Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая оценка применения осадков сточных вод на дерново-подзолах Владимирской Мещеры

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка применения осадков сточных вод на дерново-подзолах Владимирской Мещеры"

На правах рукописи

Пескарев Александр Александрович

Экологическая оценка применения осадков сточных вод на дерново-подзолах Владимирской Мещеры

Специальность 03.02.08 - экология (биология)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 3 ЛЕК 2012

Москва 2012

005057220

005057220

Работа выполнена на кафедре экологии Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Яшнв Иван Михайлович Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

ВНИИА имени Д.Н. Прянишникова РАСХН Лаборатория известкования почв главный научный сотрудник Аканова Наталья Ивановна

доктор биологических наук, профессор МГУ имени М.В. Ломоносова Кафедра земельных ресурсов Макаров Олег Анатольевич

Ведущая организация Почвенный институт имени В.В. Докучаева

РАСХН

Защита состоится «26» декабря 2012 г. в «16» часов «30» мин. на заседании диссертационного совета Д 220.043.03 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева. Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49, Ученый совет РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева.

Автореферат разослан «24» ноября 2012 года

Ученый секретарь /С/, СелицкаяО.В.

диссертационного совета

Общая характеристика работы

Актуальность. В современный период антропогенные нагрузки на агроэкосистемы заметно усилились, особенно при использовании осадков сточных вод (ОСВ), органоминеральных компостов и сапропелей. При этом нарушаются экологическая безопасность кормов, зерна, продуктов питания, ухудшается качество жизни людей, загрязняются почвы и воды (Ягодин и др., 1993, 1994; Фокин, 1989; Кабата-Пендиас и Пендиас, 1989; Ильин, 1991; Черников и др., 2000, 2003, 2007, 2012). В решении указанных агроэкологических проблем достигнуты определенные успехи (Добровольский В.В., 1984, 2011; Савич, 2009; Касатиков, 1994, 2007; Мазиров, 2004; Яшин и др.1993, 2000, 2011 и др.). Вместе с тем еще не в полной мере решены задачи, связанные с детоксикацией почв, в частности, от ионов тяжелых металлов (ТМ) в конкретных аграрных экосистемах. В этой связи необходим, с одной стороны, комплексный мониторинг экологического состояния почв, а с другой -совершенствование технологий выращивания культур в условиях загрязнения почв ТМ. Данному вопросу и посвящена диссертационная работа

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы -экологическая оценка применения различных доз ОСВ по фону известкования, а также совместно с жидкими препаратами вермигуматов, на свойства дерново-подзола супесчаного, качество и продуктивность растениеводческой продукции. Для решения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучение влияния осадков сточных вод на динамику почвенно-агрохимических и эколого-токсикологических (содержание ТМ) показателей дерново-подзола супесчаного;

2. Оценка эффективности последействия известкования, а также внесения вермигуматов как методов рекультивации дерново-подзола, загрязненного ТМ в результате длительного применения ОСВ;

3. Исследование применения ОСВ, гуматов и последействия известкования на транслокацию ТМ в полевые культуры и степени загрязнения растительной продукции;

4. Оценка влияния осадка сточных вод, последействия известкования и внесение вермигуматов на качественный макроэлементный состав и продуктивность сельскохозяйственной продукции.

Научная новизна. В условиях Владимирской Мещеры (обширной зандровой равнины) проведен агроэкологический мониторинг и дана экологическая оценка агрогенно загрязненного тяжелыми металлами дерново-подзола супесчаного, развитого на флювиогляциальных отложениях, в

результате длительного (с 1984 г.) применения ОСВ в качестве нетрадиционного органического удобрения.

В условиях полевого исследования изучен прием рекультивации загрязненной ТМ почвы в результате систематического применения ОСВ посредством известкования и внесения вермигуматов.

Проведена экологическая оценка степени загрязнения растениеводческой продукции мелкоделяночного и микрополевого опытов по санитарно-гигиеническим нормативам и по биогеохимическому показателю -коэффициента биогенного накопления элементов.

Охарактеризована динамика агрохимических и эколого-токсикологческих показателей почвы при использовании ОСВ и вермигуматов в период 20092011 гг. в условиях проведения мелкоделяночного и микрополевого опытов.

Изучено влияние вермигуматов на качество получаемой растениеводческой продукции овса, горчицы белой и тритикале (при разной степени химического загрязнения дерново-подзола супесчаного).

Практическая значимость. Полученные результаты исследований могут быть применены в агрохолдингах, акционерных обществах и фермерских хозяйствах Владимирской области при использовании ОСВ для выращивания экологически безопасной продукции растениеводства и кормов.

Полученные результаты позволяют предотвратить масштабное загрязнение продукции растениеводства ТМ в условиях антропогенных нагрузок на аграрные экосистемы, а также при использовании нетрадиционных удобрений, например, на основе ОСВ.

Результаты длительных полевых опытов будут систематизированы при разработке технологических приемов детоксикации почв зандровых равнин Владимирской области.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на промежуточных и итоговых аттестациях аспирантов и докторантов и на заседаниях кафедры экологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева в 20102012 гг., на 6-м съезде Докучаевского общества почвоведов в Петрозаводске (август 2012). По теме диссертации опубликованы четыре научные статьи, в том числе две в рецензируемых журналах ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, выводов и библиографии. Изложена на 132 страницах, содержит 28 таблиц и 9 рисунков.

Фактические материалы данной работы были получены в период 20092012 гг. на кафедре экологии и полевых опытах ГНУ ВНИИОУ РАСХН во Владимирской области, п. Вяткино. Личный вклад автора в работу 80%.

Благодарности. Автор искренне благодарен своим учителям -профессору И.М. Яшину и профессору ГНУ ВНИИОУ В.А. Касатикову за оказанную методическую помощь, конструктивные советы при выполнении диссертационной работы, неоценимую помощь в проведении экспериментальных исследованиях на полевых опытах; профессорам кафедры экологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Васеневу И.И., Черникову В.А., доценту Раскатову В.А., аспирантам Петуховой А.А. и Когут Л.П., а также другим сотрудникам кафедры.

Студентка-дипломница кафедры экологии Сизинцева Алла участвовала в проведении полевых почвенных изысканий. Ей автор также благодарен.

Выносимые на защиту положения:

1. Изучено влияние веществ ОСВ на динамику агрохимических свойств дерново-подзола супесчаного в слое 0-20 см в условиях Владимирской Мещеры (2009-2011 гг.); наиболее благоприятное воздействие ОСВ оказывает на фосфатный режим почвы, содержание органического вещества и кислотно-основные свойства почвы, в том числе и по фону известкования.

2. Установлено, что длительное применение ОСВ в дозах 15-120 т/га привело к превышению как валового содержания ТМ, а именно Cd, Си, Ni и Zn, так и подвижных форм кадмия.

3. Внесение извести, как прием рекультивации загрязненной ТМ почвы в результате применения ОСВ, а именно повышение дозы с 3 до 6 т/га понижало содержание подвижных форм ТМ в 2010-2011 гг. исследований.

4. Превышение содержания ТМ в зеленой массе горчицы белой показателей МДУ (для кормов) составило для Cd в 1,6-3,3 раза, для Сг - в 7,313,4 раза на всех вариантах мелкоделяночного опыта.

5. Применение ОСВ, вермигуматов и последействие известкования оказывало значительное влияние в получении достоверных прибавок урожайности зеленой массы горчицы белой и зерна тритикале относительно контрольных вариантов.

Глава I. Обзор литературы Экологические аспекты применения осадков сточных вод и мелиорантов в аграрных экосистемах

Рассматриваются экологические особенности применения ОСВ в аграрных экосистемах Владимирской области (Касатиков, 1994, 2007; Мазиров и др., 2005; Мерзлая 1998, 2003). При этом утилизация ОСВ посредством внесения в почву в качестве нетрадиционного удобрения при возделывании сельскохозяйственных культур связана с решением ряда важных экологических задач. Первая - детоксикация ионов ТМ осадков сточных вод. Вторая -установление параметров биогеохимической миграции ионов ТМ, в частности, включение в биогенный поток миграции. Третья - водная миграция ионов ТМ в профиле почвы (Яшин и др. 1993,2010,2012).

Обобщены сведения о химическом загрязнении почв ТМ. Одним из приемов восстановления экологической безопасности является рекультивация почв, в частности, путем известкования. Причем, по агрохимическим критериям подобные почвы часто не нуждаются в известковании.

Проанализированы источники литературы, в которых излагаются сведения о влиянии известкования почв на инактивацию ионов ТМ: поступление в растения, водную миграцию, улучшение биологической активности почвы.

В литературе преобладает информация о детоксицирующей способности гуматов в отношении почв, искусственно загрязненных солями ТМ. Сведений о реальных загрязненных аграрных экосистемах и процессах, происходящих в их почвах, весьма мало (Касатиков, 1998, 2010). В этой связи нами и были проведены полевые опыты, связанные с экологической оценкой влияния ОСВ на дерново-подзолы супесчаные.

Глава П. Объекты и методы исследований

Полевые исследования проводились на опытном поле ГНУ ВНИИОУ РАСХН) в 2009-2011 гг. Опытное поле института расположено в северовосточной части Мещерской низменности, в 10 км от города Владимира вблизи п. Вяткино Судогодского района. Объектами исследований были почва, ОСВ, известковые удобрения, вермигуматы, а также процессы, протекающие в системе почва - растения - применяемые удобрения. Почвы опытного поля -дерново-подзолы супесчаные, развитые на флювиогляциальных отложениях. Пахотный горизонт мощностью 0-20 см (контрольный вариант, 2009 г.) имел следующие агрохимические показатели: рН солевой вытяжки - 6,6; гидролитическая кислотность Нг - 0,68 мг-экв/100 г.; сумма поглощенных оснований - 8,7 мг-экв/100 г.; содержание общего органического углерода С0рГ —

0,9%; содержание доступных форм фосфора и калия соответственно 330 и 32 мг/кг почвы.

Условия проведения стационарных полевых опытов:

Опыт № 1. Многолетний мелкоделяночный двухфакторный опыт по изучению влияния ОСВ и известкования заложен в 1984 году. В 2010-2011 гг. в рамках диссертационного исследования изучалось влияние длительного применения ОСВ и последействия известкования на агроэкологические свойства дерново-подзола, качество и урожайность полевых культур. Почва опыта загрязнена тяжелыми металлами в результате систематического внесения в период 1984-1995 гг., а затем в 2006 и 2010 гг. (последнее внесение) механически обезвоженных и аэробностабилизированных ОСВ очистных сооружений г. Владимира, которые полностью отвечали требованиям ГОСТа Р 17.4.3.07-2001 (таблица 1), в дозах 15, 30, 60, 120 т/га (50% влажности) в качестве нетрадиционного органического удобрения. За весь период исследований суммарные дозы ОСВ составили 165, 330, 660, 1320 т/га. Известкование проводилось доломитовой мукой (далее - известь) в дозах 3, 6, 9 т/га в 1984, 1990,1995 и 2006 гг.

