученных микроэлементов в растениях и биогенная миграция металлов в системе почва - растения Астраханского региона.
Практическая значимость. Полученные данные могут быть использованы для рационального применения микроудобрений. Материалы научно-исследовательской работы могут использоваться в учебном процессе при чтении лекционных курсов по дисциплинам «Экология» и «Экология кормления», «Основы биогеохимии», «зоогигиена», «Почвоведение» и др.
Выявленные группы растений фиторемедиаторов могут быть использованы в изучаемом регионе для улучшения качества почв, а так же в качестве дополнительных источников микроэлементов.
Результаты количественного и качественного анализа микроэлементного состава почв и растительного состава Астраханской области и определение экологических особенностей растений служат материалом для разрешения принципиального вопроса о роли микроэлементов в жизни растений, и подтверждают необходимость их рационального применения в сельском хозяйстве.
Полученные данные могут быть использованы для дальнейшей работы по биогеохимическому районированию Астраханской области, как региона РФ, а так же при разработке природоохранных мероприятий.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались:
1. На научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ в 2004-2006 гг.;
2. Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2004» Калининград, 2004г.;
3. На VII международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа», Теберда, 2005г.;
4. На VIII международной конференции «Биологического разнообразия Кавказа», Нальчик, 2006г.;
5. На IV международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде», Семипалатинск, 2006г.;
6. На международных научно-практических конференциях в Прикаспийском научно-исследовательском институте аридного земледелия, 2005 - 2006г.;
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ из них 4 работы рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 186 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы, приложения. Список литературы содержит 245 источников, из них 26 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 9 рисунками, в частности три карты, и 46 таблицами.
Заключение Диссертация по теме "Биологические ресурсы", Гундарева, Анна Николаевна
выводы
1. Астраханская область характеризуется ярко выраженной мозаич-ностью в распределении и содержании изученных микроэлементов в почвах, что обусловлено региональными особенностями распределения пород и почвообразования.
2. Средние концентрации валовых форм микроэлементов в почвах Астраханской области составляют: медь - 16,6 мг/кг, марганец - 152,1 мг/кг, цинк - 47,8 мг/кг. Микроэлементы в почвах области располагаются в следующей убывающей последовательности Mn>Zn>Cu. Почвы Астраханской области по сравнению с «эталонными черноземными» почвами характеризуются недостаточным содержанием Си и избыточным содержанием Zn.
3. Установлено, что тяжелые по механическому составу почвы (глинистые, суглинистые), более богаты валовыми формами меди, марганца и цинка, чем легкие (супесчаные). Наименее обеспеченными микроэлементами являются аллювиально-луговые почвы, а наиболее обеспеченными бурые полупустынные почвы. Правобережная часть Астраханской области содержит больше валовых форм микроэлементов, чем левобережная. Среднее соотношение меди, марганца и цинка, во всех типах почв, составляет 1:14:4,2.
4. Наибольшие концентрации меди и цинка в почвах Астраханской области установлены для Камызякского района, а марганца для Енотаевского района. Наименее обеспеченными микроэлементами являются почвы Воло-даровского района.
5. Установлена положительная корреляция между изученными микроэлементами в почве. Высокий коэффициент корреляции отмечается для меди и цинка (г = 0,8), меди и марганца (г = 0,8) во всех типах почв, марганца и цинка для аллювиальных (г = 0,7) и светло-каштановых (г = 0,9) почв.
6. Содержание микроэлементов в растениях подвержено значительным колебаниям. Выявлены виды и семейства травянистых растений, которые обладают различной способностью накапливать микроэлементы. Максимальные концентрации меди у подорожника большого, щирицы белой, полыни обыкновенной. Наименьшее содержание у ромашки ободранной, чертополоха колючего, девясила высокого, тростника обыкновенного. Высокой утилизирующей способностью по цинку являются плевел опьяняющий и плевел расставленный, льняной, лебеда красивоплодная и портулак огородный. Наименьшее содержание - у подсолнечника сорного, ромашки ободранной, чертополоха колючего. Наибольшее количество марганца выявлено у видов: тростника обыкновенного, живучки хиосской, полыни обыкновенной и горчака ползучего. Минимальные концентрации у чертополоха колючего, горца птичьего, щирицы жминдовидной и щирицы белой. Семейства щири-цевые обладают способностью к накоплению меди (КБП=1), а семейства маревые к утилизации цинка (КБП=1)
7. Распределение меди, марганца и цинка по морфологическим органам растений носит базипетальный характер.
8. Установлена положительная корреляция между содержанием изученных микроэлементов в культурных растениях и концентрацией их в почвах.
9. Выявлены дикорастущие растения фиторемедиаторы - горчак ползучий (все изученные микроэлементы), полынь обыкновенная и подорожник большой (Cu,Zn), девясил, лебеда красивоплодная, портулак огородный, плевел опьяняющий и расставленный, льняной (Zn), сурепка обыкновенная и щирица белая (Си), тростник обыкновенный (Мп).
10. Установлено, что агроценозы отличаются по микроэлементному составу от естественных экосистем повышенным содержанием марганца и цинка и пониженной концентрацией меди в почвах. Растения агроценозов наоборот характеризуются повышенным содержанием меди и низкими значениями марганца и цинка.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Нами была изучена и проанализирована биогеохимическая обстановка территории Астраханской области. Содержание валовых форм микроэлементов в почвах области колеблется в широких пределах. Было установлено, что на территории Астраханской области располагаются почвы с низким,, средним и высоким уровнем содержания микроэлементов. Это обусловлено сложным сочетанием условий почвообразования. Наблюдается отчетливая пространственная дифференциация в содержании и распределении большинства микроэлементов между основными компонентами ландшафтов.
Следует отметить, что правобережная часть Астраханской области содержит несколько больше валовых форм микроэлементов, чем левобережная. Причина колебаний в содержании элемента в почве даже на одной породе может заключаться в фациальном различии и в миграции элементов в поч-венно-грунтовом слое с участием природных вод. Поступление почти всех микроэлементов в верхние горизонты идет в результате биологического круговорота в системе почва - растение.
Нами были разработаны градации почв по содержанию в них валовых форм микроэлементов. На основе этих данных были составлены карты по содержанию микроэлементов в почвах Астраханской области. Был проведен сравнительный анализ почв Астраханской области с почвами соседних регионов.
