Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

НАКОПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ОВОЩНЫМИ КУЛЬТУРАМИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ В СУБСТРАТЕ И ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИЙ МАКРОЭЛЕМЕНТАМИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "НАКОПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ОВОЩНЫМИ КУЛЬТУРАМИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ В СУБСТРАТЕ И ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИЙ МАКРОЭЛЕМЕНТАМИ"

А-зоУзб

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

ДЖАНЧАРОВ Турмушбек Мурзабекович

НАКОПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

ОВОЩНЫМИ КУЛЬТУРАМИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ В СУБСТРАТЕ И ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИЙ МАКРОЭЛЕМЕНТАМИ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1993

}

- с^г-г. , С

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А Тимирязева.

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор, академик РАСХН Б. А. Ягодин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук В. Ф. Ладонин; кандидат биологических наук Н. Г. Ра-кипов.

Ведущая организация — Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства.

Защита состоится «23 » . —г .... 1993 г

в часов на заседании специализированного совета

К 120 35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им К. А. Тимирязева

Адрес- 127550, Москва И-550, ул. Тимирязевская, 49

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА

Автореферат разослан «Д.1 » .*-Аг*-с' . . . 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологических наук

М. В. Вильяме

* ОДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА PAB0TU

¿детальность дроблены. йеличеннезагрязнвния окружающее среда техногенным! выбросам привело к той;, что заачтлынм площади посева сельскохозявственных культур подвергают«* sos-де вствига токсичных вешеств, что оопровождаетояухудвением качества продукции, снижением продуктивности растение.

Рост коицеяграции тяжелых металлов в окружанцее среде способствует увеличен июих содержания во всехкомяовеитах экосио-темы, передвижению по трофичеокое цэди. Ряд тяжвлыхметаллов ^ладает кумулятивным эффектом, кавцераг«в«м двбстввем. В связи «8SHM остро отоит вопрос об изучении подвижности тяжелых металлов в яочве, закон оыерностев их ностуджевжяи яккумуляцииврво-пшях< ■

В в осле ди ее время всечаще возникает олвсвость получения цродакда сельского хозяеотва с избито\иым содержанием ряда .тя»; аешх металлов. .■■."..-•.

Овощные растения, в сижу болыовв вариабельности коагра»ра-циЕ.хкмическнх элементов, является оодовввм и наиболее опеоннм источником поступления тяжелых металлов в организм человека.

Имеющиеся в научно« литературе давние вца яе полностью раскрывают влияние тяжелых металловяараотеаия, отсутствует андовие я сортовые характеристикиовсщннхкультур пореакции на эах^шяевие тяжелыми металла». * ^ <■ « 7 • ~

рель и задачи исследования'^ Дшлы» дяниЬв работы явилось -изучение аккумуляции тяжелых металловнекоторыми 6воваыми_культу рами в зависимости от концентра!?« в"оуботрате иобеопечен-ности растений макроэлементами, нвмевчийостж элементного химического состава растение. ■ , ■ -. -*•-■- ■ ~ ■

Г ЦЕНТРАЛЬНАЯ '-1

ГН^ЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Г сальскохов. академии I К. А. Тмшряваяа

u,r.No А^гтд

В задачи исследования входило:

1. Выявить реакцию изучаемых овощных культур на загрязнение "почвы и тепличного грунта кадмием и свинцом.

2. Определить размер аккумуляции кадмия и свинца в редисе и салате в зависимости от концентрации их в субстрате и уровня минерального питания.

3. Определить влияние разных доз основных удобрение и загрязнения грунта кадмием на элементные химические состав изучаемых овощных культур.

4. Изучить изменчивость элементного химического состава овощных культур в зависимости от условий минерального питания.

Рауэдая новизна работы. Впервые в опытах на тепличном грунте изучено влияние различных концентраций кадмия и свинца на их накопление в салате и редисе, выявлена реакция ряда овощ-'Ных культур на загрязнение грунта кадмием. Установлена существенная зависимость кондентрадаи биогенных (медь, кобальт) и токсичных (свинец, никель, хром) элементов в растениях от со-

держани я в грунте. ЕЫ явлены значительные видовые разли-

чия овощных культур по накоплении кадмия, а также по вариабельности концентрации ряда микроэлементов и тяжелых металлов.

Теоретическая, и практическая значимость. Результаты исследования по накоплении кадмия и свинца в овощных культурах в зависимости от концентрации в субстрате и уровня минерального питания, а также материал об изменчивости элементного химического состава растение могут быть использованы при разработке приемов получения более чистой продукции, при оценке влияния загрязнения грунта и почвы тяжелыми металлами на аккумуляцию их в продукции, расширяют имеющиеся теоретические представления о поведении кадоия_и свинца^в-си&теме почва-растение. Теоретическое и

♦

. цракйческое значение имеют такжеданные о влиянии^кадайяна ахкумуляцнз в растениях биогенных и токсичных элементов. :.

