Изменение свойств дерново-подзолистой почвы, продуктивности и экологического качества растительной продукции при последействии осадков сточных вод (ОСВ)

Лопатина, Елена Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Изменение свойств дерново-подзолистой почвы, продуктивности и экологического качества растительной продукции при последействии осадков сточных вод (ОСВ)
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Изменение свойств дерново-подзолистой почвы, продуктивности и экологического качества растительной продукции при последействии осадков сточных вод (ОСВ)"

На правах рукописи

ЛОПАТИНА ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, ПРОДУКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА РАСТИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ ПОСЛЕДЕЙСТВИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД (ОСВ)

Специальность 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 3 ОПТ 2011

Москва, 2011

4856955

Работа выполнена на кафедре агрохимии и биохимии растений факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.ВЛомоносова

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

академик РАСХН, профессор В.Г. Минеев

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор В.В. Кидин кандидат биологических наук М.С. Малшшна

Ведущее учреждение: Всероссийский научно

исследовательский институт агрохимии им. Д.Н.Прянишникова

Защита состоится «01» ноября 2011г. в 1530 часов в ауд. М-2 на заседании диссертационного совета Д 501.002.13 при МГУ им. М.В .Ломоносова на факультете почвоведения.

Адрес: 119991, ГСП-1 Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, факультет почвоведения, Ученый совет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения.

Автореферат разослан «29» сентября 2011г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Диссертационного совета или прислать отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, по адресу: 119991, ГСП-1 Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.ВЛомоносова, факультет почвоведения, ученый совет.

Ученый секретарь Диссертационного совета

Доктор биологических наук, профессор р^ге? Г.М.Зенова

Актуальность темы. Одним из основных путей утилизации осадков сточных вод (ОСВ) является их использование в земледелии. В РФ в настоящее время отсутствует статистическая информация о реальных объемах использования ОСВ в сельском хозяйстве. Привлекательность этих удобрений в последнее время резко возросла, что связано как с падением уровня плодородия дерново-подзолистых почв Нечерноземной зоны, так и с высокой стоимостью минеральных и органических удобрений. Внесение ОСВ в почву улучшает плодородие и свойства почв, положительно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур. Одной из основных негативных черт ОСВ является достаточно быстрая минерализация органического вещества в почве и необходимость их повторного использования для поддержания бездефицитного баланса гумуса, что, в свою очередь, создает опасность загрязнения почвы тяжелыми металлами (ТМ). Систематическое применение осадков на одном месте в течение длительного времени может повысить уровень содержания поллютантов в почве до критического уровня, и, соответственно, неизбежно привести к накоплению в ней ТМ в токсичных для растений уровнях (Болышева, Андронова, 1996). Тяжелые металлы вступают в почве в различные химические реакции, адсорбируются органическим веществом, глинистыми минералами, оксидами, однако не выяснено поведение токсикантов при пролонгированном действии ОСВ. Существует мнение, что по мере разложения органического вещества ОСВ ТМ становятся менее доступными для растений, а внесение извести, фосфорных и органических удобрений в еще большей степени снижает их биодоступность (Basta, Sloan, 1999, Basta et al., 2001, Андронова, 2002), В то же время, ряд исследователей указывают на ненадежность использования извести в качестве мелиоранта почв, загрязненных ТМ (Wong, 2000, Iskandar, 2000).

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось изучение последействия длительного систематического применения возрастающих доз

ОСВ и мелиорирующего действия извести на эколого-агрохимическую обстановку в агроландшафте.

В связи с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Изучить последействие применения возрастающих доз ОСВ на фоне различных доз извести на агрохимические свойства почвы (величину актуальной и гидролитической кислотности, сумму поглощенных оснований, содержание органического углерода и основных питательных элементов);

2. Исследовать последействие длительного применения ОСВ совместно с известью на содержание тяжелых металлов в почве;

3. Исследовать состояние тяжелых металлов в генетических горизонтах супесчаной дерново-подзолистой почвы;

4. Изучить влияние полиметаллического загрязнения на продуктивность и экологическое качество культур севооборота.

Научная новизна. Впервые показано, что через 8-10 лет после окончания применения возрастающих доз ОСВ продолжается прослеживаться положительный эффект на основные агрохимические показатели почвы. Высокий уровень полиметаллического загрязнения корнеобитаемого слоя, достигнутый при ежегодном внесении ОСВ, снижается со временем незначительно, как за счет вымывания ТМ в нижележащие горизонты, так и за счет выноса с растительной продукцией. Ведущим фактором самоочищения почвы является внутрипочвенный сток. Известкование, проводившееся после прекращения применения ОСВ, снижало подвижность ТМ, тем самым затрудняя их миграцию в нижележащие горизонты. Аккумуляция ТМ зерновыми культурами при последействии ОСВ значительно выше, чем при их прямом действии, даже при условии внесения высоких доз извести.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на заседаниях кафедры агрохимии и биохимии растений

факультета почвоведения МГУ (2008, 2009, 2010), а также на конференции ЕигоБоП (Австрия, 2008).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 2 печатные работы, в том числе 1 статья в журнале, включенном в список ВАК. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из литературного обзора, описания программы, объектов и методов исследований, обсуждения их результатов, выводов, списка литературы и приложения; изложена на 110 страницах; содержит 25 рисунков и 23 таблицы. Список литературы включает 173 наименования, в том числе 69 на иностранных языках. Приложение состоит из 23 страниц. Благодарности. Автор выражает признательность В.Г. Минееву за внимание к работе, ценные советы и консультации. Автор также благодарен Т.Н. Болышевой за оказанную помощь, консультации и поддержку при проведении исследовательской работы; а также В.А. Касатикову за помощь в выполнении научных исследований на опытных участках ВНИПТИОУ г. Владимир.

Глава 1. Осадки сточных вод, их химический состав и пути утилизации.

На основе анализа отечественной и зарубежной литературы рассмотрены источники поступления ОСВ, их химический состав, возможные сферы применения и пути утилизации, а также вопрос использования ОСВ в качестве удобрения и их влияния на свойства почв и качество продукции.

Глава 2. Программа, условия и методы проведения исследований.

Исследования проводились в опытном хозяйстве Всероссийского научно-исследовательского и проектно-технологического института органических удобрений (ВНИПТИОУ) (Владимирская обл., пос. Вяткино) в 2007-2009.

Полевой мелкоделяночный опыт был заложен в 1984 г. Размер делянки 2,0 м х 2,0 м. Повторность опыта - четырехкратная. Почва опытного участка

дерново-подзолистая, сформированная на двучленных ледниковых отложениях. Пахотный и иллювиальный горизонты находятся в толще супесчаного отложения, перекрывающего тяжелый моренный остаточнокарбонатный суглинок. Пахотный горизонт контрольного варианта обладал слабокислой реакцией почвенного раствора (pH н2о - 6,3), содержание органического углерода (Сорг - 0,69%), содержание доступных форм фосфора и калия - низкое.

В опыте использовали осадок сточных вод Владимирской станции очистки. По содержанию питательных элементов осадок был не сбалансирован, в его составе соединения фосфора преобладали над азотом и калием (табл. 1). Негативным свойством ОСВ является содержание ТМ. Использовавшийся в опыте ОСВ был загрязнен кадмием выше ПДК (табл.2). Содержание Zn, Си и Pb в ОСВ не превышало ПДК, разрешающих применение ОСВ под зерновые, зернобобовые, зернофуражные и технические культуры (ГОСТ Р 4.3.07 - 2001).

Таблица 1. Химический состав ОСВ

Среднее

Влажность,% 46,2

рНсол. 6,4

1,27

Р205, % 2,22

к2о, % 0,51

Р205, мг/100г (вытяжка 0,2М НС1) 711,0

К20, мг/100г (вытяжка 0,2М НС1) 70,0

N-N03, мг/кг (водная вытяжка) 268,7

Таблица 2. Среднее содержание ТМ в ОСВ Владимирской станции очистки

Cd Zn Си Pb

Валовое содержание, мг/кг

ОСВ 80 - 145 3090-3135 873 - 1120 220 - 227

ПДК* 30 3500 1500 500

* Требования к осадкам сточных вод II группы (ГОСТ Р 17.4.3.07-2001)

ОСВ в дозах 15, 30, 60 и 120 т/га вносили в почву на фоне 3 и 9 т/га извести. Известкование проводили один раз за ротацию севооборота с целью снижения подвижности ТМ в почве и предотвращения их поступления в растительную продукцию. Минеральные удобрения в опыте не применяли. Схема опыта представлена в таблице 3.

Таблица 3. Схема опыта

№ Доза извести Доза ОСВ

однократная внесено с 1984 г. однократная Внесено с 1984 г.

1 0 0 0 0

2 3 т/га 12 т/га 15т/га 150 т/га

3 3 От/га 300 т/га

4 бОт/га 600 т/га

5 120т/га 1200 т/га

6 9 т/га 36 т/га 15т/га 150 т/га

7 ЗОт/га 300 т/га

8 бОт/га 600 т/га

9 120т/га 1200 т/га

С 1984 по 2000 гг. чередование культур в севообороте было следующим: озимая пшеница - сорт "Памяти Федина", ячмень - сорт "Зазерский - 85", овес - сорт "Астор", клевер красный - сорт "Московский 1" 2-х лет пользования. В этот период ОСВ вносили 10 раз под зерновые культуры, известь вносили 4 раза. В результате длительного систематического применения различных доз ОСВ в почве создано сильное полиметаллическое загрязнение.

С 2001 года ОСВ не применяли, в опыте начали возделывать растения-аккумуляторы тяжелых металлов: люпин узколистный (2001г.), горчица белая (2002, 2004г.), донник желтый (2003г.)

В 2006 году после очередного известкования в опыте был возобновлен пятипольный зерновой севооборот. Агротехника возделывания культур -

общепринятая для центрального района Нечерноземной зоны, выполнялась в соответствии с методикой проведения мелкоделяночных опытов.