На территории Астраханской области повышенным содержанием валовых форм микроэлементов отличаются бурые полупустынные, солонцеватые и засоленные суглинистые почвы, а так же светло-каштановые засоленные суглинистые аллювиальные суглинистые почвы. С утяжелением гранулометрического состава в почвах возрастает общее содержание микроэлементов, при этом особо выделяются бурые полупустынные солонцеватые и засоленные суглинистые почвы.
Почвы разного гранулометрического состава в зависимости от обога-щенности микроэлементами располагаются в следующем убывающем ряду: аллювиально-луговые<светло-каштановые<бурые полупустынные.
Исследования показали, что ландшафты одного и того же структурного морфологического типа, сформированные на одной литологической основе в биогеохимическом отношении не всегда одинаковы. На распределение микроэлементов оказывает влияние и солевой состав почв. Распределение микроэлементов в разных по засолению светло-каштановых и бурых почвах сильно различаются. В бурых полупустынных суглинистых почвах солонцеватые почвы достоверно содержат в своем составе больше валовых форм марганца, по сравнению с засоленными (Р<0,001). Тогда как в светло-каштановых почвах наоборот, марганца больше утилизируют засоленные почвы. Как светло-каштановые, так и бурые засоленные почвы, содержат в своем составе больше валовых форм меди и цинка, чем почвы солонцеватые (Р<0,001).
Аллювиально-луговые почвы области в приделах прикаспийской низменности являются наиболее молодыми и не засоленными почвами поймы. Аллювиально-луговые суглинистые почвы по отношению к другим почвам области содержат практически равные средние количества меди и цинка, и низкие концентрации марганца, тогда как аллювиально-луговые супесчаные почвы, являются малообеспеченными микроэлементами.
Бурые полупустынные почвы характеризуются повышенным засолением. Кроме этого бурые полупустынные солонцеватые, суглинистые почвы являются наиболее обеспеченными валовыми формами марганца. В этом типе почв, так же выявлена одна из самых высоких концентраций валовых форм меди и цинка, уступая только бурым полупустынным засоленным, суглинистым почвам. Кроме того, в бурых полупустынных солонцеватых, суглинистых почвах наблюдается самое большое, по сравнению с другими почвами, соотношение меди и марганца. В бурых полупустынных засоленных, суглинистых почвах выявлен максимальный разброс в концентрациях меди и цинка. Так как этот тип почв располагается пятнами среди других типов почв и встречается практически в каждом районе Астраханской области при движении с севера на юг, то здесь наблюдается перераспределение или миграция микроэлементов между различными компонентами ландшафта.
Светло-каштановые почвы характеризуется большим размахом колебаний валовых значений марганца и цинка, это объясняется тем, что эти почвы располагаются не сплошными массивами, а пятнами среди бурых полупустынных почв, для которых так же установлены высокие значения этих металлов и в результате наблюдается перераспределение микроэлементов по профилю почв.
Установлено, что большинство почв Астраханской области характеризуются средним соотношением меди и цинка 1:4.
Сравнительный анализ трех основных типов почв Астраханской области, показал, что аллювиальные луговые почвы являются наименее обеспеченной группой почв валовыми формами микроэлементов, а бурые полупустынные почвы наиболее обеспеченные микроэлементами. Кроме того, среднее соотношение микроэлементов Cu:Mn:Zn, как в каждом типе почв, так и, в общем, по области, составляет 1:13:4.
В степной зоне повышенное накопление валовых форм микроэлементов отмечается в бурой полупустынной, засоленной и солонцеватой суглинистой почве, а так же в светло-каштановой засоленной, суглинистой почве.
Установлена положительная корреляция между всеми изученными микроэлементами в почве. Высокий коэффициент корреляции отмечается для меди и цинка (г = 0,8), и меди и марганца (г = 0,8). Высокий коэффициент корреляции между марганцем и цинком установлен для аллювиальных почв (г = 0,7) и светло-каштановых (г = 0,9).
В почвах Астраханской области среднее содержание изученных микроэлементов значительно ниже этих концентраций в литосфере. Рассчитанный нами Кк для каждого элемента в отдельности указывает на то, что валовые формы цинка на территории Астраханской области находятся в избыточных количествах. При сравнении изученных почв с почвами территории РФ, установлено, что наиболее обеспеченными по цинку являются почвы прикаспийской низменности, а именно Астраханская область и Калмыкия, затем идут почвы Ставропольского и Красноярского краев и менее обеспеченны почвы Волгоградской, Воронежской и Саратовской области. В сравнении с областями и республиками юга России, Астраханская область является наименее обеспеченной валовыми формами марганца.
В растительном покрове исследуемых нами участков дикорастущей растительности в значительной степени преобладало степное разнотравье, а. так же луговые травы. Выявленный диапазон колебаний концентраций изученных микроэлементов в различных дикорастущих растениях, был связан с биологическими особенностями растений.
Микроэлементы по величине абсолютного содержания в растениях располагаются в следующем порядке: Cu<Mn<Zn. Тогда как в почвах Астраханской области этот ряд обратно противоположный, а именно Mn>Zn>Cu.
Результаты проведенных исследований показали, что различные виды растений обладали селективной способностью к накоплению микроэлементов.
На основе полученных нами данных, видно что, часть видов, например, подорожник большой, тростник, полынь обыкновенная, портулак огородный способны накапливать микроэлементы в значительных количествах, т.е. они обладают высоким уровнем накопления микроэлементов. Другие обладают механизмами торможения поступлений микроэлементов в надземные части (чертополох колючий, подсолнечник сорный, ромашка ободранная). Встречаются виды, обладающие контрастной избирательной способностью к накоплению отдельных микроэлементов (горец птичий, живучка хиосская, щирица белая, плевел опьяняющий и льняной).
Для многих растений характерна большая разница между минимальным и максимальным значением всех трех элементов. К таким растениям относятся, полынь обыкновенная, чертополох колючий, ромашка ободранная, горчак ползучий, лебеда красивоплодная, горец птичий и тростник обыкновенный. Чем больше микроэлементов с большим интервалом концентраций сочетаются в одном растении, тем больше экологическая амплитуда произрастания этого растения и как следствие, выше его адаптационные способности.
Помимо накопления микроэлементов, в зависимости от вида растений выявлены закономерности распределения меди, марганца и цинка в зависимости от принадлежности растений к различным семействам
Исследования показали, что превышение максимального содержания меди над минимальным значением (до 2-х раз), характерно для 17 видов, свыше 2-х раз - для 20 видов. Превышение максимального содержания марганца над минимальным (до 2-х раз), отмечено у 24 видов, свыше 2-х раз - у 13 видов. Для цинка характерно превышение максимального значении над минимальным свыше 2-х раз для 8 видов, и меньше 2-х раз у 29-видов.