Схема опыта № 1: 1) контроль (без удобрений); 2) ОСВ 165 т/га + известь 3 т/га; 3) ОСВ 330 т/га + известь 3 т/га; 4) ОСВ 660 т/га + известь 3 т/га; 5) ОСВ 1320 т/га + известь 3 т/га; 6) ОСВ 165 т/га + известь 6 т/га; 7) ОСВ 330 т/га + известь 6 т/га; 8) ОСВ 660 т/га + известь 6 т/га; 9) ОСВ 1320 т/га + известь 6 т/га; 10) ОСВ 165 т/га + известь 9 т/га; 11) ОСВ 330 т/га + известь 9 т/га; 12) ОСВ 660 т/га + известь 9 т/га; 13) ОСВ 1320 т/га + известь 9 т/га.

Повторность в опыте 6-ти кратная. Размер делянок: 1,5 х 2 м (3 м2), расположение внутри опыта - рендомизированное. Звено севооборота в 20092011 гг.: овёс - горчица белая - тритикале.

Опыт № 2. Микрополевой опыт по изучению влияния ОСВ и вермигуматов на агроэкологические свойства почвы, качество и продуктивность с/х культур проводится с 2006 г. Опыт заложен в бетонных сосудах без дна (диаметр - 20 см, высота - 30 см, рабочая площадь - 314 см2), что обеспечивает изоляцию каждого варианта от перемещения почвы. Сосуды вкопаны непосредственно на делянках стационарного мелкоделяночного опыта № 1 на II, IV, VI повторностях на вариантах 3, 5, 7, 9 принятых за фон.

Схема опыта № 2: 1) ОСВ 330 т/га + известь 3 т/га; 2) ОСВ 1320 т/га + известь 3 т/га; 3) ОСВ 330 т/га + известь 6 т/га; 4) ОСВ 1320 т/га + известь 6 т/га;5) ОСВ 330 т/га + известь 3 т/га + ВГ^ 6) ОСВ 1320 т/га + известь 3 т/га + ВГ|; 7) ОСВ 330 т/га + известь 6 т/га + ВГ,; 8) ОСВ 1320 т/га + известь 6 т/га + ВГ,; 9) ОСВ 330 т/га + известь 3 т/га + ВГ2; 10) ОСВ 1320 т/га + известь 3 т/га +

ВГ2; 11) ОСВ 330 т/га + известь 6 т/га + ВГ2; 12) ОСВ 1320 т/га + известь 6 т/га + ВГ2.

Таблица 1

Агрохимические и агроэкологические свойства ОСВ г. Владимира (2010 года

внесения) и нормативы ГОСТа Р 17.4.3.07-2001 Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве

удобрений

Показатели ОСВ ГОСТ Р 17.4.3.07-2001

Влажность, % 52,4 <82

С0Сг , % на сухое вещество 45,4 >20

РНсол. 6,50 5,5-8,5

Содержание общих форм макроэлементов, % на сухое вещество

Мовщ. 2,40 >0,6

Робш. 5,19 >1,5

К общ. 0,72 н/н

Содержание подвижных форм макроэлементов, на сухое вещество

К, мг/кг 60,0

Р, мг/100 г 1786

К, мг/100г 157

Валовое содержание ТМ, мг/кг на сухое вещество

1 группа 2 группа

Кадмий (С<3) 1,27 15 30

Медь (Си) 69,6 750 1500

Свинец (РЬ) 27,4 250 500

Никель (№) 27,6 200 400

Хром (Сг) 96,3 500 1000

Цинк (Ъа.) 94,1 1750 3500

Подвижные формы ТМ, мг/кг на сухое вещество

са Си РЬ N1 Сг гп

0,20 1,39 1,92 1,25 0,90 3,16

В 2009 и 2011 гг. при содержании в вытяжке вермигумата Сорг 1,2 % (или 12 грамм Сорг на 1 л раствора) в перерасчете на единицу площади внесено 5 л/м2 (ВГ, - 60 г Сорг /м2) и 10 л/м2 (ВГ2 - 120 г Сорг /м2). На фоновых вариантах в сосуды была внесена вода по 250 мл. Осадок сточных вод перед внесением был подсушен, измельчен, пересеян через сито 2 мм. Из расчета доз внесения 30 и 120 т/га количество внесенного ОСВ составило 60 и 240 г/сосуд (на 20 % влажность) соответственно. Осадок был внесен весной, перемешан с почвой сосуда, затем внесли вермигуматы. Вермигумат - жидкий гуминоподобный препарат, представляющий собой смесь фульво- и гуминоподобных веществ, получали из компоста навоза КРС, переработанного червями (вермикомпост), десорбцией водным раствором 0,1 н, КОН. Свойства вермигумата (, внесенного в 2009 г.: концентрация органического углерода (Сорг). - 12 г/л, азота - 1,5 %,

б

фосфора - 1,54 %, калия - 4,50 %. Величина рН доведена кислотой до нейтральной реакции.

Все работы выполнялись вручную, исходя из рекомендаций по закладке и проведению полевых опытов (Доспехов, 1974; Минеев, 1989). В образцах органических удобрений определяли: органическое вещество (ГОСТ 27980-88); влажность (ГОСТ 26713-85); общий азот (ГОСТ 26715-85); общий фосфор (ГОСТ 26717-85); общий калий (ГОСТ 26718-85); валовые и подвижные формы ТМ - по Методическим указаниям по определению тяжелых металлов, ЦИНАО 1992 г. Растительные образцы отбирали в период уборки для определения общего азота методом Къелдаля (ГОСТ 26889-86), общего фосфора -фотометрически (ГОСТ 26657-97), общего калия - методом пламенной фотометрии, общего содержания ТМ методом атомно-абсорбционной спектрометрии. В образцах почв, отобранных после вегетации полевых культур, проводили определение общего углерода по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), рН солевой вытяжки - потенциометрически (ГОСТ 27979-88), суммы поглощенных оснований - по методу Капенна (ГОСТ 2782188), гидролитической кислотности - по методу Капенна в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91), подвижного фосфора и калия - методом Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91), подвижных форм ТМ после экстракции 1 М ацетат-аммонийным буфером с рН 4,8 (соотношение почва: экстракт - 1:2,5), валовых форм ТМ - методом атомно-абсорбционного анализа по методике ЦИНАО.

Для характеристики степени загрязнения почвы ТМ (валовые и подвижные формы) и растениеводческой продукции применяли нормативы ПДК и МДУ (СанПиН 2.1.7.573-96). В качестве биогеохимических показателей загрязнения агроценоза ТМ использовали коэффициент биогенного накопления кбн (Перельман, 1989), характеризующийся отношением общего содержания элемента в растении к его биодоступным подвижным формам в пахотном слое 0-20 см почвы, и индекс суммарного загрязнения почвы Ъъ (Сает, 1984), рассчитанный по формуле: Тс = £Кс - (п - 1), где Кс - коэффициент накопления ТМ относительно его фонового содержания (в нашем случае контрольном варианте опыта); п - число элементов с Кс > 1. Рассчитанный показатель Хс сравнивали с ориентировочной оценочной шкалой категорий загрязнения почв: < 16 - слабо загрязненная; 16,1-32 - средне загрязненная; 32,1-128 - сильно загрязненная; > 128 - очень сильно загрязненная.

Глава Ш. Экспериментальная часть 3.1. Экологическая оценка применения ОСВ и последействия известкования в мелкоделяночном опыте ВНИИОУ

3.1.1. Влияние применения ОСВ на агрохимические свойства дерново-подзолов опытного участка Изучено действие веществ ОСВ и последействие известкования в мелкоделяночном опыте № 1 на агрохимические показатели дерново-подзола супесчаного. Выявлено наиболее заметное положительное влияние ОСВ, внесенных осенью 2010 г., на фосфатный режим почвы (таблица 2). Внесение ОСВ с высоким содержанием фосфора (5,2 %) привело к повышению содержания этого элемента в слое 0-20 см до 770-2880 мг/кг. В сравнении с 2010 г. его содержание повысилось пропорционально дозам ОСВ в 1,9; 2,1; 2,9 и 2,7 раза.

Таблица 2

Влияние ОСВ и известкования на агрохимические свойства дерново-подзола

супесчаного в слое 0-20 см в 2010 - 2011 гг.

Варианты опыта рНкс1 нг Рподв. 1 К обм. 8(Са2++Мв2+) ^ОРГ.

мг-экв/100 г мг/кг мг-экв/100 г

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

1. 6,20 6,10 0,50 0,54 200 210 38 35 5,46 6,01 0,87 0,95

2. 6,32 6,55 0,43 0,41 400 770 36 32 6,55 6,29 0,98 1,08

3. 6,32 6,62 0,44 0,40 480 1020 38 37 6,37 6,57 1,06 1,16

4. 6,30 6,61 0,45 0,40 510 1780 38 42 6,00 6,73 1,25 1,47

5. 6,32 6,60 0,45 0,37 940 2670 40 62 6,49 6,56 1,43 1,97

6. 6,30 6,70 0,45 0,38 440 800 38 37 6,19 6,65 1,02 1,09

7. 6,40 6,75 0,39 0,33 500 920 36 34 6,02 6,56 1,11 1,66

8. 6,42 6,74 0,41 0,35 650 1620 39 39 6,20 6,67 1,03 1,46

9. 6,45 6,85 0,41 0,35 1100 2880 40 55 5,92 6,79 1,47 1,79

10. 6,40 6,77 0,41 0,32 440 890 35 36 6,07 7,70 0,95 1,14

И. 6,47 6,83 0,41 0,30 430 1080 36 36 6,12 7,01 1,08 1,13

12. 6,47 6,83 0,35 0,30 590 1720 36 40 6,09 6,92 1,12 1,48

13. 6,47 6,80 0,34 0,30 990 2660 40 55 6,36 7,15 1,30 1,56

Примечание: 1 - 2010 г.; 2 - 2011 г.

Из-за невысокого содержания в осадках сточных вод калия (0,7%), уровень его в почве возрос незначительно лишь по максимальным дозам ОСВ (660 и 1320 т/га). Улучшаются также кислотно-основные свойства почвы. Так величина рНка. повысилась с 6,1 в контроле до 6,6 на удобренных ОСВ вариантах по фону известкования 3 т/га, и до рН 6,8 по фону известкования 9 т/га. Нг при этом снизилась с 0,54 мг-экв/100 г до 0,40 и 0,30 мг-экв/100 г соответственно по последействию доз известкования 3 и 9 т/га. Заметно

увеличилась сумма поглощенных оснований, особенно на вариантах по последействию известкования 9 т/га до 7 мг-экв/100 г.

