Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эколого-агрохимическая оценка содержания тяжелых металлов в агроландшафтах Владимирской области

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Эколого-агрохимическая оценка содержания тяжелых металлов в агроландшафтах Владимирской области"

На правах рукописи

КОМАРОВ Виктор Иванович

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В АГРОЛАНДШАФТАХ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.04 - Агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

I

1

Санкт-Петербург-Пушкин 2004

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте агрохимии имени Д.Н. Прянишникова (ВНИИА)

Научный руководитель: доктор биологических наук

Аканова Н.И.

Официальные оппоненты: академик РАСХН,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Семенов В.А.

кандидат сельскохозяйственных наук Завьялова Е.Ф.

Ведушее предприятие: Московская сельскохозяйственная академия имени Тимирязева

Защита состоится « 2004 г. в 14.00 часов на за-

седании диссертационного совета Д. 220.060.03 в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете (С.-ПбГАУ) по адресу: 196600, Санкт-Петербург- Пушкин, Петербургское шоссе, 2 корп.1-а, аудитория 239.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета

Автореферат разослан « » _2004 года

Ученый секретарь диссертационного

совета, доктор сельскохозяйственных наук, В.П. Царенко

профессор

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Экологические проблемы современного земледелия актуальны как для России в целом, так и для Нечерноземной зоны. Во Владимирской области, также как и в других областях данного региона, в связи с наличием крупных животноводческих и промышленных предприятий может иметь место, повышенное содержание в почвах тяжелых металлов (ТМ), в результате чего снижается ее плодородие и пригодность для использования в сельскохозяйственных целях. Ущерб, наносимый загрязнением, будет в большой степени зависеть от свойств почв, и главным образом от тех из них, которые влияют на подвижность ТМ и, как следствие, на миграцию их по почвенному профилю и на накопление в растениях. Исходя из этого, очевидна актуальность разработки научно-обоснованных приемов детоксикации ТМ при различных уровнях загрязнения ими почв для получения растениеводческой продукции, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям.

К факторам, загрязняющим окружающую среду, помимо транспорта и выбросов промышленных предприятий, относят и химизацию, без которой ведение земледелия в Нечерноземной зоне России невозможно. В связи с этим важно выявить степень антропогенной нагрузки в условиях длительного применения удобрений, что возможно только в системе мониторинга природной среды.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке научно-обоснованных приемов детоксикации загрязненных почв, обеспечивающих снижение накопления ТМ в почвах, сельскохозяйственных растениях и агроэкологическая оценка изменений свойств дерново-подзолистых и серых лесных почв в системе мониторинга. В задачи исследований входило:

1. Провести эколого-агрохимическую и санитарно-гигиеническую оценки состояния агроценозов пахотных почв Владимирской области;

2. Изучить в динамике влияние агрохимических показателей на распределение ТМ по почвенному профилю;

3. Изучить влияние агрохимических свойств почвы, применения навоза, известковых и минеральных удобрений на трансформацию тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве;

4. Изучить действие загрязнения почвы Сс1, Ъл, Си и РЬ на урожай и качество картофеля, лука, свеклы и капусты;

5. Исследовать воздействие навоза, извести и минеральных удобрений на подвижность тяжелых металлов и их миграцию;

Научная новизна. Для дерново-подзолистых и серых лесных почв Владимирской области установлены количественные параметры содержания ТМ в условиях различной антропогенной нагрузки и составлены картограммы содержания ТМ в почвах, осуществлен агроэкологический мониторинг пахотных земель. При этом рассматриваются вопросы качества получаемой растениеводческой продукции.

Впервые проведено сравнительное изучение действия повторного известкования и применения "ртничггипцщ. минеральных удобрений на транслока-

*>с- НАЦИОНАЛЬНАЯ БИК1;-0ТЕКА С.И- ¡\т>йувг »ООбРК

цию Гс1, Zn, Си и РЬ в почве и в растениях картофеля, лука, свеклы и капусты и их влияние на урожай, и его качество Показано, что существенного снижения подвижности металлов в почве и их поступления в растения можно достичь при периодическом известковании и при использовании извести в сочетании с навозом. Установлено влияние ТМ на качественные показатели продукции. Изучена миграция ТМ по профилю в зависимости от агрохимических свойств почвы Установлен ряд активности поглощения ТМ на загрязнённых почвах

Практическая значимость работы. Разработаны мероприятия по деток-сикации загрязненных почв и определены уровни реакции среды, обеспечивающие снижение подвижности ТМ и получение растениеводческой продукции, отвечающей санитарно-гигиеническим нормам. Установлена высокая устойчивость картофеля к загрязнению почвы Сс1, Ъп, Си и РЬ, что позволяет обосновывать возможность его возделывания в условиях высокого содержания ТМ в почве Изучение миграционных процессов соединений Сс1, 7п, Си и РЬ даёт возможность прогнозировать поступление чанных элементов из почвы в сопредельные среды, в частности воды.

В системе мониторинга выявлена агроэкологическая обстановка, на основе которой может быть составлен научно-обоснованный прогноз изменения агрохимических свойств почв. Определены коэффициенты биологического поглощения ТМ из различных почв, что может быть использовано для прогноза поступления элементов в растения и служит основой для разработки рекомендаций по подбору культур, наиболее пригодных для возделывания в конкретной экологической обстановке.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научно-практических конференциях ВИУА в 2002, 2003 гг.; на Международном симпо-1иуме «Последействие удобрений и его прогнозирование», ВНИПТИХИМ, 2003 г.; на Международном семинаре-совещании «Совета директоров Агро-химслужбы РФ», 1-6.03.2004 г.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 4 научные работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы (171 наименования, из них 30 на иностранных языках) и приложений. Общий объем работы 199 страниц. Работа содержит 15 рисунков и 62 таблицы (из них 10 в приложениях).

Содержание работы 1. Тяжелые металлы в почвах и растениях

В этой главе на основании имеющихся в литературе сведений рассматриваются источники загрязнения почв тяжелыми металлами, их соединения и миграция по почвенному профилю, действие ТМ на свойства почв и накопление в растениях. Рассмотрены методы детоксикации загрязненных почв и нормирование содержания ТМ в них Проведенный обзор литературы позволил определить задачи и цели исследований.

2. Результаты исследований

Владимирская область расположена в центральной части Русской равнины. Площадь ее 29 тыс. км2. По данным почвенного обследования 65% пахотных почв в области - дерново-подзолистые, 33% - серые лесные и 2% - пойменные почвы. По механическому составу тяжелые суглинки составляют 5,1%, средние - 30,2%, легкие суглинки, супеси и пески - 64,7%.

В годы проведения исследований метеорологические условия значительно отличались от средних многолетних. В 2001 г. формирование вегетативной массы проходило при недостатке влаги. Температурный режим был несколько ниже среднемноголетних величин; 2002 г. - был жарким и сухим во второй половине июня. Период созревания овощных культур и картофеля проходил при хорошей обеспеченности влагой, но температура воздуха была ниже средних многолетних значений. Условия вегетационного периода 2003 г. были неблагоприятными: температура воздуха на 2-4°С ниже среднемноголетней, сумма осадков - выше многолетних величин и по периодам вегетации распределялась крайне неравномерно.

Микрополевые опыты по выявлению способов детоксикации ТМ в почве заложены в сосудах без дна в 1994 г., согласно методическим указаниям. Сосуды из винипласта, высотой 30 см и, площадью 1296 см2 (36X36 см), установлены в почву на глубину 25 см. Почва дерново-подзолистая супесчаная (табл. 1).

4. Фон + ТМ + известь

Дозы минеральных удобрений- под свеклу - NI20P8oK8o, под капусту и лук - N|2oPiooK]2o, под картофель - N90P90K120. При внесении их на варианте 2NPK -доза удваивается. Использовали аммиачную селитру (34,6%), двойной суперфосфат (43%), хлористый калий (59% д.в.)

Применяли перепревший навоз в дозе 60 т/га и доломитовую муку в дозе 10 т/га (двойная доза по Нг). В 2001 г. на 3-х повторностях каждого вг.рианта опыта было проведено известкование в дозе по 2,0 г.к. (10,0 т/га), для сравнения две повторности оставлены в неизменном виде.

Тяжелые металлы вносили в виде растворов (1:10) водорастворимых чистых солей. Из расчета на чистый металл мг/кг почвы: кадмий 5, цинк 300, медь 150, свинец 100.

В качестве объектов исследований выбраны: капуста сорта «Грибовский ранний»; картофель «Невский»; лук «Стригуновский»; свекла столовая «Бордо». Чередование культур соответствует типовым севооборотам.

2.1. Объекты и методы исследований

Схема опыта

1. Контроль (абсолютный)

2. NPK - фон

3. Фон + ТМ (Cd, Си, Pb, Zn)

5. Фон + ТМ + навоз

6. Фон + ТМ + навоз + известь

7. N2P2K2 + ТМ

Таблица 1

Агрохимическая характеристика дерново-подзолистой супесчаной почвы

Показатели Единицы измерения Содержание

Гумус % 1,35

РН - 4,1

Р20, мг/кг 35,2

К20 мг/кг 125,5

нг мг-экв/100 г почвы 3,7

Са -II- 1,4

-II- 0,44

Содержание тяжелых металлов, мг/кг

Ваповая форма Подвижная форма

СА 0,34 0,06

Си 2,9 0,52

РЬ 5,8 0,87

Ъп 17,9 0,76

С целью изучения агрохимических свойств различных типов почв в динамике, в соответствии с «Государственной программой мониторинга земель РФ», утвержденной постановлением Правительства РФ от 15.07.92 г. и Постановлением Главы администрации Владимирской области № 345 от 17.12.92 г., проводится мониторинг земель сельскохозяйственного назначения на реперных участках, согласно «Методическим указаниям по проведению локального мониторинга на реперных участках» (М.: ЦИНАО, 1993). Реперных участков заложено на территории - 37.

Отбор образцов, проведение химических и инструментальных анализов в почвах по основным агрохимическим параметрам проводились в соответствии с ГОСТами и ОСТами, разработанными ЦИНАО. Отобранные пробы анализировались на содержание подвижных и валовых форм тяжелых металлов в соответствии с методическими указаниями ЦИНАО (1992).

По содержанию ТМ в растениях рассчитывали коэффициенты их биологического поглощения: КПБ=1/п (Перельман, 1996),

I де 1 - содержание элемента в золе растений, п - содержание элемента в почве.

Для оценки степени загрязнения почв рассчитывали суммарный показатель тгрязнения почвы (гс) по формуле : „

Ъъ = Е Кс, - (п-1), где КС1 - коэффициент

1=1

концентрации металла, равный частному от деления массовой доли ¡-го элемента в загрязнённой и фоновых почвах; п - число определяемых ингредиентов.