. Адробапяя рабрты. Результаты исследование докладывались на заседаниях кафедры агрохимии ТСХА, на научяовконференции молодых ученых испедаалистов ТСХА в июне 1992 г.

^ . CypyftTypp у объемоаботы. Дисоертапия состоит из введения, рагделов обзора татеретуры, разделов экспериментальное части, общих выводов, описка литература (i наименование, в т.ч.^ иностранных) и приложение (1° таблиц). Работа излокена на {(3 страницах машинописного текста, содержит Ц L таблиц и рисунков.-: - ; \•' * " Объект и методы исследования. Исследования проводились в 1990-1992 гг. на кафедре агрономическое и биологическое химии ХСXI и на "опытное станции овощеводства ТСХА. Почва и грунт, используемые в опытах, имели реакцию среда,, близкую к нейтральной, характеризовались высоким содержанием фосфора и калия, избыточ-. ным - свинца, цинка и кадмия. В качестве опытных культур выращивали в мелкоделян очных опытах репу сорта Петровская, столовую свеклу сорта Двусемянка; в вегетационных опытах - редис сорта Ранние красные и салаг сорта Московские парниковые.

. Повторность в опытах: в мелкоделяночных - 4-кратная, веге-гаиронных - 6-8-кратная. Расположение делянок в опытах рендоми-зированяое. '•■*- .-."■'/'' W V- ; :*v..' -*

■ ; Основные; удобрения вносили в вегетационных.опытах из расчета 50 мг К,. 35 мг Pjg05, 100 мг KgO/кг грунта (минимальные дозы) под редар' и 100 мг К, '70 мг Р205 , 200 мг К20/кг грунта - под . са дат;,3.иооа9да«отвшя-*'0<1а1ш":'фои«|'-вносили аэог из расчета 100 ыг/кг грунта. В мелкодеЛяночных опытах дозы удобрения составляли'4Ш60Р60К (минимальные дозы) и в 1,5 и 2 раза больше. Тяжё-

дне металлы (кадмий и свинец) вносили в вегетадаонных опытах из расчета 5, 10, 15, 20, 25 мг элемента на I кг грунта, в мед-кодедяноздом - 10 мг CA./кг.

Закладку, посев, уход и учет урожая в вегетационных опытах проводили ао общепринятое методике. В один вегетационные период делали 2 посева редиса и салата (ранние и поздние).

В растительных образцах определяли содержание макроэлементов: азота, фосфора, кадия - общепринятыми методами, микроэлементы и тяжелые металлы - после сухого озоления на итомно-аб-сорбционном спектрометре " ». Содержание микроэле-

ментов и тяжелых металлов в почве и тоунте определяли в вытяжке I h.HCI атомно-абсорбционным методом, агрохимические показатели - по общепринятым методикам.

РЕЗУЛЬХШ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. Реакция овощных культур на загрязнение грунта и почвы тя кедами металлами

Улучшение обеспеченности овощных культур макроэлементами сопровождалось ростом продуктивности репы, столовое свеклы и редиса.

Реакция растение на загрязнение субстрата кадмием была неоднозначное. При выращивании репы на тепличном грунте выявлено стимулирующее действие кадмия, наиболее наглядно оно проявилось на фоне без внесения удобрение. Масса стандартных корнеплодов репы возросла под влиянием кадмия практически в 2 раза - с 1,58 до 3,04 кг/м^ (табл.1). В 1991 году этот эффект был менее выражен. Достоверное увеличение массы корнеплодов под влиянием кадмия было отмечено на первом и третьем фонах HPK, однако оно сопровождалось накоплением кадмия выше ПДК/ Увеличение массы

Таблица I Цродуктнвнооть репы сорта Пегровокая

Вариант опыта Масса ставдартгах корнеплодов ,кг/м2 Мвсса ботвы кг/м2 Диаметр ставд. -корнеплодов, мм