Для решения поставленных задач в конце вегетации ежегодно отбирали смешанные почвенные образцы из пахотного горизонта. Для изучения миграции ТМ в почвенном профиле отбирали почвенные пробы с глубин 020 см (пахотный горизонт), 20-40 см, 40-60, 60-80 и 80-100 см почвенным буром. Растения убирали в фазе технологической спелости, учет урожая проводили поделяночно.

Методы исследований. В почвенных образцах определяли параметры агрохимической характеристики по следующим методам: рН водной вытяжки (ГОСТ 26483-85) - потенциометрически; гидролитическую кислотность (ГОСТ 26212-91) по методу Каппена; сумму поглощенных оснований (ГОСТ 26487-85) - по Каппену-Гильковицу; подвижные формы фосфора (ГОСТ 26207-91) и обменного калия (ГОСТ 26207-91) определяли в вытяжке Кирсанова: фосфор - колориметрически по Дениже, калий -методом пламенной фотометрии; содержание органического углерода (ГОСТ 26213-91) — колориметрически по методу Тюрина в модификации Никитина. Определение общего содержания азота, фосфора и калия в почве проводили после разложения почвы в смеси концентрированной серной и хлорной кислот: азот по методу Кьельдаля (ГОСТ 26107), фосфор — колориметрически, калий — фотометрически (Практикум по агрохимии, 2001). Общее содержание меди, цинка, свинца и кадмия определяли методом РФА на энергодисперсионном рентгенфлуоресцентном спектрометре модели ED 2000 фирмы Oxford Instruments 2005г. выпуска. Определение содержания кислоторастворимых форм ТМ проводили в вытяжке 1М НС1 и обменно-поглощенных форм ТМ - в вытяжке 1М ацетатно-аммонийного буфера (ААБ) с рН 4,8 на атомно-абсорбционном спектрофотометре (Практикум по агрохимии, 2001). В воздушно-сухих образцах растений определяли содержание ТМ после мокрого озоления в концентрированной HN03 с добавлением Н202 (Методические указания по

обследованию почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства на содержание тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов, 1995).

Полученные результаты анализов почв и растений, величины урожаев были статистически обработаны с помощью пакета программ Excel и «Statistica».

Глава 3. Влияние последействия ОСВ н извести на агрохимические показатели почвы.

Внесение возрастающих доз ОСВ и извести оказывало разностороннее влияние на свойства почвы. Как в годы внесения ОСВ в почву, так и при изучении последействия ОСВ отмечается одинаковая тенденция: на обоих известковых фонах pH водной вытяжки снижается с ростом дозы вносимых удобрений, что связано как с кислой реакцией осадков, так и с минерализацией органического вещества ОСВ.

При анализе почвенных образцов разных горизонтов было выявлено, что величина pH снижается до глубины 60 см, второй максимум наблюдался в иллювиальном горизонте В1 на глубине 70-80 см на всех вариантах, кроме контроля.

В последействии через 8-10 лет после прекращения внесения ОСВ величина гидролитической кислотности выходит на уровень контроля и достоверно возрастает на обоих известковых фонах при увеличении дозы ОСВ, что связано как с подкисляющим действием ОСВ, так и с ростом емкости катионного обмена почвы.

Основным критерием оценки эффективности применения ОСВ является баланс органического вещества в почве.

Регулярное применение самой низкой дозы ОСВ (15 т/га) не привело к существенному увеличению содержания органического углерода (ОУ), ОСВ в подобной дозе оказывает поддерживающий эффект и стабилизирует содержание органического вещества в пахотном горизонте на постоянном, но достаточно низком уровне, сопоставимом с контролем, вследствие быстрой

минерализации органического вещества ОСВ (табл. 4). При использовании ОСВ в дозе 30, 60 и 120 т/га содержание ОУ увеличилось к 2001 году в 1,52,7 раза по сравнению с контролем. Через 8-10 лет последействия этих доз ОСВ содержание ОУ превышает контроль в 1,2-2,0.

Таблица 4. Влияние ОСВ и извести на содержание органического _углерода в пахотном горизонте почвы (0-20см)__

Доза извести Доза ОСВ Сорг, %

1997 2001 2007 2008 2009

0 0 0,86 0,93 0,88 0,64 0,70

3 т/га 150 т/га 1,00 1,08 1,00 0,67 0,76

ЗООт/га 1,07 1,38 1,29 0,8 0,95

бООт/га 1,75 1,75 1,50 0,93 1,26

1200 т/га 2,70 2,27 1,67 1,30 . 1,46

9 т/га 150 т/га 1,00 1,17 0,83 0,67 0,87

ЗООт/га 1,62 1,47 1,20 0,94 1,09

бООт/га 1,41 1,87 1,32 1,04 1,34

1200 т/га 1,96 2,50 1,48 1,43 1,54

НСРо,95 0,09 0,08 0,11 0,07 0,08

Исследование содержания органического углерода в почвенных

горизонтах позволяет заключить, что органическое вещество при внесении

ОСВ интенсивно мигрирует вниз по профилю почвы. На вариантах с низкой

дозой извести происходила более интенсивная миграция органического

вещества в нижележащие горизонты: например, в слое почвы 20-40 см на

вариантах с использованием 3 т/га извести количество органического

вещества было в среднем на 15-28% выше, чем на вариантах с применением

9 т/га извести. Данная закономерность прослеживалась для всех

использованных доз ОСВ. Следовательно, увеличение дозы извести снижало

миграционную способность органического вещества. Закрепление гумуса в

почве при известковании связано с повышением активности ионов кальция в

почвенном растворе, которые связывают гуминовые кислоты в прочные соединения, устойчивые к вымыванию (Кононова, 1963; Тюрин, 1965; Завьялова и др., 2005).

Таким образом, для поддержания бездефицитного баланса гумуса и создания его оптимального уровня ОС В необходимо регулярно вносить в дозах выше 30 т/га, что небезопасно из-за высокого содержания тяжелых металлов.

ОСВ можно рассматривать как органо-фосфорное удобрение. Использованный ОСВ содержит в среднем 2,7% фосфора, из них около 37% представлено подвижными формами. С самой низкой дозой ОСВ при однократном его внесении в почву на 1 га поступало до 76 кг подвижного фосфора, а с самой высокой - до 600 кг, что создавало благоприятные условия не только для питания растений, но и для «инактивации» тяжелых металлов в почве. Рядом авторов было показано, что коммунальные отходы (ОСВ) могут быть эффективно использованы на почвах с высоким уровнем загрязнения ТМ (Трубицина, 1995; Chaney et al., 1997). Таким образом, высокое содержание фосфора в ОСВ можно рассматривать как фактор, обеспечивающий снижение поступления в растения элементов-загрязнителей.

Почва, на которой заложен опыт, характеризуется низким содержанием доступного для растений фосфора (рис. 1 а,б): содержание элемента в вытяжке Кирсанова на контроле составляет 5,3 - 7,9 мг на 100г почвы. Фосфор в составе ОСВ представлен в основном различными низкомолекулярными фосфорорганическими соединениями. Органическое вещество осадка не стабильно, поэтому в почве происходит интенсивная его минерализация, и в почвенный раствор поступают большие количества подвижного фосфора (Касатиков, 1991; Орлов и др., 1997; Горшкова и др., 1998; Андронова, 2002).

Содержание подвижных форм фосфора в пахотном слое почвы (0-20см) после десятикратного внесения ОСВ (2001 г.) увеличилось по сравнению с

контролем в 3,1 - 3,2 раза при использовании 15 т/га ОСВ, в 5,9 - 6,3 раза, в 12,3 - 13,6 раза, и в 19,6 - 21,3 раза при использовании соответственно 30, 60 и 120 т/га осадка. В результате систематического внесения ОСВ почва перешла в разряд хорошо обеспеченных на вариантах с применением 15 т/га ОСВ, а на вариантах с использованием 30, 60 и 120 т/га - в разряд высоко и очень высоко обеспеченных этим питательным элементом. Увеличение дозы извести с 3 до 9 т/га в годы прямого действия ОСВ не оказало существенного влияния на содержание подвижных форм фосфора в почве.

В последействии к 2007 г. наблюдали снижение количества доступного для растений фосфора в пахотном горизонте почвы, связанное с вымыванием его в нижележащие слои почвы, выносом растениями и переходом в менее подвижное состояние, так как поступление фосфора в почву прекратилось, а внесение извести продолжалось (см. рис. 1).

В 2009 году в связи с повышенной влажностью почвы содержание подвижных форм фосфора на всех вариантах опыта увеличилось за счет изменения окислительно-восстановительных условий (см. рис.1).

200 180

160 140 120 100 80 60 40 20 о

л СЛ ГЛ <*1 СП

§ ю Я ю

1 § § С

о О о о

о '(4 О о о С1

СО сс СО

О о О СО

О о о о о

□ 19 97

а 2001

в 2007 ■ 2008 а 200.9

Л СЛ Оч

Ё § Е

О о о

"П Г 1

Р? А « и СИ

О О о О

Рис.1. Влияние ОСВ и извести на содержание подвижных форм фосфора в пахотном горизонте почвы (0-20см), мг/100г: а - фон извести 3 т/га, б - фон извести 9 т/га.

В работах многих авторов, исследовавших влияние ОСВ на агрохимические показатели почвы, показано, что наибольшую

эффективность дает совместное применение ОСВ и калийных удобрений (Туровский, 1987; Касатиков, 1991; Овцов, 2000).

Почва, на которой заложен опыт, характеризуется очень низким содержанием обменного калия. Ежегодное применение ОСВ привело к достоверному увеличению содержания обменного калия в пахотном горизонте при использовании всех доз ОСВ, однако почва при этом осталась на уровне среднеобеспеченной калием. С 2001 года, после прекращения внесения ОСВ, отмечается тенденция к уменьшению количества обменного калия в почве. На фоне 3 т/га извести снижение содержания калия более выражено, что связано как с более интенсивным отчуждением элемента с урожаем, так и, возможно, с необменной фиксацией калия (Минеев, 2001). В последействии содержание обменного калия снизилось до уровня контроля, почва перешла в разряд слабо обеспеченной калием.