В результате проведенных исследований выявлены виды и семейства травянистых растений, которые обладают способностью повышенного и пониженного накопления микроэлементов, а так же растения, характеризующиеся широкой экологической амплитудой произрастания на территории Астраханской области. Различия в накоплении микроэлементов одними и теми же видами растений в разных местообитаниях были обусловлены как биологическими особенностями, так и экологическими условиями.
Проведя исследования в области накопления микроэлементов различными органами дикорастущих растений, следует отметить, что содержание Си, Мп и Zn в разных частях растений неодинаково. Установлено, что наибольшей способностью аккумулировать микроэлементы обладает цветок. Особенно отличаются повышенными концентрациями всех изученных микроэлементов цветки таких растений, как гринделия растопыренная и горчак ползучий, минимальными концентрациями меди и марганца - донник лекарственный, а цинка цветы подсолнечника сорного.
Повышенным накоплением Си, Mn, Zn по всех органам из всех представленных растений характеризуется горчак ползучий. Это растение чрезвычайно вредоносно и является карантинным организмом, ограниченно распространенным на территории РФ
Астраханский регион, по сравнению с другими областями России, является областью с недостаточно изученным микроэлементным составом основных компонентов ландшафта. Это является большим упущением при работе по таким направлениям как биогеохимия, экология, мониторинг, почвоведение, зоология, ботаника, агрохимия, животноводство и т.д.
Зная биогеохимическую ситуацию в регионе, можно избежать или предотвратить ряд проблем. Поэтому мы считаем, что тема биогеохимического районирования актуальна и требует дальнейшего глубокого исследования.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Гундарева, Анна Николаевна, Астрахань
1. ГОСТ 17.4.4.02-84. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. -М.: Изд-во стандартов, 1984. -4 с.
2. ГОСТ 28168-89. Почвы. Отбор проб. -М.: Изд-во стандартов, 1989. -7 с.
3. Абдурахманов Г.М., Зайцев И.В. Экологические особенности содержания микроэлементов в организме животных и человека. -М.: «Наука», 2004. -280с.
4. Абдурашитов С. А. Повышение холодостойкости кукурузы путём предпосевной обработки семян в растворах микроэлементов // Бот. Журнал, 1957. №7.-С. 1099 1106
5. Абуталыбов М.Г. и А.Х. Таги Заде. Внекорневое питание хлопчатника бором, марганцем, железом и медью. Рефераты докл. на конфер. по микроэлементам, Изд. АН СССР, 1950, -С. 90 - 91.
6. Абуталыбов М.Г. и А.Х. Таги Заде, И.М. Бунятова, Н.И. Газие-ва. Влияние бора и марганца на развитие и урожай хлопчатника и семян люцерны // Тр. Азерб. гос. унив., сер. Биол.-1953. -V. -С. 5-33.
7. Абуталыбов М. Г. Значение микроэлементов в жизни растений и в повышении урожайности сельскохозяйственных культур в условиях Азербайджана // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», 1956. -С. 255-269.
8. Агафонова А.Ф. Влияние известкования и борных удобрений на урожай и обмен веществ в картофеле и гречихе // «Микроэлементы в жизни растений и животных», 1952. -С. 246 -255.
9. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. -JL: Аг-ропромиздат, 1987. -137 с.
10. Алиев Д. А. Влияние микроэлементов на развитие и урожай пшеницы. Автореф. канд. биол. наук. Баку, 1955. -18с.
11. Алыкова Т.В. Химический мониторинг объектов окружающей среды. Изд. АГПУ, 2002. -250 с.
12. Анспок П. И. Микроудобрения. -Ленинград: «Колос» Ленинградское отделение, 1978. -273 с.
13. Анспок П. И. Микроудобрения. -Ленинград: «Агропромиздат», 1990. -272 с.
14. Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применения удобрений в агроэкосистемах. -М.: ЦИНАО, 2000. -524с.
15. Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды. М.: Наука, 1986. -172 с.
16. Асеева Т.В., Тихомиров В.Н. Школьный ботанический атлас-. -М.: Просвещение, 1964. -201 с.
17. Атлас почв СССР. М.: Колос, 1974. -168 с.
18. Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б., Яблонских Л.А Тяжёлые металлы в почвах пойменных ландшафтов Среднерусской лесостепи и их миграция.// Тяжелые металлы в окружающей среде: Материалы международного симпозиума 15-18 октября 1996 г. -Пущино, 1997. -С. 15 24.
19. Бамберг К. К. Применение боратов меди, марганца и цинка как микроэлементного удобрения // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине». -М.: Наука, 1956. -С. 471 477.
20. Белобров В.П. География почв с основами почвоведения / В.П. Белобров, И.В. Замотаев, С.В. Овечкин. -М.: АСАДЕМ1А, 2004. -352 с.
21. Бердникова А.В. Медь и цинк в почвах Астраханской области // Вопросы географии. Волгоград. -1973. -с. 126-132.
22. Бобина Э.Д. Влияние марганца и цинка на урожай кукурузы и её качество на выщелоченном черноземе // Почвы, удобрения и защита растений в Центрально-Черноземной зоне. -Воронеж. -1969. -С. 240 249.
23. Бобко Е. В. Избранные сочинения. -М.: Изд. Сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1963. -448 с.
24. Боженко В. П. Влияние цинка, молибдена и бора на углеводно-белковый обмен и урожай красного клевера // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине». -М.: Наука, 1956, -С. 167- 179.
25. Бойченко Е.А, Саенко Г.Н., Удельнова Т.М. Изменения соотношения металлов в эволюции растений в биосфере // Очерки современной геохимии и аналитической химии. -М.: Наука, 1972. -С. 454 458.
26. Бокова М.И., Ратников А.Н. Биологические особенности растений и почвенные условия, определяющие переход тяжёлых металлов в растения на техногенно-загрязнённой территории // Химия в сельском хоз-ве. -1995,-№5,-С. 15-17.
27. Болховский З.В. Анатомо-физиологические исследования некоторых декоративных растений в связи с их зимостойкостью // Тр. БИН, сер. IV, Экспер. бот. -1955. -№10. -С. 139 193.
28. Брицке М.Э. Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ. -М.: Химия, 1982. -223 с.
29. Бумбу Я.В. Микроэлементы в жизни растений, животных, человека. -Кишинев: АН Молдавской ССР, 1970. -36 с.
30. Вальков В.Ф. Справочник по оценки почв / В.Ф. Вальков, Н.В. Елисеева, И.И. Имгрунт, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников. -Майкоп: ГУРИПП Адыгея, 2004.-236 с.