""У ;' ■ ''; *' сырея сухая сырая сухая

Контроль ..... 1775 0Л6 ОТТВ 3.95 1/46 &»3§ 07X2 1 -

40*2СР60К- ; Фон I 0Л8 . 0720 1740 0*32 0714 г

60*90Р90К -Фон II 2,20 • 2/Зо . 0/23 4.49 Т/Я 0.37 0712 л

80И120Р120К -Фов Ш . 2.80 ЗГш : оТЯ 5.60 ТГЗо- 0713 м

Контроль' + С<±. "■'; ЗЛ)4 5Гхо ¡иш 0/22 . , 5.10 1775 0717 й

Фов I " ч • 2.86 . ЗГ08 0.24 о^Эо . 5.72 2719 о/гг а

' 2^61 2760 и/ЭТ 5.22 1/37 0.8Г оЖ &

Фов 0 8-77 ¡Ш о7э= 1751 0.73 . 071Б . §6-

ШР05

Цртечааяе: - 1990 г. ^ знаменатель -1991 г^

стандартных.корвеплодов произошло за счет роста среднего диаметра В 1990 р.. средние диаметр корнеплодов репы под действием каддая возрос с 56 до 71 мм. •/•'••• . , •• '

«* ''Растения столовов свеклы более чувствительнык наличию 1 кадмия в почве г Цри одабоа обеспеченности - основными элементами витания (контроль без удобрение) загрязнение почда кадмием вы-зывалооайивнив ^ошад^ортеяиодсш-,!/Ввёоевяв: *НС:'уменьшало- ток- ;

сическое действие этого тяжелого металла. При внесении кадмия на третьем фоне КРК получена достоверная прибавка урожая корнеплодов, за счет увеличения выхода стандартных конеплодов (табл.2).

Таблица 2

Продуктивность столовой свеклы сорта Двусемянка

Вариант опыта Масса стандартных корнеплодов Отношение

кг/м2 % от общее ботва

• I 2 I 2 I 1 2

Контроль -без удобрений 2,30 1,34 68 33 3,2 2,8

Фон I -40К60Р60К 3,00 2,62 78 78 4.0 3,8

Фон П -60Х90Р90К 2,58 2,68 93 88 4,3 4,4

«он Ш -80И120Р120К 2,68 4,11 85 98 4,4 3,9

«»Об 0,48 кг/м2

Примечание: 1 - <56з кадмия; 2 - каши!, 10 мг/кг.

Цри внесении кадаая в тепличный грувг под редис в вегета-даонных опытах явного фитотоксического эффекта, несмотря на высокие дозы (5, 10, 15 мг СЦ. /кг грунта), не наблюдалось (табл.3). В последействии отмечено снижение продуктивности редиса при внесении кадмия в дозе 5 мг/кг грунта и в дозе 15 мг/кг по фону П и Ш. Во второе год посла действия, как при раннем, так и при поздних посевах редиса токсического действия кадмия не наблюдалось.

Внесение возрастающих доз кадмия в грунт не вызывало дос-

. Ив блица 3

Реакция редиса на возрастающие дозы кадмия (ввгетадаоаный опыт Т991 г.)

Вариаат амта . Масса оырая г/сосуд

Когаёпхолв • ' Ботяа

одмия г грга ТВ

0 Г 5 1 10 1 15 мг/к| 5 Г 10 1 15

' ранний посев

Контроль -без удобрений 31,в 26,8 з7',о 32,1 15,6 13,1 13,5 13,6

42.1 36,1 . 44,0 40,6 14,5 14,3 16,5 13,6

«он П - *РК , 119: ,102. III 107 89,0 39,4 •46,5 30,8

«овШ-2*?!С • 153 ; 170 140 , 144 60,4 66,2 62,7 55,0

' " -'"г • * Ч ' ' -* ' ' поздвйй посев (последействие) .

Контроль .+ *£00 98,1 83,8 101 116 87,3 75,8 73,6 84*4

«ов I + Г^оо / 106 79,0 104 107: 81,9 80,3 -73,5 81,6

вов П ■»• *100 127. 79,3 100 81,4; 83,2 79,1 78,2 77,3

123 102 128 72,5 г » 85,6 73,2 75, 5 "79,7

товарных иамвневив в накоплевии сыров мвссы салата (табл.4). Сот держание сухого вещества в салате рева его посева, начиная с дозы млшш ¿5 ш-Аг грунта возросло на 40? при одвовременвш свиже-виисодержания золы: Увеличение накопления сухого вещества в салате откадмиянаблюддлосья в последействии. Влияние кадмия на родержавве сухого вещества в ботве обнаружено и в шыте с репой . (табл.1). :Л"^-.'""-'-"^»/,'' "-о';■/.'•. '".. ' V •;

Реакция растение салата ва загрязнение грунта свивцаи зависела ог его. концевтреции в субстрате. фа прямом действии ветвление сухого вещества в реотевиях й даапазове доз свингр' 5-25 мгДггрунта, имело--дав максивуиа (табл. 5)» В последействии при