Почвенно-экологическую оценку плодородия почв (ПЭИ) проводили согласно методике Карманова И.И. с использованием эмпирической формулы:

ПЭИ =М,5*(2и)^>{°*{КУ-Р)*А

где и - плотность почвы; 2 - максимально возможная плотность при предельном уплотнении, г/см3; £1°>10 - среднегодовая сумма температур воздуха с суточной 1° >10; КУ - коэффициент увлажнения; кк - коэффициент континенталь-ности; Р - поправка к коэффициенту.

Статистическая обработка данных осуществлялась методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

3. Влияние минеральных, органических и известковых удобрений на изменение агрохимических свойств почвы, загрязненной тяжелыми металлами

Результаты исследований показали, что агрохимические показатели почвы изменялись согласно влияющим факторам (табл. 2). Проведение в 2001 г. известкования почвы обусловило снижение кислотности среды: рНсол находится в интервале - 6,4-6,7. На неизвесткованных повторностях опыта, реакция среды характеризуется как кислая, и лишь на фоне внесения извести и совместном её внесении с навозом - как слабокислая (5,2-5,5). Содержание Р2О5 и КгО увеличивалось в зависимости от дозы минеральных удобрений: на фоне 2ЫРК (7 вар.) - соответственно 131 и 196 мг/кг (табл. 2).

Одно из направлений наших исследований заключается в том, чтобы проследить поведение ТМ в почве при применении минеральных удобрений, извести и навоза. Для этого в почве определяли количество валовых и подвижных форм тяжелых металлов (табл. 3).

Характерной особенностью полученных данных является то, что под воздействием навоза, извести и повышенных доз ЫРК повышается фиксирующая способность почвы по отношению ко всем изучаемым элементам. По сравнению с 3-им вариантом, в этих вариантах увеличение валовых форм ТМ составляет от 6 до 93%, особенно по ¿п, Сс1 и Си. Максимальное содержание цинка (до 267 мг/кг почвы) отмечено в вариантах с известью, а в остальных вариантах оно колебалось от 114 до 140 мг/кг почвы.

Применение извести отдельно и совместно с навозом увеличивало содержание валовых форм, но достоверно уменьшало количество подвижных форм ТМ. Снижение количества подвижных форм составило от 15 до 65% по сравнению с 3-им вариантом. После шести лет опыта выявлено, что на фоне извести и применения её в сочетании с навозом, валовое содержание С<1 снизилось на 17,5%, на фоне навоза - на 35% и на фоне ИР К в зависимости от дозы - соответственно на 48-40%; по Си - на 6,5-7,0%, 12,0% и 25,0-13,9% соответственно. Валовое содержание Тп и РЬ в вариантах с известью практически не изменилось, а на фоне ЫРК, 2ЫРК и навоза снизилось - по РЬ на 22-13% и 12%, по Zn на 47-21% и 35% соответственно. Аналогичная закономерность прослеживается в изменении содержания подвижных форм ТМ: при проведении известкования по всем вариантам произошло снижение содержания подвижных форм ТМ в 1,8-2,0 раза.

Таблица 2

Влияние минеральных, органических и известковых удобрений на изменение агрохимических свойств

дерново-подзолистой супесчаной почвы

Варианты опыта Гумус, % РН Р2О5 | К20 Нг | Са | Мй | Б

1999 2001 2003 мг/кг мг-экв /100 г почвы

известь б/изв. известь б/изв.

1. Контроль 1,35 4,1 6,7 4,3 6,6 4,2 41 108 3,50 2,06 0,71 2,86

2. ОТК + фон 1,37 4,0 6,5 3,9 6,5 3,9 74 128 3,89 1,92 0,63 2,66

3. Фон + ТМ 1,38 4,0 6,5 3,8 6,6 3,8 85 164 4,22 1,90 0,50 2,55

4. Фон + ТМ + известь 1,32 5,6 6,6 5,3 6,6 5,1 87 132 1,04 3,40 1,85 5,37

5. Фон + ТМ + навоз 1,45 4,2 6,4 3,9 6,4 3,9 103 175 4,00 2,05 0,62 2,85

6. Фон + ТМ + навоз + известь 1,44 6,0 6,6 5,5 6,6 5,3 103 140 1,07 3,43 1,89 5,47

7. М2Р2К2 + ТМ 1,36 4,0 6,4 4,2 6,4 4,2 131 196 4,30 1,90 0,59 2,60

НСР05 0,2 0,15 0,2 0,15 0,2 0,15 24 26 0,5 0,3 0,2 0.3

Таблица 3

Влияние известковых, органических и минеральных удобрений на содержание тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве, мг/кг

Варианты опыта Валовые( юрмы ТМ Подвижные формы ТМ

са Си РЬ Ъп са Си РЬ гп

1. Контроль 0,4 6 10 25 0,15 1,5 2,5 2,9

2. №К - фон 0,3 5 8 23 0,1 0,9 1,5 1,9

3. Фон + ТМ 5,9 102 128 126 4,4 62 78 89

4. Фон + ТМ + известь 11,4 125 139 266 7,3 51 78 72

5. Фон +ТМ + навоз 6,8 106 134 140 5,3 63 78 94

6. Фон+ТМ+навоз+известь 11,4 124 139 267 7,4 52 75 78

7.^Р2К2+ТМ 5,3 104 134 114 3,9 61 76 79

НСР05 0,5 5,2 8,6 18,9 0,2 0,6 1,0 1,0

Для изучения динамики содержания изучаемых элементов рассчитан коэффициент подвижности ТМ (табл. 4). В условиях кислой реакции среды в 3, 5 и 7 вариантах коэффициент подвижности ТМ - выше, чем в вариантах с проведением известкования: по Сс1 он составляет 72-77%, Ът\ - 65-67% и Си - 58-61%. Увеличение значеня рН с 3,9-4,0 до 6,0-6,5 в 4 и 6 вариантах обусловило снижение подвижности Сс), Си и Ъп в 1,5-2 раза. Коэффициент корреляции между уровнем рН и подвижностью ТМ в интервале 6,0-6,5 равен 0,73. Подвижность РЬ в зависимости от реакции среды изменялась не столь значительно. Поведение кадмия заметно отличается от других ТМ, его подвижность самая высокая на всех вариантах, даже на фоне внесения извести. По степени подвижности изучаемые элементы располагаются в следующем порядке: кадмий > цинк > медь > свинец.

Таблица 4

Коэффициент подвижности тяжелых металлов в почве, %

Варианты опыта Сс1 Си РЬ Ъп

1. Контроль 32 23 25 11

2. ЫРК - фон 15 15 16 7

3. Фон + ТМ 72 61 61 67

4. Фон + ТМ + известь 65 40 57 27

5. Фон + ТМ + навоз 77 59 58 65

6. Фон +ТМ + навоз + известь 65 42 54 29

7. К2Р2К2 + ТМ 72 58 57 66

Изучение миграции ТМ показало, что Сс! и 7,п накапливаются в пахотном и подпахотном горизонтах, причем больше в подпахотном; Си и РЬ - в большей степени в пахотном, в подпахотном горизонте их концентрация снижается, и на уровне 1 м достигает малых величин (табл. 5).

Внесение извести способствует закреплению ТМ, что обуславливает максимальное их содержание только в пахотном горизонте, миграция в низлежа-щие горизонты практически отсутствует. Выявленные закономерности справедливы как для валовых, так и для подвижных форм изучаемых элементов.

Таблица 5

Агрохимическая характеристика и содержание ТМ в метровом слое дерново-подзолистой супесчаной почвы

Варианты Слои почв рН р2о5 I к2о Са | Mg Содержание ГМ, мг/кг ,

мг/кг почвы мг-экв/100 г почвы Валовые формы Подвижные формы

Сё Си РЬ 2п Сё Си РЬ

| 1. Контроль 0-20 4,0 38 72 1,6 0,8 0,20 4,8 9,4 21,9 0,04 0,67 1,5 1,10

20-40 4,2 14 43 2,6 1,4 0,14 4,0 6,2 19,3 0,04 0,37 0,88 0,58

40-60 3,9 4 45 2,8 1,2 0,12 6,8 6,4 14,7 0,02 0,35 2.03 0,55

60-80 3,8 2 44 3,2 1,7 0,11 8,0 7,0 15,2 0,04 0,44 2,26 0,76

80-100 3,6 3 52 3,8 2,4 0,12 10,3 6,8 18,3 0,03 0,56 1,64 0,60

3. КРК+ ТМ | 0-20 3,8 120 146 1,2 0,4 2,95 86,2 116,2 57,2 1,50 44,65 46,13 25,03

20-40 4,4 20 92 2.1 1,2 5,02 20,5 11,4 72,0 2,99 7,91 2,98 39,38

40-60 4,1 3 53 3,0 2,0 0,22 8,0 6,3 21,4 0,04 0,68 1,37 4,35

60-80 3,8 2 42 3.0 3,2 0,18 9,6 7,0 18,8 0,03 0,81 1,34 1,02

80-100 3,6 5 53 4,3 2,6 0,20 12,7 9,3 22,4 0,04 1,27 1,74 1,03

4. ТМ + извес^ 0-20 5,8 100 101 3,5 1,6 11,62 106,1 136,2 89,9 4,76 30,84 47,20 42,42

20-40 5,6 19 36 2,8 1,6 0,70 10,6 11,4 31,6 0,31 1,99 2.67 3.55

40-60 4,0 4 43 2,9 1,2 0,27 8,9 6,9 18,1 0,07 0,80 1,18 1,04

60-80 3,7 3 56 4,0 2,1 0,22 11,9 8,3 21.8 0,05 0,71 1.61 0,94

80-100 3,7 5 54 3,1 2,0 0,18 11,2 7,3 17,9 0,04 0,65 1.01 0,81

ж

4. Особенности формирования продуктивности овощных культур на почвах, загрязненных тяжелыми металлами

Несмотря на различную интенсивность накопления сухой массы растений, отличающихся по своим биологическим особенностям, можно отметить общие закономерности в её накоплении под действием ТМ на тождественных этапах роста культур, в первую очередь, проявление отрицательного действия ТМ на формирование растений в первоначальный период роста.

О механизмах устойчивости овощных культур к повышенным концентрациям ТМ пока мало сведений. Устойчивость растений к одному металлу, как правило, не адекватно для других. Можно предположить, что данное свойство организма находится под генетическим контролем и может быть использовано при выведении новых сортов растений, способных давать урожаи «чистой» продукции на почвах, содержащих большие количества ТМ.