Глава 4. Последействие ОСВ и извести на содержание и миграцию ТМ в почве.

Главным лимитирующим фактором, ограничивающим применение ОСВ в сельском хозяйстве, является наличие в их составе тяжелых металлов. Поступающие в почву соединения ТМ под действием различных физико-химических процессов трансформируются и перераспределяются между фазами почв (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Ладонин, 2002; Ысапс1аг,2001).

В применявшихся в опыте ОСВ кадмий являлся основным загрязнителем, его содержание превышало допустимые для ОСВ нормы в 2,6 - 4,8 раза, содержание 1п, Си и РЬ в ОСВ не превышало ПДК для этого вида удобрений. В результате многократного применения всех доз ОСВ происходило полиметаллическое загрязнение почвы.

Валовое содержание элементов не характеризует в полной мере их поступление в растения. Для оценки биодоступности тяжелых металлов было изучено содержание тяжелых металлов в вытяжке 1 М ацетат-аммонийного буфера с рН 4,8 (ААБ) и в вытяжке 1М НС1.

Медь. Валовое содержание Си в пахотном горизонте (0-20см) после десятикратного внесения возрастающих доз ОСВ увеличилось по сравнению с контролем в 4-19 раз и в 2001 году составило 2-8 ОДК (табл. 5). К 2008 году за 7 лет последействия ОСВ произошло снижение содержания Си в почве на вариантах с применением 15 и 30 т/га ОСВ в среднем на 10-14%, а на вариантах с применением 60-120 т/га ОСВ - на 21-34%. При этом на вариантах с внесением 3 т/га извести валовое содержание меди в пахотном горизонте (0-20 см) снизилось на 25,4 мг/кг (0,8 ОДК) при применении дозы ОСВ 30 т/га и на 85,1 мг/кг (2,7 ОДК) меди для дозы ОСВ 120 т/га (в сравнении с показателями 2001 года). На фоне извести 9 т/га снижение валового содержания меди в пахотном горизонте (0-20 см) составило 5,2 мг/кг (0,2 ОДК) для вариантов с внесением дозы ОСВ ЗОт/га и 57,8 мг/кг (1,8 ОДК) для вариантов с внесением дозы ОСВ 120 т/га.

Таблица 5. Содержание различных форм Си в пахотном горизонте почвы, мг/кг

Доза извести Доза ОСВ, т/га 1997 2001 2008

1 2 3 1 2 3 1 2 3

0 0 12,3 8,8 0,3 14,5 8,9 1,2 13,4 7,8 4,8

Зт/га 150 94,8 88,8 7,8 65,6 54,8 10,9 39,6 35,0 11,6

300 125,6 118,7 10,2 88,8 78,4 16,9 63,4 53,0 13,7

600 228,5 192,0 37,1 168,7 156,3 30,9 91,5 81,0 21,9

1200 352,8 286,0 69,5 271,2 249,0 52,6 186,1 162,0 48,3

9 т/га 150 103,7 97,5 7,6 62,6 47,3 8,7 55,9 45,0 13,3

300 263,0 252,0 34,5 94,1 71,2 15,0 88,9 70,0 15,8

600 281,6 270,0 30,0 174,5 140,6 27,6 144,7 114,0 50,0

1200 401,1 386,0 46,2 277,7 228,3 47,8 219,9 185,0 60,8

Примечание: 1 — валовое содержание; 2 - в вытяжке 1М НС1; 3 - в вытяжке 1М ААБ.

ОДК (Си) = 33,0 мг/100г; ПДК (Си) = 3,0 мг/100г.

Содержание кислоторастворимых форм меди претерпевало изменения во времени. За годы последействия этот показатель снизился к 2009 году на 45-61% на вариантах с внесением Зт/га извести и на 54-59% на вариантах с внесением 9т/га, т.е. отмечается тенденция к уменьшению подвижности соединений меди, о чем свидетельствует снижение извлечения этого металла

из почвы солянокислой вытяжкой. К 8 году последействия ОСВ наметилась тенденция к некоторому увеличению содержания обмеинопоглощенных форм меди в почве (вытяжка 1М ААБ).

Цинк. Валовое содержание 7,п в пахотном горизонте почвы после десятикратного внесения возрастающих доз ОСВ (2001г.) превышало ОДК в 4,4 раза на вариантах с внесением 15 т/га ОСВ ив 11,6 раза при применении дозы ОСВ 120 т/га. При последействии ОСВ к 2008г. наблюдалось некоторое снижение валового содержания цинка в почве на различных вариантах опыта в среднем на 17-32% (табл. 6). За семь лет последействия на вариантах с внесением 3 т/га извести валовое содержание цинка в пахотном горизонте (020см) снизилось на 34,6 мг/кг (0,6 ОДК) при применении дозы ОСВ 30 т/га и на 149,2 мг/кг (2,7 ОДК) цинка для дозы ОСВ 120 т/га (в сравнении с показателями 2001 года). На фоне извести 9 т/га снижение валового содержания цинка в пахотном горизонте (0-20см) составило 37,4 мг/кг (0,7 ОДК) для вариантов с внесением дозы ОСВ ЗОт/га и 96,8 мг/кг (1,8 ОДК) для вариантов с внесением дозы ОСВ 120 т/га.

Таблица 6. Содержание различных форм 7л\ в пахотном горизонте почвы, мг/кг

Доза извести Доза ОСВ, т/га 1997 2001 2008

1 2 3 1 2 3 1 2 3

0 0 85,0 15,4 5Д 45,2 13,4 4,4 54,7 15,8 5,3

Зт/га 150 241,0 143,0 35,4 237,2 110,5 59,9 205,4 98,0 34,8

300 284,5 189,0 41,1 332,8 159,9 90,1 298,2 146,0 36,3

600 780,0 572,0 163,0 460,2 271,6 139,2 443,5 236,0 39,3

1200 830,0 439,9 187,0 630,6 438,9 190,0 481,4 335,1 44,4

9 т/га 150 260,8 164,0 30,5 246,6 96,2 51,2 210,8 82,0 35,5

300 338,6 162,6 54,2 350,6 140,3 77,5 313,2 124,0 38,7

600 624,4 548,0 108,5 488,3 241,8 123,6 424,1 210,0 38,9

1200 868,7 806,0 193,0 645,5 400,9 173,5 548,7 420,0 44,3

Примечание: 1 — валовое содержание; 2 - содержание в вытяжке 1М НС1; 3 — содержание в вытяжке 1М ЛАБ. ОДК (7п) = 55,0 мг/100г; ПДК (гп) = 23,0 мг/100г.

При последействии ОСВ после 2001 года наблюдается постепенное снижение содержания кислоторастворимого цинка в почве на всех вариантах опыта. В 2008 году этот показатель незначительно увеличивается, что

связано с устойчивой влажной погодой в сентябре во время отбора почвенных образцов и переходом цинка в более подвижные соединения.

При внесении высоких доз ОСВ на фоне извести 3 т/га за 8 лет последействия содержание кислоторастворимых форм цинка в пахотном горизонте (0-20 см) снизилось на 35% по сравнению с фоном извести 9 т/га. Таким образом, наибольшее самоочищение почвы происходило на фоне более низкой дозы извести. Через 8 лет после прекращения внесения ОСВ содержание обменнопоглощенных форм цинка осталось практически неизменным на варианте с самой низкой дозой ОСВ на обоих известковых фонах. На вариантах с внесением остальных доз ОСВ отмечено снижение в 1,5-4 раза этого показателя.

Свинец. Валовое содержание РЬ в пахотном горизонте почвы (0-20см) после десятикратного внесения ОСВ (2001г.) превысило ОДК (в 1,4 раза) только на вариантах с применением максимальной дозы осадков (табл. 7). Содержание кислоторастворимых форм элемента при этом на фоне 3 т/га мелиоранта увеличилось по сравнению с контролем в 4,5-14,5 раза при использовании возрастающих доз ОСВ и составило 74-87% от его общего содержания в почве.

Таблица 7. Содержание различных форм РЬ в пахотном горизонте почвы, мг/кг.

Доза извести Доза ОСВ, т/га 1997 2001 2008

1 2 3 1 2 3 1 2 3

0 0 27,1 17,3 0,1 6,1 4,4 0,2 9,6 3,8 0,2

Зт/га 150 36,7 25,3 0,6 14,7 10,9 0,7 11,3 7,3 0,5

300 54,4 42,5 1Д 20,0 15,9 0,9 14,8 10,1 0,9

600 64,5 49,8 1,8 28,3 23,2 1,5 21,6 16,3 1,3

1200 72,3 57,8 2,5 39,9 34,9 2,1 30,1 24,0 1,9

9 т/га 150 38,5 27,2 0,6 15,6 9,1 0,6 12,4 7,1 0,4

300 62,0 47,6 1,3 21,6 13,4 0,7 16,9 9,7 0,8

600 68,2 53 2,1 30,5 19,7 1,3 24,9 15,3 1,2

1200 76,4 60,2 3,2 41,7 29,8 1,9 33,2 23,0 1,9

Примечание: 1 — валовое содержание; 2 - содержание в вытяжке 1М НС1; 3 -содержание в вытяжке 1М ААБ. ОДК (РЬ) = 32,0 мг/Ю0г; ПДК (РЬ) = 6,0 мг/100г.

В общей сложности с 2001 по 2008 гг. валовое содержание РЬ в пахотном горизонте почвы (0-20 см) снизилось на 5,2 мг/кг (25,9%) при внесении 30 т/га ОСВ и на 9,8 мг/кг (27,8%) при внесении 120 т/га ОСВ на фойе 3 т/га извести.