31. Васютин А.С., Сметник А.И. Карантин растений .в Российской Федерации. -М:, КОЛОС, 2001.-375с.
32. Васютин А.С. Фитосанитарный контроль подкарантинной растительной продукции // Защита и карантин растений. 2002. -№2. -С. 4-6.
33. Вернадский В.Н. Химический состав живого вещества в связи с химией земной коры. -М.: Изд. « Время», 1922.
34. Вернадский В.И. Химический состав живого вещества в связи с химией земной коры // Избранные сочинения. М.: Биогеох. очерки. 1960. -305 с.
35. Виноградов А.П. Биогеохимические провинции и эндемии. ДАН СССР, 18, 1938, 4-5, -С. 283-286.
36. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М., 1957. -347 с.
37. Виноградов А.П. Основные закономерности в распределении микроэлементов между растением и средой // Микроэлементы в жизни растений и животных. М.: изд-во АН СССР, 1982, -С. 7-20.
38. Власюк П.А. Марганец в системе питания растений. Изд. АН УССР, 1948.
39. Власюк П. А. Применение марганцевых удобрений в СССР. Изд. АН УССР, 1952.
40. Власюк П. А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений. Киев, «Наукова думка», 1969.
41. Войнар А.О. Значение микроэлементов в организме человека и животных. -М.: Знание, 1963. -560с.
42. Воробьев В.И. Микроэлементы и их применение в рыбоводстве. — М.: Наука, 1979. -455 с.
43. Воробьев В.И. Физиолого-биогеохимические основы применения микроэлементов в рыбоводстве: Автореф. . докт. биол. наук. -М., 1982. -48 с.
44. Воробьев В.И. Биогеохимия и рыбоводство. -Саранск:. «ЛИТЕРА», 1993.-317 с.
45. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения.// Санитарные правила и нормы СанПин 2.1.7.573 96., Госкомсанэпидемнадзор России, М., 1997, 53 с.
46. Глазовская М.А. Микроэлементы в ландшафтах советского союза.-М.: МГУ, 1980.-123 с.
47. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. -М.: Высшая школа, 1988. -328 с.
48. Годнев Т.Н. и В.М. Терентьев. Опыты по применению микроэлементов на торфяно-болотных почвах // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине». -М.: Наука, 1956. -С. 135 141.
49. Голуб В.Б. и др. Конспект флоры сосудистых растений долины Нижней Волги / Голуб В.Б., Лактионов А.П., Бармин А.Н., Пилипен-ко В.Н. -Тольятти: Институт экологии Волжского бассейна РАН, 2002. -59с.
50. Гольдшмидт В.М. Принципы распределение химических элементов в минералах и горных породах. М.-Л.: ГОНТИ НКТП СССР, 1930. С. 215-242.
51. Гончарук Е.В. Санитарная охрана почв от загрязнения. -Киев: Наукова думка, 1977. -160 с.
52. Городний Н. М. Агрохимия. Киев: Высшая школа, 1990. -387 с.
53. Гребенников A.M., Ельников И.И. Экологические функции культурной растительности в агроценозе // Агрохимия. 2001, №9, -С. 115 - 121.
54. Гундарева А.Н., Мелякина Э.И. Биогеохимическая характеристика почв Аридной зоны // VIII международная конференция «Биологическое разнообразие Кавказа». -Нальчик, 2006. -С. 18 -20.
55. Даутов Р.К. Зависимость содержание меди и цинка в почвах от генетических особенностей // Вопр. генезиса и плодородия почв. Казань, 1968.-С. 17-25.
56. Добрицкая Ю.И., Журавлева Е.Г., Орлова Е.П. Цинк, медь, кобальт, молибден в некоторых почвах европейской части СССР // Микроэлементы в некоторых почвах СССР. М., 1964. - С. 4 - 11.
57. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. -М.: Мысль, 1989. 305 с.
58. Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь. -JL: Сельхозгиз, 1936.-118 с.
59. Дорожкин Н.А. и А.Н. Кустова. Влияние микроэлементов на повышение урожая картофеля и её устойчивость к болезням. Земледелие, 1955, 6,-С. 66-71.
60. Доскач А.Г. Природное районирование Прикаспийской полупустыни. -М.: Наука, 1979. -142 с.
61. Доскач А.Г. Основные черты природных условий Северного Прикаспия // Природное районирование Прикаспийской низменности и ее сельскохозяйственное использование. Тр. почв, ин-та им. В.В. Докучаева. -М.: Наука, 1990.-С. 10-18.
62. Дубиковский Г. П. Закономерности распределения микроэлементах в почвах Белорусской ССР и их влияние на растения: Автореф. дис. .д-ра с.-х. наук. Каунас, 1975, -20с.
63. Дударь А.К. Ядовитые и вредные растения лугов, сенокосов и пастбищ. -М.: Россельхозгиз, 1980. -304с.
64. Жизневская Г.Я. Медь, молибден, железо в азотистом обмене бобовых растений. -М.: Наука, 1972. -335с.
65. Заблуда Г.В. Физиологическое действие меди на растения // Тр. Чувашек. Сельскохоз. Инст. -1938, -№1. -С. 1-51.
66. Зайцев В.Ф., Э.И. Мелякина, В.Н. Крючков. Биогеохимия микроэлементов в озерных осадках юга России и Казахстана // Вестник АГТУ, Химия и химические технологии. Астрахань: Изд-во АГТУ, 1999. -С. 89-97.
67. Золотарев Б.Н, Распределение и трансформация соединений тяжелых металлов (Си, Zn, Ni, Pb, Cd) в экосистемах. Автореф. дис. .д. физ.-мат. н. М., 1994. -54 с.
68. Зонн С.В. Железо в почвах: генетические и географические аспекты. -М.: Наука, 1982. -207 с.
69. Зырин Н.Г., Белицина Г.Д., Брысова Н.П. Содержание микроэлементов семейства железа в некоторых почвах СССР // Вестник Моск. ун-та, 1961.-№5.-С. 3-11.
70. Зырин Н.Г. Картирование содержания микроэлементов в почвах // Агрохимия. 1968. -№11. - С. 8-11.
71. Иванов Д.Н. Распределение меди в почвах и роль медных удобрений в повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Тр. Почв, инст. им. В. В. Докучаева. 34, 1950, 143 189.
72. Иванов И.В., Глазовский Н.Ф. Геохимический анализ почвенного покрова степей и пустынь. -М.: Наука, 1979. -245 с.
