Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование мелиорантов для снижения поступления тяжелых металлов в ягоды черной смородины

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Использование мелиорантов для снижения поступления тяжелых металлов в ягоды черной смородины"

На правах рукописи

Роева Татьяна Александровна

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕЛИОРАНТОВ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОСТУПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЯГОДЫ ЧЁРНОЙ СМОРОДИНЫ

Специальность 06.01.07 - плодоводство и виноградарство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Орёл - 2008

003457145

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте селекции плодовых культур Российской Академии сельскохозяйственных наук, д. Жилина Орловского района Орловской области

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

кандидат сельскохозяйственных наук Кузнецов М.Н.

доктор сельскохозяйственных наук Князев С,Д

доктор биологических наук Громова В.С.

Ведущая организация ГНУ Северокавказский зональный

НИИ садоводства и виноградарства

Защита диссертации состоится " декабря 2008 г. в ^ часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.052.01 в Орловском аграрном университете по адресу: 302019 г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.

С диссертацией можно ознакомится в читальном зале библиотеки ОГАУ (г. Орел, Бульвар победы, 19).

Автореферат разослан 22/ ноября 2008 г

С авторефератом можно ознакомиться на сайте www.orelsau.ru

Отзывы на автореферат в 2 экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 302019 г. Орел, ул. Генерала Родина, 69, ОрелГАУ, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 220.052.01 Л.П.Степановой.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Нарастание антропогенного потока тяжёлых металлов (ТМ) в окружающую среду отмечено для большинства про-мышленно развитых областей РФ. Устойчивая теденция повышения содержания ТМ в почвах Орловской области показана в работе Р.Н. Ляшук, М.Н. Кузнецова, А.Г. Арина (2007). Загрязнение плодов и ягод ТМ при повышенном их содержании в окружающей среде, показано С.М. Моты-лёвой (2000), Т.В. Сенновской и А. А. Сергиенко (2004), М.Е. Подгорной, В.М. Смольяковой (2000).

Выращивание высококачественных ягод черной смородины, богатых витаминами и свободных от различных загрязнителей, опасных для здоровья человека является актуальной задачей адаптивного садоводства. Поэтому важным представляется разработка агротехнических приемов, снижающих поступление ТМ в плодово-ягодную продукцию. До настоящего времени практически не проводилось комплексных исследований «поведения» ТМ в ягодных агроценозах с учетом специфики этих агро-экосистем.

Традиционно для уменьшения доступности ТМ растениям предлагается использовать известкование почвы. Однако возможности этого агро-приёма в ягодных агроценозах изучены недостаточно. Интерес представляет также использование нетрадиционных методов, таких как применение природных цеолитов. Природный минерал цеолит обладает уникальными сорбционными, ионообменными, каталитическими, селективными и пролонгирующими свойствами, что обуславливает его использование в земледелии в качестве высокопродуктивного сорбента-мелиоранта. В настоящее время сведения о применении природных цеолитов для снижения поступления ТМ в растения накоплены преимущественно для однолетних полевых и овощных растений (Минеев и др., 1989; Дорошкевич и др., 2002; Шеуджен и др., 2002; Зялалов и др., 2002; Мухаметдинова и др., 2007). Плодовые и ягодные культуры исследованы в этом плане недостаточно. В научной литературе нет данных об эффективных для ягодных культур (в частности для черной смородины) дозах цеолита при конкретной антропогенной нагрузке.

В связи с этим, являются актуальными исследования количественных возможностей и границ действия агроприёмов, снижающих поступление ТМ из почвы в ягодные культуры в конкретных почвенно-климатических условиях при реальном загрязнении ТМ.

Цель и задачи исследования. Цель исследования - изучить влияние мелиорантов (цеолита и извести) на агроэкологические показатели серой лесной почвы, поступление ТМ в растения, урожайность, качество ягод

черной смородины в условиях реального агрогенного загрязнения почвы ТМ.

В связи с этим поставлены следующие задачи:

¡.Изучить влияние мелиорантов на подвижность РЬ, №, Ъ\\. Си в почве и распределение ТМ в почвенном профиле.

2. Изучить влияние цеолита на агрохимические и некоторые физические свойства почвы при выращивании черной смородины.

3.Изучить влияние мелиорантов на накопление РЬ, N1, Ъа. Си, Ре в листьях и ягодах черной смородины.

4. Оценить влияние мелиорантов на урожайность и качество ягод черной смородины.

5.Определить дозы цеолита, снижающие экологический риск загрязнения тяжелыми металлами ягод черной смородины.

6. Рассчитать экономическую эффективность применения цеолита.

Новизна исследований.

Впервые в условиях реального агрогенного загрязнения в полевых опытах проведено комплексное изучение влияния мелиорантов на агро-экологические показатели почвы, некоторые биохимические показатели черной смородины, урожайность и качество ягод, особенности накопления тяжелых металлов в растениях черной смородины.

Впервые дана количественная оценка возможностей применения Хо-тынецкого цеолита для мобилизации подвижных форм ТМ в серой лесной почве ягодного агроценоза, имеющей благоприятный агрофон и содержание ТМ в несколько раз превышающее регионально-фоновое.

Впервые показано, что поступление микроэлементов в листья и ягоды чёрной смородины в условиях уменьшения содержания доступных растениям форм микроэлементов в почве зависит от физиологической значимости элемента, агрофона и химических особенностей элемента.

Положения, выносимые на защиту.

- цеолит Хотынецкого месторождения снижает содержание подвижных форм РЬ, №, 2п, Си в серой лесной среднесуглинистой хорошо окультуренной почве, имеющей содержание этих элементов в 2-6 раз выше регионально-фонового;

- цеолит Хотынецкого месторождения влияет на поступление РЬ, №, Ъа, Си и Ре в листья и ягоды черной смородины, а действие цеолита зависит от природных свойств, физиологической значимости элемента и от фона минеральных удобрений.

Практическая значимость. Выявленная в результате исследований оптимальная экологически и экономически обоснованная доза цеолита Хотынецкого месторождения может быть использована под культуру черной смородины на серой лесной почве с благоприятным агрофоно.м,

имеющей содержание ТМ, в несколько раз превышающее фоновый уровень для минимизации экологического риска получения загрязнённых ягод.

Апробации работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийской научно-методической конференции «Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения» (Орел, 2007), на международной интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития химии» (Орел, 2008), на Международной научно-методической конференции «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2008).

Публикации. Автором опубликовано б научных работ (1 в печати).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций к производству, списка литературы. Содержание изложено на 150 страницах машинописного текста, включает 26 таблиц, 28 рисунков, 6 приложений. Библиографический список состоит из 206 наименований, из них 55 на иностранном языке. При оформлении диссертационной работы использованы возможности компьютерной графики, текстового редактора Word.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы.

В обзоре литературы показано хозяйственное значение и особенности культуры черной смородины, источники поступления ТМ и их трансформация в почве, пути поступления ТМ в растения, физиологическая роль микроэлементов в растении, их токсичность, эффективность применения извести и цеолита для снижения подвижности ТМ в почве и влияние мелиорантов на поступление микроэлементов в растения.

Глава 2. Почвенно-кл»магические условия. Объекты и методы

исследований.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории агроэкологии Всероссийского научно-исследовательского института селекции плодовых культур (ВНИИСПК) в 2004-2008 гг.

Объектом исследования является агроэкосистема полевого опыта с черной смородиной сорта Кипиана, заложенного в 2004 году.

Кипиана - сорт среднепозднего срока созревания, получен от скрещивания формы 762-5-82 и сорта Экзотика. Сочетает иммунитет к мучни-

стой росе и почковому клещу, высокую устойчивость к ржавчине. В 2002 году включен в Госреестр сортов, допущенных к использованию по Центрально-Черноземному региону.

Почва опытного участка - серая лесная среднесуглинистая. Почвооб-разующая порода - лессовидные суглинки. Агрохимическая характеристика почвы: рНКа 5,4±0,15, содержание подвижного фосфора 43,78±3,7, обменного калия 29,7±5,3 мг/100 г почвы, содержание гумуса 3,7±0,14 %, сумма поглощенных оснований 19,01±4,7 мг-экв/1 ООг почвы.

Территория опытного хозяйства ВНИИСПК используется в садоводстве более 50 лет. В результате длительного интенсивного применения средств защиты растений валовое содержание ТМ в почве опытного участка превысило регионально-фоновую концентрацию: РЬ и № - в 2 раза, - в 3 раза, Си - в 6 раз. Валовое содержание Си превысило ОДК (доп. №1 к пер. ПДК и ОДК № 6229-91). Содержание подвижных форм ТМ составило: РЬ 0,08±0,01; № 0,28±0,03; Си 0,56±0,09; Ъъ 15,03±1,9. На 10% опытных делянок содержание подвижных форм 2п было выше ПДК„0 ,0.

При выборе доз минеральных удобрений и извести опирались на потребность культуры в основных питательных элементах. Внесение извести - 2 т/га - обусловлено рекомендациями для данной культуры.

Цеолит вносили в возрастающих дозах 3, 8, 16, 24 т/га на фоне КдоРдаКро и без фона. Данные дозы основаны на литературных данных и являются экспериментальными. В опытах был использован цеолит Хоты-нецкого месторождения Орловской области. Удобрения и мелиоранты вносили при посадке в слой почвы 0-20 см. Схема посадки 0,7x3,0 м. Площадь делянки 14 м2.

Схема опыта: 1. контроль (без удобрений); 2. известь 2 т/га; 3. цеолит 3 т/га; 4. цеолит 8 т/га; 5. цеолит 16 т/га; 6. цеолит 24 т/га; 7. известь 2 т/га + цеолит 3 т/га; 8. К^РроК® + цеолит 3 т/га; 9. ЫэоРсадКуо + известь 2 т/га; 10. ^оРуоКдо; 11. ^РадКс» + цеолит 8 т/га; 12. Ы^РзоКдо + цеолит 16 т/га; 13. ^доРдоКдо + цеолит 24 т/га. Опыт заложен в 4х-кратной повторности. Расположение вариантов по делянкам рендомизированное.

За время проведения исследований отмечены следующие особенности метеоусловий: вегетационный период 2005 года характеризовался неравномерным распределением осадков: май и июнь изобиловали дождями (количество осадков в июне в 2 раза превысило среднемноголетние данные), июль и август были засушливыми; в вегетационный период 2006 года выпало максимальное количество осадков (317 мм); лето 2007 года было самое жаркое со средней температурой вегетационного периода 17,8 °С и минимальным количеством осадков (112 мм); вегетационный период 2008 года характеризовался достаточным увлажнением, количество осадков составило 198 мм.

Техника отбора проб почвы соответствует требованиям «Методических рекомендаций УНИИС» (Киев, 1985) и ГОСТу 174.3.01-83 - «Общие требования к отбору проб».

Анализ почвы проводился по следующим методикам:

Агрохимические показатели почвы: рНка - потенциометрически (ГОСТ 26483-85); гидролитическая кислотность по Каппену (ГОСТ 26212-91); содержание подвижного фосфора и обменного калия в почвенных вытяжках по Чирикову (ГОСТ 26204-84); сумма обменных оснований кальция и магния тригонометрически (МРТУ, 1968); сумма поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу тригонометрически (ГОСТ 26487-85); определение гумуса по методу Тюрина (ГОСТ 26213-84).

Физические показатели почвы: плотность скелета почвы - буровым методом; структура почвы - по методу Саввинова.

Содержание подвижных форм ТМ в почве (в вытяжке ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8) методом высокоэффективной жидкостной хроматографии; валовое содержание ТМ - рентгенфлуоресцентным методом.

Техника отбора проб растений соответствует требованиям Программы и методики сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур (Орел, 1999). Изучение растений проводилось по следующим методикам:

Биометрические показатели: учет урожайности и определение средней массы ягоды по методике сортоизучения ягодных и орехоплодных культур (Орел, 1999); вегетативный прирост методом линейных параметров в конце вегетации в соответствии с программно-методическими указаниями по агротехническим опытам (Орел, 1999).

Биохимические показатели: химический состав ягод - растворимые сухие вещества рефрактометрическим методом (ГОСТ 28560-90); общая кислотность (ГОСТ 25555.0-08); содержание Сахаров по методу Бертрана (ГОСТ 8756.13); содержание аскорбиновой кислоты (ГОСТ 24556-89); содержание ТМ (Pb, Ni, Zn, Си, Fe) в растительных пробах определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии по МУК 4.1.053-96. Биохимический анализ ягод проводился сотрудниками лаборатории биохимической и технологической оценки плодов ГНУ ВНИИ СПК.

Полученные в результате исследований данные обрабатывали статистическим методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985) с использованием программы TVA и пакета программ Microsoft Exel.

Глава 3. Влияние цеолита и извести на агроэкологнческне свойства серой лесной почвы.

3.1. Влияние цеолнга и извести на агрохимические и некоторые физические свойства почвы. При изучении влияния мелиорантов на агрохимические показатели почвы, за годы исследования (2005-2007 гг.) отмечена положительная динамика подвижного фосфора и обменного калия в варианте 3 т/га цеолита на неудобренном фоне. В отдельные годы исследований отмечено достоверно более высокое содержание подвижного фосфора в слое почвы 20-40 см в вариантах с цеолитом. Не установлено достоверного влияния цеолита на показатели кислотности почвы. При внесении цеолита (от 3 до 24 т/га) плотность скелета почвы в слое 0-30 см уменьшилась в среднем от 1,2 до 1,07 г/см3 соответственно. В варианте 24 т/га цеолита увеличилось содержание агрегатов размером меньше 2 мм по сравнению с контролем, что может свидетельствовать о пептизирующем влиянии цеолита на почвенные коллоиды.

3.2. Влияние цеолита и извести на содержание ТМ в почве. Почве свойственна неоднородность пространственного распределения микроэлементов (Обухов, Попова, 1992; Самонова и др., 2000). Содержание подвижных форм ТМ в почве опытного участка характеризовалось сильным варьированием. Коэффициенты вариации составили: РЬ - 42%, Си -45%, № - 31%, Ъп - 35%.

Содержание подвижных форм ТМ в почве уменьшалось при внесении цеолита. Из-за высокого варьирования, показатель абсолютного содержания микроэлементов в почве не позволял правильно оценить влияние цеолита, поскольку исходные различия между опытными делянками могли превосходить различия, полученные в результате действия цеолита (таблицы 1, 2).

Дисперсионный анализ абсолютных значений содержания микроэлементов после внесения мелиорантов показал достоверные различия по вариантам опыта только для Ъа. и N1 (таблица 1). По абсолютным значениям содержания подвижных РЬ и Си, имевших более высокую вариацию, различия между вариантами опыта недостоверны (таблица 2).

Для более точной оценки влияния цеолита на подвижность ТМ использованы как показатель абсолютной величины содержания подвижных форм ТМ после внесения мелиорантов, так и показатели учитывающие исходное содержание элементов в почве:

АТМ = ТМП-ТМ1 ТМ1 / ТМП,

где: ТМ1 - исходное содержание элемента в почве;

ТМП - содержание элемента в почве после внесения мелиорантов.

Таблица 1. Содержание подвижных форм N1 и /,п в слое почвы 0-20 ем (мг/кг) I - до внесения мелиорантов, II - после внесения мелиорантов (2004, 2006 гг.)

Варианта опыта N1 Д№ гп дгп

№ I № „ '/.п, 2п„

Контроль 0,245 0,251 + 0,006 19,287 18,644 - 0,643

Цеолит 3 т/га 0,330 0,170 -0,160 12,417 10,390 - 2,027

Цеолит 8 т/га 0,397 0,176 - 0,220 15,195 11,133 -4,061

Цеолит 16 т/га 0,295 0,151 -0,165 12,117 8,622 - 3,495

Цеолит 24 т/га 0,317 0,132 -0,185 13,693 9,638 - 4,054

№>К 0,296 0,269 - 0,027 11,750 12,003 + 0,253

№К + цеолит 3 т/га 0,280 0,234 -0,046 15,535 14,323 -1,211

МРК + цеолит 8 т/га 0,255 0,147 -0,107 13,922 11,006 -2,916

МРК + цеолит 16 т/га 0,257 0,160 - 0,096 18,172 13,709 - 4,463

№К + цеолит 24 т/га 0,262 0,150 -0,112 18,983 13,466 -5,516

Известь 2 т/га 0,220 0,165 - 0,055 12,992 15,858 + 2,866

Известь 2 т/га + цеолит 3 т/га 0,220 0,151 - 0,069 15,090 13,176 -1,914

№>К + известь 2 т/га 0,295 0,169 -0,126 18,202 16,377 -1,825

НСР05 0,09 5,58

Таблица 2. Содержание подвижных форм РЬ и Си в слое почвы 0-20 см (мг/кг) I - до внесения мелиорантов, II - после внесения мелиорантов (2004, 2006 гг.)

Варианты опыта РЬ ЛРЬ Си Д Си

РЬ, РЬ п Си,, 2п „

Контроль 0,100 0,108 + 0,008 0,507 0,497 -0,010

Цеолит 3 т/га 0,060 0,055 - 0,005 0,610 0,433 -0,170

Цеолит 8 т/га 0,135 0,077 - 0,057 0,695 0,407 -0,288

Цеолит 16 т/га 0,072 0,044 - 0,028 0,532 0,267 -0,265

Цеолит 24 т/га 0,067 0,031 - 0,036 0,565 0,245 -0,320

№>К 0,090 0,079 -0,011 0,415 0,378 -0,037

МРК + цеолит 3 т/га 0,110 0,099 - 0,011 0,677 0,635 -0,042

ИРК + цеолит 8 т/га 0,085 0,055 - 0,030 0,695 0,470 -0,225

МРК + цеолит 16 т/га 0,066 0,044 - 0,022 0,572 0,365 -0,207

МРК + цеолит 24 т/га 0,077 0,031 -0,046 0,505 0,282 -0,223

Известь 2 т/га 0,075 0,100 + 0,025 0,380 0,310 -0,070

Известь 2 т/га + цеолит 3 т/га 0,055 0,053 - 0,002 0,425 0,330 -0,095

МРК + известь 2 т/га 0,105 0,103 - 0,002 0,727 0,645 -0,082

НСР 05 Рф<Рт Рф<Рт

Если показатель ATM имеет положительное значение - содержание ТМ в почве увеличилось, если отрицательное - снизилось. Если отношение TMi / ТМП < 1 - содержание ТМ увеличилось, если > 1 - уменьшилось.

При оценке по ДРЬ и ДСи видна тенденция снижения подвижности этих элементов при возрастании доз цеолита (таблица 2).

Показатель ТМ[ / ТМП имеет положительное значение и более удобен для дисперсионного анализа. При оценке по этому показателю достоверное снижение подвижности под влиянием цеолита отмечено не только для Zn и Ni, но и для РЬ и Си, как в горизонте почвы 0-20 см, так и в горизонте почвы 20-40 см (таблица 3). Показатель TMi / ТМП достоверно выше контроля в вариантах с дозами цеолита 8, 16 и 24 т/га. Внесение цеолита свыше 8 т/га не приводило к дальнейшему значительному снижению содержания подвижных форм ТМ в почве.

Таблица 3. Отношение содержания подвижных форм ТМ j / ТМ п (2004, 2006 гг.)

РЬ № Zn Си

Варианты опыта горизонт, см

0- 20- 0- 20- 0- 20- 0- 20-

20 40 20 40 20 40 20 40

Контроль 0,92 0,91 0,97 0,83 1,03 0,94 1,03 1,04

Цеолит 3 т/га 1,09 0,94 1,94 1,14 1,19 0,93 1,91 1,18

Цеолит 8 т/га 1,75 2,72 2,25 1,81 1,37 1,13 1,84 1,99

Цеолит 16 т/га 1,63 2,17 1,95 2,62 1,40 1,10 2,23 1,91

Цеолит 24 т/га 2,16 2,23 2,40 2,50 1,42 1,48 1,75 2,21

№К 1,14 1,03 1,10 1,10 0,97 1,01 1,08 1,21

№К + цеолит 3 т/га 1,11 1,09 1,20 1,12 1,08 1,12 1,08 1,16

ЫРК + цеолит 8 т/га 1,54 1,29 1,74 1,50 1,26 1,21 1,64 1,40

ЫРК + цеолит 16 т/га 1,50 1,79 1,58 1,33 1,32 1,25 1,63 1,53

>1РК + цеолит 24 т/га 2,48 2,11 1,75 1,56 1,41 1,68 2,13 1,63

Известь 2 т/га 0,75 1,63 1,33 1,07 0,81 0,91 1,02 1,08

Известь 2 т/га + цеолит 3 т/га 1,04 1,20 1,46 1,31 1,14 1,20 1,28 1,19

№К + известь 2 т/га 1,02 0,98 1,75 1,06 1,11 0,97 1,13 1,14

НСР 05 0,40 1,05 0,72 0,63 0,23 0,37 0,81 0,41

Влияние цеолита на подвижные формы РЬ, №. Ъх\ и Си зависело от фона минеральных удобрений. На примере 2п видно, что на удобренном фоне действие наименьшей дозы цеолита (3 т/га) было более слабым, чем без удобрений. Максимальная доза цеолита 24 т/га в 1,5 раза сильнее снижала концентрацию цинка в почве, когда была использована в сочетании с ЫугРдпКэо (рисунок 1). Концентрация N1 и Си сильнее снижалась в вариантах с применением цеолита без минеральных удобрений.

Влияние минеральных удобрений может быть связано с изменением условий химического равновесия в почвенном растворе при внесении удобрений и конкуренцией между ионами за сорбционные места (Ладо-нин, 2000).

О 3 8 15 24 О 3 8 16 24 дозы цеолита, т/га

3 8 16 24 0 3 8 16 24 дозы цеолита, т/га

11ИВ1 цеолит на фоне N9.jP90K.90 ДМ цеолит без удобрений

Рисунок 1. Изменение содержания подвижных форм № и ¿\\ при внесении возрастающих доз цеолита (2004. 2006 гг.)

Наиболее радикальным приемом, влияющим на основные процессы трансформации в системе «почва-растение» считается известкование (1.а«сг\\сгГГ. 1972; Первунина и др., 1985; Обухов. Плеханова. 1995; Овча-ренко и др.. 2005). Использование в опыте близких по объёму доз извести и цеолита (2 и 3 т/га соответственно), позволяет сравнить влияние этих мелиорантов на подвижность микроэлементов в почве (таблица 4).

Внесение извести на неудобренном фоне, уменьшало содержание подвюкных N1 и Си, и не обеспечивало снижения подвижности РЬ и Ъ\\ в обследованных горизонтах почвы.

При внесении извести на фоне минеральных удобрений содержание РЬ и Ъа в слое 0-20 см снизилось соответственно на 2% и 10%, но в нижележащем слое 20-40 см содержание подвижных форм РЬ и Zn увеличилось. В условиях опыта наиболее стабильное снижение подвижности всех изучаемых ТМ в слое 0-40 см отмечено при внесении 3 т/га цеолита на фоне минеральных удобрений, и в варианте с совместным внесением 3 т/га цеолита и 2 т/га извести.

Таблица 4. Сравнительная оценка влияния мелиорантов на содержание подвюкных форм микроэлементов в почве (ATM, %) (2004, 2006 гг.)

Варианты опыта РЬ Ni Zn Си

горизонт, см

020 2040 020 2040 020 2040 020 2040

Известь 2т/га +33 -12 -25 -8 +22 +25 -18 -5

Цеолит 3 т/га -16 +8 48 -12 -16 -11 -29 -11

Известь 2 т/га + цеолит 3 т/га -4 -15 -32 -27 -13 -17 -21 -19

1МРК + известь 2т/га -2 +3 -43 -3 -10 +4 -11 -14

Ь1РК + цеолит 3 т/га -10 -8 -18 -2 -19 -7 -6 -9

Содержание в почве подвижных соединений ТМ характеризует актуальную токсикологическую ситуацию в почве опытного участка. Потенциальная опасность загрязнения оценивается по валовому содержанию ТМ. Валовое содержание ТМ изучалось по профилю корнеобитаемого слоя почвы. Содержание РЬ в почве было на уровне 31,3±4,7 мг/кг (0,5 ОДК) и существенно не изменилось с внесением цеолита. Валовое содержание № в профиле почвы колебалось на уровне 75-90% от ОДК (33,5±3,0 мг/кг) и также не изменялось с внесением цеолита.

Валовое содержание 7п в профиле почвы было на уровне 0,5 ОДК. Внесение 24 т/га цеолита изменило профильное распределение Ъа. с элювиального на элювиально-иллювиальное с максимумом накопления элемента на глубине 20 см (рисунок 2).

Распределение Си в профиле почвы на контрольном варианте имеет минимум на глубине 30-40 см, приуроченный к элювиальному горизонту характерному для профиля серой лесной почвы (рисунок 2). Валовое содержание меди на контроле в слоях 10-30 см и 50-60 см превышало ОДК. В варианте с внесением 24 т/га цеолита валовое содержание Си в верхней части профиля стало на 20-30 мг/кг ниже, чем на контроле, а распределение Си по профилю было более равномерным с незначительным увеличением с глубиной. При этом при внесении 24 т/га цеолита во всех изученных горизонтах почвенного профиля содержание Си стало ниже ОДК.

Причиной изменения профильного распределения ТМ под влиянием цеолита могут быть миграция водорастворимых форм в более глубокие горизонты и миграция фиксированных илистыми частицами катионов ТМ в процессе лессиважа.

Си Ъа

о 50 100 о ео 100 150

Рисунок 2. Влияние цеолита на валовое содержание ТМ в профиле почвы.

_ - контрольный вариант

----- цеолит 24 т/га

............ -ОДКТМ

Глава 4. Влияние цеолита и извести на биохимические показатели растений черной смородины, урожайность и качество ягод.

4.1. Влияние мелиорантов на содержание ТМ в листьях черной смородины. В условиях опыта без внесения минеральных удобрений содержание микроэлементов в листьях составило: РЬ (2,95) < Ni (8,46) < Zn (9,06) < Fe (14,1) < Си (17,72) мг/кг сырой массы. При внесении N90P90K90 содержание Pb, Zn и Fe в листьях увеличивалось на 10, 20 и 180 % соответственно.

Внесение цеолита способствовало достоверному снижению содержания ТМ в листьях (таблица 5). Влияние возрастающих доз цеолита на поступление микроэлементов в листья зависело от значимости этих элементов для физиологических процессов в растениях.

Таблица 5. Влияние мелиорантов на содержание ТМ в листьях черной смородины, мг/кг сырой массы (2005-2006 гг.)

Варианты опыта Без удобрений

РЬ Ni Zn Fe Си

Контроль 2,95 8,46 9,06 14,10 17,72

Цеолит 3 т/га 2,81 5,18 5,54 19,39 12,79

Цеолит 8 т/га 1,67 2,96 5,71 21,09 13.82

Цеолит 16 т/га 1,08 2.72 5,29 19,60 10,05

Цеолит 24 т/га 0,88 3.56 6,15 26,58 11,65

Известь 2 т/га 3,02 7,05 9,61 16,98 15,10

НСРо, 0,20 0,19 0,25 1.07 0,65

На фоне N90P90K90

№К 3,26 6,09 10,85 39,84 16,70

ЫРК + цеолит 3 т/га 1,27 3,30 5,84 25,34 9,26

ЫРК + цеолит 8 т/га 1,29 2,65 5,82 28,45 15,19

ЫРК + цеолит 16 т/га 0,95 1,84 8,15 25,86 11,58

ЫРК + цеолит 24 т/га 1,10 1,70 9,25 58,07 19,59

ЫРК + известь 2 т/га 1,34 3,44 5,60 27,25 10,14

НСР 05 0,21 0,16 0,37 3,18 0,67

Содержание в листьях токсичных РЬ и № (которые поступают в растение преимущественно пассивным путем) снижалось при уменьшении содержания в почве подвижных форм элементов.

Отмечено достоверное влияние минеральных удобрений. При внесении цеолита в дозе 3 т/га на фоне минеральных удобрений содержание

свинца снизилось на 60% и на столько же оно снизилось в варианте 16 т/га без удобрений (рисунок 3).

Содержание в листьях необходимых для растений элементов Си и Ре снижалось при малых дозах цеолита и возрастало при дальнейшем увеличении дозы, что может свидетельствовать о задействовании растением механизмов активного метаболического поглощения этих элементов (рисунок 4).

РЬ

\

\ 4

\

ч

ч___ -1- -,--1-

з 8

дозы цеолита, т/га

--на фоне №К-без ИРК

цш цеолита, г/га

Рисунок 3. Влияние возрастающих доз цеолита на содержание РЬ и№ в листьях чёрной смородины (мг/кг сыр. массы) (2005-2006 гг.)

Си 2п

дозы цеолита, т/га дозы цеолита, т/га

Рисунок 4. Влияние возрастающих доз цеолита на фоне ЫроРадКро на содержание Хп и Си в листьях чёрной смородины (мг/кг сыр. массы) (2005-2006 гг.)

Сравнение влияния мелиорантов на микроэлементный состав листьев показало, что при внесении извести достоверно уменьшалось содержание № и Си, а содержание РЬ и Ъп было выше контроля (таблица 6). В варианте с дозой цеолита 3 т/га, снизилось содержание М, Си, РЬ и Хп. Концентрация ТМ в листьях снижалась сильнее, когда .мелиоранты использо-

вались на фоне минеральных удобрений. Сочетание 2 т/га извести с минеральными удобрениями в 1,5 - 2,5 раза сильнее снижало содержание РЬ, №, Ъ\\, Си в листьях по сравнению с известью без удобрений. При совместном внесении извести и цеолита отмечены самые низкие концентрации токсичных № и РЬ, а содержание в листьях биогенных Ъ\\, Си и Бе снизилось незначительно или увеличилось. Неодинаковое действие мелиорантов создаёт возможности маневрирования агроприёмами в зависимости от конкретной ситуации.

Таблица б. Сравнительная оценка влияния мелиорантов на содержание микроэлементов в листьях, % к контролю (фону) (2005-2006 гг.)

Варианты опыта РЬ № Zn Си Ре

Известь 2т/га + 3% -17% + 6% -14 % + 20 %

Цеолит 3 т/га -4% - 39 % - 39 % - 28 % + 37 %

Известь 2 т/га + цеолит 3 т/га - 75 % - 58 % + 7% -2% + 134%

МэдРэдКэд + известь 2 т/га - 59 % - 43 % - 48 % - 39 % -31 %

ЫсюРвоК^о + цеолит 3 т/га - 61 % - 46 % -46% - 44 % - 34 %

Для оценки влияния цеолита на характер аккумуляции ТМ в растениях были рассчитаны коэффициенты накопления, которые представляют отношение концентрации элемента в растении к его содержанию в почве в потенциально доступной форме. Показатель Кн является комплексным, учитывающим состояние микроэлемента в системе «почва-растение».

По интенсивности накопления (Кн) листьями черной смородины ТМ образуют ряд: Ъп (0,5) < РЬ (29) < № (35)=Си (35).

Минимальные значения Кн в листьях для всех изученных микроэлементов отмечены в варианте 3 т/га цеолита на фоне К<,оРуцКгЛ. Таким образом, данный вариант обеспечивает минимальный риск полиэлементного загрязнения растений чёрной смородины.

4.2. Влияние мелиорантов на содержание ТМ в ягодах черной смородины. В условиях опыта ягоды черной смородины содержали ТМ в количествах, не превышающих принятые в настоящее время нормы ПДК, единые для всех плодов и ягод (таблица 7).

Норма химического состава ягод черной смородины по М.Ф. Несте-рину и И. М. Скурихину (1979) составляет: РЬ - 0; № - 0; Ъ\\ - 0,13; Си — 0,13; Бе - 1,3 мг/кг сырой массы. Нашими исследованиями в ягодах об-

наружены Pb и Ni. Это может свидетельствовать о необходимости оптимизации микроэлементного состава ягод.

Содержание ТМ в ягодах в 30-50 раз ниже, чем в листьях, что подтверждает существование в растении физиологических барьеров, препятствующих поступлению ТМ в генеративные органы (Евдокимова, 1992; Кинжаев, 2004; Ильин, 2007). Закономерности поступления ТМ в ягоды сходны с поступлением ТМ в листья. Это подтверждается корреляцией между содержанием микроэлементов в листьях и ягодах: г Nl = 0,77, г Cu= 0,84, г Zn= 0,77, г Fe= 0,70.

Содержание микроэлементов в ягодах зависело от метеоусловий. Во влажном 2006 году содержание ТМ в ягодах было достоверно ниже, чем в засушливом 2007 году, что можно объяснить ростовым разбавлением (в 2006 году средняя масса ягоды во всех вариантах опыта была в 1,5-2 раза больше, чем в 2007 году).

Таблица 7. Влияние мелиорантов на содержание ТМ в ягодах черной смородины, мг/кг сырой массы (2006-2007 гг.)

Варианты опыта Без удобрений пен

РЬ Ni Zn Fe Cu

Контроль 0,025 0,150 0,480 0.320 0,260 0.910

Цеолит 3 т/га 0,032 0.080 0,200 0,460 0,150 0,460

Цеолит 8 т/га 0,036 0,100 0,400 0,660 0,210 0,750

Цеолит 16 т/га 0,028 0,070 0,500 0,490 0,110 0,710

Цеолит 24 т/га 0,021 0,100 0,440 0,570 0,180 0,740

Известь 2 т/га 0,040 0,080 0,270 0,310 0,260 0,650

НСР05 Рф<Рт 0,050 0,070 0,100 0,090

На фоне N90P90K90

№>К 0,021 0,200 0,580 0,630 0,350 1,150

№К + цеолит 3 т/га 0.018 0,070 0,150 0,430 0,180 0,420

№К + цеолит 8 т/га 0,025 0,050 0,230 0,560 0.200 0,500

№К + цеолит 16 т/га 0,023 0,040 0,340 0,310 0,250 0,650

№К + цеолит 24 т/га 0.015 0,150 0,390 0,600 0,400 0,950

ОТК + известь 2 т/га 0,050 0,195 0,170 0,370 0,100 0,515

НСР 05 Рф<Рт 0,100 0,090 0,200 0,100

ПДК( мг/кг) 0,4 0,5 10.0 50,0 5,0

Внесение цеолита способствовало достоверному снижению содержания ТМ в ягодах и зависело от внесения минеральных удобрений, содержания подвижных форм ТМ в почве, природных свойств металла, значимости элемента для физиологических процессов в растениях (таблица 7).

Достоверные коэффициенты корелляции между содержанием ТМ в почве и в ягодах составили г Си= 0,78; г 2п = 0,73; г № = 0,75. Для РЬ достоверной зависимости не выявлено.

Внесение минеральных удобрений увеличивало содержание в ягодах №. Zn, Си (на 20-30 %) и Бе (на 95 %) по сравнению с контролем.

Качество ягод в условиях полиэлементного загрязнения оценивалось по показателю суммарного накопления ТМ (ПСН). Наименьшая величина СПН РЬ, №, /п и Си в ягодах отмечена в варианте 3 т/га цеолита на фоне N9,^9,3X90 (таблица 7).

При сравнительной оценке влияния цеолита и извести на элементный состав ягод отмечено благоприятное влияние цеолита на соотношение биогенных и токсичных микроэлементов в ягодах черной смородины (рисунок 5). Под действием цеолита увеличилась суммарная доля биогенных элементов (1\\, Си и Ре), а доля токсичных (РЬ и N1) снизилась.

В варианте с известью в дозе 2 т/га на фоне минеральных удобрений соотношение микроэлементов было неблагоприятным: суммарная доля токсичных элементов возросла в 2 раза (рисунок 5).

цеолит 8 т/га ... Си РЬ N1

контроль

Си РЬ N1 15% 1% 11%

известь 2 т/га

Рисунок 5. Влияние мелиорантов на соотношение биогенных и токсичных элементов в ягодах черной смородины (2006-2007 гг.)

По интенсивности накопления (величине Кн) в ягодах черной смородины микроэлементы располагаются в ряд: гп (0,02)< РЬ (0.23)< N1 (0,67) < Си (0,80).

Как и для листьев чёрной смородины, минимальные значения Кн отмечены в варианте 3 т/га цеолита на фоне ^оРэоКдо (рису нки 6, 1). Таким образом, внесение 3 т/га цеолита на фоне минеральных удобрений обеспечивало минимальный экологический риск получения загрязнённых ТМ ягод чёрной смородины.

дозы цеолита, т/га

[-—никель ■ медь]

Рисунок 6. Коэффициенты накопления № и Си ягодами черной смородины в вариантах с цеолитом на фоне М,0Р<>оК9о (2006-2007 гг.)

дозы цеолита, т/га

Рисунок 7. Коэффициенты накопления 2п ягодами черной смородины в вариантах с цеолитом на фоне К^Р^К-зд (2006-2007 гг.)

Была проведена оценка влияния мелиорантов на основные биохимические показатели ягод черной смородины (% сухих веществ, % кислотности, сумма Сахаров, содержание аскорбиновой кислоты). Достоверных различий по этим показателям между вариантами опыта не выявлено.

Внесение мелиорантов приводило к увеличению урожайности черной смородины (таблица 8). Максимальная урожайность отмечена в варианте 3 т/га цеолита на фоне минеральных удобрений.

Таблица 8. Влияние мелиорантов на урожайность черной смородины (2007-2008 гг.)

Варианты опыта Урожайность, ц/га

Контроль 46,3

Цеолит Зт/га 60,6

Цеолит 8 т/га 59,6

Цеолит 16 т/га 61,4

Цеолит 24 т/га 56,3

Известь 2 т/га 53,7

Известь 2 т/га + цеолит 3 т/га 53,3

НРК 67,1

№К+ цеолит Зт/га 70,9

№К+ известь 2 т/га 63,7

НСР05 12,3

4.3. Экономическая эффективность нримспсшш цеолита.

При расчёте экономической эффективности применения цеолита учитывалась общемировая тенденция более высоких цен (на 30-40 %) на сертифицированную экологически безопасную продукцию.

Сравнение выращивания черной смородины по стандартным технологиям и с применением цеолита показало, что экологически оптимальная доза цеолита 3 т/га на фоне удобрений обеспечивает уровень рентабельности на 40 % выше стандарта.

Таким образом, применение цеолита в дозе 3 т/га на фоне минеральных удобрений на серой лесной хорошо окультуренной почве с содержанием ТМ в несколько раз превышающим фоновые величины является экономически эффективным агротехническим приемом получения ягод черной смородины с минимальным содержанием ТМ.

выводы

1. Установлено, что использование Хотынедкого цеолита и извести оказывает влияние на подвижность РЬ, №, Zn, Си в почве и поступление их в листья и ягоды черной смородины в условиях агрогенного загрязнения ТМ.

2. Внесение цеолита в дозах от 3 до 24 т/га способствовало снижению содержания подвижных форм РЬ (на 9-57%), Си (на 17-50%), N1 (на 3250%), (на 12-29%) в серой лесной хорошо окультуренной почве. При этом содержание подвижных форм ТМ снижалось не только в слое 0-20 см, но и в слое 20-40 см. Внесение извести в дозе 2 т/га способствовало снижению только подвижных форм № и Си (на 25 и 18% соответственно).

3. Выявлено, что внесение 24 т/га цеолита изменило профильное распределение валового Ът\ с элювиального на элювиально-иллювиальное с максимумом накопления элемента на глубине 20 см, а распределение валовой Си по профилю стало более равномерным с незначительным увеличением с глубиной. Валовое содержание Си в верхней части профиля уменьшилось на 20-30 мг/кг по сравнению с контролем.

4. Влияние цеолита на содержание ТМ в листьях зависело от физиологической значимости микроэлемента для растения и проявлялось по-разному при использовании минеральных удобрений и без них. Содержание токсичных элементов РЬ и N1 снижалось при возрастании дозы цеолита от 3 до 24 т/га в среднем на 50 %. Содержание биогенных Ъп, Си, Ре снижалось в среднем на 30-40 % при внесении 3, 8 и 16 т/га цеолита, при увеличении дозы цеолита до 24 т/га содержание этих элементов в листьях увеличивалось.

Внесение извести в дозе 2 т/га способствовало снижению в листьях № и Си (на 17 и 14% соответственно ниже контроля), и не снижало содержание РЬ и

5. Установлено, что содержание в ягодах ТМ изменялось под влиянием цеолита аналогично содержанию этих элементов в листьях: коэффициенты корреляции: составили г№ = 0,77, г сц= 0,84, г /„=0.77, г Ре= 0,70.

Суммарная доля токсичных элементов РЬ и N1 в ягодах при внесении цеолита в дозах от 3 до 16 т/га на фоне ЫдоРэоК») снизилась на 4-7%. При внесении извести суммарная доля РЬ и № в ягодах увеличилась в 2 раза по сравнению с фоном ^оРдоК».

6. Минимальные значения показателя суммарного накопления ТМ и коэффициентов накопления РЬ, №, 1х\, Си в ягодах чёрной смородины отмечены в варианте 3 т/га цеолита на фоне ^„Р-жК^ь что показывает минимальный риск полиэлементного загрязнения ягод.

7. Рентабельность экологически оптимальной дозы цеолита 3 т/га на фоне N90?90К90 с учетом цен на экологически чистую продукцию составила 167 %, что на 40 % выше стандарта..

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Для снижения экологического риска загрязнения ягод черной смородины ТМ на серой лесной среднесуглинистой почве, имеющей высокое содержание подвижного фосфора и обменного калия, слабокислую реакцию среды и содержание ТМ, превышающее фоновое в 2-6 раз рекомендуется при посадке вносить экологически и экономически обоснованную дозу цеолита 3 т/га на фоне К'9ПРсЮК,л

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Роева, Т.А. Влияние цеолита и извести на содержание никеля в плодах и листьях черной смородины./ Т.А.Роева // Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения: материалы Всерос. научно.-метод, конф. (2-5 июля 2007 г., Орел). - Орёл: ВНИИСПК, 2007. - С. 139143.

2. Кузнецов, М.Н. Влияние цеолита на содержание микроэлементов в листьях ягодных культур / М.Н.Кузнецов, С.М.Мотылёва, Т.А. Роева, Л.И. Леонтьева // Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития химии: материалы 1 международной Интернет-конференции (10 марта 2008 г., Орел). - Орёл: Изд-во ОрёлГАУ, 2008.-С. 108-111.

3. Роева, Т.А. Содержание ТМ в листьях черной смородины при внесении извести и цеолита в почву / Т.А.Роева // Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур: материалы 41 междун. научно-метод. конф. (25-26 апреля 2007 г., Москва). -М.: ВНИИА, 2007. - С. 229-231.

4. Леонтьева, Л.И. Влияние Хотынецкого цеолита на агроэкологиче-ские показатели почвы и физиолого-биохимические характеристики ягодных культур / Л.И. Леонтьева, Т. А. Роева, М.Н. Кузнецов, С.М. Мо-тылева // Современные проблемы экологии: доклады Всерос. научно-тсхнич. конф. Кн.1. -М.-Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - С. 127-129.

5. Кузнецов, М.Н. Влияние цеолита на агроэкологические свойства серой лесной почвы ягодного агроценоза / М.Н. Кузнецов, Е.В. Леоничс-ва, Т.П. Уколова, Т.А. Роева, Л.И. Леонтьева, O.A. Ветрова // Проблемы агроэкологии и адаптивность сортов в современном садоводстве России: материалы Всерос. научно.-метод. конф. (1-4 июля 2008 г.. Орел). - Орёл: ВНИИСПК, 2008. - С. 151-157.

6. Кузнецов, М.Н. Влияние цеолита на содержание свинца и никеля в ягодах черной смородины и крыжовника / М.Н. Кузнецов, Т.А. Роева, Л.И. Леонтьева // Садоводство и виноградство. - №6. - 2008. - С.

Подписано в печать 18.11.2008 г. Формат 60 х 84/16. Объем 1,5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №3.

Издательство Всероссийского НИИ селекции плодовых культур Россия, 302530, Орловская обл., Орловский р-н, и/о Жилина, тел. (4862) 45-00-16.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Роева, Татьяна Александровна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Значение черной смородины.

1.2. Особенности тяжелых металлов как загрязнителей.

Источники поступления и трансформация соединений тяжелых металлов в почве.

1.3. Влияние тяжелых металлов на растения.

1.4. Роль цеолита в снижении доступности ТМ растениям и его влияние на агрохимиические, физические показатели почвы. и урожайность сельскохозяйственных культур.

Глава 2. Цели и задачи, условия проведения, объекты, методика и методы исследования.

Глава 3. Влияние цеолита и извести на агроэкологические свойства серой лесной почвы.

3.1. Влияние цеолита и извести на агрохимические и некоторые физические свойства почвы.

3.2. Влияние цеолита и извести на содержание тяжелых металлов в почве.

Глава 4. Влияние цеолита и извести на биохимические, биометрические показатели растений, урожайность и качество ягод.

4.1. Влияние мелиорантов на содержание тяжелых металлов в листьях черной смородины.

4.2. Влияние мелиорантов на содержание ТМ в ягодах черной смородины.

4.3. Оценка экономической эффективности применения цеолита для получения экологически безопасной продукции ягод черной смородины.

Выводы.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Использование мелиорантов для снижения поступления тяжелых металлов в ягоды черной смородины"

Актуальность темы исследований. Нарастание антропогенного потока тяжёлых металлов (ТМ) в окружающую среду отмечено для большинства промышленно развитых областей РФ. Устойчивая тенденция повышения содержания ТМ в почвах Орловской области показана в работе Р. Н. Ляшук, М. Н. Кузнецова, А. Г. Турина (2007). Загрязнение плодов и ягод ТМ при повышенном их содержании в окружающей среде, показано С. М. Мотылёвой (2000), Т. В. Сенновской и А. А. Сергиенко (2004), М. Е. Подгорной, В. М. Смольяковой (2000).

Выращивание высококачественных ягод черной смородины, богатых витаминами и свободных от различных загрязнителей, опасных для здоровья человека является актуальной задачей адаптивного садоводства. Поэтому важным представляется разработка агротехнических приемов, снижающих поступление тяжелых металлов в плодово-ягодную продукцию. До настоящего времени практически не проводилось комплексных исследований «поведения» ТМ в ягодных агроценозах с учётом специфики этих агроэкоси-стем.

Традиционно для уменьшения доступности ТМ растениям предлагается использовать известкование почвы. Однако возможности этого агроприёма в ягодных агроценозах изучены недостаточно. Интерес представляет также использование нетрадиционных методов, таких как применение природных цеолитов. Природный минерал цеолит обладает уникальными сорбционны-ми, ионообменными, каталитическими, селективными и пролонгирующими свойствами, что обуславливает его использование в земледелии в качестве высокопродуктивного сорбента-мелиоранта. В настоящее время сведения о применении природных цеолитов для снижения поступления ТМ в растения накоплены преимущественно для однолетних полевых и овощных растений (Минеев и др., 1989; Дорошкевич, Убугунов и др., 2002; Шеуджен и др., 2002; Степанова, 2004; Мухаметдинова и др., 2007). Плодовые и ягодные культуры исследованы в этом плане недостаточно. В научной литературе нет данных об эффективных для ягодных культур (в частности для черной смородины) дозах цеолита при конкретной антропогенной нагрузке.

В связи с этим, являются актуальными исследования количественных возможностей и границ действия агроприёмов, снижающих поступление ТМ из почвы в ягодные культуры в конкретных почвенно-климатических условиях при реальном загрязнении ТМ.

Цель исследований - изучить влияние цеолита и извести на агроэко-логические показатели серой лесной почвы, поступление ТМ в растения, урожайность и качество ягод черной смородины.

Основные задачи исследования:

1. Изучить эффективность применения цеолита для черной смородины с целью улучшения агрохимических и физических свойств почвы.

2. Изучить влияние мелиорантов на подвижность РЬ, №, Ъп, Си в почве и распеределение ТМ в почвенном профиле.

3. Изучить влияние мелиорантов на накопление РЬ, Ъъ, Си, Бе в листьях и ягодах черной смородины.

4. Установить корреляции связи между содержанием тяжелых металлов в почве и растениях.

5. Оценить влияние мелиорантов на развитие растений, урожайность и качество ягод черной смородины.

6. Определить дозы цеолита, снижающие экологический риск загрязнения тяжелыми металлами ягод черной смородины.

7. Рассчитать экономическую эффективность применения цеолита.

Новизна исследований.

Впервые в условиях реального агрогенного загрязнения в полевых опытах проведено комплексное изучение влияния мелиорантов на агроэкологи-ческие показатели почвы, некоторые биохимические показатели черной смородины, урожайность и качество ягод, особенности накопления тяжелых металлов в растениях черной смородины.

Впервые дана количественная оценка возможностей применения Хо-тынецкого цеолита для иммобилизации подвижных форм ТМ в серой лесной почве ягодного агроценоза, имеющей благоприятный агрофон и содержание ТМ в несколько раз превышающее регионально-фоновое.

Впервые показано, что поступление микроэлементов в вегетативные органы и ягоды чёрной смородины в условиях уменьшения содержания доступных растениям форм микроэлементов в почве зависит от физиологической значимости элемента, агрофона и химических особенностей элемента.

Практическая значимость. Выявленная в результате исследований оптимальная экологически и экономически обоснованная доза цеолита Хо-тынецкого месторождения может быть использована под культуру черной смородины на серой лесной почве с благоприятным агрофоном, имеющей содержание ТМ, в несколько раз превышающий фоновый уровень для минимизации экологического риска получения загрязнённых ягод.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийской научно-методической конференции «Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения» (Орел, 2007), на международной интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития химии» (Орел, 2008), на Международной научно-методической конференции «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия шочв и продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2008).

Публикации. Автором опубликовано 6 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций к производству, списка литературы. Содержание изложено на 150 страницах машинописного текста, включает 26 таблиц, 28 рисунков, 6 приложений. Библиографический список состоит из 206 наименований, из них 55 на иностранном языке.