Динамика органического вещества дерново-подзола свидетельствует о повышении общего содержания Сорг. в удобренных вариантах опыта. Так, содержание Сорг, в дерново-подзолах опытного участка увеличивалось в зависимости от количества поступившего органического вещества с ОСВ с 0,95 % до 1,1-2,0%. В среднем по вариантам 2, 6,10 (дозы ОСВ 165 т/га) содержание Сорг. увеличилось на 12 %, на вариантах 3, 7, 11 (330 т/га ОСВ) - на 20 %, на вариантах 4, 8, 12 (660 т/га ОСВ) - на 31 %, на вариантах 5, 9, 13 (1320 т/га ОСВ) - на 24 % относительно 2010 г.

3.1.2. Влияние длительного внесения ОСВ на содержание тяжелых металлов в почве В результате длительного систематического внесения различных доз ОСВ в почве опытного участка в 2010 г. валовое содержание Сс1 превышало ОДК в 410 раз; Си,№ и Хп до 1,5-2 раза, а содержание хрома доходило до 130-192 мг/кг почвы (по максимальной дозе ОСВ).

По вариантам с максимальной дозой ОСВ и с увеличением доз известкования наблюдалось снижение содержания подвижных форм элементов Сс1 с 1,01 до 0,62 мг/кг; Си, Сг, и N1 также теряли свою подвижность (таблица 3). Уменьшение Хц почвы составило на 3,7 ед. Содержание С<1 превышала допустимый уровень на большинстве вариантов опыта. Остальные ТМ находились в пределах нормативов ПДК подвижных форм в почве.

Таблица 3

Последействие внесения ОСВ и известкования на содержание подвижных форм тяжелых металлов в дерново-подзоле супесчаном в слое 0-20 см, мг/кг (2010 г.)

Варианты опыта Элементы

Сс1 Си Сг № РЬ гп

1. Контроль, без удобрений 0,16 0,32 0,63 0,82 0,71 1,63 -

2. ОСВ 300 т/га + известь 3 0.35 0.44 0.89 0.92 0.82 2,25 3,6

т/га 2,2 1,4 1,4 1,1 1,1 1,4

3. ОСВ 1200 т/га + известь 3 т/га 1,01 6,3 1.15 3,6 1.62 2,6 3.11 3,8 1.45 2,0 2.32 1,4 14,7

4. ОСВ 300 т/га + известь б т/га 0,51 3,2 0.48 1,5 0.91 1,4 0.98 1,2 1.23 1,7 2.27 1,4 5,4

5. ОСВ 1200 т/га + известь 6 т/га 0,62 3,9 0.98 3,1 1.32 2,1 2.89 3,5 1.41 2,0 2.34 1,4 11,0

ПДК подв. ТМ в почве, мг/кг 0,5 3,0 6,0 4,0 6,0 23,0 -

В числителе - содержание ТМ, мг/кг; в знаменателе - Кс - коэффициент накопления ТМ

По значениям Кс подвижные формы ТМ в почве вариантов с ОСВ 300 т/га образовали убывающие ряды С<1>Си>Сг>7п>№>РЬ по фону известкования 3 т/га и С(1>РЬ>Си>Сг>гп>№ по фону известкования 6 т/га. Для максимальной дозы ОСВ при известковании 3 и 6 т/га ряд Кс изменялся: Сс1>№>Си>Сг>РЬ>гп. По показателю гс выявлено, что почвы всех вариантов характеризовались слабой степенью загрязнения.

После очередного внесения доз ОСВ в 30 и 120 т/га осенью 2010 г. содержание подвижных форм тяжелых металлов в 2011 г. заметно увеличилось (таблица 4). Индекс Ъй возрос примерно на 45% по вариантам 2 и 4, и в среднем на 26% по максимальной дозе ОСВ (варианты 3 и 5). Содержание подвижного кадмия превышало ПДК до 2 - 2,5 раз, остальные тяжелые металлы по-прежнему не превышали установленные нормативы. По величине Кс подвижных форм ТМ выстраивается в следующий убывающий ряд Сс»П>Си>Сг>РЬ>гп (по максимальной дозе ОСВ). По показателю почва 3 варианта перешла в категорию средней степени загрязнения.

Таблица 4

Влияние ОСВ и известкования на содержание подвижных форм тяжелых

Варианты опыта Элементы

Сс1 Си Сг № РЬ г-а

1. Контроль, без удобрений 0,21 0,32 0,51 0,32 0,57 1,86 .

2. ОСВ 330 т/га + известь 3 т/га 0,48 2,3 0.53 1,7 1.11 2,2 0.58 1,8 0,62 1Д 2.17 1,2 5,3

3. ОСВ 1320 т/га + известь 3 т/га 1,25 6,0 1.56 4,9 2.12 4,2 1.62 5,1 0.89 1,6 2.43 1,3 18,1

4. ОСВ 330 т/га + известь 6 т/га 0,62 3,0 0.67 2Д 1,56 3,1 0.72 2,2 0.77 1,3 2.22 1,2 7,9

5. ОСВ 1320 т/га + известь б т/га 1,09 5,2 1.26 3,9 1.64 3,2 1.30 4,1 0.87 1,5 2.37 1,3 14,2

ПДК подв. ТМ в почве, мг/кг 0,5 3,0 6,0 4,0 6,0 23,0 -

В числителе - содержание ТМ, мг/кг; в знаменателе - Кс - коэффициент накопления ТМ.

3.1.3. Загрязнение растительной продукции ТМ при использовании ОСВ.

Рассчитанные коэффициенты биогенного накопления элементов в зеленой массе горчицы белой были расположены в следующем убывающем порядке: гп>Си>Сг>№>Сс!>РЬ по последействию дозы ОСВ в 300 т/га и 2п>Си>Сг>Сё>К1>РЬ по максимальной дозе ОСВ (таблица 5). А так как Ъл и Си являются важнейшими микроэлементами в питании растений, а факт превышения нормативов содержания цинка в зеленой массе горчицы белой незначителен, то к наиболее активным элементам биогенной миграции

относились хром и кадмий. Содержание этих ТМ в зеленой массе горчицы превышало МДУ (для кормов): СА в 1,6-3,3 раза, Сг - в 7,3-13,4 раза. Таким образом, данные элементы являлись приоритетными загрязнителями агроценоза в условиях 2010 г.

Таблица 5

Последействие внесения ОСВ и известкования на содержание тяжелых

металлов в зеленой массе горчицы белой (мг/кг) 2010 г.

Варианты опыта Элементы

са Си Сг № РЬ гп

1. Контроль, без удобрений 0,13 4,70 1,05 1,05 0,30 34,9

2. ОСВ 300 т/га + изв. 3 т/га 0,34 1,0 6.43 14,6 4.04 4.5 1.07 1,2 0.39 0,5 Ш 20,6

3. ОСВ 1200 т/га + изв. 3 т/га 0,47 0,5 6,60 5,7 3,65 2,3 1.49 0,5 0.81 0,6 53.6 23,1

4. ОСВ 300 т/га + изв. б т/га 0,32 0,6 6.12 12,8 2.60 2,9 1.29 1,3 0.42 0,3 410 19,0

5. ОСВ 1200 т/га + изв. 6 т/га 0,99 1,6 12.7 13,0 6.68 5,1 2.34 0,8 0.91 0,7 65.5 28,0

МДУ (сочные и грубые корма), мг/кг 0,3 30,0 0,5 3,0 5,0 50,0

В числителе - общее содержание ТМ, мг/кг; в знаменателе - кб„ - коэффициент биогенного накопления ТМ.

В 2011 г. при выращивании тритикале полученная продукция (зерно) полностью отвечала предъявляемым требованиям СанПиН 2.1.7.573-96 и не превышала показателей МДУ (таблица 6).

Таблица 6

Влияние ОСВ и известкования на содержание тяжелых металлов в зерне

Варианты опыта Элементы

са Си Сг № РЬ га.

1. Контроль, без удобрений 0,01 6,27 0,01 0,12 0,72 39,4

2. ОСВ 330 т/га + изв. 3 т/га 0,02 6,67 0,01 0,13 0,72 39,8

3. ОСВ 1320 т/га + изв. 3 т/га 0,02 6,98 0,02 0,17 0,99 45,9

4. ОСВ 330 т/га + изв. 6 т/га 0,02 7,19 0,01 0,13 0,86 40,8

5. ОСВ 1320 т/га + изв. 6 т/га 0,02 7,60 0,01 0,14 1,17 45,1

МДУ (зерно, зернофураж), мг/кг 0,3 30,0 0,5 1,0 5,0 50,0

3.1.4. Продуктивность растениеводческой продукции при применении ОСВ Последействие ОСВ и известкования оказало заметное влияние на урожайность зеленой массы горчицы белой. Одинаковые достоверные прибавки получены по последействию суммарной дозы ОСВ в 300 т/га и

її

известкованию 3 т/га и 6 т/га - 21,7 ц/га или 78,3% относительно урожайности контрольного варианта 27,6 ц/га. По максимальной суммарной дозе ОСВ прибавка в среднем составляла 73%.

Внесение ОСВ осенью 2010 г. оказало положительное влияние в следующем. Достоверные прибавки урожая зерна получены на всех вариантах, кроме варианта 10 (ОСВ 165 т/га + изв. 9 т/га). Прослеживается зависимость величины прибавки урожая с дозой внесенного осадка. Средние прибавки от дозы 165 т/га и 330 т/га составили 2,6 и 4,6 ц/га зерна или 22 и 40% к урожайности на контроле 11,6 ц/га. Прибавки от доз 660 т/га и 1320 т/га получены одинаковые 6,5 ц/га зерна (56%). Четкой зависимости прироста урожайности от последействия известкования не установлено.

Известкование снижало фитотоксический эффект от длительного применения ОСВ на локальной территории, о чем свидетельствуют уровни полученных прибавок урожайности зеленой массы горчицы белой и зерна тритикале.

3.2. Экологическая оценка применения ОСВ и вермигуматов в микрополевом опыте ВНИИОУ

3.2.1. Влияние внесения ОСВ и вермигуматов на содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве полевого опыта и общего содержания экотоксикантов в растительной продукции

Влияние последействия вермигуматов на содержание подвижных форм ТМ в почве 2010 г. характеризовалось некоторым повышением содержанием кадмия в 1,5-3 раза, хрома в 1,2-1,6 раз и до 2,5 раз никеля относительно фоновых (без применения ВГ) вариантов. Отсюда, увеличение содержания этих токсикантов в зеленой массе горчицы белой, где показатели МДУ для кормов превышены до 25-46 раз по хрому и никеля до 2-3 раз. Уменьшение подвижности ТМ по вариантам опыта выражено незначительно. Потенциальное влияние вермигуматов было вероятно лимитировано неблагоприятными климатическими условиями.