73. Ивлев A.M. Биогеохимия. М.: Высшая школа, 1976. -127 с.
74. Ильин В.Б. Биогеохимия и агрохимия микроэлементов (Мп, Си, Мо,В) в южной части Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1973. -392 с.
75. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. Новосибирск: Наука, 1985. -129 с.
76. Ильин В.Б. О биогенном накоплении макро- и микроэлементов в профиле чернозёмов и дерново-подзолистых почв / Изв. Сиб: Отд-ния АН СССР., Сер. Биол. Науки, 1986, т. 18, №3, с.20 26.
77. Ильин В.Б. О надежности гигиенических нормативов содержания тяжелых металлов в почве // Агрохимия. -1992. № 12. -С. 78-83.
78. Ильин В.Б. Оценка существующих экологических нормативов содержания тяжелых металлов в почве // Агрохимия. -2000. №9, -С. 74-80.
79. Исупов Б.А. О закономерностях распределения микроэлементов в почвах дельты Волги // Почвоведение. -1972. -№4. -С. 81-83.
80. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. -375 с.
81. Каргаполова Н.Н. Ускорение созревания томатов и картофеля под влиянием микроэлементов // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», 1956. -С. 409 415.
82. Касимов Н.С. Геохимия степных и полупустынных ландшафтов. -М.: Наука, 1965.-308 с.
83. Каталымов М.В. Микроэлементы и их роль в повышении урожайности. М.: «Госхимиздат», 1960.
84. Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения. -М.: Наука,1965.-308 с.
85. Климовицкая З.М. Локализация марганца в некоторых клеточных структурах как показатель его физиологической роли. В кн. «Применение микроэлементов, полимеров, радиоактивных изотопов в сельском хозяйстве». Киев, 1962.
86. Кнашис В.Ю. Адомайтис Ю.А. и др. Усовершенствование нормативов эффективности и потребности известковых удобрений. Вильнюс, 1980.
87. Ковальский В.В., Андрианова Г.А. Микроэлементы (Си, Со, Zn, Mo, Мп, В, I, Sr) в почвах СССР. М.: Наука, 1970. -180 с.
88. Ковальский В.В., Раецкая Ю.И., Грачева Т.И. Микроэлементы в растениях и кормах. М.: Колос, 1971. -235 с.
89. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1974. -300с.
90. Ковалевский A.JI. Биогеохимия растений. Новосибирск: Наука, 1991. 194 с.
91. Ковда В.А Биогеохимические циклы в природе и их нарушения человеком. -М.: Наука, 1975. -72с.
92. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. -М.: Наука, 1985. -С. 223-229.
93. Кокин А.Я. Влияние микроэлементов на урожай зерновых культур // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине». -М.: Наука, 1956, -С. 271 -280.
94. Коновалов И.Н. и Н.В. Кондруцкая. Изменение физиологических процессов у растений в связи с акклиматизацией // Тр. БИН, сер. IV, Экспер. бот., -1955. -№10.-С. 101-138.
95. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов н/Д: «Феникс», 2000.
96. Котт С.А. Карантинные сорные растения и борьба с ними. -М.: Сельхоз-гид, 1953. -222с.
97. Круглова Е.К., Дехканходжаева С.Х. Мухамеджанова A.M., Ту-раев Т.С. Микроэлементы в орошаемых почвах Хорезмской области УзССР и применение микроудобрений. -Ташкент: «ФАН» Узбекской ССР, 1980.
98. Крупнова Т.Ф. Особенности строения зародышевого мешка и процесса оплодотворения у красного клевера в зависимости от характера минерального питания //Вестник ЛГУ. -1955. ~№1, -С. 29 39.
99. Кулаковская Т.Н. Агрохимические свойства почв и их значение в использовании удобрений. Минск: Ураджай, 1965.
100. Кулаковская Т.Н., Костюкевич Л.И. Особенности, превращения органических удобрений, как гумусообразователей в дерново-подзолистой супесчаной почве // Докл. ВАСХНИЛ. -1983.
101. Кулаковская Т.Н., Богдевич И.М. Справочник агрохимика. -Минск: «Ураджай», 1985.
102. Кулаковская Т.Н. Почвенно-агрохимические основы получения высоких урожаев. Минск: Ураджай, 1978.
103. Кэмп А.Ф. Проблемы микроэлементов // Сельск. хоз. за рубежом. -1956. -№6, -С. 81-92.
104. Лакин Г.Ф. Биометрия. -М.: Высш. шк., 1967. -С. 7-65
105. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учеб. пособие для биологических специальностей ВУЗов. -М.: Высш. шк., 1980. -293 с.
106. Лактионов А.П. Новые и редкие таксоны флоры Астраханской области и Северо Западного Казахстана // Бюл. МОИП. -2002. -Т. 107.-Вып. 2.-С. 60-61.
107. Лебедева Л.А., Лебедев С.Н., Едемская Н.Л. Биологические свойства загрязненной тяжелыми металлами дерново-подзолистой почвы при известковании // «Доклады РАСХН», 1994, -№5, -С. 23 25.
108. Лебедева Л.А., Лебедев С.Н., Едемская Н.Л. Активность фермента уреазы в дерново-подзолистой почве, загрязненной ТМ, при различной реакции среды // «Вестник МГУ», серия 17, 1995, -№2, -С. 68-71.
109. Лосев К.С. Проблемы экологии России / К.С. Лосев, В.Г. Горшков, К.Я. Кондратьев и др. -М., 1993. -348 с.
110. Львов С.Д., Алтухова Л.А. Витамин С и его связь с морозостойкостью озимых сортов пшеницы. ДАН СССР, 1951, -С. 113 116.
111. Маданов П.В. Биологическая аккумуляция марганца в почвах Волжско-Камской лесостепи и его доступность сельскохозяйственным растениям // Уч. зап. Казанск. гос. унив., Почвоведение. 1953, -С. 1 204
112. Мажайский Ю.А., Евтюхин В.Ф., Резникова А.В. Экология агро-ландшафта Рязанской области. -М.: Изд-во МГУ, 2001, -95 с.
113. Макеев О.В. Микроэлементы в почвах Сибири и Дальнего Востока. Наука, 1964.-126 с.
114. Материалы к государственному докладу о состоянии окружающей природный среды РФ по Астраханской области за 2000 год, -Астрахань: Изд- во ООО «ЦНТЭП», 2001.
115. Мацков Ф.Ф. О внекорневом питании сельскохозяйственных растений микроэлементами: Тезисы докл. Всес. совещ. по микроэлементам. Изд. АНЛатв. ССР, 1955.-С. 128- 129.