Фенологические наблюдения показали, что в условиях повышенной кислотности почвы в 3, 5 и 7 вариантах токсическое действие ТМ проявляется в угнетении растений, наступлении фенофаз с большим запаздыванием, отмечается гибель растений капусты и свеклы. У картофеля на всех вариантах опыта наблюдается формирование растений. На известкованной почве различий по срокам наступления фаз развития и общему периоду их вегетации не наблюдается

При анализе данных учета урожая за 1995-2000 гг. видно, что в вариантах без извести растения свеклы и капусты погибали, а картофеля и лука давали низкий урожай. Снижение уровня кислотности почвы обусловило ослабление фитотоксичности ТМ и получение значительного урожая овощных и картофеля, наиболее эффективным было сочетание извести и навоза, где отмечена достоверная прибавка урожая свеклы 733 г/сосуд и картофеля 451 г/сосуд. Применение извести в отдельности под капусту и лук имело преимущество перед наилучшим вариантом (табл. 6).

Таблица 6

Урожайность овощных культур и картофеля, г/сосуд (1995-2000 гг.)

Варианты Свекла Капуста Лук Картофель

урожай прибавка урожай прибавка урожай + к контролю урожай + к контролю

1. Контроль 136 - 792 - 242 - 418 -

2. ЫРК - фон 240 104 987 195 176 -66 731 +313

3. Фон + ТМ - - - - 14 -228 33 -385

4. Фон + ТМ + известь 655 519 1956 1164 417 +175 689 +271

5. Фон + ТМ + навоз - - - - 12 -230 34 -384

6. Фон + ТМ + навоз + известь 869 733 1679 887 413 +171 869 +451

7. М2Р2К2 + ТМ - - - - 12 -230 41 -377

НСР05 72 96 29 19

Обобщение урожайных данных за 2001-2003 гг. показывает, что условия формирования вегетативной массы растений в значительной степени отразились на урожайности культур (табл. 7).

На неизвесткованной почве применение NPK привело к созданию неблагоприятных условий для продукционного процесса, урожайность лука при однократной дозе снизилась в 2,0 раза по сравнению с фоном и в 5 раз с контролем, при двойной дозе соответственно в 1,5 и 3,4 раза. При внесении навоза урожай лука в 6 раз ниже, по сравнению с контролем. Урожай свёклы получен только при внесении извести и в сочетании её с навозом, однако его величина в б варианте больше в 2,0 раза. Урожай клубней картофеля получен на всех вариантах опыта, что характеризует эту культуру, как устойчивую к действию ТМ. На фоне NPK. урожай клубней составил в среднем 398 г/сосуд. В сравнении с этим вариантом применение извести совместно с навозом обеспечило повышение урожая в 1,5 раза. На фоне действия NPK, 2NPK и навоза урожай в сравнении с фоном ниже в 7,7,11,4 и 10,5 раза соответственно.

На известкованной почве урожай лука на фоне NPK (2 вариант) в среднем ja три года повысился в 7,3 раза. В сравнении с этим вариантом в 4 и 6 вариантах он составил соответственно 101,3 и 125,5%. При использовании NPK продуктивность снизилась: при однократной дозе на 29% и двойной дозе на 17%.

Наибольший эффект в формировании продуктивности картофеля получен на фоне повторного известкования - 501 г/сосуд и при сочетании извести с навозом - 557 г/сосуд. При внесении NPK и 2NPK и только навоза урожайность клубней снизилась от максимальной соответственно на 54, 30 и 52%.

Проведение известкования всего опыта способствовало формированию урожая свеклы во всех вариантах опыта, наилучшим был 6 вариант - 485 г/сосуд, прибавка по сравнению с фоном NPK была достоверной и составила 78.0 г/сосуд. На фоне только извести и 2NPK урожай свеклы был несколько ниже в сравнении с фоном - на 23 и 30% соответственно.

При возделывании капусты отмечено преимущество повторного известкования (4 вариант), хотя разница по урожаю с наилучшим 6 вариантом не достоверна. При использовании NPK, 2NPK и навоза урожайность капусты в сравнении с фоном снизилась соответственно в 2,7,1,5 и 1,5 раза.

Проведение повторного известкования (4 вариант) в сравнении с контролем обеспечило повышение урожая лука в 2,3, картофеля - в 1,8, свеклы - в 1,6 и капусты - в 1,3 раза. Действие навоза в последействии носит затухающий характер и не обеспечивает получение достоверных прибавок урожая. Совместное внесение извести и навоза устраняло негативное действие ТМ, эффективность этого приема обусловила, в сравнении с контролем, повышение урожайности лука, картофеля, свеклы и капусты соответственно в 2,8,2,0,1,9 и 1,2 раза.

Сравнение урожайных данных на неизвесткованной и известкованной почвах показывает, что увеличение уровня рН с 4,0 до 6,5-6,7 обусловило снижение токсичности ТМ на фоне NPK у лука, картофеля и капусты соответственно в 11,0, 5,0 и 18,7 раза; 2NPK - соответственно в 9,3, 11,1 и 16,5 раза; извести у лука, картофеля, свеклы и капусты - в 1,5,1,4,1,9 и 1,5 раза.

Таким образом, известкование почв является высокоэффективным приемом, снижающим фитотоксичность ТМ, проявляя тем самым важнейшую природоохранную роль.

5. Влияние извести, минеральных удобрений и навоза на аккумуляцию тяжелых металлов растениями

Внесение навоза и извести, оказывает большое влияние на подвижность ТМ и является высокоэффективным приемом снижения поступления в растения цинка, меди, свинца и кадмия (табл. 7).

Лук. Определение качества лука показало, что на неизвесткованной почве в сравнении с контролем содержание РЬ на фоне ЫРК, извести, навоза и 2ЫРК выше соответственно в 3,6,1,7,4,8, и 8,7 раза; Ъа в 2,2,1,3,2,9, и 2,3 раза; по С<1 в 2,6, 1,8, 5,0 и 6,2 раза; по Си 6,8, 1,6, 10,1 и 10,7 раза соответственно, в вариантах с ЫРК. и навозом содержание ТМ превышает ПДК. На фоне извес;и в сочетании с навозом содержание ТМ практически не отличается от контроля и имеет лучшие показатели по содержанию РЬ и Тл по сравнению с фоном. На произвесткованной почве все приёмы были высокоэффективными, обеспечивающими, за исключением кадмия, получение чистой продукции.

Капуста. При формировании качества капусты на кислой почве отмечается в сравнении со 2 вариантом в вариантах с ЫРК, навозом и 2№К увеличение содержания 2п в 2,5,2,0 и 2,9; Сй в 2,0,3,2 и 3,8; Си в 2,2 1,4 и 1,9 раза соответственно. Применение извести в отдельности и в сочетании с навозом обусловило получение продукции, за исключением Сс1, не отличающееся от контроля.

Сравнение результатов по содержанию ТМ в продукции лука и капусты показало, что их величины на известкованном фоне соответственно в 2-8 и 1,94,0 раза ниже, чем на неизвесткованном. Кроме С<1, ни по одному из элементов не обнаружено превышения ПДК.

Свекла. На неизвесткованной почве в большинстве вариантов отмечается гибель растений свеклы, лишь применение извести (4 вариант) и сочетание ее с навозом обеспечивает получение продукции. На известкованных повторностях опыта выявлена особенность свеклы к большему, по сравнению с другими культурами накопление 2,п, однако в сравнении с 3 вариантом внесение отдельно извести и в сочетании с навозом способствовали снижению концентрации элемента в корнеплодах в 1,5 раза.

Картофель. Анализ клубней картофеля показал, что отмечается достоверное увеличение накопления ТМ в 3-м и 5-м варианте на неизвесткованной почве по сравнению с фоном. При внесении извести отдельно и в сочетании с навозом, содержание ТМ снижалось на 30-23% по сравнению с вариантом ТМ + ЫРК. На известкованной почве содержание ТМ в клубнях, в зависимости от варианта снижается в среднем в 1,5-3,0 раза, наилучшие показатели в 4 варианте

Показано, что ТМ на известкованной почве не препятствуют накоплению крахмала в клубнях, по сравнению с фоном установлена достоверная прибавка в вариантах с внесением извести и навозом.

В исследованиях не выявлена зависимость накопления ТМ в почве и поступления их в растения, то есть это сложный процесс, на который влияют мно-

Таблица 7

Влияние извести и удобрений на содержание ТМ в сельскохозяйственных растениях (основная продукция), мг/кг

(в среднем за 2001-2003 гг.)

Вариант Лук Капуста Свекла Картофель

РЬ Сё Си РЬ гп Сс1 Си РЬ Тп Сс1 Си РЬ гп Сс1 Си

1.Контроль Изв. 0,14 3,64 0,04 0,82 0,17 3,04 0,06 0,34 0,12 8,31 1 0,06 1,59 0,18 3,67 0,04 1,3

Б/изв 0,30 4,75 0,05 0,78 0,41 8,46 0,08 0,43 0,13 9,72 0,07 1,64 0,31 3,88 0,05 1,4

2.ЫРК-фон Изв. 0,23 2,63 0,05 0,76 0,21 2,01 0,08 0,43 0,14 7,18 0,08 1,60 0,21 3,52 0,06 1,06

Б/изв 0,5 6,32 0,06 1,41 0,45 8,12 0,1 1,80 - . - . 0,22 4,14 0,07 1,78

З.Фон+ТМ Изв. 0,28 3,50 0,09 0,92 0,26 8,84 0,10 1,52 0,28 14,77 0,12 6,3 0,20 3,96 0,09 2,07

Б/изв 1,09 10,3 0,13 5,32 0,51 21,5 0,2 3.92 - - - . 0,77 10,32 0,21 4,26

4.Фон+ТМ+ известь Изв. 0,29 3,85 0,07 0,69 0,19 2,98 0,06 0,38 0,17 10,44 0,08 2,72 0,27 4,51 0,08 1,75

Б/изв 0,53 6,14 0,09 1,26 0,34 6,46 0,09 1,74 0,21 11,63 0,12 1,77 0,50 7,0 0,13 1,78

5.Фон+ТМ+ навоз Изв. 0,27 5,3 0,13 0,83 0,32 6,11 0,21 1,32 0,25 18,52 0,21 5,38 0,22 4,31 0,12 1,97

Б/изв 1,45 13,8 0,25 7,89 0,40 17,4 0,32 2,52 . . _ . 0,60 10,39 0,3 4,11

6. Фон + ТМ + навоз + известь Изв. 0,26 3,93 0,07 0,71 0,20 3,99 0.07 0,70 0,15 12,01 0,08 2,61 0,29 5,23 0,09 1,81

Б/изв 0,33 4,59 0,09 0,90 0.32 9,40 0,1 1,40 0,21 13,74 0,12 2,92 0,32 7,21 0,14 1,98

7.Ы2Р1К2+ТМ Изв 0,32 3,57 0,13 0,82 0,24 5,98 0,07 1,24 0,31 12,25 0,13 4,72 0,30 4,49 0,09 1,98

Б/изв 2,6 10,9 0,31 8,32 0,60 23,4 I 0.38 3,41 . . - . 0,43 7,91 0,22 4,08

НСРм 0,07 1,2 0,02 0,3 0,09 1,3 | 0,02 0,4 0,06 1,5 0,02 0,3 0,08 1,0 0,02 0,07

Примечание: Изв - проведено известкование по всем вариантам, Б/изв - известкование по всем вариантам не проводили;

гие факторы, в том числе биологические особенности культур Лучшие рел и>-таты по снижению накопления ТМ получены в 4-м (ЫРК+ТМ+известь) и 6-м (ИРК+ТМ+известь+навоз) вариантах. По степени накопления ТМ в основной продукции объекты исследований можно расположить в следующей убывающей последовательности: свекла > капуста > лук > картофель.