В условиях насыщенности пахотного слоя почвы веществами осадков сточных вод в 2011 г. выявлено превышение ПДК подвижного кадмия на всех вариантах опыта (таблица 5). Остальные изучаемые элементы находились в рамках установленных предельных концентраций. Подвижные формы ТМ по действию дозы ОСВ в 330 т/га по величине Кс расположились в следующий убывающий ряд С<1>Сг>Си>№>РЬ>2п.

Совместное внесение в почву микрополевого опыта ОСВ и вермигуматов с одной стороны хоть и способствовало (в 1,3-1,5 раза) повышению 7л в

сравнении с фоновыми вариантами за счет увеличения подвижности ТМ, однако было выявлено положительное действие вермигуматов, проявляющееся в некотором уменьшении фактического содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве по дозе ВГ1 - варианты 7 и 8, а по ВГ2 - 10 и 12. Следует отметить, что также как и в мелкоделяночном опыте прослеживается положительная зависимость последействия известкования на уменьшение подвижных форм ТМ. Полученная продукция (зерно тритикале) полностью отвечала нормативам МДУ (зерно/зернофураж) по содержанию ТМ.

Таблица 7

Влияние ОСВ и действия вермигуматов на содержание подвижных форм тяжелых металлов в дерново-подзоле супесчаном в слое 0-20 см, мг/кг (2011 г.)

Варианты опыта Элементы

са Си Сг № РЬ Хп

Контроль 0,21 0,32 0,51 0,32 0,57 1,86 -

Фон

1.0СВ 330 т/га + изв. 3 т/га 0.48 2,3 0.53 1,7 1.11 2,2 0.58 1,8 0.62 1,1 2.17 1,2 5,3

2.0СВ 1320 т/га + изв. 3 т/га 1.25 6,0 1.56 4,9 2.12 4,2 1.62 5,1 0.89 1,6 2.43 1,3 18,1

З.ОСВ 330 т/га + изв. 6 т/га 0,62 3,0 0.67 2,1 1.56 3,1 0.72 2,2 0.77 1,3 2.22 1,2 7,9

4.0СВ 1320 т/га + изв. 6 т/га 1.09 5,2 1.26 3,9 1.64 3,2 1.30 4,1 0.87 1,5 2.37 1,3 14,2

Фон + ВГі к фону

5.0СВ 330 т/га + изв. 3 т/га 0.52 1,1 0.59 1,1 1.15 1,0 0.64 1,1 0.70 1,2 2.19 1,0 1,5

б.ОСВ 1320 т/га + изв. 3 т/га 1,40 1,1 1.12 <1 2.26 1,1 1.68 1,0 0.93 1,0 2.47 1,1 1,3

7.0СВ 330 т/га + изв. 6 т/га 0.58 <1 0.67 1,0 1.58 1,0 0.70 <1 0,67 <1 2.20 <1 < фона

8.0СВ 1320 т/га + изв. 6 т/га 0.99 <1 1.12 <1 1.78 1,1 1.10 <1 0.81 <1 2.35 <1 < фона

Фон + ВГг к фону

9.0СВ 330 т/га + изв. 3 т/га 0.55 1,1 0.64 1,2 1.16 1,0 0.65 1,1 0.66 1,1 2.24 1,0 1,5

Ю.ОСВ 1320 т/га + изв. 3 т/га 1.17 <1 1,45 <1 2.08 <1 1.46 <1 0.92 1,0 2.41 <1 < фона

11 .ОСВ 330 т/га + изв. 6 т/га 0,62 1,0 0.70 1,0 1.55 1,0 0.70 <1 0.75 <1 2.22 1,0 1,0

12.0СВ 1320 т/га + изв. 6 т/га 0.91 <1 1.04 <1 1.88 1,1 1.04 <1 0.81 <1 2.33 <1 < фона

ПДК в почве, мг/кг 0,5 3,0 6,0 4,0 6,0 23,0

В числителе - содержание ТМ, мг/кг; в знаменателе - Кс - коэффициент накопления ТМ.

3.2.2. Влияние вермигумата на элементный состав изучаемых полевых культур Анализ химического состава растений тритикале показал, что внесение вермигуматов способствовало увеличению содержания элементов питания в зерне и соломе (таблица 8).

Таблица 8

Влияние ОСВ и вермигуматов на макроэлементный _состав тритикале, % (2011 г.) _

Варианты опыта Зерно Солома

N р203 К20 N р2о5 К20

Без удобрений 1,85 1,23 0,64 0,35 0,31 0,55

Фон

ОСВ 330 т/га + изв. 3 т/га 1,95 1,30 0,59 0,25 0,29 0,68

ОСВ 1320 т/га + изв. 3 т/га 1,95 1,22 0,59 0,36 0,31 1,21

ОСВ 330 т/га + изв. 6 т/га 2,05 1,26 0,62 0,30 0,29 0,62

ОСВ 1320 т/га + изв. 6 т/га 1,95 1,23 0,57 0,38 0,29 1,20

Фон + ВГі

ОСВ 330 т/га + изв. 3 т/га 2,60 1,23 0,59 0,29 0,29 0,81

ОСВ 1320 т/га + изв. 3 т/га 2,45 1,20 0,64 0,40 0,43 1,10

ОСВ 330 т/га + изв. 6 т/га 2,60 1,23 0,64 0,30 0,29 0,92

ОСВ 1320 т/га + изв. 6 т/га 2,65 1,23 0,57 0,46 0,43 1,16

Фон + ВГ2

ОСВ 330 т/га + изв. 3 т/га 2,54 1,21 0,62 0,29 0,26 0,86

ОСВ 1320 т/га + изв. 3 т/га 2,60 1,23 0,64 0,46 0,43 1,41

ОСВ 330 т/га + изв. 6 т/га 2,55 1,30 0,59 0,34 0,27 1,01

ОСВ 1320 т/га + изв. 6 т/га 2,40 1,23 0,62 0,38 0,43 1,27

Содержание азота в зерне дозы ВГ, и ВГ2 увеличилось с 1,95 % до 2,402,65 %. Содержание фосфора и калия изменилось в небольшой степени. В соломе тритикале содержание азота при применении гуматов на варианте с ОСВ 330 т/га было на уровне фоновых вариантов и составило 0,26-0,30 %. На варианте с максимальной дозой ОСВ наблюдалось небольшое увеличение содержания азота с 0,36-0,38 % (на фоновых вариантах) до 0,38-0,46 % на вариантах с внесением вермигуматов. Существенного изменения содержания фосфора в соломе, как и в зерне тритикале от внесения вермигуматов не происходило. Содержание калия в соломе по дозе ОСВ 330 т/га увеличивался с 0,62-0,68 % до 0,81-0,92 % под влиянием ВГ, и до 0,86-1,01 % от дозы ВГ2. На варианте с ОСВ 1320 т/га содержание калия в соломе под действием

вермигумата ВГі снижалось с 1,20 до 1,10-1,16 %, а под влиянием ВГ2 увеличилось и составило 1,27-1,41 %

3.2.3. Урожайность растениеводческой продукции при применении ОСВ и вермигуматов

Наблюдения, проведенные в микрополевом опыте № 2 по применению ОСВ и вермигумата, показали, что неблагоприятные погодные условия 2010 г. в большей степени отразились на состоянии растений в сосудах, чем растущих на делянках опыта № 1. Минимальное количество осадков при высоких температурах воздуха в начальный период роста горчицы, а затем прошедшие ливневые дожди в III декаде мая, вызвавшие застой воды и переувлажнение почвы в сосудах, тормозили рост и развитие растений. Данные учета урожая горчицы белой в 2010 г. показывают, что последействие вермигуматов было малоэффективным. Существенно значимые прибавки от дозы ВГі, в размере 30 % получены по фону известкования 3 т/га. По последействию известкования дозой 6 т/га достоверных прибавок не получено. По последействию двойной дозы вермигумата (ВГ2) прибавки не имели существенной разницы с контрольным вариантом. Таким образом, можно сделать вывод, что в условиях 2010 г. последействие вермигумата на урожайность горчицы белой было слабым. Четкой зависимости от доз ранее внесенного ОСВ не установлено. Величины прибавок урожайности от последействия вермигумата на фоне увеличения доз известкования снижались.

Внесение весной 2011 г. вермигумата ВГі и ОСВ в колонки микрополевого опыта обеспечило получение достоверных прибавок урожайности зерна тритикале по дозе на всех вариантах. Влияние дозы ВГ2 на урожайность тритикале положительное, но достоверные прибавки получены только при дозе ОСВ 330 т/га. Прибавка урожайности зерна тритикале на фоновых вариантах (без применения ВГ) была достоверной только по дозе ОСВ 330 т/га.

выводы

1. Установлено положительное влияние применения ОСВ на фосфатный режим и повышение содержание органического вещества почвы. Повышение содержания обменного калия отмечено незначительно. Оказано характерное улучшение кислотно-основных свойств почвы.

2. Длительное применение ОСВ привело к превышению ОДК как валового содержания ТМ, а именно Сё в 4-10 раз, Си, № и Хп до 1,5-2 раза, так и подвижных форм (кадмий превышал ПДК подвижных форм тяжелых металлов от 2 в 2010 г. до 2-2,5 раз в 2011 г.). По значениям Кс подвижные формы ТМ в почве вариантов с ОСВ 300 т/га образовали ряды С(1>Си>Сг>гп>№>РЬ для известкования 3 т/га и Сс1>РЬ>Си>Сг>2п>№ для известкования 6 т/га (2010 г.). В 2011 г. убывающий ряд по Кс подвижных форм ТМ: Сё>№>Си>Сг>РЬ>2п.

3. По вариантам по последействию максимальной дозой ОСВ и по фону увеличения доз извести в 2010 и 2011 гг. (как на мелкоделяночном, так и на микрополевом опытах) наблюдалось снижение содержания подвижных форм элементов Сё, Си, Сг, №. Таким образом, внесение извести являлось довольно действенным средством рекультивации загрязненного ТМ дерново-подзола в условиях проведения полевых исследований.

4. Негативной стороной применения ОСВ в экологическом аспекте также являлось превышение содержания ТМ в зеленой массе горчицы белой показателей МДУ (для кормов), а именно Сё в 1,6-3,3 раза, Сг - в 7,3-13,4 раза на всех вариантах опыта. Таким образом, данные элементы являлись приоритетными загрязнителями растениеводческой продукции в 2010 г. В 2011 г. при выращивании тритикале полученная продукция (зерно) не превышала показателей МДУ за счет двух биологических барьеров биогенной миграции ТМ - корневой системы и стеблей растения.