116. Мелякина Э.И. Влияние различных микроэлементов на выживаемость, личинок белого амура // «Роль микроэлементов в жизни водоема». -М.: Изд-во Наука, 1980.
117. Мелякина Э.И. Эколого-физиологические особенности видовых адаптаций карповых рыб к низкому уровню микроэлементов в водных экосистемах. Автореферат дис. к.б.н. -М., 1984, -24 с.
118. Меркушева М.Г. Биологический круговорот макро- и микроэлементов в пойменных ценозах Забайкалья / Меркушева М.Г., Убугунов J1.J1., Гармаев С.Р. -Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2003. -213с.
119. Мешникова С.С. Микроэлементы в растениях северного Алтая // Тр. IV Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде. 19-21 октября 2006 года». -Семипалатинск-Казахстан, 2006, т.1. -С. 289-293.
120. Микроэлементы в почвах Советского Союза / Под ред. В.А. Ков-ды, Н.Г. Зырина. Изд. Московского ун-та, 1973. - 378 с.
121. Микроэлементы в почвах СССР. Подвижные формы микроэлементов в почвах Европейской части СССР. М.: Изд. МГУ, 1973. -252 с.
122. Микроэлементы в почвах СССР (Подвижные формы микроэлементов в почвах Европейской части СССР)./ Под ред. Н. Г. Зырина и Г. Д. Белицыной. -М.: Изд. Московского Университета, 1981. -354 с
123. Микроэлементы в почвах Терско-Сулакской низменности Дагестана. Махачкала, 1981. -98 с.
124. Островская Ю.М. Микроэлементы в растениях: поступление, транспорт и физиологические функции. -Киев: Наук думка, 1987. -181с.
125. Минеев В.Г. Агрохимия. -М.: МГУ, 1990.
126. Миронова М.П. Влияние некоторых микроэлементов на развитие и урожай огурцов // Уч. зап. Карело-Финск. унив., -1954, -№3, -С. 28 44.
127. Методы биохимического исследования растений. Л.: Агропром-издат, 1987. -295 с.
128. Мокриевич Г.Л., Шлавицкая З.И. Цинковые удобрения. -Алма-Ата: «Кайнар», 1972.
129. Москаленко Г.П. Карантинные сорные растения. -М.: ВНЙИКР, 2001.-278с.
130. Мосолов И.В. Некоторые особенности азотистого обмена в растениях при отсутствии меди в почве: Докл. ВАСХНИЛ, -№6, 1948,-С. 32 36.
131. Мосолов И.В. Некоторые особенности азотистого обмена в растениях при отсутствии меди в почве // Сов. агрономия, 1948, -№6, -С. 59-61.
132. Муха В.Д. Агропочвоведение / В.Д. Муха, Н.И. Картамышев, Д.В. Муха. 2-е изд., М.: Колос, 2003. -527 с.
133. Ноздрюхина Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. -М.: Наука, 1977. -182с.
134. Натансон Н.Е. Влияние некоторых микроэлементов на вязкость плазмы растений // ДАН СССР, 1952, -№6, -С. 1067 1070.
135. Нужнова Т.И. Влияние микроэлементов на повышение урожайности и устойчивости томатов к бурой пятнистости в условиях защищенногогрунта // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», 1956, -С. 437 — 442.
136. Обухов А.И., Цаплина М.В. Миграция и трансформация соединений свинца в дерново-подзолистой почве.// Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л. Гидрометеоиздат, 1989, -С. 139-144.
137. Обухов А.И. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами и мероприятия по их устранению // Поведение поллютантов в почвах и ландшафтах. Пущино. ОНТИ НЦБИ, 1990, -С. 52-60.
138. Овцов Л.П. Экологическая оценка осадков сточных вод и навозных стоков в агроценозе. -М.: Изд-во МГУ, 2000.
139. Окунцов М.М. Влияние меди на состояние хлорофилла и старение растений. ДАН СССР, 1946, -С. 837 840.
140. Окунцов М.М. Физиологическое значение меди для растений и влияние её на урожай // «Микроэлементы в жизни растений и животных», 1952, -С. 371 -380.
141. Орлова А.С., Безуглова О.С. Биогеохимия. -Ростов на Дону: «Феникс», 2000. -121с.
142. Островская Л К. Физиологическое роль меди и её применение как микроудобрения на торфяных почвах // Научн. тр. инст. физиолог, раст. и аг-рохим. АН УССР, 1955, -№9, -С. 48 64.
143. Панасин В.И. Агрохимические аспекты эффективности применения микроудобрений в земледелии Калининградской области // Химия в сельском хозяйстве. -1985. Т. XXIII, -№8.
144. Панин М.С. Аккумуляция тяжелых металлов растениями Семипалатинского Прииртышья. -Семипалатинск: ГУ «Семей», 1999. -309 с.
145. Панин М.С. Химическая экология. -Семипалатинск, 2002. -213 с.
146. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрения и урожай. -М.: Колос, 1997.-416с.
147. Пейве Я.В. Микроэлементы в сельском хозяйстве нечернозёмной полосы СССР. -М.: Изд. АН СССР, 1954.
148. Пейве Я. В. К вопросу о районировании применения солей кобальта и меди в сельском хозяйстве // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», 1956, -С. 89 95.
149. Пейве Я.В. Биохимия почв. -М.: Сельхозгиз, 1961. -422 с.
150. Первунина Р.И., Малахов С.Г. Подвижность металлов, выпавших на почву в составе выбросов промышленных предприятий // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидропромиздат, 1989. -С. 97-100.
151. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. -М.: Высшая школа, 1975.342 с.
152. Перельман А.И. Геохимия. -М.: Высш. шк., 1979. 423 с.
153. Перечень вредителей, возбудителей болезней растений, сорняков, имеющих карантинное значение для Российской Федерации: Сб. руководящих и инструктивных документов по карантину растений в Российской Фе-дерации.-М.: 1999.- 358 с.
154. Петинов Н.С., Молотковский Ю. Г. К вопросу о физиологической сущности жароустойчивости некоторых культурных растений // Физиол. рас-тен, -№ 6, 1956, -С. 516-626.
155. Пинский Д.Л. Нормирование загрязняющих веществ в почвах с учетом массообмена между эффективными фазами почв // Поведение поллю-тантов в почвах и ландшафтах. Пущино, ОНТИ НЦБИ, 1990, -С. 74-81.
156. Пинский Д.Л. Закономерности и механизм катионного обмена в почвах: Автореферат дис. д.б.н. -М., 1992. -34 с.