Для варианта с внесением 30 т/га ОСВ на фоне извести 9 т/га снижение валового содержания свинца за семь лет составило 4,7 мг/кг (22,0%). На варианте с применением максимальных доз ОСВ и извести валовое содержание свинца за тот же период снизилось на 8,5 мг/кг (23,9%) . Таким образом, можно сделать вывод, что миграция поллютанта интенсивнее на тех вариантах опыта, где содержание органического вещества выше. В свою очередь, увеличение дозы извести способствует накоплению малоподвижных форм свинца в пахотном горизонте и препятствует его миграции в нижележащие слои почвы.

Содержание кислоторастворимых форм элемента в 2008г. составило в среднем 65-79% от валового содержания свинца в пахотном горизонте почвы на фоне 3 т/га извести и 57-69% соответственно на фоне 9 т/га извести. За семь лет последействия ОСВ (с 2001 по 2008 год) содержание кислоторастворимых форм свинца на фоне извести 3 т/га уменьшилось на 5,8 мг/кг (36,3%) и 10,9 мг/кг (31,2%) соответственно для вариантов с внесением 30 т/га ОСВ и 120 т/га ОСВ; содержание кислоторастворимых форм свинца на фоне извести 9 т/га уменьшилось на 3,7 мг/кг (27,8%) и 6,8 мг/кг (22,7%) соответственно для вариантов с внесением 30 т/га и 120 т/га ОСВ. Подобное снижение связано с тем, что со временем происходит окристаллизация кислоторастворимых форм РЬ и образование прочных высококристаллических соединений с железом и марганцем.

Содержание обменногопоглощенного свинца, то есть тех его форм, которые наиболее доступны для растений, было очень стабильным и мало изменилось через 8-10 лет после прекращения внесения ОСВ. Как тенденцию можно отмстить увеличение содержания этой формы РЬ с ростом дозы ОСВ. Доза извести не оказывала значимого влияния на этот показатель.

Кадмий. Длительное систематическое использование ОСВ привело к накоплению Сс1 в почве в количестве, значительно превышающем ОДК. После десятикратного внесения ОСВ (2001г.) на варианте с минимальной дозой осадка валовое содержание Сё составляло 10,2 ОДК, на варианте с применением 120 т/га - 44,6 ОДК (табл. 8).

Таблица 8. Содержание различных форм Се! в пахотном горизонте почвы, мг/кг.

Доза извести Доза ОСВ, т/га 1997 2001 2008

1 2 3 1 2 3 1 2 3

0 0 0,55 0,45 0,03 0,32 0,19 0,15 0,28 0,21 0,01

Зт/га 150 9,03 8,40 2,30 5,09 4,62 2,91 3,62 3,27 0,08

300 13,12 12,20 2,85 7,33 6,23 4,31 5,25 5,10 0,13

600 29,03 27,00 7,50 13,30 12,67 6,65 7,92 7,31 0,18

1200 38,50 28,50 5,30 21,96 19,75 9,85 13,29 12,46 0,31

9 т/га 150 9,78 9,10 2,50 5,12 4,42 2,51 3,96 2,97 0,07

300 14,73 11,90 6,70 7,41 5,91 3,78 5,85 4,63 0,11

600 27,74 25,80 6,40 13,43 12,66 5,86 8,78 6,68 0,16

1200 41,20 34,40 8,95 22,29 18,94 8,67 14,73 11,32 0,29

Примечание: 1 - валовое содержание; 2 - содержание в вытяжке IM HCl; 3 -содержание в вытяжке 1М ААБ. ОДК/ПДК (Cd) = 0,5 мг/100г.

За семь лет последействия с 2001 по 2008 год валовое содержание кадмия на фоне извести 3 т/га снизилось на 2,08 мг/кг (28,4%, 4,16 ОДК) при внесении дозы ОСВ 30 т/га и на 8,67 мг/кг (39,5%, 17,34 ОДК) при внесении дозы ОСВ 120 т/га. На фоне 9 т/га извести валовое содержание кадмия снизилось на 1,56 мг/кг (21,1%, 3,12 ОДК) и 7,56 мг/кг (33,9%, 15,12 ОДК) при внесении доз 30 т/га и 120 т/га ОСВ. Таким образом, при использовании более высокой дозы извести, пахотный горизонт почвы в меньшей мере подвергался самоочищению.

При последействии ОСВ с 2001 по 2008 год содержание кислоторастворимого кадмия при внесении 30 т/га ОСВ снизилось на 1,13 мг/кг (18,1%) и 1,28 мг/кг (21,7%) на фонах извести 3 т/га и 9 т/га соответственно. На вариантах с внесением высоких доз ОСВ (120 т/га) снижение содержания кислоторастворимого кадмия составило 7,29 мг/кг (36,9%) и 7,62 мг/кг (40,2%) на фонах извести 3 т/га и 9 т/га соответственно.

Увеличение дозы извести способствовало достоверному снижению подвижных форм поллютанта.

Наиболее существенные изменения во времени претерпевают формы СсЗ, извлекаемые вытяжкой 1М АЛБ. Через 8 лет после окончания применения ОСВ содержание обменнопоглощенного Сё снизилось в 30 раз.

Во время миграции вещества вниз по профилю «высаживание» вещества из раствора часто происходит на барьерных горизонтах. В двучленных почвах таким барьером является моренный суглинок.

Длительное применение ОСВ и извести, как уже было показано выше, оказало существенное влияние на содержание, трансформацию и миграцию ТМ в почвенной толще. Перемещение ТМ может происходить как в составе почвенной органики, так и в виде водорастворимых комплексных неорганических соединений.

Распределение всех рассматриваемых металлов в профиле изучаемой дерново-подзолистой почвы, вне зависимости от дозы ОСВ и извести, имело сходные характеристики (рис. 2 а,б,в,г). Максимальные концентрации кислоторастворимых форм Си, 7м, РЬ и С<1 были приурочены к пахотному горизонту почв (0-20 см), в слое 20-40 см и 40-60 см происходило постепенное снижение концентраций элемента. Минимальная концентрация была приурочена к морфонам элювиального горизонта (Е), которые обладают низкой сорбционной способностью и залегают отдельными языками и пятнами на глубине 40-50 см. На глубине 70-90 см отмечали значимое увеличение концентраций всех ТМ, по сравнению с контрольным вариантом, что связано с аккумуляцией металлов тяжелосуглинистым материалом горизонта В, сформированного в толще моренного суглинка.

Известкование сдерживало миграцию ТМ в подпахотные горизонты, однако способствовало их накоплению в пахотном и подпахотном горизонтах и снижению скорости самоочищения почвы.

200

Контроль ОСВ 300 изв 3 ОСВ 1200 изв 3 ОСВ 300 изв 9 ОСВ 1200 изв 9

500

Контроль ОСВ 300 изв 3 ОСВ 1200 изэЗ ОСВ 300 изв 9 ОСВ 1200 изв 9

РЬ, мг/кг 20 15 10

• Контроль

- ОСВ 300 изв 3

• ОСВ 1200 изв 3

• ОСВ 300 изв 9

' ОСВ 1200 изв 9

Сс1, мг/кг 10

' —... ^

60 о

ЯП

100 Ю

120 Е

—■^—Контроль

----ОСВ 300 изв 3

.....ОСВ 1200 изв 3

— —ОСВ 300 изв9

— — •ОСВ 1200 изв 9

Рис. 2. Влияние доз ОСВ и извести на содержание кислоторастворимых форм ТМ в почве.

Глава 5. Влияние последействия ОСВ и извести на урожайность и качество сельскохозяйственных культур

В 2006 году на опытном поле в хозяйстве Всероссийского научно-исследовательского и проектно-технологического института органических удобрений (ВНИГ1ТИОУ) был возобновлен севооборот, применяемый в опыте по изучению ежегодного внесения ОСВ под зерновые культуры.

Опираясь на данные, полученные Э. Юмвихозе (1999г.) и Е.Ю. Анциферовой (2002г.), мы смогли сравнить урожайность озимой пшеницы, ячменя и овса в годы прямого действия ОСВ и в годы последействия ОСВ (1996 и 2007 годы для озимой пшеницы, 1997 и 2008 годы для ячменя, 1998 и 2009 годы для овса соответственно).

Таблица 9. Урожайные данные культур севооборота при прямом действии и при _последействии ОСВ, ц/rd_

Варианты Озимая пшеница 1996 Озимая пшеница 2007

зерно солома зерно солома

Контроль 14,6 20,9 20,0 31,2

ОСВ 150т/га + Зт/га изв 16,4 23,4 22,1 34,1

ОСВ 1200т/га + Зт/га изв 24,2 34,6 23,8 33.1

ОСВ 15 От/га + 9т/га изв 15,1 21,6 22,6 35,6

ОСВ 1200т/га + 9т/га изв 19,4 27,7 26,5 38,7

Варианты Ячмень 1997 Ячмень 2008

зерно солома зерно солома

Контроль 9,2 12,0 8,4 10,5

ОСВ 150т/га + Зт/га изв 13,6 17,7 12,1 15,7

ОСВ 1200т/га + Зт/га изв 26,0 35,0 9,4 11,8

ОСВ 150т/га + 9т/га изв 14,7 21.0 13,4 17,4

ОСВ 1200т/га + 9т/га изв 28,7 37,3 11,6 15,1

Варианты Овес 1998 Овес 2009

зерно солома зерно солома

Контроль 14,4 18,0 25,0 33,0

ОСВ 15От/га + Зт/га изв 17,2 23,0 26,5 34,5

ОСВ 1200т/га + Зт/га изв 22,4 31,0 32,0 42,0

ОСВ 150т/га + 9т/га изв 15,6 21,0 26,2 34,1

ОСВ 1200т/га + 9т/га изв 24,2 31,5 31,4 45,0

При последействии всех доз ОСВ урожайность озимой пшеницы и овса

(зерно, солома) была выше, чем в годы непосредственного внесения ОСВ под

культуры (табл. 9). Подобный эффект последействия ОСВ связан, вероятно, с инактивацией в почве токсических органических соединений, попадающих в почву в момент внесения ОСВ. Количество питательных элементов, накопившееся в почве после внесения ОСВ, позволило даже через 8-10 лет после прекращения их применения обеспечивать сельскохозяйственные культуры элементами минерального питания.