5. Последействие внесения вермигуматов с содержанием Собщ. 1,2 % способствовало в 2010 г. как увеличению содержания подвижных форм ТМ в пахотном слое почвы, так и повышению содержания тяжелых металлов относительно фоновых вариантов в зеленой массе горчицы белой с превышением МДУ для кормов до 25-46 раз по хрому, никеля до 2-3 раз. В 2011 г. внесение вермигуматов совместно с ОСВ оказало более заметное положительное влияние на уменьшение подвижности ТМ относительно фона.

6. Анализ элементного состава растений тритикале показал, что внесение вермигуматов привело к повышению содержания азота в зерне в среднем на 20% относительно фоновых вариантов. Содержание фосфора и калия изменилось в небольшой степени. На варианте с максимальной дозой ОСВ наблюдалось небольшое увеличение содержания азота с 0,36-0,38 % (на фоновых вариантах) до 0,38-0,46 % на вариантах с внесением вермигуматов.

7. В целом внесение ОСВ и последействие известкования оказывало значительное влияние в получении достоверных значительных прибавок урожайности зеленой массы горчицы белой и зерна тритикале относительно контрольных вариантов.

8. Влияние внесение вермигуматов в микрополевом опыте в 2010 г. на урожайность горчицы белой было слабым, существенно значимые прибавки от дозы ВГ] в размере 30 % получены только по фону известкования 3 т/га. В 2011 г. с тритикале использование вермигумата повышало урожайность зерна относительно фоновых вариантов (без применения ВГ). Достоверные прибавки по всем вариантам опыта обеспечивала доза ВГ], вторая доза ВГ2 имела существенные прибавки только по последействию ОСВ в дозе 330 т/га.

Научные работы, опубликованные по диссертации

В рецензируемых журналах ВАК РФ:

1. Пескарев A.A., Яшин И.М., Касатиков В.А. Агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы при применении удобрений на основе осадков сточных вод // Плодородие. 2011. № 1. - С. 9-10.

2. Касатиков В.А., Чемерис М.С., Яшин И.М., Пескарев A.A. Последействие внесения ОСВ и известкования на содержание подвижных форм тяжелых металлов в пахотном слое почвы и их транслокацию в растительную продукцию// Плодородие. 2012. № 5. - С. 45-47.

В сборниках научных трудов и материаловов конференций :

3. Пескарев A.A. Влияние органических удобрений на основе ОСВ на содержание тяжелых металлов в почве// Наука и современность. 2010 г. -№3.

4. Пескарев А.А Влияние органических удобрений на основе ОСВ на содержание тяжелых металлов в растительной продукции// Актуальные проблемы естественных наук. Москва. - 2010 г. - № 10. - С. 20 - 24.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Формат 60х841/1б. Усл. печ. л 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 519

Издательство РГАУ - МСХА 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44 Тел.: (499) 977-00-12,977-26-90,977-40-64

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пескарев, Александр Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И МЕЛИОРАНТОВ В АГРАНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Использование ОСВ в России и за рубежом в качестве удобрений.

1.2. Экологические проблемы загрязнения почвы в агроценозах.

1.3. Экологическая безопасность растениеводческой продукции при использовании ОСВ в качестве удобрений.

1.4. Методы оценки подвижности и индентификация форм тяжелых металлов в почве.

1.5. Нормирование тяжелых металлов в почве.

1.6. Приемы реабилитации загрязненных сельскохозяйственных угодий

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ.

2.2. ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.2.1. Мелкоделяночный опыт ВНИИОУ.:.

2.2.2. Микрополевой опыт ВНИИОУ.

2.3. Химические свойства ОСВ и вермигумата.

2.4. Методы полевых и лабораторных исследований.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Экологическая оценка применения ОСВ и последействия известкования в мелкоделяночном опыте ВНИИОУ.

3.1.1. Влияние применения ОСВ на агрохимические свойства дерново-подзолов опытного участка.

3.1.2. Влияние длительного внесения ОСВ на содержание тяжелых металлов в почве.

3.1.3. Загрязнение растительной продукции ТМ при использовании ОСВ.

3.1.4. Продуктивность растениеводческой продукции при применении осадков сточных вод.

3.2. Экологическая оценка применения ОСВ и вермигумата в микрополевом опыте ВНИИОУ.

3.2.1. Динамика агрохимических свойств дерново-подзола в микрополевом опыте ВНИИОУ.

3.2.2. Влияние внесения ОСВ и вермигумата на содержание тяжелых металлов в почве полевого опыта и общего содержания экотоксикантов в растительной продукции.

3.2.3. Влияние вермигумата на химический состав изучаемых полевых культур.

3.2.4. Урожайность растениеводческой продукции при применении ОСВ и вермигумата.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическая оценка применения осадков сточных вод на дерново-подзолах Владимирской Мещеры"

Актуальность

В современный период антропогенные нагрузки на агроэкосистемы заметно усилились, особенно при использовании осадков сточных вод (ОСВ), органоминеральных компостов и сапропелей. При этом нарушаются экологическая безопасность кормов, зерна, продуктов питания, ухудшается качество жизни людей, загрязняются почвы и воды (Ягодин и др., 1993, 1994; Фокин, 1989; Кабата-Пендиас и Пендиас, 1989; Ильин, 1991; Черников и др., 2000, 2003, 2005, 2012). В решении указанных агроэкологических проблем достигнуты определенные успехи (Добровольский В.В., 1984, 2001; Савич, 2009; Касатиков, 1994, 2007; Мазиров, 2004; Яшин и др. 1993, 2000, 2011 и др.).

Одной из главных задач современной агроэкологии является разработка и внедрение технологий реабилитации почв, загрязненных различными поллютантами. Тяжелые металлы (ТМ) являются приоритетными загрязнителями агроэкосистем, испытавших на себе применение различных промышленных отходов, использовавшихся в качестве нетрадиционных удобрений (в том числе ОСВ) и мелиорантов.

Тяжелые металлы, поступая в почву с осадками сточных вод, вступают в различные реакции, адсорбируются почвенными коллоидами, образуют труднорастворимые соединения со свободными анионами, инкорпорируются окклюдирующими полуторными окислами железа и марганца, поглощаются микроорганизмами и растениями (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Большая часть тяжелых металлов ОСВ закрепляется в верхнем гумусовом горизонте почв (первом геохимическом барьере их внутрипочвенной миграции) но в гумидном климате при промывном режиме почв определенная их доля выносится в нижележащие горизонты, аккумулируясь в иллювиальном, а в элювиальных почвах может выноситься за пределы почвенного профиля в грунтовые воды (Плеханова и др., 2001). Одной из мер предупреждения выноса ТМ в грунтовые воды и снижения их биодоступности для сельскохозяйственных культур является применение различных мелиорантов, образующих с поллютантами труднорастворимые соединения. Чаще всего для этого используются известкование. Следует отметить, что мелиоранты, применяемые для подобных мероприятий, не должны быть сами загрязнены тяжелыми металлами. Увеличение содержания органического вещества в пахотном горизонте также может снижать биодоступность ТМ.

Вместе с тем еще не в полной мере решены задачи, связанные с детоксикацией почв, в частности, от ионов тяжелых металлов (ТМ) в конкретных аграрных экосистемах. Особого внимания заслуживают адаптогенные свойства гуминовых веществ, обусловленные их способностью связывать радионуклиды, ионы тяжелых металлов, разрушать пестициды по истечении срока их действия, облегчать и ускорять процесс детоксикации культурных растений. В этой связи необходим, с одной стороны, комплексный мониторинг экологического состояния почв, а с другой - совершенствование технологий выращивания культур в условиях загрязнения почв ТМ. Данному вопросу и посвящена диссертационная работа

Целью работы являлось проведение экологической оценки применения различных доз ОСВ по фону известкования, а также совместно с жидкими препаратами вермигумата, на свойства дерново-подзола супесчаного, качество и продуктивность растениеводческой продукции. Для решения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучение влияния осадков сточных вод на динамику почвенно-агрохимических и эколого-токсикологических (содержание ТМ) показателей дерново-подзола супесчаного;

2. Оценка эффективности последействия известкования, а также внесения вермигумата как методов рекультивации дерново-подзола, загрязненного ТМ в результате длительного систематического применения ОСВ;

3. Исследование применения ОСВ, гуматов и последействия известкования на транслокацию ТМ в полевые культуры и степени загрязнения растительной продукции;

4. Оценка влияния осадка сточных вод, последействия известкования и внесение вермигумата на качественный макроэлементный состав и продуктивность сельскохозяйственной продукции.

Научная новизна

В условиях Владимирской Мещеры (обширной зандровой равнины) проведены полевые исследования и дана экологическая оценка агрогенно загрязненного тяжелыми металлами дерново-подзола супесчаного, развитого на флювиогляциальных отложениях, в результате длительного (с 1984 г.) применения ОСВ в качестве нетрадиционного органического удобрения.

В условиях полевых опытов изучен прием рекультивации загрязненной ТМ почвы в результате систематического применения ОСВ посредством известкования и внесения вермигумата.

Проведена экологическая оценка степени загрязнения растениеводческой продукции мелкоделяночного и микрополевого опытов по санитарно-гигиеническим нормативам и по биогеохимическому показателю -коэффициента биогенного накопления элементов.

Охарактеризована динамика агрохимических и эколого-токсикологческих показателей почвы при использовании ОСВ и вермигумата в период 2010-2011 гг. в условиях проведения мелкоделяночного и микрополевого опытов.

Изучено влияние вермигумата на качество получаемой растениеводческой продукции овса, горчицы белой и тритикале (при разной степени химического загрязнения дерново-подзола супесчаного).

Практическая значимость

Полученные результаты исследований могут быть применены в агрохолдингах, акционерных обществах и фермерских хозяйствах Владимирской области при использовании ОСВ для выращивания экологически безопасной продукции растениеводства и кормов.

Полученные результаты позволяют предотвратить масштабное загрязнение продукции растениеводства ТМ в условиях антропогенных нагрузок на аграрные экосистемы, а также при использовании нетрадиционных удобрений, например, на основе ОСВ.

Результаты длительных полевых опытов будут систематизированы при разработке технологических приемов детоксикации почв зандровых равнин Владимирской области.

Апробация

Результаты исследований докладывались на промежуточных и итоговых аттестациях аспирантов и докторантов и на заседаниях кафедры экологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева в 2010-2012 гг., на 6-м съезде Докучаевского общества почвоведов в Петрозаводске (август 2012).

Публикации

По результатам исследований опубликованы 4 печатные работы, в том числе две статьи в рецензируемых журналах ВАК РФ.

Автор благодарен своему учителю - профессору И.М. Яшину за оказанную методическую помощь и конструктивные советы при выполнении диссертационной работы; профессору ГНУ ВНИИОУ В.А. Касатикову за неоценимую помощь в проведении экспериментальных исследованиях на полевых опытах; профессорам кафедры экологии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева Васеневу И.И., Черникову В.А., доценту Раскатову В.А., аспирантам Петуховой A.A. и Когут Л.П., а также другим сотрудникам кафедры.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Пескарев, Александр Александрович

выводы

1. Установлено положительное влияние применения ОСВ на фосфатный режим и повышение содержание органического вещества почвы. Повышение содержания обменного калия отмечено незначительно. Оказано характерное улучшение кислотно-основных свойств почвы.

2. Длительное применение ОСВ привело к превышению ОДК как валового содержания ТМ, а именно Сё в 4-10 раз, Си, N1 и Ъху до 1,5-2 раза, так и подвижных форм (кадмий превышал ПДК подвижных форм тяжелых металлов от 2 в 2010 г. до 2-2,5 раз в 2011 г.). По значениям Кс подвижные формы ТМ в почве вариантов с ОСВ 300 т/га образовали ряды Сё>Си>Сг>гп>№>РЬ для известкования 3 т/га и Сё>РЬ>Си>Сг>гп>№ для известкования 6 т/га (2010 г.). В 2011 г. убывающий ряд по Кс подвижных форм ТМ: Сё>№>Си>Сг>РЬ>гп.

3. По вариантам по последействию максимальной дозой ОСВ и по фону увеличения доз извести в 2010 и 2011 гг. (как на мелкоделяночном, так и на микрополевом опытах) наблюдалось снижение содержания подвижных форм элементов Сё, Си, Сг, N1. Таким образом, внесение извести являлось довольно действенным средством рекультивации загрязненного ТМ дерново-подзола в условиях проведения полевых исследований.

4. Негативной стороной применения ОСВ в экологическом аспекте также являлось превышение содержания ТМ в зеленой массе горчицы белой показателей МДУ (для кормов), а именно Сё в 1,6-3,3 раза, Сг - в 7,3-13,4 раза на всех вариантах опыта. Таким образом, данные элементы являлись приоритетными загрязнителями растениеводческой продукции в 2010 г. В 2011 г. при выращивании тритикале полученная продукция (зерно) не превышала показателей МДУ за счет двух биологических барьеров биогенной миграции ТМ - корневой системы и стеблей растения.

5. Последействие внесения вермигумата с содержанием С0бЩ. 1,2 % способствовало в 2010 г. как увеличению содержания подвижных форм ТМ в пахотном слое почвы, так и повышению содержания тяжелых металлов относительно фоновых вариантов в зеленой массе горчицы белой с превышением МДУ для кормов до 25-46 раз по хрому, никеля до 2-3 раз. В 2011 г. внесение вермигумата совместно с ОСВ оказало более заметное положительное влияние на уменьшение подвижности ТМ относительно фона.

6. Анализ элементного состава растений тритикале показал, что внесение вермигумата привело к повышению содержания азота в зерне в среднем на 20% относительно фоновых вариантов. Содержание фосфора и калия изменилось в небольшой степени. На варианте с максимальной дозой ОСВ наблюдалось небольшое увеличение содержания азота с 0,36-0,38 % (на фоновых вариантах) до 0,38-0,46 % на вариантах с внесением вермигумата.

7. В целом внесение ОСВ и последействие известкования оказывало значительное влияние в получении достоверных значительных прибавок урожайности зеленой массы горчицы белой и зерна тритикале относительно контрольных вариантов.

8. Влияние внесение вермигумата в микрополевом опыте в 2010 г. на урожайность горчицы белой было слабым, существенно значимые прибавки от дозы ВГ] в размере 30 % получены только по фону известкования 3 т/га. В 2011 г. с тритикале использование вермигумата повышало урожайность зерна относительно фоновых вариантов (без применения ВГ). Достоверные прибавки по всем вариантам опыта обеспечивала доза ВГЬ вторая доза ВГ2 имела существенные прибавки только по последействию ОСВ в дозе 330 т/га.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пескарев, Александр Александрович, Москва

1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987.- 137 с.

2. Андронова Л.А. Эколого-агрохимическая оценка применения осадков сточных вод и компостов на основе коры и лигнина при выращивании сельскохозяйственных растений на дерново-подзолистой почве // Автореф. дисс. канд. биол.наук. М.: МГУ, 2002. - 25 с.

3. Анциферова Е.Ю. Эколого-агрохимическая оценка осадков сточных вод, используемых в качестве удобрения // Автореф. дисс. . канд. биол.наук. М.: МГУ, 2003.- 23 с.

4. Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применения удобрений в агроэкосистемах./ М.:ЦИНАО, 2000, 524 с.

5. Афанасьев Р.А., Мерзлая Г.Е. Методические рекомендации по изучению эффективности нетрадиционных органических и органоминеральных удобрений. М.: Агроконсалт, 2002. - 40 с.

6. Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б., Яблонских Л.А. Тяжелые 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.

7. Байдина Н.Л. Инактивация тяжелых металлов гумусом и цеолитами в техногенно загрязненной почве// Почвоведение, 1994, №9, С. 108-112.

8. П.Бокова М.И., Ратников А.Н. Биологические особенности растений и почвенные условия, определяющие переход тяжелых металлов в растения на техногенно-загрязненной территории.// Химия в сельском хоз-ве, 1995, №5, С. 15-17.

9. Болышева Т.Н., Андронова JI.A. Влияние осадков сточных вод на плодородие дерново-подзолистых почв и экологическую ситуацию в агроландшафте.// Сб.: "Плодородие почвы и качество продукции при биологизации земледелия", М., Колос, 1996, С. 194-201.

10. Болышева Т.Н., Флесс А.Д., Михейкин C.B., Лазутин Е.А., Смирнов А.Ю. Использование интерполиэлектролитных комплексов для закрепления склоновых земель.// Тезисы докл. III съезда Докучаевского о-ва почвоведов., М., 2000, кн. 2, С. 307-308

11. Важенин И.Г. Почва как активная система самоочищения от токсического воздействия тяжелых металлов инградиентов техногенных выбросов.// Химия в сельском хозяйстве, 1982, №3, С. 3-5

12. Веденеев А.Л. Влияние длительного применения аэротехничекого загрязнения на физико-химические и биологические свойства бурой горнолесной почвы// Автореф. канд. дисс., Новосибирск, 1983, 24 с.

13. Виноградов Л.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.

14. Войтович Н.В. Плодородие почв Нечерноземной зоны и его моделирование// М., Колос, 1997, 45 с.

15. Галиулин Р.В., Галиулина P.P. Профилактика загрязнений ландшафтов ТМ: фиторемедиация сточных вод.// Агрохимия, 1999, №3, С. 84-91.

16. Ганжара Н.Ф. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества подзолистых и черноземных почв Европейской части СССР // Дисс. д.б.н., М., 1989,31 с.

17. Гармаш Г.А., Гармаш Н.Ю. Влияние тяжелых металлов, вносимых в почву с ОСВ. На урожайность пшеницы и качество продукции // Агрохимия, 1989, №7, С. 69-75.

18. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94. Госкомсанэпидемнадзор России //М.: 1995, 54 с.

19. 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.

20. Головатый С.Е., Богатырева Е.Н. Влияние хрома на урожайность сельскохозяйственных культур и накопление его в растениях в зависимости от кислотности почв // Почвоведение и агрохимия, 1998; Вып.ЗО, С. 172-179.

21. Горбатов B.C. Устойчивость и трансформация оксидов тяжелых металлов в почвах // Почвоведение, 1988, №1, С. 35-47.

22. Гордеев A.M., Шаманаев В.А., Цуриков А.И. Содержание химических элементов различной токсичности в смытой дерново-подзолистой почве // Химия в сельском хозяйстве, 1995, №3, С. 45-52.

23. ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений. М.: Госстандарт России, 2001.

24. Государственный доклад о состоянии окружающей среды// М., 2000.

25. Граковский В.Г., Сорокин С.Е., Фрид A.C. Санация загрязненных почв и рекультивация нарушенных земель в России // Почвоведение, 1994, №5, с.67-72.

26. Гребенников A.M., Ельников И.И. Экологические функции культурной растительности в агроценозе // Агрохимия, 2001, № 9, С. 115-121.

27. Добровольский В.В. Проблемы геохимии в физической географии. М.: Просвещение, 1984. 143 с.

28. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. М.: Владос, 2001.-384 с.

29. Додолина В.Т., Мерзлая Г.Е. Экологически безопасные методы использования отходов// Достижения науки и техники, 2000, № 11, С. 78-79.

30. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта, 3 изд. М.: «Колос», 1973, 182 с.

31. Евдокимова Г.А., Кислых Е.Е. Изменение агрохимических свойств почв в зоне влияния предприятий цветной металлургии // Агрохимия, 1982, №9, С.95-103

32. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Восстановление плодородия почв после интенсивных промышленных воздействий // Агрохимические исследования на Кольском Севере, Апатиты, 1993, С. 83-91.

33. Едемская H.J1. Биологическая активность дерново-подзолистых почв, загрязненных тяжелыми металлами // Под редакцией J1. А. Лебедевой, Изд-во МГУ, 1999, 96 с.

34. Еськов А.И. Справочная книга по производству и применению органических удобрений. Владимир: Типография Россельхозакадемии, 2001.

35. Золотарева Б.Н. Миграция и трансформация экзогенных форм соединений тяжелых металлов в почвах (натурное моделирование)// Тяжелые металлы в окружающей среде: материалы международного симпозиума 15-18 октября 1996 г., Пущино, 1997, с. 35-43

36. Зырин Н.Г. Задачи и перспективы развития учения и микроэлементах в почвоведении. В кн.: Биологическая роль микроэлементов// М.: Наука, 1983, С. 149-154.

37. Зырин Н.Г. и др. Микроэлементы в почвах Западной Грузии. В кн.: Содержание и формы соединений микроэлементов в почвах // М.: Изд-во МГУ, 1979, 123 с.

38. Ильин В.Б. О биогенном накоплении макро- и микроэлементов в профиле черноземов и дерново-подзолистых почв// Изв. Сиб. Отд-ния АН СССР., Сер. Биол. Науки, 1986, т. 18, №3, С. 20-26.

39. Ильин В.Б. Загрязнение тяжелыми металлами огородных почв и культур в городах Кузбасса // Агрохимия, 1991, №3, С.3-5.

40. Ильин В.Б. Оценка существующих экологических нормативов содержания тяжелых металлов в почве// Агрохимия, 2000, №9, С. 74-80.

41. Ильин В.Б. Степанова М.Д. Распределение свинца и кадмия в растениях пшеницы, произрастающей на загрязненной этими металлами почве.// Агрохимия, 1979, №5, С.114-119.

42. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях/ М.: Мир, 1989, 439 с.

43. Карпухин А.И., Яшин И.М., Черников В.А. Формирование и миграция комплексов водорастворимых органических веществ с ионами тяжелых металлов // Известия ТСХА. 1993. Вып.2. С. 107-126.

44. Касатиков В.А. Агрохимические свойства осадков городских сточных вод и торфоиловых компостов// Агрохимия, 1996, №8-9, С. 87-96.