- ю -

Таблица 4

Продуктивность салате в зависимости от уровня . концентрации кадмия в грунте (вегетационные опыты, 1991)

Дозы ОА-.ыг/кГ (4асса салата, г/раот. Содержал золы, % ие

грунта сырая сухая

I 1 г Т ' ? т 1 2

0 144 146 8,78 7,59 18,6 15,1

5 138 143 7,73 7,44 19,6 18,7

10 143 - 8,01 - 19,6 -

15 120 124 10,4 6,82 13,5 20,8

20 129 140 11,2 7,84 13,4 20,7

25 139 160 12,6 8,48 13,3 14,9

ЖР05 28,0 32,0 1,86 1,53 2,0

• Примечание: I - ранние пооев; 2 - поздние посев.

Таблица 5

Реакция салата на загрязнение грунта свинцом (вегетационные опыты, 1991)

Дрзы Рв ,мг/кг грунта Масса салата, г/раст.

сыоая сухая

I 2 I I 2

0 144 146 8,78 7,59 •

5 135 136 12,4 7,34

10 128 139 9,80 6,95

15 150 153 10,4 9,49

20 123 91,5 9,10 4,94

25 129 92,6 9,30 4,91

ЖР05 30,0 26,0

Примечание: I - ранний посевV 2 - поздние посев

позднем посеве доза свинца 20 и 25 мг/кг грунта оказались токсичными для салата. Накопление сухого вещества в растениях в . этих условиях снизилооь в 2 раза.

• - '• 2. Аккумуляция кадмия и свинца в овощных культурах в зависимости от концэнтрации их в субстрате и уровня минерального питания

Несмотря на отсутствие визуальных.признаков фитотоксичнос-ти, повышенные концентрации кадмия сделали овощные культуры непригодными к употреблению в пищу.

Анализ содержания кадмия в овощных культурах показал, что репа, столовая свекла, редис, салат интенсивно аккумулируют этот элемент;.: . . . •

Концентрация кадмия в редисе и, салате имела практически ли-.нейную. зависимость от содержания его в субстрате (габл.6, рис.1). ' • .V. г . Таблица 6 .

. Накопление кадмия в корнеплодах редиса в зависимости от условие минерального питания, . • , мг/кг сухое массы (вегетационные опыты, 1991) •

Вариант шыта : ■ Дозы кадмия, мг/кг сухого грунта

0 . . 5 10 ' 15

';"<'•''' ранний посев (девствие #РК +СА)

. Контроль .0,70 "0,78 1,00 . , 1,50

•РК • ' ■ :: .•: . 0,64 0,86 1,08 '.■'. 1,50

•;ЛРК У 0,47 : 0,44 . 1,30 1,40.

\ 2ШС '•"... 0,40 ' 0,46 1,52 .' 1,72 НСР^ для СЦ. 0,27

. поздние посев (последействие)

; Контроль ;+л,100:: 0,22 ..; 0,64 1,12 V .1,18

• • РК + *100 0,27 : • 0,56 ; 1,00 0,85

.ЯРК. +*100 0,20 • 0,79 1,07 1,39

. .2ШС + Я100 . 0,17 . 0,72 0,78 /•' 0,94 -

.. •_НЗР05-для СА. 0,11 мг/кг. сухое массы . , . .. ...

01.,иг/кг сухое массы

Рис. I. Накопление кадмия в корнеадодах редиса (А)

и в салага (В) в зависимости от концентрации его в грунте.

I - ранние посев; 2 - поэ-днии посев

Количество кадмия в корнеплодах редиса лри внесении 15 мг Ф /кг грунта возросло по сравнению с контролем при раннем посеве в 3 раза (прямое действие) и в 7 1аз (последействие), при ' позднем посеве - в 5 раз и превышала ЦДК в 2,5-3 раза. ' '

Повышенное содержание кадмия в исходном грунте (контроль). привело к избыточному накоплении его в растениях салата - 0,04 мг/кг свежей продукции. Внесение возрастающих доз кадмия сопровождалось аккумуляцией его в,продукции в концентрациях, превышающих ПДК в 9-23 раза (табл.7).%Цри внесении 15 мгСА кг/грун-.та и выше содержание ксенобиотика в салате достигло 4,56-7,60 • мг/кг сухой массы.

.;"';*','• '.•'•,< ; Таблица 7

Накопление кадмия в растевиях салата'

-7 в зависимости от его-кондентрации в субстрате

Дозы Col, мг/кг грунта Концентрация CcL , мг/кг массы салата ,

■ 1991 <Í992

ранний посев поздний посев ранний посев

о . 0,6 . 0,04 0,2 , 0,01 0,4 0,02

5 ; : * ; 0,8 ' . 0,05 0,6 0,03 1,1 0,06

10 •2,0. , 0,11. . 0,7 0,04 0,9 . 0,06

15 ■ ' 4,6 0,40 . . 2,8 0,15 2,4 .. 0,17

20 7 6,2 ♦ 0,58 3,6 0,20 3,5 * 0,29

25 • : 7,6 0,69 • 3,8 0,28 3,9 0,28 '<'."'"•■■ ЦДК - 0,03 мг/кг продукции естественное влажности

. Максимальная аккумуляция кадмия салатом наблюдалась при прямом действии,в последействии она снижалась (рис., 1Ь

Внесенные кашне накапливался в репе и столовое свекле. Содержание его в корнеплодах репы в оба года исследование было в 2 раза выше, чем на контроле без кадмия (табл.8) и в 3 раза превышало ЦДК.

Таблица 8

Концентрация кадмия в корнеплодах репы и столовое свеклы, мг/кг сухое массы (мелкоделяночные опыты)

Вариант опыта Репа Столовая свекла

' 1990 122] 199Т

г 1 3 Г 2 I | 2

Без удобрения 0,16 0,24 0,43 0,84 0,18 1,27

40*60Р60К 0,18 0,41 0,64 0,64 сл. 0,92

60*90Р90К 0,18 0,35 0,32 0,87 сл. 1,13

•80ЛТ20Р120К 0,15 0,23 0,44 0,81 0,12 1,22

Примечание: I - без кадмия; 2-е кадмием.

Растения столовое свеклы более интенсивно, чем репа поглощали кадмий. Концентрация кадмия в корнеплодах свеклы при внесении его в почву возроола по сравнении с контролем в 9 раз.

В зависимости от степени загрязнения грунта кадмием кон», центрация его в продуктивное части овощных культур варьирует^ значительных пределах, редис (корнеплода) - 0,02-0,09 мг/кг; репа (корнеплода) - 0,02-0,04 мг/кг; салат (листья) - 0,02-0,69 мг/кг свежей продукции.

В отличие от кадмия накопление свинда в растениях салата со временем (в последааствии) возросло (рис.2). При прямей действии концентрация элемента в сухой массе в диапазоне доз 15-25 ыг Рв/кг грунта была практически одинакова, а на дозе 5 и 10 мг

Рв, мг/кг

Rie. 2. Концентрация свинца в салате в зависимости от

внесения возрастающих доз свинца (А) и кадмия (В) а грунт.

" I - ранний посев, 2 - юздний посев

- таков те, как ва контроле. Однако содержание свинца в свежее продукдаи во всех вариантах с внесением элемента было на уровне ЦДК.(табл.9).

Таблица 9

Накопление свинца в растениях салата . (мг/кг сыров массы) в зависимости от хонфвтрафн его в грунте' •

Дозы Рв, мг/кг грунта Т991- 1992

ранние посев поздние посев ранние посев

0 ■ . 0,37 0,42 ■ " 0,22

5 : \ " 0,52 0,58 ' 0,49 /•'

10 ' . 0,47 ' 0,67 0,78

15 „' , 0,52 0,61 ' 0,42 .

20 . ' ' : ■ 0,56 0,61 1,05

25 0,58 0,53 , 0,61

ЖР05 0,09 0,10 у",- 0,12 '"'

ЦДК - .0,5 иг/кг свежее продукции

В последействии кондентрация свинда в сухой массе салата возросла, форма кривых накопления в растениях имела два максимума (рис.2). При раннем посеве в 1992 г. содержание свинца в салате в диапазоне доз 5-25 мг/кг грунта было в 3-0.»раз выше, чем на контроле.

Улучшение обеспеченности редиса нзотом на контроле без дополнительного внесения кадмия и в варианте с минимальное дозой элемента обеспечило достоверное снижение концентрами.кадмия в корнеплодах (табл.10).

■ Кадмив й свинец имеют различную подвижность в грунте при реакпри среды, близкое к нейтральной, о высоким содержанием ор-

Таблица Ю

Накопление кадмия ь корнеплодах редиса( «г/кг) при различной обеспеченности растений *РК

Вариант шыта 1990 [991

без СД. безСА СА,5 мг/кг грунта

• I 1 2 I 3 I I .., г. .