Урожай ячменя в 2008 году был ниже, чем в 1997 году, что связано с неблагоприятными погодными условиями — частичным вымоканием всходов и сильным поражением растений ржавчинными грибами.

Внесение ОСВ и извести оказало существенное влияние на биологическое качество культур севооборота. Важным показателем качества зерновых культур является содержание азота. Накопление его в зерне всех трех культур возрастало пропорционально увеличению дозы осадка при прямом действии ОСВ. В годы последействия ОСВ эта закономерность также сохраняется. Поскольку использовавшиеся в опыте осадки сточных вод содержали большое количество фосфора, содержание этого элемента во всех культурах заметно увеличивалось по мере увеличения дозы осадка при прямом действии ОСВ. Содержание фосфора в зерне ячменя и овса снижается в последействии по сравнению с годами прямого действия ОСВ, что связано с переходом фосфора в труднорастворимые соединения при внесении извести. Супесчаные почвы бедны калием. Вносимые осадки сточных вод также слабо обеспечены этим элементом, поэтому при росте дозы ОСВ не наблюдается значительного увеличения содержания калия в зерне возделываемых культур.

Глава 6. Влияние последействия ОСВ и извести на накопление ТМ зерновыми культурами

Содержание тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах является важнейшим показателем биологического и санитарно-гигиенического качества растений, выращиваемых на загрязненных почвах, а

также критерием эффективности применяемых на загрязненных почвах мелиорантов.

Медь. При последействии ОСВ для всех изучавшихся культур (озимая пшеница, ячмень, овес) наблюдается одна и та же тенденция: содержание меди увеличивается в зерне, при этом наибольшее увеличение происходит на фоне 3 т/га извести (табл. 10).

Самый низкий уровень аккумуляции Си наблюдается для зерна овса. Следует подчеркнуть, что на всех вариантах опыта содержание Си в репродуктивных органах овса ниже ПДК, как при прямом действии ОСВ, так и при последействии.

Аккумуляция Си в зерне озимой пшеницы в год прямого действия ОСВ не превышает ПДК на всех вариантах опыта, что связано как с прочностью связи Си с органическим веществом ОСВ, так и с действием извести; при последействии ОСВ наблюдается превышение ПДК Си в зерне озимой пшеницы практически на всех вариантах опыта, что связано с минерализацией органического вещества ОСВ и переходом Си в иные соединения.

В зерне ячменя превышение ПДК Си наблюдается на всех вариантах опыта как при прямом действии ОСВ (1,2-1,8 ПДК), так и через семь лет после прекращения применения ОСВ (2,1-3,4 ПДК). Причем при прекращении применения ОСВ поступление Си в репродуктивные органы этой культуры усиливается.

Столь различное потребление меди изучавшимися зерновыми культурами связано с их биологическими особенностями. На почвах с уровнем загрязнения Си 1,2-6,6 ОД К целесообразно выращивать овес, биологические барьеры которого позволяют получать экологически чистую продукцию.

Таблица 10. Содержание тяжелых металлов в зерне растений при прямом

действии и последействии ОСВ (мг/кг сухого вещества).

Варианты Си Ъл РЬ С(1

Озимая пшеница

1996 2007 1996 2007 1996 2007 1996 2007

Контроль 1,7 2,0 31,0 21,0 0,1 0,3 <0,1 0,2

ОСВ 150т/га + 3,2 6,5 57,0 36,0 1,1 1,3 <0,1 0,2

Зт/га изв

ОСВ 1200т/га 3,4 11,5 72,0 45,8 1,7 3,5 од 0,7

+ Зт/га изв

ОСВ 15 От/га + 3,1 2,0 37,0 23,3 0,9 1,0 <0,1 0,2

9т/га изв

ОСВ 1200т/га 3,6 10,0 50,0 33,8 1,3 1,3 0,1 0,4

+ 9т/га изв

Варианты Ячмень

1997 2008 1997 2008 1997 2008 1997 2008

Контроль 4,8 2,0 34,0 26,8 0,1 0,1 0,1 0,2

ОСВ 15 От/га+ 5,9 10,6 68,0 29,6 1,5 1,2 0,2 1,7

Зт/га изв

ОСВ 1200т/га. 8,2 16,8 84,0 41,3 2,2 1,8 0,4 3,9

+ Зт/га изв

ОСВ 150т/га + 6,7 10,2 50,0 28,2 0,8 1,0 ОД 1,8

9т/га изв

ОСВ 1200т/га 7,7 13,5 79,0 45,9 1,6 1,3 0,5 2,2

+ 9т/га изв

Варианты Овес

1998 2009 1998 2009 1998 2009 1998 2009

Контроль 1,4 1,7 29,8 19,9 0,8 0,9 0,6 0,9

ОСВ 15 От/га+ 2,6 ЗД 52,6 20,5 1,8 1,7 0,4 0,8

Зт/га изв

ОСВ 1200т/га 3,6 3,8 79,2 19,6 2,3 2,9 0,8 0,9

+ Зт/га изв

ОСВ 150т/га + 2,6 3,7 54,6 19,2 1,5 1,0 од 0,8

9т/га изв

ОСВ 1200т/га 2,6 4,2 63,4 21,0 1,9 1,4 0,6 1Д

+ 9т/га изв

ПДК* 5,0 25,0 0,2 0,02

*ПДК утверждены Минздравом СССР ГН 6229-9) и Госкомсанэпидемнадзором РФ ГН 2.1.7.020-94

Цинк. Озимая пшеница и ячмень являются лидерами по аккумуляции цинка в год внесения ОСВ (табл. 10). При последействии ОСВ для озимой пшеницы и ячменя наблюдается понижение содержания цинка до уровня 1,01,5 ПДК на фоне извести 3 т/га и содержание цинка на уровне 1,0 ПДК и ниже на фоне извести 9 т/га. Для овса мы наблюдаем при последействии ОСВ снижение содержания цинка до уровня ниже ПДК на всех вариантах опыта; уровень дозы извести при этом был мало значим.

Свинец.. Содержание свинца в зерне всех изучавшихся культур превышает ПДК как при прямом действии ОСВ, так и в последействии (табл. 10). Наблюдается увеличение содержания РЬ в зерне в годы последействия ОСВ для озимой пшеницы и овса на фоне извести 3 т/га. Для ячменя наметилась тенденция к снижению поступления свинца в зерно на фоне обеих доз извести, но более эффективной была доза извести - 9 т/га.

Кадмий. В зерне всех исследовавшихся зерновых культур содержание кадмия превышало ПДК как при прямом действии ОСВ, так и через несколько лет после прекращения применения этого нетрадиционного органического удобрения (табл. 10). Это связано с тем, что данный элемент легко поглощается растениями, причем большое значение имеет и биологические особенности культуры. Для всех культур наблюдается одинаковая тенденция: после прекращения внесения ОСВ (последействие) идет резкое увеличение содержания кадмия в зерне до уровня выше ПДК. Так, при прямом действии ОСВ превышение содержания кадмия в зерне озимой пшеницы составляло 1-3 ПДК, ячменя - 6-25 ПДК, овса - 5-40 ПДК. После десятикратного внесения ОСВ уровень содержания кадмия в зерне озимой пшеницы превышал ПДК в 9-32 раза, в зерне ячменя - в 85-190 раз, а в зерне овса — 40-55 раз. То есть после минерализации органического вещества ОСВ кадмий становится более биодоступным, а известкование не может снизить поступление этого элемента в растения.

Выводы

1. ОСВ оказывают длительное последействие на агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы, заключающееся в стабилизации гумусного состояния пахотного горизонта и обогащении его доступными для растений формами фосфора. Калийный статус почв при применении и последействии ОСВ требует улучшения. Известь, вносимая совместно с ОСВ, снижает миграцию органического вещества из пахотного горизонта и стабилизирует почвенную кислотность в интервале, благоприятном для сельскохозяйственных растений.

2. К негативному последействию применения осадков сточных вод следует отнести пролонгированное загрязнение пахотного и подпахотных горизонтов Си, 7п, РЬ и Сс1.

3. Рассматривая восемь уровней загрязнения, созданных в опыте при внесении ОСВ, было установлено, что через 10 лет после прекращения внесения ОСВ произошло значимое снижение содержания всех ТМ в пахотном горизонте почвы, но ни на одном из них не произошло полное очищение пахотного горизонта.

4. Снижение содержания ТМ в пахотном горизонте происходило за счет внутрипочвенной миграции, которая является основной расходной статьей в балансе ТМ. Самоочищение пахотного горизонта происходило интенсивнее при использовании низкой дозы извести.

5. После прекращения внесения ОСВ происходила трансформация форм ТМ в почве, что выражается в снижении их растворимости в кислотах. Содержание обменных форм ТМ либо оставалось на том же уровне (медь, свинец), либо значимо снижалось (цинк, кадмий).

6. После прекращения внесения ОСВ наблюдается длительное положительное влияние этих нетрадиционных удобрений на урожайность культур севооборота. Величина урожайности озимой пшеницы и овса сопоставима с их урожайностью во время прямого действия ОСВ.

7. Аккумуляция меди в зерне озимой пшеницы, овса и ячменя увеличивается в годы последействия, что связано с минерализацией органического вещества ОСВ и переходом Си в биодоступные формы.

8. Накопление цинка и свинца в зерне всех изучавшихся культур в годы последействия ОСВ снижается до уровня 1-3 ПДК.