Установлено, что наиболее активно процесс накопления ТМ проис\о ш I в побочной продукции. Внесение извести отдельно и в сочетании с навозом обеспечивают резкое снижение накопления ТМ, обеспечивая низкий уровень перехода их в растения из почвы, однако в ботве картофеля и листьях свеклы их содержание превышало ПДК.

6. Изучение динамики агрохимических свойств почв в системе агроэкологического мониторинга

Мониторинг на реперных участках выявил тенденцию к снижению пом-венного плодородия: увеличения кислотности почв в среднем с рН 6.1 до 5.6. Н, - с 1,18 до 2,13 мг-экв/100 г почвы, снижения суммы поглощенных оснований с 9,2 до 7,1 мг-экв/100 г почвы, некоторое уменьшение запаса питательных не-ществ. В среднем за 10 лет в последействии химизации агрохимические свойс1-ва почв характеризовались следующими показателями (табл. 8).

Таблица 8

Агрохимическая характеристика почв на реперных участках мониторинга

Почвы Агрохимические показатели

рн гумус, % Р205 | К20 | Нг | Са | Мё | 8 V %

мг/кг | мг-экв/100 г почвы

Серые лесные и пойменные 5,6 3,0 246 183 2,65 11.2 3.8 15,0 85

Дерново-подзолистые суглинистые 5,9 2,1 165 204 1,40 5,6 2,0 7.6 8"!

Дерново-подзолистые супесчаные 5,8 2,0 318 125 1,27 3,6 1.5 5.1 80

Нами проведено определение содержания валовых (табл. 9) и подвижных форм (табл. 10) ТМ в серых лесных и дерново-подзолистых почвах области

Таблица 9

Содержание валовых форм ТМ в почвах реперных участков (среднее за 10 лет)

Почвы Соде[ эжание ТМ, мг / кг

Си Ъп С<1 РЬ N1 Со Мп Сг АБ

Серые лесные 10,5 36,9 0,41 9,7 17,3 8,4 526 25,5 0,019 1,31

Дерново-подзолистые суглинистые 4,9 25,1 0,26 7,1 8,8 5,8 430 19,6 0,012 1,33

Дерново-подзолистые супесчаные и песчаные 3,1 16,1 0,19 4,5 5,0 3,2 248 12,5 0,024 0,98

Пойменные 10,2 43,8 0,49 11,1 18,2 9,9 607 35,2 0,03 1,47

Полученные результаты указывают на достаточно низкое содержание ТМ в почвах и по экологической оценке определено на уровне 1 группы, суммарный показатель загрязнения почв (2с) находится в пределах 0-4,77, максимальная величина выявлена для пойменных почв тяжелого механического состава, коэффициент загрязнения (Кз) равен нулю.

Таблица 10

Содержание подвижных форм ТМ в почвах реперных участков (среднее за 10 лет)

Почвы Содержание ТМ, мг / кг

Си 2п Сс) РЬ N1 Со Сг

Серые лесные 0,28 1,21 0,14 0,68 0,90 0,24 0,44

Дерново-подзолистые суглинистые 0,26 2,14 0,14 0,73 0,57 0,25 0,36

Дерново-подзолистые сч1есчаные и песчаные 0,22 1,03 0,12 0,65 0,40 0,20 0,34

11оименные 0,26 1,39 0,13 0,68 0,70 0,23 0,47

Изучение распределение ТМ по горизонтам почв (рис. 1-4) показало, что миграция металлов невелика, ни в одном из слоев не обнаружено превышения допустимых концентраций элементов. При этом различия фоновых уровней обусловлены в основном типом почв: максимум - в пойменно-луговых и серых лесных, минимум в дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почвах.

В серых лесных почвах наблюдается аккумуляция в пахотном горизонте Сс1, Со, Сг и Мп, в низлежащих горизонтах их содержание снижается в 1,5-3 раза. Напротив, концентрация N1 растет вниз по профилю, а Си и РЬ - падает до 1 лубины 40 см, а затем существенно возрастает.

Аналогично ведут себя ТМ по профилю дерново-подзолистых суглинистых почв. Наблюдается их аккумуляция в верхних слоях почвы, кроме Си и>П. Следует отметить, что содержание ТМ в дерново-подзолистых суглинистых почвах в 1,5-2 раза ниже, чем в серых лесных.

Установлена зависимость содержания ТМ от гранулометрического состава почв, в дерново-подзолистых супесчаных почвах содержание ТМ ниже, чем в суглинистых. Наблюдается тенденция к снижению до глубины 60 см всех ТМ, кроме Мп, а затем незначительное повышение содержания Ъл и Сё; Со и РЬ -до уровня пахотного горизонта, а Си, Сг - выше уровня. Содержание Мп снижается вниз по профилю примерно в 5 раз.

Расчет почвенно-экологического индекса (ПЭИ), выявил устойчивую тенденцию к снижению: агрохимический показатель (А) за 10 лет снизился с 1,31 до 1,25, величина ПЭИ - с 57,8 до 5,4,0%, что можно объяснить падением объемов внесения органических, известковых и минеральных удобрений (табл. 11).

Корреляционный анализ результатов по содержанию ТМ в растениях и величине рН выявил между ними тесную связь, которая имеет нелинейный характер, наибольшая - в слабокислом и нейтральном интервалах (0,49-0,65).

0,0

10,0 20,0 30,0

40,0

0-20

7л мг/кг

20-40

Г

40-60

\

60-80

80-100

Г

ч

Рис. 1

Миграция цинка по почвенному профилю (валовые формы)

серые лесные почвы дерново-подзолистые суглинистые дерново-подзолистые супесчаные

г- т.

0,1 0,2 0,3 0,4 0,9

Г

СЛ мг/кг

I

I

Рпс.^1

Миграция кадмия по почвенному профилю (валовые 4оомы)

^ серые лесные почвы

•••• дерново-подзолистые суглинистые

' ~ дерново-подзолисгые супесчаные

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 6,00 в,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00

РЬ мг/кг

<

I

4

\

I

Рис. *

Миграция свинца но почвенному профилю (валовые формы)

, ,. серые лесные почвы • ■ ■ • дерново-подзолистые суглинистые 1 — дерново-подзолисгые супесчаные

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0

Г

Си мг/кг

4

ч *

\

\'

Рис. 4

Миграция меди по почвенному профилю (валовые Фоомы)

серые лесные почвы • ■и дерново-подзолистые суглинистые " дерново-подзолистые супесчаные

Таблица 11

Показатели плодородия и загрязнения почв (среднее за 10 лет)

Почвы А ПЭИ Ъс Кз

Серые лесные 1,19 61,3 1,14 0

Дерново-подзолистые суглинистые 1,33 61,3 1,28 0

Дерново-подзолистые супесчаные 1,30 48,6 1,22 0

Пойменные 1,18 59,2 2,26 0

Важной задачей в рамках мониторинга содержания накопления ТМ в аг-роэкосистемах является определение степени накопления изучаемых элементов в различных видах растениеводческой продукции.

При содержании ТМ в корнеобитаемом слое, не превышающем ПДК, растения накапливают их согласно видовому составу, за годы исследований не обнаружено загрязнения продукции (табл. 12).

Таблица 12

Содержание ТМ в сельскохозяйственных культурах

Культуры си | гп | рь | сг | са | n1

Содержание, мг/кг

озимая рожь (зерно) 3,2 24,1 0,18 0,34 0,07 0,6

озимая пшеница (зерно) 3,8 32,0 0,32 0,40 0,08 0,6

яровая пшеница (зерно) 3,3 24,0 0,24 0,31 0,07 0,6

ячмень (зерно) 4,2 28,2 0,24 0,41 0,06 0,6

овес (зерно) 2,9 28,7 0,32 0,33 0,07 0,8

однол. травы (з/м) 1,1 8,4 0,25 0,20 0,05 0,5

многол. травы (з/м) 1,4 6,8 0,27 0,20 0,06 0,5

картофель 0,7 3,6 0,12 0,17 0,02 0,2

кукуруза (з/м) 0,7 6,0 0,12 0,15 0,02 0,2

подсолнечник (з/м) 1,6 6,0 0,24 0,19 0,05 0,4

яблоки 0,5 2,3 0,06 0,06 0,02 0,1

На основании многолетних данных мониторинга рассчитаны для каждой культуры коэффициент биологического поглощения ТМ (КБП): наиболее высокие его значения у однолетних трав, наименьшие - у яблок. Коэффициенты перехода тяжелых металлов из почвы в растения более высокие на легких по механическому составу почв.

Выводы

1. При сильной степени загрязнения почв ТМ в качестве детоксикаци-онных мероприятий целесообразно проводить периодическое известкование, положительное действие которого усиливается внесением органических удобрений, что способствует снижению подвижности всех ТМ в 1,5-4 раза.

2. В условиях кислой почвенной среды высокое содержание ТМ угнетает рост и развитие растений, которое проявляется в основном в первоначаль-

ный период роста растений, и как следствие снижает накопление сухой массы и урожайность всех культур. Внесение извести в отдельности и в сочетании с навозом резко снижает фитотоксичность ТМ, что обуславливает получение урожая лука и картофеля выше, чем на незагрязнённой почве на контроле и на фоне МРК, прибавка составляет: у лука 294 и 359 г/сосуд, у картофеля 316 и 506 г/сосуд соответственно.

3. На известкованной почве все агрохимические приёмы проявляют дегоксикационное действие. Внесение извести в отдельности и в сочетании с навозом снижает фитотоксичность ТМ, что обуславливает получение урожая овощных кульгур выше, чем на незагрязнённой почве на контроле и на фоне ЫРК, прибавка составляет: у лука 315 и 99, у картофеля - 286 и 55, у свёклы 229 и 78 г/сосуд соответственно.

4. Проведение периодического известкования на сильнозагрязненных почвах ликвидировало фитотоксичность и обеспечило повышение урожайности лука в 2,7, картофеля - в 2,1 и свеклы - в 1,6 раза.

5 Внесение извести способствует закреплению всех ТМ в пахотном горизонте почв, чем препятствует не только поступлению их в растения, но и миграции в нижележащие горизонты. На фоне известкования во всех вариантах по всем элементам, за исключением кадмия, получена экологически безопасная продукция Превышение ПДК по кадмию наблюдалось по всем культурам, без извести оно составило 5-15 раз, на фоне извести от 2 до 7 раз. Превышение ПДК по цинку было отмечено у лука и свеклы в 1,2-1,8 раза.

6. Применение минеральных удобрений в возрастающих дозах в ус-повиях кислой почвенной среды усиливает токсический эффект от ТМ. При снижении кислотности до уровня рН 6,5-6,7 двойная доза минеральных удобрений оказывает существенное детоксицирующее действие, способствует снижению накопления тяжёлых металлов в зависимости от культуры в 1,5-4,0 раз.

7 Наибольшее накопление ТМ отмечается в свекле, в меньшей степени в луке и капусте. Наиболее устойчивой культурой к накоплению ТМ является картофель Максимальный вынос ТМ происходит с побочной продукцией, в частности с ботвой картофеля, в связи, с чем при выращивании картофеля на загрязненных почвах ботву следует удалять с поля. По величине накопления в растениях наиболее активным загрязнителем является кадмий. Остальные ТМ располагаются в следующем убывающем ряду: цинк> медь> свинец

8. Уровни содержания ТМ в почвах Владимирской области не превышают их фоновых концентраций, по степени загрязнения относятся к слабоза-грязненным почвам. Значимого повышения уровня содержания металлов в результате длительного использования средств химизации не выявлено.

9 Выявление распределения ТМ по профилю дерново-подзолистых, серых лесных и пойменных почв показало, что максимальное содержание ТМ отмечается в гумусовом горизонте. Установлена зависимость содержания ТМ от гранулометрического состава почв: в дерново-подзолистых супесчаных почвах содержание ТМ ниже, чем в суглинистых.

10. На почвах, находящихся в зоне техногенной нагрузки и не содержащих ТМ в количествах, превышающих ПДК (ОДК), регулирование поступ-

ления их в растениеводческую продукцию возможно изменением pH почвенной среды.

11. Качество урожая сельхозкультур соответствует санитарно-гигиеническим нормам и критериям безопасности. Однако, учитывая имеющиеся на территории области источники техногенного загрязнения окружающей среды, необходимо проведение мониторинга за состоянием почвенного покрова, особенно вблизи от промышленных предприятий и автострад.

Практические рекомендации

1. Почвы сельскохозяйственных угодий Владимирской области с учетом выявленного незначительного уровня загрязнения их тяжелыми металлами могут быть пригодны для использования без ограничений.

2. При допустимых количествах тяжёлых металлов в почве для снижения их токсичности, сохранения продуктивности и качества сельскохозяйственных культур, наряду с регулярным контролем за содержанием тяжёлых металлов в почвах и растениях необходима дифференцированная, в соответствии с агрохимическими показателями почвы, система агрохимических мероприятий, способствующая их детоксикации - своевременное известкование, внесение научно-обоснованных доз органических и минеральных удобрений.

3 На территории, загрязненной ТМ для получения растениеводческой продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим нормам, рекомендуется проводить известкование почв с доведением реакции среды до pH 6,5-6,7.

4. При размещении сельскохозяйственных культур на загрязненных ТМ почвах, следует учитывать способность растений по накоплению ТМ. Наименьшее количество токсических элементов накапливают картофель и зерновые культуры.

СПИСОК РАБОТ, опубликованных по теме диссертации

1. Баринова К.Е., Иванова В.Ф., Гришина A.B., Комаров В.И. Агроэкологи-ческий мониторинг земель сельскохозяйственного назначения Владимирской области. Сборник статей Ивановской сельхозакадемии, 1999, № 3,23-29 с.

2. Комаров В.И., Гришина A.B. Аканова Н.И., Шалашова Л.А., Комарова H.A. Эколого-агрохимические изменения почв Владимирской области //Плодородие, 2003, №4(13), 2-4 с.

3. Комаров В.И., Гришина A.B., Баринов В.Н., Иванова В.Ф. Результаты исследований по разработке агрохимических приемов детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами. //Бюлл. ВИУА №119 «Задачи научных учреждений Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами по реализации Концепции и основных направлений развития агрохимии и агрохимического обслуживания сельского хозяйства РФ на период до 2010 г.», 2003, 84-87 с

4 Комаров В.И., Гришина A.B., Шалашова JI.A., Комарова H.A. Результаты агроэкологического мониторинга на реперных участках Владимирской области //Плодородие, 2004, № 2(17), 2-4 с.

р\б0та по изданию выполнена в редакционно-издательском секторе ВНИИА Компьютерная верстка Новикова Т Н

Лицензия п.1 издательскую деятельность ЛР 040919 от07 1098 Лицен )ия па полиграфическую деятельность ПЛД№ 53-468 от 13 08 99 Подписано в печать Ш.СЧ, ЦСС^ Формат 60x84/16 Заказ №7 Уел печ л 1,25 Тираж 100

127550, Москва, ул Прянишникова, 31 А

е

г

РНБ Р> сский фонд

2006-4 19522

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Комаров, Виктор Иванович

Введение 3

Т. Глава. Проблема загрязнения агроландшафтов тяжёлыми металлами (обзор литературы)

1.1. Источники и масштабы загрязнения почвенного покрова ^ ^ тяжёлыми металлами

1.2. Трансформация и формы нахождения тяжёлых металлов в 10 15 почвах

1.3 . О содержании растворимых - подвижных форм тяжёлых ^ jg металлов в почвах

1.4. Миграционная способность тяжелых металлов 18

1.5. Минеральные и известковые удобрения, как возможные ^ 26 источники поступления тяжёлых металлов в почву и растения.

1.6. Содержание тяжёлых металлов в растениях 26

1.7. Мониторинг тяжёлых металлов в системе почва-растение 30

1.8. Нормирование содержания тяжёлых металлов в почвах 33-37 ] .9. Технологические приёмы по детоксикации почв, ^ ^^ загрязнённых тяжёлыми металлами

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ II.

Глава. Условия проведения опытов

2.1. Природно-климатические условия Владимирской области 40

2.2. Объекты и методы исследований 43

III Глава. Результаты комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения

3.1. Закономерности распространения тяжелых металлов ^ ^ ^ в почвах Владимирской области

3.2. Закономерности миграции тяжелых металлов в почвах разного гранулометрического состава

3.3. Использование результатов эколого-агрохимического ^ ^^ мониторинга для составления почвенных картограмм

IY. Глава. Мониторинг качества урожая сельскохозяйственных ^ ^ культур на реперных участках

Y. Глава. Агроэкологические аспекты транслокации тяжёлых ^ ^g металлов в почве и растениях

5.1. Влияние агрохимических приёмов на свойства почвы, ^g ^ Ф загрязнённой тяжёлыми металлами

5.2. Влияние тяжёлых металлов на формирование урожайности капусты, лука, свёклы и картофеля

5 .2.1. Влияние уровня реакции среды на рост и развитие растений 107

5.2.2.Особенности формирования продуктивности овощных куль ^д тур на почвах, загрязненных тяжёлыми металлами 5.3. Влияние агрохимических приёмов на содержание и накопле ние тяжёлых металлов растениями при загрязнении почвы 131- 147 цинком, свинцом, медью и кадмием

Выводы 148

Рекомендации производству

Список используемой литературы 151

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эколого-агрохимическая оценка содержания тяжелых металлов в агроландшафтах Владимирской области"

В последнее пятидесятилетие экологическое равновесие природной среды нарушалось, следствием стала антропогенная нагрузка и сброс химическими, промышленными, сельскохозяйственными предприятиями, тепловыми станциями, автотранспортом в воду, воздух, почву огромного объема отходов, содержащих высокие концентрации токсичных веществ. В связи с этим весьма актуальными в настоящее время стали вопросы локального и регионального загрязнения природной среды, в том числе тяжёлыми металлами. Свинец, медь, цинк и кадмий принадлежат к числу приоритетных загрязняющих веществ и в соответствии с ГОСТом 17.4.1.02-83 относятся к первому классу опасности. Это связано как со свойствами этих элементов, так и с большим разнообразием их источников и высокой интенсивностью поступления в экосистемы.

Выбросы тяжелых металлов (далее ТМ) в атмосферу составляют сотни тысяч тонн в год. Они оседают на сельхозугодия, огородные участки землепользователей и присутствуют в атмосферном воздухе. В районах размещения крупных промышленных предприятий содержание металлов в природных объектах превышает природный уровень в десятки и сотни раз.

Значительная доля веществ, попадает в почву, которая служит мощным их аккумулятором и практически не теряет со временем. Особенно прочно фиксируют тяжелые металлы верхние гумуссодержащие горизонты, то есть наиболее плодородный слой. При этом загрязнённая почва становится вторичным источником загрязнения приземного воздуха и природных вод, что приводит к потере качества питьевых вод, поступлению значительных количеств элементов в организмы животных и человека. В то же время почвы подверженных загрязнению территорий часто служат базой производства сельскохозяйственной продукции. На таких почвах неизбежна транслокация металлов из почвы в растения, что приводит к снижению не только урожаев сельскохозяйственных культур, но и качества получаемой продукции.

Например, поступление высоких концентраций Cd в организм животных приводит к отрицательному кальциевому балансу, нарушает углеводный обмен, в ферментах способен замещать цинк, тем самым, вызывая различные нарушения в организме. (Тараенко, 1978). Отравление Cd вызывает у человека тяжёлую костную болезнь «ита-ита», впервые зарегистрированную в Японии. Кадмий концентрируется в жизненно важных органах, приводя к нарушению функций пищеварительного тракта, лёгких, почек, развитию анемии, хронической пневмонии и гипертонической болезни (De Voogt et al, 1980).

Избыток свинца в крови человека подавляет центральную нервную систему, при этом часто нарушается деятельность мозга, мышц, почек. Поступление свинца в организм человека по пищевым цепям отрицательно действует на нервные клетки, изменяя их энергетический потенциал, нарушая нейро-передачу (Рощин А.В. и др., 1979). Отравление свинцом получило название сатурнизма. В целом действие различных соединений свинца на человека и животных имеет сходный характер; разница в токсичности связана в основном с неодинаковой растворимостью в жидкостях организма.

В связи с этим, разработка научно-обоснованных приемов детоксикации почв, загрязнённых ТМ, актуальна и необходима для ведения устойчивого земледелия и получения чистой растениеводческой продукции, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям, предупреждения дальнейшего распространения загрязнителей через почву, растения, грунтовые воды. Проведение работы направлено на выявление особенностей содержания и трансформации соединений свинца, меди, цинка и кадмия в дерново-подзолистой почве, на изучение закономерностей транслокации ТМ в растения.

Как показали исследования последних лет, ущерб наносимый загрязнением, будет в большей степени зависеть от свойств почвы и, главным образом, от тех из них, которые влияют на подвижность ТМ и, как следствие, на перераспределение их по почвенному профилю и на доступность растениям.

Для этого требуются экспериментальные данные о количественных взаимоотношениях между содержанием ТМ и свойствами почв.

Имеющиеся данные по загрязнению почв Владимирской области носят лишь информационный характер, и не предусматривают разработку способов снижения содержания ТМ в почвах. Количественные взаимосвязи между агрохимическими свойствами различных почв области и содержанием ТМ также не определялись. Отсюда вытекает актуальность настоящих исследований, связанных с анализом динамики изменения уровня накопления ТМ в почвах и сельскохозяйственных растениях в зависимости от природных и антропогенных факторов, что дает возможности построения прогноза экологической обстановки на ближайшую и отделённую перспективу, и открывает широкие возможности системы мониторинга природной среды.

Исходя из вышеизложенного, и в связи с актуальностью проблемы охраны почв от химического загрязнения, целью настоящей работы было выявление региональных особенностей содержания и трансформации соединений ТМ на примере двух типов почв (серой лесной и дерново-подзолистой) и закономерностей транслокации их в сельскохозяйственные растения. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- определить различные формы соединений тяжелых металлов в разных по свойствам почвах;

- изучить закономерности трансформации соединений ТМ в серой лесной и дерново-подзолистой почве;

- выявить различия в трасформации металлов при разных уровнях загрязнения почв с течением времени;

- изучить миграцию ТМ по почвенному профилю в зависимости от агрохимических свойств почв;

- установить возможности применения извести, минеральных и органических удобрений в качестве мелиорантов загрязнённых медью, цинком, свинцом и кадмием дерново-подзолистой почвы;

- определить уровень накопления тяжелых металлов различными сельскохозяйственными культурами.

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения имени Д.Н.Прянишникова (ВИУА) в период с 1998 по 2003 годы на испытательном полигоне ВНИПТИОУ, в п. Вят-кино Владимирской области в многолетнем микрополевом опыте и на репер-ных участках ФГУ Центра агрохимической службы «Владимирский» в рамках мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.

Автор выражает признательность научному руководителю доктору биологических наук Акановой Н.И. за постоянное внимание к работе и ценные замечания, сделанные в процессе обработки полученных результатов и при написании диссертационной работы, благодарен сотрудникам агрохим-центра «Владимирский» за помощь, советы, критические замечания и активное обсуждение работы на всех этапах её выполнения.

I. ПРОБЛЕМА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АГРОЛАНДШАФТОВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Комаров, Виктор Иванович

Выводы

1. При сильной степени загрязнения почв ТМ в качестве детоксикационных мероприятий целесообразно проводить периодическое известкование, положительное действие которого усиливается внесением органических удобрений, что способствует снижению подвижности всех ТМ в 1,5-4 раза.

2. В условиях кислой почвенной среды высокое содержание ТМ угнетает рост и развитие растений, которое проявляется в основном в первоначальный период роста растений, и как следствие снижает накопление сухой массы и урожайность всех культур. Внесение извести в отдельности и в сочетании с навозом резко снижает фитотоксичность ТМ, что обуславливает получение урожая лука и картофеля выше, чем на незагрязнённой почве на контроле и на фоне NPK, прибавка составляет: у лука 294 и 359 г/сосуд, у картофеля 316 и 506 г/сосуд соответственно.

3. На известкованной почве все агрохимические приёмы проявляют деток-сикационное действие. Внесение извести в отдельности и в сочетании с навозом снижает фитотоксичность ТМ, что обуславливает получение урожая овощных культур выше, чем на незагрязнённой почве на контроле и на фоне NPK, прибавка составляет : у лука 315 и 99 г/сосуд, а у картофеля 286 и 55, у свёклы 229 и 78 г/сосуд соответственно.

4. Проведение периодического известкования на сильнозагрязненных почвах ликвидировало фитотоксичность и обеспечило повышение урожайности лука в 2,7, картофеля в 2,1 и свеклы в 1,6 раза.

5. Внесение извести способствует закреплению всех ТМ в пахотном горизонте почв, чем препятствует не только поступлению их в растения, но и миграции в нижележащие горизонты. На фоне известкования во всех вариантах по всем элементам, за исключением кадмия, получена экологически безопасная продукция. Превышение ПДК по кадмию наблюдалось по всем культурам, без извести оно составило 5-15 раз, на фоне извести от 2 до 7 раз. Превышение ПДК по цинку было отмечено у лука и свеклы в 1,2-1,8 раза.

6. Применение минеральных удобрений в возрастающих дозах в условиях кислой почвенной среды усиливает токсический эффект от ТМ. При снижении кислотности до уровня рН 6,5-6,7 двойная доза минеральных удобрений оказывает существенное детоксицирующее действие, способствует снижению накопления тяжёлых металлов в зависимости от культуры в 1,5- 4,0 раз.

7. Наибольшее накопление ТМ отмечается в свекле, в меньшей степени в луке и капусте. Наиболее устойчивой культурой к накоплению ТМ является картофель. Максимальный вынос ТМ происходит с побочной продукцией, в частности с ботвой картофеля, в связи, с чем при выращивании картофеля на загрязненных почвах ботву следует удалять с поля. По величине накопления в растениях наиболее активным загрязнителем является кадмий. Остальные ТМ располагаются в следующем убывающем ряду: цинк> медь> свинец

8. Уровни содержания ТМ в почвах Владимирской области не превышают их фоновых концентраций, по степени загрязнения относятся к слабоза-грязнённым почвам. Значимого повышения уровня содержания металлов в результате длительного использования средств химизации не выявлено.

9. Выявление распределения ТМ по профилю дерново-подзолистых, серых лесных и пойменных почв показало, что максимальное содержание ТМ отмечается в гумусовом горизонте. Установлена зависимость содержания ТМ от гранулометрического состава почв, в дерново -подзолистых супесчаных почвах содержание ТМ ниже, чем в суглинистых.

1 О Wo nnnnov HQvnrtanravra п чанр TPvunrPUumj mimmira тя up PATipn^oiirav

11 Качество урожая сельхозкультур соответствует санитарно-гигиеническим нормам и критериям безопасности. Однако, учитывая имеющиеся на территории области источники техногенного загрязнения окружающей среды, необходимо проведение мониторинга за состоянием почвенного покрова, особенно вблизи от промышленных предприятий и автострад.

Практические рекомендации

1. Почвы сельскохозяйственных угодий Владимирской области с учетом выявленного незначительного уровня загрязнения их тяжелыми металлами могут быть пригодны для использования без ограничений.

2. При допустимых количествах тяжёлых металлов в почве для снижения их токсичности, сохранения продуктивности и качества сельскохозяйственных культур, наряду с регулярным контролем за содержанием тяжёлых металлов в почвах и растениях необходима дифференцированная, в соответствии с агрохимическими показателями почвы, система агрохимических мероприятий, способствующая их детоксикации - своевременное известкование, внесение научно-обоснованных доз органических и минеральных удобрений.

3. На территории, загрязненной ТМ для получения растениеводческой продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим нормам, рекомендуется проводит известкование почв с доведением реакции среды до рН 6,5-6,7.

4. При размещении сельскохозяйственных культур на загрязненных ТМ почвах, следует учитывать способность растений по накоплению ТМ. Наименьшее количество токсических элементов накапливают картофель и зерновые культуры.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Комаров, Виктор Иванович, Москва

1. Авраменко П.М., Лукин С.В. Тяжелые металлы в почве Белгородской области. //Агрохимический вестник. 1998. №5. С. 13-14

2. Авраменко П.М., Лукин С.В. Влияние уровня загрязнения почвы ТМ на их накопление в картофеле и гречихе. //Агрохимический вестник. 1999. №2. С.30-31

3. Агафонов Е.В. Тяжелые металлы в черноземах Ростовской области. В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С.22-26

4. Агафонов Е.В, Ефремов В.А, Агафонова Л.Н. Применение птичьего помета на мицелярно-карбонатном черноземе Ростовской области. В сб: Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах. М, 1998. с.229-233

5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987. 142с.

6. Аржанова B.C., Елпатьевский П.В. Тяжелые металлы в окружающей среде и охране природы. Материалы 2-й Всесоюзной конференции 28-29 декабря 1987 г. 4.1. М., 1988. С. 197-201

7. Атмосфера: Справочник. (Справочные данные модели). Л.: Гидрометеоиз-дат, 1991. 510с.

8. Афанасьев Ю.А., Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. -М.: Изд-во МНЭПУБ 1998. -Ч.1.-208 с.

9. Бабкин В.В., Бродский А.А. Фосфорные удобрения России. М.: Маргус, 1995. 464с.

10. П.Бабкин В.В., Кирпичников Н.А. Устойчивость агроценозов к загрязнению ТМ в зависимости от окультуривания дерново-оподзолистой почвы и применения мелиорантов. В сб.: Удобрение и химические мелиоранты в агроэкосистемах. М., 1998. С.404-409

11. Басманов А.Е., Кузнецов А.В. Экологическое нормирование применения удобрений в современном земледелии //Вестник с.-х. науки. 1990. №8. С.88-91

12. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Справочник: Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. JL: Химия, Ленинградское отделение, 1985. 352с.

13. М.Богомазов Н.П., Акулов П.Г. Микроэлементы и тяжелые металлы в выщелоченных черноземах ЦЧЗ РФ. В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С. 18-21

14. Большаков В.А., Борисочкина Т.И., Краснова Н.М. Нормирование загрязняющих веществ в почве //Химизация сельского хозяйства. 1991. №9. С. 1014

15. Большаков В.А., Краснова Н.М., Борисочкина Т.И., Сорокин С.Е., Граков-ский В.Г. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: источники, масштабы, рекультивация. РАСХН, Почвенный институт им. В.В. Докучаева. М., 1993. 90с.

16. Болыпаков В.А. и др. Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы: Материалы 2-й Всесоюзной конференции, 28-30 декабря, 1987 г. 4.1. -М., 1988. С.201-203

17. Бугаков П.К., Танделов Ю.П. Загрязнение почв и растений ТМ и фтором. Красноярск, 1991. 63с.

18. Ведина О.Т., Тома С.И., Потлик И.С. Цинк в сельскохозяйственных растениях природных экосистем. В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С.97-100

19. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 237с.

20. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры //Геохимия. 1962. №7. С.555-571

21. Воробьев М.А., Вьюков О.В., Козлова О.И. Загрязнение почв Московской щ области тяжелыми металлами. Тр. Москов. центра по гидрометеорологии.1. М., 1990. №2. 120с.

22. Временный максимально-допустимый уровень (МДУ) некоторых химических элементов и госсипола в кормах для сельскохозяйственных животных (Минздрав СССР №123-41281-87 от 16.07.87). 4с.

23. Гагарина Э.М., Митинян Н.Н., Счастная Л.С., Сапрыкина Ф.Я., Кулечкова А.Ф. Основные закономерности распространения микроэлементов в почво-образующих породах северо-запада РСФСР. В кн.: Гумус и почвообразование в Нечерноземной зоне. Л., 1985. С. 170-185

24. Гармаш Г.А., Гармаш Н.Ю. Влияние тяжелых металлов, вносимых в почву с осадками сточных вод, на урожайность пшеницы и качество продукции //Агрохимия. 1989. №7. С.69-72

25. Гармаш Г.А., Гармаш Н.Ю. Распределение тяжелых металлов по органам культурных растений //Агрохимия. 1987. №5. С.40-47

26. Гармаш Н.Ю. Влияние тяжелых металлов на величину и качество урожая сельскохозяйственных культур: Автореферат дисс. канд. биол. наук. Новосибирск, 1986. 24с.

27. Гомонова Н.Ф. Влияние длительного применения агротехнических средств на дерново-подзолистых почвах на трансформацию тяжелых металлов в системе почва-растение. В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С. 180-186

28. Горбатов B.C., Зырин Н.Г. О выборе экстрагента для вытеснения из почв обменных катионов тяжелых металлов //Вестник МГУ. Серия почвоведение. 1987. №2. С.22-26

29. Громова B.C. Оценка влияния высоких доз удобрений на агроэкологиче-ские показатели почвы при возделывании плодовых культур. В сб.: Проблемы агроэкологического мониторинга в ландшафтном земледелии. М., 1994. С.75-78

30. Добровольский Г.В. Тяжелые металлы: загрязнение окружающей среды иглобальная геохимия. Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. С.3-12

31. Добровольский Г.В. Глобальные циклы миграции тяжелых металлов в биосфере// В сб. Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы.-М., 1983, с. 4-13.

32. Добротворская Н.И., Жеронкина JI.A. Вертикальная миграция стронция фосфогипса в профиле солонцов при мелиорации. Тез. докл. Всес. съезда почвоведов, Новосибирск, 1989 г. Кн.5. Новосибирск, 1990. С. 128

33. Евдокимова Г.А. Действие меди и никеля на биологические процессы в подзолистой почве. Тез. докл. 8 Всес. съезда почвоведов, Новосибирск, 1418 августа 1989 г. Кн.2. Новосибирск, 1990. С.284

34. Евдокимова Г.А. Эколого-микробиологические основы охраны почв в условиях промышленного воздействия на Крайнем Севере: Автореферат дисс. докт. биолог, наук. М., 1990. 36с.

35. Иванов Г.М. Биогеохимия микроэлементов в ландшафтах Западного Забайкалья. Почвенные ресурсы Забайкалья. Новосибирск, 1989. С. 115-122

36. Иванов Г.М. Микроэлементы в почвах степных и луговых ландшафтов. Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медит цине. Тез докл. 11-й Всес. конф., Самарканд, 1990 г. Самарканд, 1990.1. С.156-157

37. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М., 1984. 560с.

38. Ильин В.Б. К вопросу о разработке ПДК тяжелых металлов в почвах //Агрохимия. 1985. №10. С.94-101

39. Ильин В.Б. К экологии промышленных городов. В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С.42-48

40. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири //Почвоведение. 1987. №11. с.87-95

41. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск: Наука, 1991. 151с.

42. Ильин В.Б., Степанова М.Д. Тяжелые металлы защитные возможности почв и растений - урожай. В кн.: Химические элементы в системе почва -растение. Новосибирск: Наука, 1982. С.73-92

43. Инишева Л.И., Цыбукова Т.Н. Содержание ТМ в торфах Западной Сибири. В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С.76-78

44. Инструктивное письмо « О выполнении работ по определению загрязнения почв» № 02-10/51-2333 от 10.12.1990 г.Госкомприрода СССР. М.,1990. 11с.• 55.Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439с.

45. Касатиков В.А. Агрохимические свойства осадков городских сточных вод и торфо-иловых компостов //Агрохимия. 1996. №8-9. С.87-96

46. Касатиков В.А., Овчаренко М.М., Касатикова С.М., Шабардина Н.П. Влияние минеральных удобрений и осадков городских сточных вод на уровень концентрации в почве ряда микроэлементов/ААгрохимия. 1997. №2. С.81-85

47. Касатиков В.А., Усенко В.И., Касатикова С.М., Шабардина Н.П. Влияние осадков городских вод на поведение тяжелых металлов в агроценозах дерново-подзолистых почв и выщелоченных черноземах. Сб. трудов ВНИП-ТиОУ. Владимир, 1998. Вып.1. С.144-150

48. Ковалевич З.С., Дубиковский Г.П. Содержание подвижных форм микроэлементов в почве и баланс их при внесении микроудобрений //Агрохимия. 1988. №8. С.82-88

49. Ковда В.А., Якушевская И.В., Тюрюканов А.Н. Микроэлементы в почвах Советского Союза. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1959. 67с.

50. Кузнецов А.В., Овчаренко М.М., Новикова Г.А. Методические указания по прогнозированию загрязнения дерново-подзолистых почв тяжелыми металлами по данным агрохимического обследования. М., ЦИНАО, 1994

51. Кузнецов А.В., Павлихина А.В., Овчаренко М.М., Максимов П.Г., Леонова И.Н. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных участках. М., ЦИНАО, 1996, 14 с.

52. Лебедева Л.А., Амельянчик О.А., Лебедев С.Н., Мохамед Ф. Биологические свойства дерново-подзолистой почвы, загрязненной ТМ. В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С.202-210

53. Лебедева Л.А., Лебедев С.Н., Графская Г.А., Едемская Н.Л. Эколого-биологическая оценка состояния агроценоза и роль агрохимических средств в повышении его продуктивности. В сб.: Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах. М., 1998. С.69-74

54. Лойко П.Ф., Каштанов А.Н., Милащенко Н.З., Овчаренко М.М. и др. Научные основы мониторинга земель Российской Федерации. М., 1992. 160с.

55. Лукин С.В. Закономерности накопления Zn в сельскохозяйственных куль-% турах //Агрохимия. 1999. №2. С.86-89

56. Лях Т.Г. Содержание и распределение подвижных форм микроэлементов в эродированных почвах. Мелиорация и химизация земледелия Молдавии. Тез. докл. Респ. конф., 11-12 июля, 1988 г. 4.1. Кишинев, 1988. С. 113-114

57. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996, 316 с.

58. Мальгин М.А., Пузанов А.В. Микроэлементы в почвах северо-восточной части Убсупурской котловины //Сиб. биол. журнал. Серия биологические науки. 1991. №2. С.53-60

59. Махонько Э.П. и др. Пространственные и временные параметры системы наблюдения и контроля за загрязнением почв тяжелыми металлами. Труды ин-та экспериментальной метеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1987. ВыпЛ4. С.85-90

60. Мерзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Нестерович И.А., Фомкина Т.П. Агроэкологи-ческая оценка осадков сточных вод. Агрохимия, №5, 1995, с.102-108.

61. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. Изд. 2-е. Минсельхоз России, ЦИНАО. М., 1992. 61с.

62. Минеев В.Г. Проблема тяжелых металлов в современном земледелии. В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С.5-11

63. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. М.: Агропромиз-дат, 1990. 287с.

64. Минеев В.Г., Дебрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. М.: Колос, 1993. 415 с.

65. Минеев В.Г., Егоров B.C. Баланс меди, цинка и марганца в дерново-подзолистых почвах с различными уровнями содержания подвижного фосфора//Агрохимия. 1997. №8. С.5-9

66. Мотузова Г.В., Карпова Е.А., Малинина М.С., Чичева Т.Б. Почвенно-химический мониторинг фоновых территорий. М., МГУ, 1989, 86 с.

67. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд. МГУ, 1985. 375с.

68. Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и • мышьяка в почвах (дополнение №1 к перечню ПДК и ОДК №6229-91): Гигиенические нормативы. ГН 2.17.020-94. М.: Информ.-изд. центр Госком-санэпиднадзора России, 1995. 8с.

69. Панасин В.И. Микроэлементы и урожай. Калининград, 1995. 281с.

70. Первунина Р.И., Зырин Н.Г., Малахов С.Г. Показатели загрязнения системы почва -сельскохозяйственные растения кадмием. Труды НИИ экспер. метеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1987. Вып.14. С.60-65

71. Перцовская А.Ф., Паникова Е.Л., Великанов Н.Л. влияние тяжелых металлов на биосистемы почвы в зависимости от ее рН //Гигиена и санитария. 1987. №4. С.14-17

72. Покровская С.Ф., Касатиков В.А. Использование осадка городских сточных вод в сельском хозяйстве. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. 58с.

73. Потатуева Ю.А., Касицкий Ю.И., Хлыстовский А.Д., Прищеп Е.Г., Си-доренкова Н.К., Янишевский Ф.В. Влияние длительного применения фосфорных удобрений на накопление в почве и растениях тяжелых металлов //Агрохимия. №11. 1994. С.98-113

74. Потатуева Ю.А., Сидоренкова Н.К., Русанов Н.В., Прищеп Е.Г., Граду-сова Т.И. Поведение кадмия на различных почвах. В сб.: Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах. М., 1998. С.417-423

75. Почвенно-экологический мониторинг //Под ред. Д.С. Орлова и В.Д. Васильевской. М., МГУ, 1994, с. 147-158.

76. Прокачева В.Г., Усачева В.Ф. Снежный покров в сфере влияния города. Д.: Гидрометеоиздат, 1989. 176с.

77. Просянников В.И., Орехова Г.Н., Агеенко Г.К., Просянникова О.И. Степень загрязнения ТМ г. Анжеро-Судженска (Кемеровская обл.). В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С.222-227

78. Просянникова О.И., Анохин B.C. Тяжелые металлы в почве и урожае //Агрохимический вестник. 1999. №4. С. 10-13

79. Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М.: Агропромиздат, 1986. 209с.

80. 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.

81. Стрнад В. Комплексообразование меди, цинка, свинца и кадмия с фуль-вокислотами природных вод: Автореф. дис. канд. биол. наук. М, 1984. 24с.

82. Стрнад В., Золотарева Б.Н., Ровинский Я.Ф. Взаимодействие соединений тяжелых металлов с минералами и почвами. В кн.: Биологический круговорот и процессы почвообразования. Пущино, 1984. С. 149-164

83. Тютюнова Д.И. Цинк и кадмий в природных поверхностных и подземных водах. В кн.: Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992.

84. Фатеев А.И., Лысенко М.Н. Трансформация тяжелых металлов в почвах с различной буферной способностью. В кн.: Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М., 1994. С.137-139

85. Федоров А.С., Шахов А.С. Влияние техногенных факторов на изменение химических свойств почв. Тез. докл. 8-го Всесоюз. делегат, съезда почвоведов. Новосибирск, 1989. Кн.2. С. 198

86. Цаплина М.А. Миграция и трансформация соединений свинца, кадмия и цинка в дерново-подзолистой почве. Труды 10 науч. конф. молодых уче• ных факультета почвоведения МГУ, Москва, 28-30 ноября 1988. М.: Изд-во1. МГУ, 1989. С.92-93

87. Цемко В.П. и др. Процессы рассеяния микроэлементов в почвах. Микроэлементы в окружающей среде. Киев: Наукова Думка, 1980. С.31-34.

88. Цыганок С.И. Влияние длительного применения фосфорных и известковых удобрений на накопление тяжелых металлов в почве и растительной продукции: Автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. биол. наук. М., 1994. 26с.

89. Чеботарева Н.А. Амальгамная полярография с накоплением и ее использование для изучения форм содержания меди, цинка, свинца в почвах: Автореф. диссканд. биол. наук. М., 1970. 23с.

90. Черных Н.А. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва-растение при различной антропогенной нагрузке: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биол. наук, ВИУА. М.,1995.39с.

91. Черных Н.А., Ефремова Л.Л. Пути устранения негативного действия свинца на растения //Бюллетень ВИУА. №92. М., 1988mi

92. Черных H.A., Ладонин В.Ф. Вопросы нормирования содержания тяжелых металлов в почве //Химия в сельском хозяйстве. 1995. №5. С.10-13

93. Черных Н.А., Овчаренко М.М., Поповичева Л.Л., Черных И.Н. Приемы снижения фитотоксичности тяжелых металлов //Агрохимия. 1995. №9. С.101-107

94. Шильников И.А., Лебедева Л.А., Лебедев С.Н., Графская Г.А., Сопиль-няк Н.Т., Ефремова Л.В., Грешникова Е.В., Семенова Н.П., Бодров А.В., Панасюк Р.Г. Факторы, влияющие на поступление тяжелых металлов в растения //Агрохимия. 1994. №10. С.94-101

95. Шильников И.А., Никифорова М.В., Овчаренко М.М. Миграция тяжелых металлов из корнеобитаемого слоя дерново-подзолистых пахотных почв //Агрохимия. 1997. №8. С.56-61• 135. Шильников И.А., Овчаренко М.М., Никифорова М.В., Аканова Н.И.

96. Миграция кадмия, цинка, свинца и стронция из корнеобитаемого слоя дерново-подзолистых почв //Агрохимический вестник. 1998. №5-6. С.43-44

97. Ягодин Б.А. Кольцо жизни//Агрохимический вестник. 1998. №3. с. 10-13

98. Ягодин Б.А., Виноградова С.Б., Говорина В.В. Кадмий в системе почва-удобрение-растение-животные организмы и человек//Агрохимия. 1989. №5

99. Ягодин Б.А., Говорина В.В., Виноградова С.Б. Никель в системе почва-удобрение-растение-животные и человек//Агрохимия. 1991. №1. С.128-138

100. Ягодин Б.А., Говорина В.В., Виноградова С.Б., Замараев А.Г. Накопление кадмия и свинца некоторыми сельскохозяйственными культурами на дерново-подзолистых почвах разной степени окультуренности //Известия ТСХА. 1995. Вып.2. С.85-96

101. Ягодин Б. А., Ермолаев А А. Микроэлементы в сбалансированном питании растений, животных и человека //Химия в сельском хозяйстве. 1995.- №2-3. С.24-26

102. Ягодин Б.А., Кидин В.В., Цвирко Э.А., Маркелова В.Н., Саблина С.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение //Химия в сельском хозяйстве. 1996. №5. С.43-45

103. Alloway B.J., Jackson А.Р. The behaviour of heavy metals in sewage sludgemended soil. Sci.total environ., 1991, 100. P. 151-176

104. Bergkvist B.O. Soil solution chemistry and metal ludgest of spruce forest ecosystems in Sr Sweden.«Water, Air and Soil Pollut», 1987, 38, №1. P.131-154

105. Browman M.G, Spalding B.D, 1984. Reduction of radiostrontium mobility in acid soils by carbonate treatment. J. Environ. Anal, 1984, v. 13, №1. P. 166-172

106. Cordero A., Chavaria A. Encalado de ultisoles en Costa Rica: II Aniones (P, B, S) у elementos menores cationicos (Ze, Cu, Zn, Mn). Turrialba, 1987, 37, №1.P. 59-70

107. El-Bassam N. Anreicherung und Verlagerung Von Cadmium in Boden durch Lufur Kommundler Siedlungsadfallen. Landwirtsch. Forsch. 1977. Bd.30. H.3. S. 215-220

108. El-Bassam N. et al. Arsenic transfer in soils. Environm. Pollut. 11-th. ann Meet. Cadarache, 1975, №1. P. 1-6

109. Francek Mark A. Soil lead levels in a small town environment: A case study from Mt. Pleasant-Michigan. Environ. Pollut. 1992. Vol. 76, №3. P.251-257

110. Gorlach E., Curyto Tadeusz. Wplyw wapnowania na plonowanie i sklad chemiczny runi lakowej w zaleznosci od pH gltby. Cz. II. Zawartosc mikroelementow. Acta agr. et silv. Ser. agr., 1987, 26. C. 121-133

111. Jochi L.C. Dhir R.P., Gupta B.S. Influence of soil parameters on DTPA extractable micronutrients in arid soils. Plant and Soil, 1983, 72, №1. P.31-38

112. Keul M., Preda M. u. a. Blei-und Cadmiumgehalte in Maispflanzen in Abhangigkeit vom Schwetallgehalt und der Textur des Bodens. «Contrib. bot. Univ. Cluj-Napoca», 1987. S.229-304

113. Komisarek J. et al. Wplyw СаСОЗ na zawartos'c roznych form Cu, Zn i Pb w glebach skazomych. Pr. Komiss. nauk Rol./ J. Komiss. nauk les./PTPN-1990(1991)-69. C.53-62

114. Hoffman Gg. Zusammenhange zwischen Kritischen Schadstoffgehalten im Boden, in Futter-und Nahrungspflanzen. Ibid. 1982. S.130-153

115. Lux W., Piening H. Distribution patterns of heavy metals in the soils of Hamburg and calculation of 100-years-emission. (Abstr.). 3 rd Int. Symp.

116. Environ. Geochem/ and Health Uppsala, 16-19, Sept., 1991/Rapp. och. medd// Sver. geol. undrsokn. 1991, №69.

117. Otero L. et al. Influencia de los licores de Moa en el agua de drenaje al aplicarse en sueios corbonatados. Cienc. agr., 1987, №30, 102-105

118. Pacyna D.M., Hanssen D.E. Emission and long-range transport of trace-elements in Europe. Tellus. 1984, vol. 36, №3. P.163-178

119. Piotrowska M. Uruchamianie metali ciezkich w globach zanuczyszcronich pilami huty miedzi i ich pobieramie przez Kupkowke //Pamietnik Pulawski. Prace IUNG. 1981 Z.75. - S.181-186

120. Rauta C., Jonescu A., Carstea S, Neata G. Effectele poluarii solulni cu plumb asupra unor plante de cultura //An. Inst. cerc. pedol. si agrochim. 1988. V. 48. P.257-267

121. Rauta C., Carstea S. Some aspects of soil pollution research in Romania rans. 13-th Congr. Int. Soc. Soil Sci. Hamburg, 1986. V.2., S.I., s.a. P.439-440

122. Ruszkowska M. Dynamic and balance of mineral nurtients in a lesimetric experiment. Rocz. Nauk. Poln., 1979, №1. P.173

123. Shalscha E.B., Morales M., Praff P.F. Lead and molybdenium in soils and forage near an atmospheric soure//I. Environ. Qual. 1987. V. 16. №4. P.313-315

124. Schumann H., Haase H. Bleibelastung von Boden eines industriellen Ballungsraumes//Wiss. Beitr. Luther Univ. Halle, Wittenberg. 1988. №34. pi 23

125. Shacklette H.T., Boerugen J.G. Element concentration in soils and other surficial materials of the conterminous United States, U.S. Geol. Surv. Prof. Pap., 1270, 1984.

126. Simard R.R., Evans L.J., Bates Т.Е. The effects of additions of СаСОз and P on the soil solution chemistry of a Podzolic soil/ Can. J. Soil Sci., 1988, 68, №1. P.41-52

127. Skokart P.O. et al, 1985. Influence of the soil properties on the physico-chemical behaviour of Cd, Zn, Cu and Pb in polluted soils. Contam. Soil. 1st int. TNO Conf, Ufrecht, 11-15 Not, 1985. Dordrecht e.a, 1986. P. 129-131

128. Teichgraber B. Bestandsaufnahme einiger anorganischer Spurenstoffe in einem Ackerbaugebiet //Wasser und Boden. 1988. B.40. №1. S.26-30

129. Thormpson M.L., Troech F.R. Soils and soil fertility. Mc. Grow Hill Corp., 1978. 516p.

130. Xian X. Chemical partitioning cadmium, zinc, lead and copper in soils near smelter /Я. Environ. Sci. and Health. 1987. V.22. №6. P.527

131. Yadav D.C., Singh M. Influence of applied Cu, Fe and СаСОЗ on DTP Aextractable Cu and Fe in texturally different soils. Haryana Agr. Univ. J. Res. 1983, 13, №4. P.531-536

132. Картограммы содержания тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий

133. Основой для составления картограмм являются результаты определения содержания валовых и подвижных форм элементов в почвенных пробах и ОДК тяжелых металлов и мышьяка в почвах.