Без удобрений 0,70 0,059 0,78 0,062

рк 0,89 0,073 0,64 0,033 0,86 0,066

ЯРК 0,42 0,036 0,47 0,033 0,44 0,029

21ГРК 0,43 0,025 0,40 0,028 0,46 0,030

ЭГРК 0,43 0,023

НСР05 0,27 мг/кг

Примечание: I - на сухую массу; 2 - на сырую массу

Таблица II

Концентрация кадмия и евинда в грунте после . учета урокая культур раннего посева (1991)

ДозыОА., Рв мг/кг грунта Кадмий Свинец •

йесеао перед посевом мг/сос. салат редис салат

мг/ сос. % от внес. мг/ сос. % от внес. мг/ сос. % от внес.

0 - 2,85 _ 1,36 _ 50,0

5 15 10,7 71 12,4 74 60,6 71

10 30 24,0 80 23,3 73 71,1 70

15 45 31,5 70 35,8 76 72,6 50

20 60 45,9 77 74,1 40

25 75 52,2 70 78,9 38

ганического вещества. По ле уборки салата и редиса раннего посева 70-80? внесенного кадмия обнаружено в кислоторастворимов форме (табл.И), концентрация его в почве при внесении.25 мг/кг грунта в 18 раз больше, чем на контроле. Абсолютное.содержание свинце в грунте практически не зависело от доз внесенного свин-

3. Элементный химический состав . овощных'культур. .

В накоплении биогенных и токсичных элементов проявилась.

видовая специфичность овощных растение. По.содержанию основных

элементов (табл.12) в корнеплодах овощные культуры образуют

следующие ряди: . •" ■ " ".■>':'■•,.": *"..'.■- .

- азот - репа •» редио столовая свекла; . ' .

фосфор - столовая свекла > редио репа; ' 1

калив - редис> репа > столовая свекла; . . . .

V'"/'.; Таблица 12 . ..

- .Концвнтрасря макроэлементов в овощных культурах, " . ' /2 на сухую массу • ■

Культура -Азот Фосйор / Калия

среднее ■• пределы колебание - средн ее - пределы колебание среднее, пределы колебание

Редис / н «1 о Шг! Й : 8&МС ы>

Салаг 3,4 1,3-5,0 ; 0,6 0,5-0,7 3,7 2,5-5,6

Репа 2.(? 1.3-3.0 - 0.3-0.4 « 1.^-3.0

3,5 2; 5-4,0. О!1-0,4

Столовая -свекла. 1*3 щ Шй;

Примечание:'Чйслитель - корнеплода, зааменатель -ботва. ■

Концантрадая фосфора и калия в корнеплодах и ботве редиса практически одинакова( у столовое свеклы в ботве этих элементов в 2 раза больше, чем в корнеплодах. Содержание кадия в ботве репы и свеклы значительно выше, чем в листьях салата.

Анализ содержания микроэлементов и тяжелых металлов выя-вид различную способность изучаемых культур аккумулировать химические элементы. В листьях салата концентрация всех элементов, за исключением меди, значительно выше, чем в корнеплодах редиса, репы, столовое свеклы (табл.13).

Таблица 1§

Содержание химических элементов в продуктивное части овощных культур, мг/кг сухое массы

Элемент Редис Репа Столовая свекла Салат

Си 1.8 4.1 9,0 5,2

(О.З-З.О)** (3,2-7,6) (7,1-10,9) (3,0-5,4)

Рв* 3,4 3,2 4,1 7,4

(2,2-4,4) (2,3-5,6) (3,5-4,8) (4,5-12,5]

1л. 50 50 39 76

(25-82) (19-86) (32-47) ( 56-80)'

т 1.5 1.5 2,2 4,9

(0,6-2,9) (1,1-2,0) (1,5-4,2) (2,6-6,2)

са* 0,35 0,42 0,25 0,67

(0,17-0,70) (0,15-0,81) (0,18-0,32) (0,21-0,9

Со 1.1 0,7 1.5 2,7

(0,6-2,0) (0,6-0,8) (1,2-2,0) (0,7-3,7)

«V 1.1 0,8 не определяли 5,0

(0,4-2,1) (0,6-1,2) (2,2-6,6)

х без внесения элемента в субстрат, ** пределы колебание.

а

Большее способностью аккумулировать медь в продуктивное чести отличается столовая свекла, меньшее - редис.. Корнеплоды редисе и репы оодержат практичеоки одинаковое количество свинца, цинка, никеля, различаются по концентрадаи меди; кадмия, кобальта,, хроме. Мэньшв всего цинка содериится в-корнеплодах столовое свеклы. Эта культура характеризуется меньшее аккумуляцией ЮАНИ в продуктивное части (п]Ж возделывании без-внесения кадмия)» Влияние возрастающих 'концентрате кадмия ■ * . свинца на поступление ряда элементов сопровождается значительным варьированием содержания хлмичесяшх алемевтов в корнеплодах редиса (3-11 раз) и листьях салата (2-5 раз). ■ ' "; ; - .

Наибольшее изменчивости в зависимости огусловийвыращи-вания подвержено содержание впродукт явной части овощных культур, меди (редис) кадмия (реп^в,; салат, редис) Гвикеяя (редис)V хрома (редис)

4. Изменчивость элементного иияческого состава овощныхкультур в зависимооти ог условие -минерального питания

Увеяичевиа концвнтраоди кадмия и свинца в растениях вызывало значительные изменения в содеркавии биогенных и токсичных; элементов в овощяых культурах. ; . V ", ' '

Накопление кадмия в салате при. внесении возрастали« доз -в грунт сопровождалось увеличением, аккумуляции свинца (рис.2). В среднем ив четырех опытов на максимальной дозе кадиия она ; была на выше, чемнаконтроле. В зависимости от года и срока посева наблюдается значительное; варьирование концентрации свинца в салате. Максимальной она была при позднем пос»ве ; ; , ; 1991 г. и минимальной - при раннем посеве 1992 г. (табл.14) %

Таблица 14

Влияние кадмия на аккумуляцию свинца в салате, мг/кг сухой массы

Дозы СУ. , мг/кг грунта 1991 1 Т992

Iх последействие 2х

2 1 I

0 6,1 8,1 0,9 6,3

5 6,1 7.4 1,4 6,6

10 6,0 6,5 1,5 7,5

15 5,6 10,6 1,4 7,8 в

20 6,5 10,9 1,4 7,6

25 7.8 12,5 1,3 8,5

х кадмий внесен перед посевом; I - ранние посев; 2 - поздний посев.

Загрязнение грунта свинцом в интервале доз 5-25 мг/кг привело к изменению содержания в салате меди, никеля и кобальта (табл.15).

Таблица 15

Влияние свинца на накопление меди, никеля, кобальта в салате, мг/кг сухой массы

Дозы рв, мг/кг грунта Си т Со

0 0,77 0,88 0,72

5 0,80 1,04 1,32

10 1,07 1,19 1,48

15 1,00 1,11 1,44

20 1,20 1,16 1,40

25 1,43 1,44 1,67

нср05 0,22 0,41 0,21

О

Статистически достоверное увеличение концентрации меди в са~ ..'..: лате наблюдалось с дозы свинца 10 мг/кг, никеля -приввесении 25 мг Рв/кг грунта, кобальта - во всех вариантах сосвинцом. • , Содержание прнка в салате и редисе практически не зависело от. степени загрязнения грунта кадмием и свинцом.

Внесение кадмия в грунт отразилось ва аккумуляции других тяжелых металлов и продуктивное части редиса (рис.3). Концэнт-рация свинца увеличилась под действием кадмия' в 1991 г. о 2,5 до 3,5 мгАг, никеля - с 1,7 до 2,9 мг/кг, хрома - о 1,2 до 2,1 мг/кг сухое массы; в 1992 г. в 2; 2; 3 разьузоответствев-но, т.е. влияние кадмия более выражено.

Концентрация цинка в редисе значительно варьировала в зависимости от условия вегетационного периода (та<{я. 16); ..

' Таблица 16 ' ,

Содержание цинка в корнеплодах редиоа, • •' иг/кг. сухов масоы '>''•■,

Посев, год

3

дзч кш

ж

1 - 1991

2 - 1991 I - 1992

76 42

80 48 31

74

'45 '31

Цримечание:1-раняив,2-позднив'посев.

77 41

30

Концентрация свинца в корнеплодах и ботве редиса, мг/кг сухов масры

Таблица 17

Орган

Корнеплоды. Ботва .;

шЬт-лтн

2,5' 8,1

т

4; О 6,3'

_1й-4,3

5,3

-15-.

4,4 4,7

Рв, ,Сг-, мг/кг сухое массы

С =0,63

П-П

12 3 4

Рв, Рь , сухой массы

2 3 4 свинец

I* =0,98

12 3 4 никель

^=0,87

п

^•=0,96

12 3 4

хром

С=0,99

никель

Щ

хром

Рис. 3. Содержание свинца, никеля, хрома в корнеплодах редиса в зависимости от дозы внесенного кадмия - I, 2, 3, 4 -соответственно, 0, 5, 10, 15 мгСс1/кг грунта. А - поздний посев, 1991; В - ранний посев, 1992.

Под влиянием кадмия наблюдалось перераспределение свинца между корнеплодами и ботвой редиса. На контроле отношение концентрации свинца в корнеплодах к концентрации в ботве состав- . ляло 1:4 (табл.Г7). В вариантах с кадмием содержание свинда в корнеплодах возросло, а в ботве снизилось. % дозе кадмия 15 мг/кг грунта соотношение равно 1:1.' .