45. Касатиков В.А., Еськов А.И., Черников В.А. и др. Влияние мелиорантов и осадков городских сточных вод на миграцию тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве // Известия ТСХА. 2003. № 1. С. 33-43.

46. Касатиков В.А., Касатикова С.М., Султанов М.М. и др. Поведение тяжелых металлов в системе почва-растение при внесении осадков городских сточных вод // Агрохимия. 1999. № 3. С. 56-60.

47. Касатиков В.А., Овчаренко М.М., Касатикова С.М. и др. Поведение тяжелых металлов в системе почва-растение при внесении осадков сточных вод // Агрохимия. 1999. № 10. С. 94-101.

48. Кауричев И.С., Яшин И.М., Черников В.А. Теория и практика метода сорбционных лизиметров в экологических исследованиях. М.: Изд-во МСХА. 1996.144 С.

49. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова./ М.: Наука, 1985, С. 223-229.

50. Кононов О.Д., Лагутина Т.Б. Рекомендации по использованию активного ила и гидролизного лигнина в лесных питомниках// Архангельск, 1995, 23 с.

51. Курганова Е.В., Копейкина O.A., Гюнтер Л.И., Беляева С.Д. Комплексная оценка осадка сточных вод // Агрохимический вестник, 1999, № 3. С. 38-40.

52. Ладонин Д.В. Влияние техногенного загрязнения на фракционный состав меди и цинка в почвах // Почвоведение, 1995, №10, С. 89-92.

53. Ладонин Д.В. Изучение трансформации техногенных форм меди и цинка почвой в условиях модельного эксперимента // Агрохимия, 1996, №1, с. 94-99.

54. Лебедева Л.А. Минеральные удобрения на дерново-подзолистых почвах./ Изд-во МГУ, 1984, С. 22-34.

55. Лурье A.A., Фокин А.Д., Касатиков В.А., Поступление цинка и кадмия в зерновые культуры из почвы, удобренной осадком сточных вод // Агрохимия. 1995. № 11. С. 80-91.

56. Магницкий К.П. Кальциевое питание сельскохозяйственных растений.// Агрохимия, 1969, № 12, С. 129-140.

57. Мажайский Ю.А., Евтюхин В.Ф., Резникова A.B. Экология агроландшафта рязанской области// Изд-во МГУ, 2001, 95 с.

58. Мазиров М.А. Адаптивно-ландшафтные особенности земледелия Владимирского Ополья // Монография под ред. Волощук А.Т. Москва, 2004. -448 с.

59. Матвеев Ю.М., Прохоров А.Н. Проблемы экологического нормирования содержания химических соединений в почвах различных типов.// Тезисы докладов междунар. конф. "Проблемы антропологического почвообразования., том 3., 1997, С. 53-56.

60. Мерзлая Г.Е. Экологическая оценка ОСВ// Химия в сельском хозяйстве, 1995, №4, С. 38-42.

61. Методические рекомендации по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий//М., 1981.

62. Микроэлементы в растениях: поступление, транспорт и физиологические функции./ Под ред. Островской Ю.М., Киев: Наук думка, 1987, 181 с.

63. Минеев В.Г., Дебрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения//М., 1993, 257 с.

64. Мотузова Г.В. Формы соединений микроэлементов в субтропических почвах Западной Грузии. Автореферат. канд. биол. наук, М., 1972.

65. Мохамед A.A., Ягодин Б.А., Решетникова Н.В. Влияние шлаков на содержание и поведение тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве// М.: Известия ТСХА, 1994, С. 18 27.

66. Моцик А., Калуз К., Пинский Д.Л. Мониторинг загрязняющих веществ в почвах // Загрязняющие вещества в окружающей среде. Пущино, Братислава, 1991, С.115-137.

67. Обухов А.И. Методические основы разработки ПДК ТМ и классификация почв по загрязнению // Система методов изучения почвенного покрова, деградированного под влиянием химического загрязнения., М., 1992, С. 13-20.

68. 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

69. Обухов А.И., Ефремова Л.Л. Охрана и рекультивация почв, загрязненных тяжелыми металлами // Материалы 2-й Всесоюзной конф. "Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы". М.: Изд-во МГУ, 1988, С. 23-36.

70. 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.

71. Овцов Л.П. Экологическая оценка осадков сточных вод и навозных стоков в агроценозе// М: Изд-во МГУ, 2000.

72. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение// Химия в сельском хозяйстве, 1995, №4, С. 8-16.

73. Органические удобрения: методические рекомендации// Новосибирск, 1989, 44 с.

74. Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Нетрадиционные мелиорирующие средства и органические удобрения // Почвоведение, 1996, №4, С. 517-523.

75. Пахненко Е.П. Осадки сточных вод и другие нетрадиционные органические удобрения//М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 311 с.

76. 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.

77. Перельман А. И. Геохимия: Учеб. для геол. спец. вузов. 2-е изд., перераб и доп. - М.: Высшая школа, 1989. - 342 с.

78. Перцовская А.Ф., Пантикова Е.Л., Тонкопий Н.И. и др. Схема гигиенического нормирования тяжелых металлов в почве // Химия в сельском хозяйстве, 1982, №3, С. 12-13.

79. Пинский Д.Л. Физико-химические аспекты мониторинга тяжелых металлов в почвах. В кн.: Региональный экологический мониторинг/ М., 1983, 263 с.

80. Пинский Д.Л. Нормирование загрязняющих веществ в почвах с учетом массообмена между эффективными фазами почв // Поведение поллютантов в почвах и ландшафтах., Пущино, ОНТИ НЦБИ, 1990, С. 74-81.

81. Пинский Д.Л. Закономерности и механизм катионного обмена в почвах// Автореферат дис. д. б.н. М., 1992, 34 с.

82. Плеханова И.О., Кленова О.В., Кутукова Ю.Д. Влияние ОСВ на содержание и фракционный состав тяжелых металлов в супесчаных дерново-подзолистых почвах// Почвоведение, 2001, №4, С. 496-503.

83. Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Обухов А.И. Накопление тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями при внесении осадков сточных вод.//Почвоведение, 1995, №12, С.1530-1536.

84. Покровская С.Ф., Касатиков В.А. Использование осадка городских сточных вод в сельском хозяйстве/ М.: Агропромиздат, 1987. 59 с.

85. Праздников С.С., Аристархова Г.Г., Аристархов А.Н., Харитонова А.Ф. Баланс тяжелых металлов в агроценозах дерново-подзолистых почв Московской области // Плодородие почвы и качество продукции при биологизации земледелия. М.: Колос, 1996. С. 305-320.

86. Практикум по агрохимии // Под ред. Минеева В.Г., М.: Изд-во МГУ, 1989. -304 с.

87. Просянникова О.И., Анохин B.C. Тяжелые металлы в почве и урожае.// Агрохимический вестник, 1999, N 4, С. 15-17.

88. Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почв // Пер. с рум. М.: Агропромиздат, 1986.-221 с.

89. Русакова И.В., Касатиков В.А., Кравченко М.Е. Агробиологическая оценка вермикомпоста и вермигумата // Плодородие. 2007. № 1. С. 36-37.

90. Савич В.И., Саидов А.К., Норовсурэн Ж., Раскатов В.А., Снагинский М.Е. Геофизические поля как фактор почвообразования // Известия ТСХА, 2009. Вып. 3. С. 1-4.

91. Садовникова Jl.K. Использование почвенных вытяжек при изучении соединений тяжелых металлов// Химия в сельском хозяйстве, 1996, №2, С. 3740.

92. Садовникова JI.K., Решетников С.И., Ладонин Д.В. Содержание тяжелых металлов в активных илах, применяемых в качестве органических удобрений.// Почвоведение, 1993, №5, С. 29-33.

93. Садовникова Л.К., Ладонин Д.В. Метод изучения соединений цинка в фоновых и загрязненных почвах. Физ. и хим. Методы исследования почв./ М., 1994, С. 130-141

94. Сает Ю.Э., Ревич Б.А. Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды./ М.: Недра, 1990, 334 с.

95. Седых Э.М., Аджиенко В.Е., Старшинова Н.Л., Банных Л.Н., Таций Ю.Г., Гулько Н.И. Анализ осадков городских стоков // Партнеры и конкуренты. 2001, № 1. С. 36-39.

96. Скворцова И.Н. и др. Зависимость некоторых показателей биологической активности почв от уровня концентрации тяжелых металлов// М.: МГУ, 1980, 121 с.

97. Соколов O.A., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 1. Атлас распределения тяжелых металлов в объектах окружающей среды. Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН, 1999, 164 с.

98. Степанюк В.В. Влияние соединений кадмия на урожай и элементный состав сельскохозяйственных культур // Агрохимия, 1998, №6, С. 74-79.

99. Стратегия использования осадков сточных вод и компостов на их основе в агрикультуре// Под ред. Н.З. Милащенко, ВИУА им. Д.Н. Прянишникова. -М.: Агроконсалт, 2002. 140 с.

100. Тарасов С.И., Комарова H.A. Фитореабилитация почв, загрязненных бесподстилочным навозом// Бюллетень ВИУА, 2000, №113, С. 18-21.

101. Титова H.A., Травникова Л.С., Кахнович З.Н., Сорокин С.Е., Шульц Э., Кершенс М. Содержание тяжелых металлов в гранулометрических и денсиметрических фракциях почв // Почвоведение, 1996, №7, С. 888-898.

102. Учет и оценка природных ресурсов и экологического состояния территорий различного фонового использования (Методические рекомендации)./М.: ИМГРЭ, 1996, 88 с.

103. Хакимов Ф.И., Севостьянов С.М. Осадки очистных сооружений -восполняемый ресурс органического вещества.// Материалы Международной научной конференции "Биологические ресурсы и устойчивое развитие"., Пущино, изд-во НИА-Природа, 2001, С. 235-236.

104. Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й., Арван Э. Очистка сточных вод. Изд-во Мир, 2004. 480 с.

105. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах// Под ред. Зырина Н.Г., Садовниковой Л.К., М.:МГУ, 1985, 206 с.

106. Чеботарев Н.Т. Влияние осадков сточных вод на плодородие дерново-подзолистой почвы// Химия в сельском хозяйстве, 1997, №6, С.18-19.

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

108. Черников В.А., Грингоф И.Г., Емцев В.Т., и др. Агроэкология. Методология, технология и экономика. М.: КолосС, 2005. - 365 с.

109. Черников В.А., Соколов O.A. Экологически безопасная продукция. М.: КолосС, 2009.-438 с.

110. Черников В.А., Чекерес А.И. Социально-экономические вопросы агроэкологии. М.: КолосС, 2003. - 234 с.

111. Черных H.A. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва-растение при различной антропогенной нагрузке Дерново-подзолистые почвы.// Автореф. дис. д-ра б.н. Виуа, М., 1995, 39 с.