9. Аккумуляция кадмия в зерне озимой пшеницы, овса и ячменя была существенно выше, чем в год внесения ОСВ, что связано с минерализацией органического вещества и снижения содержания подвижных форм фосфора. Известкование, которое проводилось в период последействия ОСВ, не оказало значимого воздействия на поступление ТМ в растения.

10. При полиметаллическом загрязнении почвы не срабатывают защитные функции корневой системы и вегетативных органов и, как следствие, происходит загрязнение репродуктивных органов. При многолетнем использовании ОСВ получение экологически безопасной продукции возможно при внесении низких доз ОСВ в сочетании с известкованием.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Болышева Т.Н., Лопатина Е.А. Поведение кадмия и свинца в почвах после прекращения регулярного использования осадка сточных вод // Проблемы агрохимии и экологии. -2011. -№1. - С. 35-41.

2. Dais Mäher: Bolysheva. Т., Lopatina. Е, Dais. Mäher, Vertical migration of heavy metals in soils contaminated by sewage sludge.// Conference Eurosoil, University of Natural Resources and Applied Life Sciences (BOKU) Vienna, Austria, August 2008 P:216-217

Подписано в печать:

28.09.2011

Заказ № 5978 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Лопатина, Елена Анатольевна

Глава 1. Осадки сточных вод (ОСВ), их химический состав и пути утилизации (обзор литературы).

1.1. Источники поступления ОСВ и пути их утилизации.

1.2. Химический состав ОСВ и трансформация тяжелых металлов в системе почва-растение.

1.3. Использование ОСВ в качестве удобрения.

Экспериментальная часть

Глава 2. Программа, условия, объекты и методы проведения исследований.

Глава 3. Влияние последействия ОСВ и извести на агрохимические свойства почвы.

3.1. Поступление питательных элементов в почву при внесении ОСВ.

3.2. Последействие возрастающих доз ОСВ и извести на кислотно-основные свойства почвы.

3.3. Последействие ОСВ и извести на содержание органического углерода и основных питательных веществ в почве.

Глава 4. Последействие ОСВ и извести на содержание и миграцию ТМ в почве.

4.1. Медь.

4.2. Цинк.

4.3. Свинец.

4.4. Кадмий.

4.5. Перераспределение ТМ в профиле дерново-подзолистой почвы при последействии ОСВ и извести.

Глава 5. Влияние последействия ОСВ и извести на урожайность и качество сельскохозяйственных культур.

Глава 6. Влияние последействия ОСВ и извести на накоплению ТМ зерновыми культурами.

Выводы.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Лопатина, Елена Анатольевна

выводы

2. К негативному последействию применения осадков сточных вод следует отнести пролонгированное загрязнение пахотного и подпахотных горизонтов Си, 2п, РЬ и Сс1.

4. Снижение содержания ТМ в пахотном горизонте происходило за; счет внутрипочвенной миграции, которая является основной расходной статьей в балансе ТМ. Самоочищение пахотного горизонта происходило интенсивнее при использовании низкой дозы извести.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Лопатина, Елена Анатольевна, Москва

1. Агроэкология / В.А. Черников, P.M. Алексахин, А.В. Голубев и др.; Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. М.: Колос, 2000. 536 с.

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

3. Андриевская Л.П. Подбор и агроэкологическая оценка сельскохозяйственных культур на способность снижать содержание тяжелых металлов в почве // Поволжский экологический вестник. Вып. 5. Волгоград, 1998. С. 192-194.

4. Анспок П.И. Микроудобрения: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - JL: Агропромиздат. 1990. - 272 с.

5. Анциферова Е.Ю. Эколого-агрохимическая оценка осадков сточных вод, используемых в качестве удобрения // Автореф. дисс. на соискание ученой степени к.б.н. М., 2003. - 23 с.

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

7. Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б., Яблонских JI.A. Тяжелые металлы в почвах пойменных ландшафтов Среднерусской лесостепи и их миграция // Тяжелые металлы в окружающей среде: материалы международного симпозиума 15-18 октября 1996 г., Пущино, 1997. С. 15-24.

8. Бердяева E.B. Влияние многолетнего применения осадков сточных вод и извести на фракционный состав меди и цинка в дерново-подзолистой супесчаной почве // Вестник московского университета. Серия 17. Почвоведение, 2001. № 2. С. 24 29.

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

10. Большаков И.А., Краснова Н.М., Борисочкина Т.И., Сорокин С.Е., Граковский В.Г. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: источники, масштабы, рекультивация. М.: 1993. С. 92.

11. Бутовский Р.О. Проблемы химического загрязнения почв и грунтовых вод в странах европейского союза // Агрохимия, 2004. № 3. С. 74 81.

12. Виноградов Л.П. Основные закономерности в распределении микроэлементов между растением и средой // Микроэлементы в жизни растений и животных. М.: Взд-во АН СССР, 1982. С. 7-20.

13. Войтович Н.В. Плодородие почв Нечерноземной зоны и его моделирование. -М.: Колос, 1997. 45 с.

14. Галиулин Р.В., Галиулина Р. А. Фитоэкстракция тяжелых металлов из загрязненных почв// Агрохимия, 2003. № 3. С. 77-85.

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

16. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94. Госкомсанэпидемнадзор России.-М.: 1995.- 54 с.

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

18. Горшкова Е.И., Садовникова JI.K., Лебедева Е.В., Беневоленский М.С. Влияние ОСВ на фосфатное состояние дерново подзолистых и торфяно -глеевых почв // Вестник Московского Университета. Сер. 17. Почвоведение, 1998. №2. С. 33-39.

19. ГОСТ Р 17.4.3.07. 2001 Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрения. - М.: ГОССТАНДАРТ России, 2001.-5 с.

20. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1999 году". М., 2000. - 580 с.

21. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 2007 году". М., 2008. - 548 с.

22. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 2008 году". М., 2009. - 565 с.

23. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 2009 году". М., 2010. - 578 с.

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

25. Деградация и охрана почв / Под. общей ред. Акад. РАН Г.В.Добровольского. М.: Изд-во МГУ, 2002. - 654 с.

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

27. Евдокимова Г. А. Накопление нитратов в растениях на почвах с повышенным содержанием тяжелых металлов // Почвоведение, 1993. № 8. С. 104-107.

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

29. Едемская H.JI. Биологическая активность дерново-подзолистых почв, загрязненных тяжелыми металлами / Под редакцией JT.A. Лебедевой. М.: Изд-во МГУ, 1999. - 96 с.

30. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Митрофанова Е.М. Влияние извести на показатели плодородия дерново-подзолистой почвы // Плодородие, 2005. №1(22). С. 26-28.

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

32. Золотарева Б.Р., Скрипниченко И.И. Содержание и распределение ТМ (свинца, кадмия, ртути) в почвах Европейской части СССР // В сб.: Генезис, плодородие и мелиорация почв. Пущино, 1980. С. 77 - 90.

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

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

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

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

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

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

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

40. Касатиков В.А. Влияние ОСВ на почву (сообщение 1) // Химизация сельского хозяйства, 1991. № 1. С. 58 61.

41. Касатиков В.А., Руник В.Е., Касатикова С.М., Шабардина Н.П. Влияние мелиорантов на содержание подвижных форм металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве // Агрохимия, 1995. № 7. С. 94 99.

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

43. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. - 263 С.

44. Кононова М.М. Органическое вещество почвы М.: изд-во АН СССР, 1963.-314 с.

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

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

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

48. Лукин C.B., Кононенко Л.А., Мирошникова Ю.В. Влияние кадмия на развитие фотосинтетического аппарата и урожайность яровой пшеницы // Агрохимия, 2004. № 3. С. 63 68.

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

50. Мажайский Ю.А., Евтюхин В.Ф., Резникова A.B. Экология агроландшафта Рязанской области. М.: Изд-во МГУ, 2001. - 95 с.

51. Мальцев В.Ф., Ториков В.Е., Маркина З.Н., Торикова О.В., Особенности накопления тяжелых металлов сельскохозяйственными культурами // Arpo XXI, 1999. № 11. С. 20 21.

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

53. Мерзлая Г.Е. Экологическая оценка осадка сточных вод // Химия в сельском хозяйстве, 1995. № 4. С. 38 42.

54. Методика выполнения измерений валового содержания меди, кадмия, цинка, свинца, никеля и марганца в почвах, донных отложениях и осадков сточных вод методом пламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии. ПНДФ 16.1:2.2:2.3.36-2002.-54 с.

55. Методические указания по обследованию почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства на содержание тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов. М.: ЦИНАО, 1995. -45 с.

56. Михайлов Л.Н. Научные основы применения осадков городских сточных вод в качестве удобрений и получения экологически безопаснойрастениеводческой продукции в условиях среднего Поволжья // Автореф. дис. д-ра с/х наук, Волгоград, 1996. 39 с.

57. Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Алексеев Ю.В., Яковлева Л.В. Известкование почв, загрязненных тяжелыми металлами // Агрохимия, 2004. №3. С. 48-54.

58. Небольсин А.Н., Небольсина Л.В., Яковлева Л.В. Влияние известкования на некоторые показатели фосфатного режима дерново-подзолистых почв // Агрохимия, 1998. № 9. С. 31-41.

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

60. Обухов А.И. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами и мероприятия по их устранению // Поведение поллютантов в почвах и ландшафтах. Пущино: ОНТИ НЦБИ, 1990, С. 52-60

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

62. Обухов А.И., Цаплина М.В. Миграция и трансформация соединений свинца в дерново-подзолистой почве // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидрометеоиздат. 1989. С. 139-144.

63. Овцов Л.П. Экологическая оценка осадков сточных вод и навозных стоков в агроценозе // Под ред. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2000. - 318 с.

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

65. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение. М.: 1997. - 290 с.

66. Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Нетрадиционные мелиорирующиесредства и органические удобрения // Почвоведение, 1996. № 4. С. 517-523.96

67. Оттабонг Э., Якименко О.С., Садовникова JI.K. Влияние городских сточных вод на доступность биогенных элементов в вегетационном эксперименте // Агрохимия, 2001. № 2. С. 55 — 60.