В Ы В О Д Ы ' . .

1. Овощные культуры: салат, сорта Московский парниковый, редис сорта Ранний красный, репа сорта Петровская обладают высокой толерантностью к кадмию. Цри внесении кадмия в дозах . 5, 10, 15 , 20, 25;мг/кг грунта выраженной фитотоксичности не наблюдалось, однако содержание кадмия в продукции значительно

„превышало ЩЦС.

2. КоН1#нтрация кадмия в редисе и салате имеет практически линейную зависимость от содержания его в субстрате. При внесении возрастающих доз кадмия в грунт количество его в корнеплодах редиса увеличилось с 0,6 до 1,5 мг/кг, в салате с 0,7 до 7,6 мг/кг сухой.массы. Максимальная концентрация кадмия наблю- -далась при прямом действии и превышала ПДК в корнеплодах редиса, а 3 раза, в салате - в 23 раза. : , ' .. '

3. Внесение кадмия под репу сопровождалось "ростом продуктивности культуры (за счет формирования корнеплодов большего диаметра) и увеличением накопления кадмия в "продукции. На -фоне КРК содержание кадмия'в корнеплодах' превышало; ПДК.- V;-;:' \

, . 4. -При накоплении кадмия в салатегпри раннем посеве в концентрации выше 3-4 мг/кг сухой массы наблюдалосьувеличение содержания сухого вещества, снижение содеркания золы. - ' '

. . 5. Внесение свинца в дозах. 20, 25 мг/кг грунта в последёй-ств.'т вызывало снйкениа продуктивности салата. Масса салата при

этом уровне загрязнения на 305» меныш, чем на контроле.

6. Концзнтрация свинца в растениях салата при внесении его в грунт увеличилась при прямом действии с 6,0 до 8,0 мг/кг и практически не зависела от дозы. В последействии она возросла до 14,4 мг/кг и имела два максимума - ва дозб 10 и 20 мг/кг грунта.

7. Кадмий и свинец имеют различную подвижность в тепличном грунте с высоким содержанием органического вещества С 1ЕЙ) и реакцией среды, близкой к нейтральной. После учета урожая салата и редиса раннего посева 70-8С$ внесенного кадмия обнаружено в грунте в кислоторастворимой форме (I н.Ш1). Абсолютное содержание свинца в грунте в солянокислой вытяжка практически не зависело от внесенного количества а было (в диапазоне доз 10-25 мг/кг грунта) на 7-9 мг/кг выше, чем на контроле.

8. В накоплении и варьировании концентраций макро- и микроэлементов и тяжелых металлов проявилась видовая специфичность овощных культур. Болыье всего меди и меньше цинка накапливается в корнеплодах столовой свеклы, корнеплоды репы и редиса содержат практически одинаковое количество свинда, цинка, никеля.

9. Внесение возрастающих доз кадмия в грунт сопровождалось ростом аккумуляции в корнеплодах редиса свинца с 2,2 до 4,3 мг/кг, никеля - с 0,6 до 4,3 мг/кг, хрома - с 0,4 до 2,8 мг/кг сухой массы. Под действием кадмия на 30-5С& увеличилось накопление свинца в салате. Коэффициент корреляции между дозой внесенного кадмия и концентрацией свинца в салате составляет зависимости от года и срока посева 0,51 - 0,94.

10. Под влиянием кадмия наблюдалось изменение соотносила концэнтрации свинца в корнеплодах и ботве редиса. На контроле

• оно составляло 1:4, при внесении ГЬ мгСсЬ/кг грунта - 1:1.

П. Свинец в Д088Х 25 мг/кг грунта вызывал увеличение концентрации в салате никеля в 1,8, меди - в 1,9, кобальта - в 2,3 раза. •

Список опубликованных работ по теме дассертации:

1. Дианчаров Т.М. Аккумулядая тяввлых металлов овощными культурами // Депонирована во ВНИИГЭИагропрома. - М 139/71 ВС-92, РФ Растениеводство, - Я I. - 1993. '

2. Ягодин Б. А.,: Марке лов а В.Н., Панферова И.В., Малахова И.П., Джанчаров Т.М. Аккумуляпря кадмия овощными Культурами в зависимости от условие минерального питания//№вестия ТСМ. -■ - * 2. - 1993. ';: /

Объем 1 '/¡п л

Заказ 787

Тираж 100

Типография Московской с х академии им К А Тимирязева 127550, Москва И 550, Тимирязевская ул, 44