112. Черных H.A., Ладонин В.Ф. Нормирование загрязнения почв тяжелыми металлами// Агрохимия, 1995, №6, С.71-80.

113. Чижова С.Л. Формирование урожая и качества растений на разных агрохимических фонах в склоновых агроландшафтах //Автореф. дисс. канд. б.н., М., 2002, 24 с.

114. Юмвихозе Э. Эколого-биологическая оценка использования осадков сточных вод в качестве удобрения // Автореф. Дисс. Канд. Б.н., М., 1999, 23 с.

115. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. Учебное пособие. М.: Мир, 2004. 584 с.

116. Ягодин Б.А., Собачкина Л.Н. Методы определения различных форм микроэлементов в почвах//Почвоведение, 1997, №5, С.159-162.

117. Яшин И.М., Карпачевский Л.О. Экогеохимия ландшафтов. Учебное пособие. М.: РГАУ-МСХА. 2010. 224 с.

118. Яшин И.М., Кашанский А.Д. Петухова A.A., Когут Л.П. Ландшафтно-геохимическая диагностика почв Европейского Севера России. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2012. 158 с.

119. Яшин И.М., Петухова A.A., Грачев Д.А. Экологические аспекты глее- и подзолообразования в экосистемах тайги // Известия ТСХА. 2011. Вып. 5. С. 13-26.

120. Яшин И.М., Раскатов В.А., Шишов JI.JI. Водная миграция химических элементов в почвенном покрове. М.: МСХА. 2003. 316 с.

121. Яшин И.М., Шишов JI.JL, Раскатов В.А. Методология и опыт изучения миграции веществ. М.: МСХА. 2001. 173 с.

122. Яшин И.М., Шишов JI.JL, Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах. М.: МСХА. 2000. 560 с.

123. A Global atlas of wastewater sludge and biosolids use and disposal// Edited by Peter Matthews. IAWQ, 1996, London, 197 p.

124. Anon J. Der "Dreck" kommt von oben. Landw. Wochenbl. Westfalen-Lippe. 1989, Tom 46, №45, p. 30.

125. 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.

126. Backer A.J. Accumulation and excluders strategies in the response of plant to heavy metals// J. Plant Nutr., 1981, V. 3, N 1-4, p. 643-651.

127. Beckett P.H.T., DavisR.D. Critical levels of twenty potentially toxic elements in young spring barley// Plant and Soil, 1978, 19: 395-408.

128. Bisessar S. Effects of lime on nickel uptake and toxicity in celery grown on musk soil contaminated by a nickel refinery// The Science of the Total Environ., 1989, N8, p. 83-90.

129. Bloomfield C. The translocation of metals in soils // The Chemestry of Soil Processes, Greenland D.J. and Hayes, M.H.B., Eds., John Wiley and Sons, New York, 1981, p. 463.

130. Chen Zuen-Sang, Lee Geng-Jauh, Liu Jen-Chyi. Chemical remediation techniques for the soils contaminated with cadmium and lead in Taiwan // Environmental restoration of metals-contaminated soils. Edited by I.K. Iskandar, 2000, p.93-107.

131. Controles de residus dans les dengrees animales. Abeille Fr. Apiculteur, 1992, N769, p. 116-118.

132. Diez Th, Rosopulo A. Schwermetallgehalte in Boden und Pflanzen nach extrem hohen Klarschlammgaben // Sonderdruck Landw. Forsch., 33, 236, 1976.

133. Emmerich W.E., Lund L.J., Page A.L., Chang A.C. Solid phase forms of heavy metals in sewage sludge-treated soils. J. Environ.Qual., 11, 1982, p.178.

134. Environmental restoration of metals-contaminated soils. Edited by I.K. Iskandar, 2000, 304 p.

135. Forbes E.A., Posner A.M. et.al. The specific adsorption of divalent Cd, Co, Cu, Pb and Zn on goethite. J. of Soil Sei., 1976, v.27, p. 57.

136. Geuzens P.L. Soil contamination with cadmium in Flanders Review and possible sanitation techniques // Contaminated soil. 1988. V.2. 1087-1089.

137. Goraich E.; Gambus F.A. A comparison of sensitivity to the toxic action of heavy metals in various plant species. Pol. J. Soil Sc., 1992; Vol. 25, №2., p. 207-213.

138. Gupta U.S. Boron and molibdenium nutrition of weat, bareley and oats grown in Prince Edward Island soils // J. Soil Sei., 55, 161, 1985.

139. Hange A.V., Bates T.E., Soon Y.K. Comparison of extractans for plant-avaible Zn, Cd, Ni and Cu in contaminated soils // Soil. Sei. Soc. Am. J., 44,772, 1983

140. Hickey W.J.; Fuster D.J.; Lamar R.T. Transformation of atrazine in soil by Phanerochaete chrysosporium. Soil Biol. Biochem., 1994; Vol. 26, №12, p. 16651671.

141. Hinesly T.D., Alexander D.E., Redborg H.E., Ziegler E.L. Effect of soil cation exchange capacity on the uptake of cadmium by corn // Agron. J., 1982, 74, p. 469474.

142. Hunges R.L. Cadmium, lead, zinc, and nickel in agricultural soils of the United States of America // J. Environ. Quality, 22, 335, 1980.

143. Iskandar I.K., Adriano D.C. Remediation of soil contaminated with metals a review of current practices in the USA // in Remediation of soils contaminated with metals, Iskandar I.K. and Adriano D.C., Eds., Science reviews, Northwood, 1997, p. 154-160.

144. Keller C., Kayser A., Schulin R. Heavy-metal uptake by agricultural crops from sewage sludge treated soils of the Upper Swiss Rhine Valley and the effect of time // Environmental restoration of metals-contaminated soils, USA, 2001, p. 273-293.

145. Laboudique J.V. Heavy metal contamination in soils, in agriculture and the quality of our environment // Am. Assoc. Adv. Sei. Publ, 85, 1999, p. 343.

146. Lake D.L., Kirk P.W., Lester J.N. Fractionation, characterization and speciation of heavy metals in sewage sludge and sludge-amended soils.: A review.; J. Environ. Qual., 1989, 13, p. 175-183.

147. LeClare J.P., Chang A.C., Levesque C.S., Sposito G. Trace metal chemistry in arid-zone field soils amended with sewage sludge // Correlation between zinc uptake and extracted soil zinc fractions, Soil Sei. Soc. Am. J., 48, 509, 1984

148. Laperche V. Immobilization of lead by in situ formation of lead phosphates in soils // Environmental restoration of metals-contaminated soils. Edited by I.K. Iskandar, 2000, p. 61-76.

149. Marquard R.; Gaudchau M.; Böhm H. Untersuchungen zur Schwermetalldekontamination belasteter Boden durch Anbau von Akkumu-latorpflanzen. Sehr. R// Verb. Dt. Landw. Unters. Forsch. Anst. Darmstard, 1995, №40, p. 319-322.

150. Miller R.W., Azzari A.S., GardinerD.T. Heavy metals in crops as affected by soil types and sewage sludge rates // Communic. In Soil Sc. Plant Analysis, 1995, Vol. 26, N 5/6, p.703-711.

151. Mortvedt J.J. Cadmium levels in soils and plants from some long-term soil fertility experiments in the United States of America.; J. Environ. Qual., 1987, 16(2), p. 137-198.

152. Nikitin S., Kung L. Jr. Microbial inoculation of low moisture alfalfa silage // J. Dairy Sc., 1988, T. 70, № io, p. 2069-2077.

153. Pecher A.; Anders L.; Bertz M. Schwermetallgehalte landwirtschaftlich genutzter Boden im Land Brandenburg. Schr.-R./ Verb.Dt.Landw. Unters. Forsch.-Anst.-Darmstard, 1995; №40,p. 663-666.

154. Putham S., Houck C., Gallier W. Thomas utilization of sewage sludges // Civ. Eng. (USA), 1989, N 3, p. 60-62.

155. Quinche J.P. Le cadmium des grains de cereales cultivees en Suisse romande et au Tessin/ Rev. suisse Agr., 1995; vol.27. №1. P. 23-27.

156. Short J.J. An examination of various soil excavation techniques of herbicide-orange contamination at the Naval construction Battalion Center, Gulfport, Mississippi// Contaminated soil. 1988. V.l. 901-909.

157. Shuman L.M. Zinc, manganese and cupper in soil fractions// Soil Sei., 127 (1), 10, 1979.

158. Shuman L.M. Fractionation method for soil microelement // Soil Science, 1985, 140, p.l 1-22.

159. Sposito G., Lund L.J., Chang A.C. Trace metal chemistry in arid-zone field soils amended with sewage sludge. I. Fractionation of Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb in solid phases // Soil Sei. Soc. Am. J. 46, 1982, p. 260-264.

160. Stover R.C., Sommers L.E., Silviera D.J. Evalution of metals in wastewater sludge.; J. Water Pollut. Control Fed., 1976, 48, p. 2165-2175.

161. Stumm W., Morgan J.J. An introduction emphasizing chemical equilibria in natural waters. 2nd ed., Aquatic Chemistry, 1981.

162. Taylor R.W., Xiu H., Mehadi A.A., Shuford J.W., Tadesse W // Fractionation of residual cadmium, copper, nickel, lead and zinc in previously sludge-amended soil. Communic. In Soil Sc. Plant Analysis, 1995, Vol. 26, N 13/14, p. 2193-2204.

163. Tsadilas C.D., Matsi T., Barbayannis N., Dimoyiannis D. Influence of sewage application of havy metal fractions // Communic. In Soil Sc. Plant Analysis, 1995, Vol. 26, N 15/16, p. 2603-2619.

164. Wen G., Bates T.E., Voroney R.P., Winter J.P., Schellenbert M.P. Comparison of phosphorus availability with application of sewage sludge, sludge compost and manure compost //Communic in Soil Sc. Plant Analysis, 1997, Vol. 28, № 17/18, p. 1481-1497.

165. Wilke B.M. Kombinationswirkungen von Blei, Cadmium und Zink auf die Dehydrogenaseaktiviat von Boden. Mitt. Dt. Bodenkundl. Ges., Gottigen, 1991, Bd. 66, H.l,p. 587-590.

166. Witter E., Giller K.E., McGrath S.P., Long-term effects of metal contamination on soil microorganisms // Soil Biol. Biochem., 1994, Vol. 26, N 3, p. 421-422.

167. Zeien H., Brummer G.W. Ermittlung der mobilitaet und bindungsformen von schwermetallen in boeden mittels sequentieller extraktionen // Mitt. Dtsch. Bodenkundi Gesellsch., 1991, 66, 1, p. 439-442.

168. Zimdahl R.L. Weed science in sustainable agriculture // Am.J.alternative Agr., 1995; Vol.10,N3,-P. 138-142.