68. Первунина Р.И., Малахов С.Г. Подвижность металлов, выпавших на почву в составе выбросов промышленных предприятий // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. JI.: Гидропромиздат, 1989, С. 97-100.

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

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

71. Пинский Д.Л. Закономерности и механизм катионного обмена в почвах // Автореферат дис. доктора биол. наук. М., 1992. - 34 с.

72. Платонов И.Г. Агроэкологические основы известкования* почв в адаптивно-ландшафтном земледелии нечерноземной зоны России // Автореф. дисс. доктора сельскохозяйственных наук. -М., 2000. 34 с.

73. Плеханова И.О., Кленова О.В., Кутукова Ю.Д. Влияние осадков сточных вод на содержание и фракционный состав тяжелых металлов в супесчаных дерново-подзолистых почвах // Почвоведение, 2001. № 4. С. 496503.

74. Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Обухов А.И. Накопление тяжелыхметаллов сельскохозяйственными растениями при внесении осадков сточныхвод.//Почвоведение, 1995. № 12. С. 1530-1536.97

75. Покровская С.Ф., Касатиков В.А. Использование осадка городских сточных вод в сельском хозяйстве. М.: ВНИИТЭИ Агропром, 1987. - 58 с.

76. Понизовский A.A., Димоянис Д.Д., Тсадилас К.Д. Использование цеолита для детоксикации загрязненных свинцом почв // Почвоведение, 2003. № 4. С. 487-492.

77. Почвенно-экологический, мониторинг и охрана почв / Под ред. Д.С. Орлова, В.Д. Василевской. М.: Изд-во МГУ, 1994. - 272 с.

78. Практикум по агрохимии: Учеб. Пособие. 2-е изд., перераб. и доп. / Под. ред. В.Г. Минеева. - М.: Изд-во МГУ, 2001. - 689 с.

79. Пьянкова В.И., Москвитинова Т.Б., Пантелеева JI.A., Павлова С.Ш. Экологические аспекты действия химических загрязнителей. Часть 1. Биосфера и химия углерода, азота, фосфора, кислорода, серы и галогенов. -Пермь, 2001.- 162 с.

80. Пьянкова В.И., Москвитинова Т.Б., Пантелеева JI.A., Павлова С.Ш. Экологические аспекты действия химических загрязнителей. Часть II. Металлы как экологический фактор риска для биосферы. Пермь, 2001. -334 с.

81. Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М.: Агропромиздат, 1986. - 222 с.

82. Садовникова JI.K. Использование почвенных вытяжек при изучении соединений тяжелых металлов // Химия в сельском хозяйстве, 1996. № 2. С. 37-40.

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

84. Садовникова Л.К., Ладонин Д.В. Метод изучения соединений цинка в фоновых и загрязненных почвах / Физические и химические методы исследования почв. -М.: Изд-во МГУ, 1994. С. 130-141

85. Свинец в окружающей среде. М.: Наука, 1987. - 216 с.

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

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

88. Тарасов С.И. Фитореабилитация почв, загрязненных бесподстилочным навозом, пометом. Владимир. ВНИПТИОУ, 2003. - 100 с.

89. Тюрин И.В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. -М.: Наука, 1965.-320 с.

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

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

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

93. Чеботарев Н.Т. Влияние осадков сточных вод на плодородие дерново-подзолистой почвы Внесение под картофель и ячмень. // Химия в сельском хозяйстве, 1997. № 6. С. 18-19.

94. Черных Н.А. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва-растение при различной антропогенной нагрузке Дерново-подзолистые почвы. / Автореф. дис. д-ра б. н. М. 1995. - 39 с.

95. Черных Н.А., Милащенко Н.З., Ладонин В.Ф. Экотоксикологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. М.: Агроконсалт, 1999. С. 176.

96. Юмвихозе Э. Эколого-биологическая оценка использования осадков сточных вод в качестве удобрения: Автореф. дисс. на соискание степени к.б.н.-М., 1999.-23,с.

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

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

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

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

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

102. Baker A.J.M., Reeves R.D., Hajar A.S.M. Heavy metal accumulation and tolerance in British populations of the metallophyte Thlaspi caerulescens II New Phytopatology, 1994. Vol. 127. p. 61-68.

103. Blaylock M. J., Elless M. P., Huang J. W., Dushenkov S. M. Phytoremediation of lead-contaminated soil at a New Jersey Brownfield site // Remediation. 1999. V. 9. № 3. P. 93-101.

104. Blaylock M.J., Salt D.E., Dushenkov S. el al. Enhanced accumulation of Pb in Indian mustard by soil-applied chelating agents // Environmental Science Technology, 1997. V. 31. № 3. P. 860-865.

105. Brooks R.R. Plant that hyperaccumulate heavy metals (their role in phytoremediation, microbiology, archaeology, mineral exploration and phytomining). Walling-ford: CAB International, 1998. 380 p.

106. Brown S.L., Chaney R.L., Angle J.S., Baker A.J.M. Phytoremediation potential of Thlaspi caerulescens and bladder campion for zinc- and cadmium-contaminated soil//Environmental Quality, 1994. Vol'. 23. p. 1151-1157.

107. Brown S.L., Chaney R.L., Angle J.S., Baker A.J.M. Zinc and cadmium uptake by hyperaccumulator Thlaspi' caerules and metal tolerant Si lene vulgaris grown on sludge-amended soils // Environmental Science Technology, 1995. V. 29. №6. P. 1581-1585.

108. Burkhard C., Insam H., Hutchinson T.C., Reber H.H. Impact of heavy metals on the degradative capabilities of soil bacterial communities // Biology and Fertility of Soils, 1993. Vol. 16, № 2, p. 154-156.

109. Chaney R.L. Plant uptake of inorganic waste constituents / James F. Parr, Paul B. Marsh and Joanne M. Kla (eds.) Land Treatment of Hazardous Wastes. -New Jersey: Noyes Data Corp., Park Ridge, 1983. P. 50-76.

110. Chaney R.L. Twenty years of land application research. Part 1 // BioCycle, 1990. T. 31. №9. P. 54-59.

111. Chaney R.L., Brown S.L., Li Y.M., Angle JS, Homer F.A., Green CE: Potential use of metal hyperaccumulators // Mining Environmental Management 1995, Vol. 3.№3.P. 9-11.

112. Chaney R.L., Malik M., Li Y.M., Brown S.L., Angle and A.J.M. Baker. Phytoremediation of soil metals // Current Opinions in Biotechnology, 1997. № 8. P. 279 284

113. Cobbett C.S. Phytochelatins and their roles in heavy metal detoxification // Plant Physiology, 2000. Vol. 123. P. 825-832.

114. Controles de residus dans les dengrees animals // Abeille Fr. Apiculteur, 1992,№769, p. 116-118.

115. Demir M., Guser S., Esen T. Investigation of contents of some elements in soil and apricots by atomic absorption spectrometry // Agrochemistry in Food Chemistry, 1990. V. 38. № 3. P. 726 728.

116. Dushenkov S. M., Kapulnik Y., Blaylock M. et al. Phytoremediation: a novel approach to an old problem // Global Environmental Biotechnology / Ed. Wise D. L. Amsterdam: Elsevier Science, 1997. P. 563-572.

117. Ebbs S.D., Lasat M.M., Brady D.J. et al. Phytoextraction of cadmium and zinc from a contaminated soil // Environmental Quality, 1997. V. 26. № 5. P. 1424-1430.

118. Elkhatib E.A., Thabet A.G., Mahdy A.M. Phytoremediation of cadmium contaminated soils: role of organic complexing agents in camium phytoextraction //Land'Contamination and Reclamation, 2001. V. 9. № 4. P. 359-366.

119. Emmerich W.E., Lund L.J., Page A.L., Chang A.C. Solid phase forms of heavy metals in sewage sludge-treated soils // Environmental Quality, 1982. Vol. 11. P. 178

120. Felix H.R., Kayser A., Schulin R. Phytoremediation field trials in the years 1993-1998 // Abstracts of 5th International Conference «Biogeochemistry of Trace Elements» (July 11-15, Vienna, Austria), 1999. V. I. P. 8-9.

121. Forbes E.A., Posner A.M. et.al. The specific adsorption of divalent Cd, Co, Cu, Pb and Zn on goethite // Soil Science, 1976. Vol. 27. p. 57.

122. Goralch E., Gambus F.A. A comparison of sensitivity to the toxic action of heavy metals in various plant species // Soil Science, 1992. Vol. 25, № 2. P. 207213.

123. Gachot B., Tauc M., Wanstoc F.et al. Zinc transport and metallothionein induction in primary cultures of rabbit kidney proximal cells // Biochememistry and Biophysics Acta, 1994. Vol. 1191, № 2. P. 291-298.

124. Greger M. Salix as phytoextractor // Abstract 5th International Conerence «Biogeochemistry of Trace Elements». July 11-15, 1999. Vienna, Austria, 1999. V. II. P. 872-873.

125. Hange A.V., Bates T.E., Soon Y.K. Comparison of extractans for plant-avaible Zn, Cd, Ni and Cu in contaminated soils // Soil Science Society of America Journal, 1983. № 44. P. 772

126. Hardimann R.T., Jacoby B., Banin A. Factors affecting the distribution of Cd, Cu and Pb and their affect upon yield and zinc content in bush beans (Phaseolus vulg. L.) // Plant and Soil, 1984. Vol. 84. P. 17 27.

127. Hinesly T.D., Alexander D.E., Redborg H.E., Ziegler E.L. Effect of soil cation exchange capacity on the uptake of cadmium by corn // Agronomy, 1982. Vol. 74. p. 469-47

128. Huang J.W., Cunningham S.D. Lead phytoextraction species variation in lead uptake and translocation //New Phytopatology, 1996. Vol. 134. P. 75-84.