157. Плеханова И.О., Накопление тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями при внесении осадков сточных вод / Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Обухов А.И. // Почвоведение, 1995, -№12, -С. 1530 1536.
158. Плохинский Н.А. Алгоритмы и биометрия. -М.: МГУ, 1980. -С. 35-48.
159. Плохинский К.А. Биометрия. -М.: Просвещения, 1981. -184 с.
160. Плюснин И.А. Почвы Волго-Ахтубинской поймы. / Под ред. акад. В.Р. Вильямса. \ Сталинград: Облает книгоизд-во, 1938. -158 с.
161. Полынов Б.Б. Геохимические ландшафты // Географические ландшафты. М.: Географиздат, 1952. -90с.
162. Почвенный покров и земельные ресурсы Российской Федерации. Почвенный институт им. В.В. Докучаева, РАСХН, 2001.-358 с.
163. Прайс С.В. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия. -М.: Мир, 1976. -355 с.
164. Практикум по почвоведению / Под ред. И.С. Кауричева. -М.: Аг-ропромиздат, 1986. -336 с.
165. Протасова Н.А. и др. Редкие и рассеянные элементы в почвах Центрального Черноземья / Н.А. Протасова А.П.Щербаков, М.Т. Копаев. -Воронеж: Изд. ВГУ, 1992. -168 с.
166. Пятина В.А. Природа и история Астраханского края. Астрахань: Изд-во Астраханского пед. ин-та, 1996. - 364с.
167. Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М., 1986. -94 с.
168. Руденская К.В. Содержание марганца и меди в органическом веществе некоторых почв Ростовской области // Микроэлементы и естественная радиоактивность почв. Ростов-на-Дону. -1962. -С. 62-70.
169. Русанов Г.М., Лактионов А.П. Экологический маршрут по западному ильменно бугровому району. -Астрахань: ООО "Хаджи - Тархан", 1999.-76с.
170. Савотиков Ю.Ф. Сметник А.И. Справочник по вредителям, болезням растений и сорнякам, имеющим карантинное значение для территории Российской Федерации. -Нижний Новгород: Арника, 1995. -231 с.
171. Сает Ю.Е. Геохимия окружающая среды. М.: Недра, 1990. -396 с.
172. Сангаджиева Л.Х., Борликов Г.М. Микроэлементы в ландшафтах Калмыкии и биогеохимическое районирование территории // Эколого-географический вестник юга России.-2001. -№ 3-4. -С. 54-63.
173. Сангаджиева Л.Х. Факторы и механизмы антропогенной трансформации ландшафтов республики Калмыкия на основе биогеохимического анализа их устойчивости: Дис. . .д. биол. Наук. Саратов, 2006. 503 с.
174. Сердобольский И.П. Щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия питания растений марганцем, железом и нитратами // Тр. Юбилейной сессии, посвященная 100-летию со дня рождения В. В. Докучаева, -1949, -С. 288 295.
175. Скальный А.В. Микроэлементы для вашего здаровья. -М.: «Оникс XXI век», 2003.
176. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. -М.: «Оникс XXI век»: Мир, 2004. -216 с.
177. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. -М.: Мир, 2003.-272с.
178. Смирнова А. Д. Влияние бора и марганца на урожайность подсолнечника // «Микроэлементы в жизни растений и животных», -1952, -С. 236-243.
179. Справочник по карантинным и другим опасным вредителям, болезням и сорным растениям. -М.: Колос, 1970. 240с.
180. Справочник по карантинным сорным растениям. Инструкции и методические материалы. -Новосибирск: ЦЭРИС, 1997. -104с.
181. Справочник по карантинному фитосанитарному состоянию Российской Федерации 1999 г. -М.: 2000. 120с.
182. Справочник по карантинному фитосанитарному состоянию Российской Федерации 2003 г. -М.: 2003. 103с.
183. Таги-Заде А.Х. Влияние микроэлементов на урожай и физиологические процессы хлопчатника // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», -1956, -С. 363 367.
184. Тарасов С.И., Комарова Н.А. Фитореабилитация почв, загрязненных бесподстилочным навозом // Бюллетень ВИУА, 2000, -№113, -С. 18-21.
185. Учватов В.П. Природные и антропогенные потоки веществ в ландшафтах Русской равнины. Автореф. дис. д.б.н. М.: МГУ. 1994. -37 с.
186. Ферсман А.Е. Геохимия. -JI.: Геоиздат. 1939. -180 с.
187. Фисюнов А.В. Карантинные сорняки и борьба с ними. -Днепропетровск: Проминь, 1970. -153с.
188. Фисюнов А.В. Сорные растения. -М.: Колос, 1984. -320с.
189. Фокин А.Д., Лурье А.А., Пельтцер А.С. Биофильность и ксено-биотичность как факторы корневого поступления и распределения элементов по органам растений // Экология. 1996. -№6. -С. 415-419.
190. Фриден Я. Горизонты биохимии. -М., 1964.
191. Хорошкин М.Н. Предпосевная замочка семян пшеницы и ячменя в растворе микроэлементов // Сб. научно-иссл. работ Азово-черном. Сель-скохоз. инст., -№14, 1956, -С. 59 62.
192. Челобанова Н.В. Земледелие в Астраханской области. Астрахань: «ФАКЕЛ», 1998. - 432 с.
193. Челобанов Н.В. Мелиорация и использование орошаемых земель в Астраханской области. -Астрахань, 2003. 473 с.
194. Чернавина И.А. Физиология и биохимия микроэлементов. М.: «Высшая школа», 1970.
195. Черных Н.А., Ладонин В.Ф. Нормирование загрязнения почв тяжелыми металлами // Агрохимия, 1995, -№6, -С. 71 80.
196. Чуйкова Л.Ю. Общая экология. -Астрахань: изд-во ИТА «Интерпресс», 1996.
197. Чурбанов В.М. Микроудобрения. М.: «Россельхозиздат», 1976.
198. Ширинская С.Т. Цинк, медь и кобальт в некоторых почвах северо-западной части Прикаспийской низменности // Микроэлементы в некоторых почвах СССР. -М.: Наука, 1964. -С. 118-120.
199. Школьник М.Я. Влияние микроэлементов на засухоустойчивость, солевыносливость растений и на химический состав зерна // Сов. бот., 1939, 6 -7,-С. 218-233.
200. Школьник М.Я., Макарова Н. А., Стеклова М. М. Влияние микроэлементов на углеводный обмен растений // Бот. журн., 1947, -№6, -С. 238 -253.
201. Школьник М.Я. Влияние некоторых микроэлементов на морозоустойчивость цитрусовых // Тр. БИН, сер. IV, Экспер. бот., 10, 1955, -С. 228 -242.
202. Школьник М.Я. Взаимодействие минеральных элементов в обмене веществ // Журн. общ. биолог. 1955, -№2. -С. 119 140.
203. Школьник М.Я., Грешищева В. Н. Влияние микроэлементов на фотосинтез и передвижение ассимилятов // Тезисы докл. на второй всес. кон-фер. по фотосинтезу. Изд. МУГ, 1957, -С. 106 108.
204. Школьник М.Я., Макарова Н. А. Влияние микроэлементов на физиологические процессы, определяющие засухоустойчивость растений // «Биологические основы орошаемого земледелия», Изд. АН СССР, 1957, -С. 565 -584.
205. Школьник М.Я., Макарова Н.А. Микроэлементы в сельском хозяйстве. Изд. АН СССР, 1957.
206. Школьник М.Я. Физиологическая роль меди у растений // «Биологическая роль меди». -М.: «Наука», 1970.
207. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. -JL: Наука. -1974. -324 с.
208. Щербаков А.П. Влияние микроэлементов на рост и химический состав сеянцев и саженцев древесных пород // «Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине», 1956, -С. 443 454.
209. Яковлева В.В., Данилова Т.А. Микроудобрения. -М.: «Россель-хозиздат», 1965.
210. Якушевская И.В. Микроэлементы в природных ландшафтах. М.: 1973. 250 с.
211. Adriano E.D.C. Trace elements in the terrestrial environment. Springer-Verlag. N. -Y. -1986. -533 p.
212. Albersheim P., Jones T.M., Enlgish P.D. Biochemistry of the cell wall in relation to infective processes // Ann. Rev. Phitopathol. -1969. -V.7. -P. 171-194.
213. Anon J. Der "Dreck" kommt von oben. Landw. Wochenbl. Westfalen-Lippe. 1989, Tom 46, №45, p. 30.
214. Antosiewicz D.M. Adaptation of plants to an environment polluted with heavy metals. Acta Soc. Bot. Pol, 1992, Vol. 61, N 2, p. 281-299.
215. Backer AJ. Accumulation and excluders strategies in the response of plant to heavy metals // J. Plant Nutr., 1981, V. 3, N 1-4, p. 643-651.
216. Brown A.L, Krantz B.A., Zinc deficiency in California soils. Calif Agr., 14 (6), 8—9, 1960.
217. Carlson C/W. Grunes D.L., Alessi J., Reichman G.A., Corn growth on Gardena surface and subsoil as affected by application of fertilizer and manure. Soil Sci. Soc. Am. Proc, 24, 44—47, 1961.
218. Chapman H.D., Zinc. Plant and soil criteria for the diagnosis of mineral deficiencies and excesses in plants and the fertility status of soils, Univ. of Calif. Div. of Agr. Sci. (Berkely), (in press), 1963.
219. Chapman H.D. Diagnostic criteria for plants and soils. Univ. calif Div. agric. Sci. 1968.
220. Goldschmidt V.M., In Alex Muir, ed. Geochemistry, The Clarendon Press, Oxford, 1955.
221. Groot A.J. De, Manganese deficiency in Holland, Landbouwr. Tujdschr, 69, 564 573, 1957.
222. Grunes D.L., Boawn. L.C., Carlson C.W., Viets F. G., Jr., Zinc deficiency of corn and potatoes as related to soil and plant analysis, Agron. J., 53, 68 -71,1961.
223. Fernandes J.C., Henriques F.S. Biochemical, physiological, and structural effect of excess copper in plants // The Botanical Rev. -1991. -V. 57. -#3. -P. 246-273.
224. Heintze S.G. Mann P.J.G., Soluble complexes of manganic manganese, J. Agr. Sci., 39. 80 95, 1949
225. Hibbard P. L., Accumulation of zinc on soil under long persistant vegetation, Soil Sci., 50, 53 55,1940.
226. Joardar M., Sharma A. Manganese in Cell Metabolism of Higher Plants // The Botanical Review. -1991. -V. 57. -№2. -P. 117-149.
227. Jones L.H.P., Leeper G.W., Analysis for «available» manganese in soils, Soil Sci., 82, 154- 159, 1951.
228. Lundblad К., Copper as a plant nutrient, Vaxt-naryntt, 12, 4, 12—16,1956.
229. Marquard R.; Gaudchau M.; Bohm H. Untersuchungen zur Schwer-metall-dekontamination belasteter Boden durch Anbau von Akkumu-latorpflanzen. Schr. R./ Verb. Dt. Landw. Unters. Forsch. Anst. Darmstard, 1995, №40, p. 319322.
230. Mitchell R.L., Trace elements and liming. Scot. Agr., 34, 139 143,1954.
231. Rogers L.H., Wu C., Zinc uptake by oats as influenced by application of lime and phosphate, J. Am. Soc. Agron., 40, 563 566, 1948.
232. Swaine O.J., The trace-element content of soils, Commonwealth Bur. Soil Sci. (Gt. Brit.) Tech. Commun. 148, 1955.
233. Thorne D.W., Zinc deficiency and its control. In A.G. Norman, ed., Advances in Agronomy, Academic Press, Inc., New York, 9, 31 65, 1957.
234. Val J., Monge E. Revision actualized de papel de .los oligoelementos en plantas superiors. 2. Cine // An. Estac. exp. Aula Dei. -1990. -V.20. -№1-2. -P. 91-101.
235. Wei L.S., The chemistry of soil copper, Dissertation Abstr. 19, 2172,1959.
236. Wilke B.M. Kombinationswirkungen von Blei, Cadmium und Zink auf die Dehydrogenaseaktiviat von Boden. Mitt. Dt. Bodenkundl. Ges., Gottigen, 1991, Bd. 66, H. 1, p. 587-590.
- Гундарева, Анна Николаевна
- кандидата биологических наук
- Астрахань, 2006
- ВАК 03.00.32
- Физиологическая характеристика астраханских верблюдов
- Особенности накопления и распределения микроэлементов в почвах Астраханской области
- Биогеохимические особенности миграции металлов в пресноводных и морских экосистемах Волго-Каспийского бассейна
- Функциональные особенности метаболизма металлов у рыб в современных биогеохимических условиях дельты р. Волги
- Уровень биогенной миграции Mn,Zn,Cu и Co в основных компонентах экосистем субрегионов правобережья и левобережья р. Волги Саратовской области