129. Illera V., Garrido F., Serrano S., Garcia-Gonzalez M.T. Immobilization of heavy metals Cd, Cu and Pb in an acid soil amended with gypsum and lime -rich industrial by-products // European Journal of Soil Science, 2004 (3). V. 55. P 135- 145.

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

131. Iskandar I.K. Environmental restoration of metals-contaminated soils. -London: CRC Press LLC, 2001. 304 p.

132. Keller C., Kayser A., Schulin R. Heavy-metal uptake by agricultural crops from sewage sludge treated soils of the Upper Swiss Rhine Valley and the effect of time / Environmental restoration of metals-contaminated soils, USA, 2001, p. 273293.

133. Labrecque M., Teodorescu T.I., Daigle S. Effect of wastewater sludge on growth and heavy metal bioaccumulation on two Salix species // Plant and Soil, 1995. № 171. p. 303-306.

134. Laperche V. Immobilization of lead by in situ formation of lead phosphates in soils // Environmental restoration of metals-contaminated soils. Edited by I.K. Iskandar, 2001, p. 61-76.

135. Lasat M.M. Phytoextraction of metals from contaminated soil: a review of plant/soil/metal interaction and assessment of pertinent agronomic issues research //Journal of hazardous substance, 1997. Vol. 2. P. 3-28.

136. Lue-Hing C., Zens D.R., Piets R.J., Granato T.S., Encouraging the beneficial use of sewage sludge // American Society of Agronomy. Annual Report: Cincinatti, 1993. P. 322.

137. Luo Y.M., Christie P. Chemical fractions of copper and zinc in organic-rich particles from aqueous extracts of a metal-contaminated granite soil // Soil Sceince and Plant Analyses, 1996. Vol. 27. P. 53 57.

138. Ma J.F., Nomoto K. Effective regulation of iron acquisition in graminaceous plants. The role of mugineic acids as phytosiderophores // Plant Physiology, 1996. № 97. P. 609-617.

139. Maliszewska W., Werzbicka N. The influence of lead, zinc and cooper on the development and activity of microorganisms // Soil Agrochemistry and Environmental Quality, 1978. Vol. 8. P. 135.

140. Metz R., Wilke B.M. Dekontamination von schwermetallbelasteten Rieselfeldboden durch Anbau von Energiepflanzen // Ökologische Aspekte extensiver Landbewirtschaftung, VDLUFA-Scliriftenreihe, 1992. № 35. P. 591 -594

141. Miller R.W., Azzari A.S., Gardiner D.T. Heavy metals in crops as affected by soil types and sewage sludge rates // Soil Science and Plant Analysis, 1995, Vol. 26, №5/6, p.703-711.

142. Mortvedt J.J. Cadmium levels in soils and plants from some long-term soil fertility experiments in the United States of America // Environmental Quality, 1987. Vol. 16. №2. p. 137-198.

143. Mucha V., Mucha R., Studium vplyvu automobilovych imisii na obsah kadmia v rastlinach // Agrochemia, 1987. T. 27. № 3. S. 85.

144. Nielsen D., Hoyt P., MacKenzie A.T. Measurement of plant-available zinc in British Columbia orchard soil // Soil Science and Plant Analysis, 1987. Vol. 18. №2. P. 161-186.

145. Parker D.R., Chaney R.L., Norvell W.A. Equilibrium computer models: Applications to plant nutrition research. / Chemical Equilibrium and Reaction Models. Edited by Loeppert R.H., Schwab A.P., Goldberg S. Madison, WI, 1995. P. 163-200.

146. Parker C.F., Sommers L.E., Mineralization of N in sewage sludges // Environmental Quality, 1983. V. 12. P. 150 156.

147. Pollard J. A., Baker A.J.M. Deterrence of herbivory by zinc hyperaccumulation in Thlaspi Caerulescense {Brassica juncea) II New Phytopatology, 1997.Vol. 135. P. 655-658.

148. Raskin I. Plant genetic engineering may help with environmental cleanup (Commentary) // Proceedings of the National Academy of Science, 1996. Vol 93. Issue 8. April 16. P. 3164-3166.

149. Reddy K.R., Patrik W.H. Effect of alternate aerobic and anaerobic conditions on redox potential, organic matter decomposition and nitrogen loss in a flooded soil // Soil Biology and Biochemistry, 1975. Vol. 7. P. 87 94.

150. Rulkens W. H., Grotenhuis J. T. C., Tichy R. Methods for cleaning contaminated soils and sediments // Heavy Metals. Problems and solutions. Springer-Verlag, Berlin: Heidelberg, 1995. P. 165-191.

151. Sadusky M.C., Wentsel R.S. Toxicity of brass powder to corn and the relationship to soil fractionation of copper and zinc // Soil Science and Plant Analysis, 1991. Vol. 22. № 17 18. P. 1817 - 1829.

152. Salt D.E., Blaylock M., Kumar P.B.A.N., Dushenkov S., Ensley B.D., Chet I., Raskin I. Phytoremediation: A novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants // Biomolecular Techniques, 1996, № 13. P. 468-474.

153. Salt D. E., Blaylock M., Nanda Kumar P. B. A. et al. Phytoremediation: a novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants // Biotecnology, 1995. Vol. 13. № 5. p. 468-474.

154. Sims J.T., Boswell F.C. The influence of organic wastes and inorganic nitrogen; yield and elemental composition of corn // Environmental Quality, 1980. Vol. 9. P. 512-518.

155. Shuman L.M. Fractionation method for soil microelement // Soil Science, 1985, Vol. 140. p.11-22.

156. Silveira M.L.A., Alleoni L.R.F., Guilherme L.R.G. Biosolids and heavy metals in soils // Sci. agric. (Piracicaba, Braz.), Oct./Dec. 2003, Vol. 60. № 4. P. 793 806.

157. Simon L. Heavy metal phytoextraction capacity of several agricultural crop plant species // Abstracts of 5th International Conference «Biogeochemistry of Trace Elements» (My 11-15, Vienna, Austria), 1999. Vol. II. P. 892-893.

158. Srivastava A. K. Purnima. Phytoremediation for heavy metals a land plantbased sustainable strategy for environmental decontomination // Proceedings of the

159. National Academy of Science, India. 1998. 68(B). Vol. III-IV. P. 199-215.106

160. Stigliani W.M. Doelman P., Salomons W., Schulin R., Smidt G.R.B., van der Zee S.E.A.T.M. Chemical time bombs: predicting the unpredictable // Environmental Pollution, 1991. Vol. 33. P. 26.

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

162. Thomas B. et. al. Lead and cadmium content of some vegetable foodstuffs // J. Science in Food Agriculture 1972. Vol. 23. №12. p.1493.

163. Watanabe M. E. Phytoremediation on the brink of commercialization // Environmental Science Technology, 1997. Vol. 31. №4. P. 182A-186A.

164. Witter E., Giller K.E., McGrath S.P., Long-term effects of metal contamination on soil microorganisms // Soil Biology and Biochemistry, 1994. Vol. 26. №3. P. 421-422.

165. Yehuda Z, Shenker M, Romheld V, Marschner H, Hadar Y, Chen Y. The role of ligand exchange in the uptake of iron from microbial siderophores by gramineous plants // Plant Physiology, 1996. Vol. 112. P. 1273-1280.

166. Влияние ОСВ и извести на кислотно-основные свойства пахотного и подпахотных горизонтов почвы.рН H2Q

167. Доза извести Доза ОСВ, т/га Глубина, см0.20 20-40 40-60 60-80 80-1000 0 6,6 6,2 4,5 4,4 4,4

168. Зт/га 150 6,4 6,4 5,4 5,3 4,0300 6,1 6,2 5,5 5,3 4,2600 5,6 5,5 5,1 5,0 3,91200 5,4 5Д 5,5 5,3 3,79 т/га 150 6,2 5,8 5,7 4,8 3,3300 6,0 6,2 5,4 5,2 3,5600 5,8 5,6 5,1 4,7 3,31200 5,4 5Д 5,4 5,0 3,6

169. НСР 0,95 0,2 0,2 0,2 0,2 0,21. Нг, мг-экв/100г

170. Доза извести Доза ОСВ, т/га Глубина, см0.20 20-40 40-60 60-80 80-1000 0 0,9 1,0 2,5 4,8 6,0

171. Зт/га 150 1,1 0,7 2,3 7,3 7,6300 1,0 0,8 1,1 3,3 6,0600 0,9 1,0 1,4 1,7 6,51200 1,4 0,8 0,9 1,7 4,39 т/га 150 0,6 0,7 0,6 3,8 7,8300 0,8 0,8 1Д 5,3 5,7600 1,0 0,8 1,5 5,6 8,51200 1,0 1Д 1,9 5,3 7,8

172. НС! э 0,95 0,1 од ОД ОД 0,1

173. Влияние ОСВ и извести на сумму поглощенных оснований в пахотном и подпахотном горизонтах почвы.1. S, ммоль/ЮОг

174. Доза извести Доза ОСВ, т/га Глубина, см0.20 20-40 40-60 60-80 80-1000 0 11,30 9,40 7,80 8,10 9,00

175. Зт/га 150 16,8 10,9 8,6 7,8 9,0300 15,6 10,5 8,6 8,6 9600 16,0 7,4 6,2 5,1 9,41200 20,7 10,5 5,9 5,5 7,49 т/га 150 20,3 10,9 7,0 10,3 11,7300 21,7 12,1 9,4 11,3 9,8600 21,1 9,6 9,4 10,5 12,11200 25,8 14,4 10,1 9 12,3

176. НСР 0,95 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

Информация о работе

Лопатина, Елена Анатольевна
кандидата биологических наук
Москва, 2011
ВАК 06.01.04

Диссертация

Изменение свойств дерново-подзолистой почвы, продуктивности и экологического качества растительной продукции при последействии осадков сточных вод (ОСВ) - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы