Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района Приморского края

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Оценка влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района Приморского края"

Направахрукописи

ЦМОКАЛЮК НИНА МАРТЫНОВНА

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ НА РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СОИ В УСЛОВИЯХ УССУРИЙСКОГО РАЙОНА ПРИМОРСКОГО КРАЯ

03.00.16 - экология 06.01.09 - растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток 2004

Работа выполнена на кафедре агроэкологии и охраны труда ФГОУ ВПО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия» Министерства сельского хозяйства РФ

Научные руководители. доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Моисеенко Алексей Алексеевич,

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Ковековдова Лидия Тихоновна

Официальные оппоненты доктор биологических наук Лукьянова Ольга Николаевна

доктор сельскохозяйственных наук, акад. РАСХН Чайка Анатолий Климентьевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт сои (г. Благовещенск)

Защита состоится 14 декабря 2004 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.056 02 при Дальневосточном государственном университете МО РФ по адресу: 690600 г. Владивосток, ул. Мордовцева, 12, ком. 139, факс: 45-77-79

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного университета МО РФ

Автореферат разослан

ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Ю.А. Галышева

O Y03OY

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Сельскохозяйственное производство становится все более зависимым от экологических факторов антропогенного происхождения, которые в значительной степени изменяют свойства почвы, продуктивность растений и качество продукции. Тяжелые металлы (ТМ) - одни из опаснейших токсикантов, загрязняющих окружающую среду. Они способны накапливаться в почве, растениях и поступать в организм человека, отрицательно влияя на его жизнедеятельность (Григорьян и др., 1994; Хрисчофорова, 1999).

Уссурийский район Приморского края относится к зонам повышенною антропогенного загрязнения (Шишлова, Христофорова, 2000). Выбросы промышленных предприятий и автомобильного транспорта, сельскохозяйственное производство, несанкционированные свалки загрязняют пахотные земли ТМ , что может вызвать необратимые изменения в агроценозах.

В земледелии Уссурийского района и Приморского края соя (Glycine hispida Мах.) является основной сельскохозяйственной культурой и занимает свыше 34% площади пашни (Статистический ежегодник, 2003), имеет большое значение как продовольственная, техническая и кормовая культура. Являясь источником ценного белка и масла, соя пользуется спросом на внутреннем и внешнем рынках. Расширение посевных площадей этой ценной культуры неизбежно приведет к размещению ее на почвах, загрязненных ТМ. В связи с этим актуальны исследования, позволяющие оценить влияние загрязнения почвы ТМ на развитие сои, адаптацию потомства к измененным условиям среды, сохранение сортовых признаков и посевных качестр семян, а также возможности снижения негативного влияния ТМ на растения сои. Полученные результаты дают представление о последствиях выращивания сои на загрязненных тяжелыми металлами почвах.

В Приморском крае подобные исследования проведены впервые.

Цель работы - оценка влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района Приморского края.

В задачи исследований входило:

1. Установить влияние на рост и развитие растений сои, посевные качества и сортовые признаки семян во времени в экспериментальных условиях;

2. Выявить влияние бактериальных удобрений азотовита и бактофосфина на растения сои в условиях повышенного содержания в почве Cd, Pb, Zn, Cli;

3. Установить последействие загрязнения почвы Cd, Pb, Zn, Cu на растения сои;

4. Оценить адаптацию потомства сои, выращенной на загрязненной

Си почве к естественному (фоновому) и повышенному содержанию металлов в почве;

5. Определить накопление токсичных элементов в семенах сои и их биохимический состав;

6. Дать хозяйственно-экономическую оценку выращивания сои на загрязненных тяжелыми металлами почве.

Научная новизна. Впервые дана оценка влияния загрязнения почвы Cd, Pb, Zn, Cu в дозе 2 ПДК на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района Приморского края. Установлено, что загрязнение почвы ведет к подавлению роста и развития растений, снижению урожайности до 38% и изменению сортовых признаков сои. Zn и Си п р наиботьигее токсячеоюе дейссвняв период е в

- всходы», Сс! и РЬ - «всходы - полная спелость». Выявлены морфологические изменения растений сои. Впервые получены данные по влиянию Сс!, РЬ, Zn, Си на сроки и продолжительность прохождения фенологических фаз роста и вегетационного периода.

Установлено, что бактериальные удобрения азотовит (Azotobacteг chгoococcum) и бактофосфин (Megateгium phosphaticum) не снижают токсического действия тяжелых металлов на растения сои.

Установлено, что при посеве семян первого поколения сои, полученных на загрязненной ТМ почве в предыдущем году, в почву с фоновым содержанием ТМ и загрязненную теми же элементами, увеличивается продуктивность растений, содержание белка и жира в семенах и сохраняются измененные признаки.

Практическая значимость. Полученные результаты представляют собой новую информацию и могут быть использованы при решении многих конкретных задач. При выращивании сои на загрязненных С!, Pb, Zn, Си почве (особенно Zn и Си), необходимо увеличивать норму высева на 20...40%, размещать посевы сои с учетом степени загрязнения почвы и токсичного элемента. Загрязнение почвы Си способствует растрескиванию бобов, что приводит к потерям урожая. На почвах, загрязненных Zn и Си снижается высота прикрепления нижних бобов, что может привести к значительным потерям урожая при уборке. Во избежание потери ценных хозяйственных признаков сорта сортовые посевы не следует размещать на почвах, загрязненных ТМ.

Рекомендовано в селекционной работе применять Сс1, Ъл, Си в качестве химических мутагенов.

Защищаемые положения.

1. При загрязнении почвы токсическими элементами С<1, РЬ, Zn, Си в дозе 2 ПДК подавляется рост и развитие растений, снижается урожайность и качество урожая, изменяется морфология сои, утрачиваются сортовые признаки, 2л и Си проявляют наиболее токсическое действие в период «посев - всходы», С<3 и РЬ -«всходы - полная спелость».

2. Бактериальные удобрения азотовит (Azotobacteг Агоососсит) и бактофосфин (Megateгium phosphaticum) не снижают токсического действия ТМ на растения сои.

3. Потомство первого поколения сои, выращенной на почве, загрязненной Сё,

увеличивает продуктивность растений, содержание белка и жира в семенах, повышает качество масла.

4. Выращивание сои на загрязненной С<1, РЬ, 7л, Си почве экономически убыточно.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Международной научно-практической конференции «Аграрная политика и технология производства сельскохозяйственной продукции в странах Азиатско-Тихоокеанского региона», в Приморской государственной сельскохозяйственной академии (г. Уссурийск, 2001 г.), научной сессии Общего годичного собрания Дальневосточного научно-методического центра Россельхозакадемии (2002,2003 гг.). В 2003 г. семена второй генерации, полученные с растений, выращенных на загрязненной ТМ почве, высеяны в СХПК «Алексеевка» Ханкайского района Приморского края на площади 0,60 га с целью проверки в условиях производства на урожайность и качество продукции (Акт прилагается).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано восемь работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 170 стр. и состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы (200 источников, в том числе 40 иностранных) и 44 приложений. Работа иллюстрирована 27 рисунками и 48 таблицами.

Автор выражает искреннюю благодарность научным руководителям д с.-х.н., с.н.с. А.А. Моисеенко, к.б.н., с.н.с. Л.Т. Ковековдовой за всемерную поддержку, постоянную помощь и ценные консультации. Автор признателен д. б н., профессору U.K. Христофоровой за внимание и ценные советы. Глубокую признательность и благодарность автор выражает дб.н., сне. В.И. Голову за ценные замечания и консультации при подготовки диссертации. Автор благодарен к с.-х.н., доценту В В. Судакову за методическую и практическую помощь при выполнении исследований. Автор благодарен сотрудникам лаборатории СЭС г. Уссурийска, ветбаклаборатории Приморского края, лаборатории ВНИИ сои за помощь при выполнении анализов, К.А. Никулину за техническое обеспечение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

"Глава 1. ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОИ, ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ ПРИМОРСКОГО КРАЯ. ПРОБЛЕМЫ

ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В СВЯЗИ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Рассмотрены хозяйственно-биологическая характеристика сои, ее агротехническое значение. В главе представлены сведения о биологической роли тяжелых металлов, их накопление растениями в зависимости от содержания в почве и отношение сельскохозяйственных культур к загрязнению почв ТМ.

Глава 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2000 - 2002 гг. в Уссурийском районе Приморского края на опытном поле ПГСХА. Почва участка лугово-бурая оподзоленная, средней степени окультуренности, средний суглинок. Мощность пахотного слоя 22...25 см, содержание гумуса в пахотном слое 3,1...3,5%, рНка 5,9, подвижных Р2О5 и К2О-2,7...3,1 и 16,0...17,3 мг/100гпочвы

соответственно. Содержание ТМ: Cd - 0,49; Pb - 9,82; Zn - 6,51; Си - 7,26 мг/кг почвы. Объект исследования - соя сорта Приморская 69. Сорт выведен ПримНИИСХ.

Погодные условия в годы проведения опытов отличались по количеству и распределению осадков, среднемесячным температурам воздуха за период вегетации сои. В 2000 г. количество осадков превышало среднемноголетнюю норму на 32%. Обильные осадки в июле и сентябре вызвали длительное переувлажнение почвы и угнетение растений сои. В 2001 - 2002 гг. количество осадков выпало несколько меньше нормы. Среднемесячные температуры воздуха в 2000 - 2001 гг. были выше, чем в 2002 г. и средних многолетних. 2001 г. отмечен ранним заморозком (23 сентября -5°С) и завершением вегетации сои. Метеорологические данные, используемые в диссертации, предоставлены Тимирязевской метеорологической станцией п. Тимирязевский.

В условиях мелкоделяночного полевого опыта было смоделировано загрязнение почвы Cd, Pb, Zn, Си в дозе 2ПДК. За ПДК принято: Cd - 1; Pb- 30; Zn -100; Си -50 мг/кг почвы в соответствии с методическими указаниями ЦИНАО, 1992.

1 ( Г О *-1

Перед посевом сои соли Cd(N03)*4H20; Pb(CHjC00)2*3H20; ZnS04*7H20; CuSCU*5H20 в виде растворов вносились в почву на глубину 10 см.

Схема экспериментов: 1. Контроль (без внесения ТМ); 2. Cd; 3. Pb; 4. Zn; 5. Си. В опыте 1 изучалось влияние загрязнения почвы на развитие и продуктивность сои с применением бактериальных удобрений азотовита (Azotobacter chroococcum) и бактофосфина (Megaterium phosphaticum) в качестве фона. Бактеризация семян проводилась перед посевом. В опыте 2 изучалось последействие загрязнения почвы ТМ на растения сои. В опытах 3 и 4 исследовалась адаптация потомства 1-ю поколения, полученного на загрязненной ТМ почве (опыт 1) соответственно к естественному (фоновому) содержанию ТМ и к загрязненной этими же элементами почве (рис. 1). Площадь делянки 3,6 м2, повторность трехкратная, размещение вариантов рендомизированное. Способ посева широкорядный с междурядьями 45 см. В опытах 1, 2 семена высевали сеялкой СН-16, в опытах 3, 4 - вручную. Агротехника общепринятая для Приморского края.

Изучение надземной и корневой массы растений сои проводилось в дополнительном мелкоделяночном опыте, размещенном на общем опытном участке. Для исключения взаимного влияния вариантов делянки отделяли полиэтиленовой пленкой с заделкой в почву на глубину 20 см. Соли Cd, Pb, Zn, Си ВНОСИЛИ В виде растворов. Извлечение почвенных монолитов с ненарушенной корневой системой и надземной массой проводили в 5 сроков по 5 растений.

Наблюдения за растениями, учеты по основным ценным хозяйственным признакам, оценку продуктивности проводили согласно методическим указаниям ВИР (1981, ГСИ, 1975), содержание ТМ в растениях, семенах сои и почве определялись в соответствии с Методическими указаниями по определению ТМ в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства (ЦИНАО, 1992) на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS - 30; полный биохимический состав семян -на инфракрасном анализаторе NiR - 4250 во ВНИИ сои (г. Благовещенск).

Агрохимические показатели почвы определяли: подвижный фосфор и калий по А. Т. Кирсанову ГОСТ 26207-89; рН солевое ГОСТ 26483-90; гумус по И. В. Тюрину, ГОСТ 26213-84. Биологическую активность почвы определяли методом аппликации (Воробьев и др. 1967).

Статистическую обработку результатов учетов и определений выполняли по Б.А. Доспехову (1985) с использованием пакета статистических программ «Statistic for Windows». Достоверность различий всех исследуемых параметров между независимыми значениями каждой выборки оценивали по критерию Стьюдента при уровне значимости Р< 0,05. Выполнено: 494 элемент - определений, биохимический анализ 45 образцов семян сои, проанализировано свыше 17000 растений на различные морфологические показатели, извлечено 300 почвенных монолитов (45x25x20 см), поделяночно учтен урожай на 180 делянках.

Глава 3. РОСТ И РАЗВИТИЕ СОИ НА ЗАГРЯЗНЕННОЙ Cd, Pb, Zn, Cu

ПОЧВЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ БАКТЕРИАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

При выращивании сои на загрязненной почве установлено

снижение полевой всхожести семян на 21,8%, высокая гибель растений, что привело к изреженности посевов до 58,4% - без бактериальных удобрений и 79,4%(Zn) по бактофосфину. Отмечено подавление активности почвенной микрофлоры и образования клубеньков на корнях сои, особенно при загрязнении почвы Zn. На фоне бактериальных удобрений образование их отставало от контроля на 1,5...2 недели.

Контроль

Опыт 4 2002 г.

Опыт 1 2000-2002 гг.

Без бактериальных удобрений

Контроль

Опыт 2,2002 г.

Рис.1 Схема экспериментов

течение вегетации отмечается изменение морфологических признаков: отсутствие примордиальных листьев, чередование примордиальных с тройчатыми, изменение формы листа на узколистную и форму развернутых крыльев бабочки, нехарактерных для данного сорта, и др. В период всходы - начало цветения растения замедляют рост и формирование листового аппарата, особенно при загрязнении почвы Zn и Си, нарастание корневой и надземной массы, что, вероятно, связано с адаптацией растений к измененным условиям среды. С фазы бобообразования отмечается интенсивный рост и нарастание надземной и корневой массы. Бактериальные удобрения не снижали токсического действия ТМ на растения сои.

. По реакции растений сои на действие ТМ в течение вегетации выделено три периода: первый - от всходов до начала цветения; второй - от цветения до образования бобов; третий - от бобообразования до полного созревания. Для первого периода характерно сильное угнетение всходов, частичная гибель растений, угнетение развития корневой системы. Для второго периода - отставание в формировании фотосинтетического аппарата и развитии, наиболее выраженном в вариантах с Zn и Си. В третьем периоде - более активный рост растений и формирование листового аппарата, различия между вариантами слабо выражены. По нашему мнению, это связано с уменьшением концентрации ТМ в корнеобитаемом слое почвы за счет частичного поглощения почвой и выхода части корневой системы за пределы загрязненного слоя, а также за счет самоочищения растений.

Прохождение фенологических фаз растениями сои. Установлено влияние ТМ на сроки и прохождение фенологических фаз растениями сои особенно на ранних фазах развития (рис. 2, опыт 1). На почве загрязненной Си установлено более раннее образование бобов (на 10 дней), сокращение периода вегетации сои (на 12 дней). Медь способствует растрескиванию бобов, что приводит к потере урожая.

Таким образом, загрязнение почвы нарушает экологическое

равновесие среды и вызывает приспособительные реакции растений к изменившимся условиям.

Урожайность и структура урожая. При загрязнении почвы снижается урожайность без бактериальных удобрений на 5,9...38,3%, по фону азотовита - на 23,4...40,7% (макс. По Zn) и бактофосфина на 21,8% (Zn) (табл. 1).

Таблица 1

Урожайность сои (средняя за 2000 - 2002 гг.)

Вариант Без бактериальных удобрений Фон - азотовит Фон - бактофосфин

урожа йност ь, ц/га отклонение урожа йност ь, ц/га отклонение урожа йност ь, ц/га отклонение

ц/га % ц/га % ц/га %

Контроль 22,2 21,4 - 19,3 - -

Cd 20,9 -1,3 -5,9 14,9 -6,5 -30,4 20,0 0,7 3,6

РЬ 18,7 -3,5 -15,8 16,4 -5,0 -23,4 20,1 0,8 4,2

Zn 13,7 -8,5 -38,3 12,7 -8,7 -40,7 15,1 -4,2 -21,8

Си 15.3 -6,9 -31,1 16.2 -5,2 -24,3 21.5 2,2 11,4

НСР« =1.05 =1,17 =1,1

Рис 2.Сроки и продолжительность фенологических фаз роста растений сои, дней, 2002 г.

Посев • 31 н 1я

прорастание семян

- всходы

- пер вы й лист

- ветвление цветение

- боб оо б р а зо в а н и е-с озр е в а н и с

Структура урожая сои в годы исследований существенно отличалась по вариантам опыта и по фонам бактериальных удобрений. В опытных вариантах встречались растения с 4"* и 5'™ семянными бобами, что не характерно для изучаемого сорта. Наибольшее их количество в вариантах с Си. При наличии на растении 4" семянных бобов достоверно увеличивается общее количество бобов, особенно в вариантах с 2п и Си. В этих же вариантах установлено наибольшее снижение массы 1000 семян. Таким образом, выращивание сои на загрязненной ТМ почве, приводит к снижению урожайности и изменению его структуры.

Содержание и качественный состав белка и жира в семенах сои. Установлено незначительное снижение содержания белка и не выявлено тенденции к изменению содержания жира в семенах сои. Содержание в белке незаменимых и заменимых аминокислот существенно не изменялось за исключением гистидина: на фоне азотовита от 9,9 до 10,4%, без бактериальных удобрений от 9,2 до 10,0% (в контроле 8,7%).

Установлено значительное варьирование содержания жирных кислот: олеиновой, линолевой, линоленовой. При загрязнении почвы О! и Си содержание линолевой кислоты увеличилось на 0,9 и 1,4%, а линоленовой уменьшилось на 1,9 и 3,1% соответственно. Содержание фосфора, калия, кальция, магния, водорастворимых углеводов в семенах сои изменилось незначительно.

Содержание ТМ в семенах сои. На загрязненной С!, РЬ, Zn, Си почве в семенах сои увеличивается содержание РЬ, превышающее в 2...3 раза ПДК, в соответствии с Сан ПиН 2.3.2.1078-01 от 01.01.2002 г., что приводит к снижению качества продукции. Такие семена можно использовать только на посев и технические нужды. Содержание ТМ в семенах не всегда находилось в прямой зависимости от уровня загрязнения почвы. Бактериальные удобрения не способствуют снижению содержания ТМ в семенах.

Изменение сортовых признаков и посевных качеств семян. При загрязнении почвы Сё, РЬ, Zn, Си изменяются сортовые признаки семян сои - окраска семенной оболочки и рубчика, форма и размер. Снижаются посевные качества, особенно энергия прорастания. Наибольшее негативное действие оказывают С! и Си. Бактериальные удобрения не способствуют сохранению сортовых признаков и посевных качеств семян. Азотовит усиливал токсическое действие ТМ. В порядке уменьшения негативного влияния на развитие сои за период вегетации элементы можно расположить в ряды (табл. 2).

Таблица 2

Ряд элементов в порядке уменьшения негативного влияния на рост и развитие _растений сои_

Показатель Без бактериальных удобрений Фон - азотовит Фон - бактофосфин

Прорастание - всходы 7.п>Си>С<1>РЬ гп>си>сс1>рь гп>Си>Сс1>РЬ

Полевая всхожесть 2п>Си>РЬ>С(1 гп>си>рь>с<1 гп>си>рь>с()

Общая гибель растений |>ь>си>гп>са гп>рь>си>с<1 гп>си>рь>с<1

Выживаемость растений рь>си>гп>с(1 гп>рь>си>са гп>си>рь>са

Сохранность растений рь>с<)>си>гп рь>са>гп>си гп>си>рь>с<1

Активность почвенной микрофлоры Си>2п>С(1>РЬ си>гп>с(1>рь си>гп>с<1>рь

Рост растений 2п>Си>С<1>РЬ 2п>Си>РЬ>Са гп>Си>РЬ>С<1

Урожайность сои гп>Си>РЬ>Сс1 гп>с<1>си>рь гп>с*1>рь>си

Масса 1000 семян гп>си>с<1>рь рь>гп>си>с() Си>2л>С<1>РЬ

Лабораторная всхожесть са>си>рь>гп с<1>гп>си>рь С<1>Си>2п>РЬ

Энергия прорастания си>с(1>рь>гп са>гп>си>рь рь>си>с«1>гп

Накопление белка гп>си>рь Не проявлялось Си>гп>С(1>рь

Накопление жира Си" Си>С<1* с<1>гп>[>ь'

Таким образом, токсичные элементы Сё, РЬ, Zn, Си при загрязнении почвы, превышающем в 2 раза нормированную величину (ПДК) подавляют рост и развитие сои, вызывают морфологические и биологические изменения, в результате утрачиваются характерные сортовые признаки. Бактериальные удобрения не снижают негативного влияния ТМ на растения сои.

Глава 4. РОСТ И РАЗВИТИЕ ПОТОМСТВА СОИ, ВЫРАЩЕННОЙ НА

ПОЧВЕ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ Сё,РЬ, Zn, Си.

ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ТМ

При выращивании сои на загрязненной ТМ почве были установлены морфологические, биологические изменения, что и предопределило необходимость проведения дополнительных исследований (опыты 2,3 и 4).

Установлено достоверное снижение полевой всхожести и выживаемости, гибель растений при адаптации потомства 1-го поколения к загрязненной и почве с фоновым содержанием ТМ, а также в последействии загрязнения почвы ТМ (макс. Zn, Си) (рис.3).

Снижение полевой всхожести и гибель растений на почве с фоновым содержанием ТМ (опыт 3), по-видимому, обусловлено: а) реакцией растений на загрязнение почвы ТМ (как стрессовый фактор), которая закрепилась и передалась потомству 1-го поколения, в результате, растения реагируют даже на фоновое содержание ТМ в почве; б) формированием семян с различной жизнеспособностью.

На загрязненной ТМ почве (опыт 4) подавляется образование клубеньков на корнях сои и снижается целлюлозоразлагающая способность почвы, в большей степени 2п и Си. В последействии ТМ наибольшее ингибирующее действие на микрофлору почвы оказывает РЬ. В год загрязнения его действие менее токсично.

Для потомства сои 1-го поколения и растений в опыте 2 (последействие ТМ) характерно проявление тех же особенностей в росте и развитии растений, как и в год загрязнения почвы ТМ: снижение высоты растений и прикрепления нижних бобов, сроки и продолжительность прохождения фенологических фаз роста (рис. 1) и др. Растрескивание бобов, отмеченное в опыте 1 в вариантах с Си, в потомстве 1-го поколения не наблюдалось.

Урожай и его качество. В последействии ТМ установлено снижение урожайности сои во всех опытных вариантах, кроме 2п.

Потомство сои первого поколения увеличило урожайность во всех вариантах, за исключением 2п и Си при посеве в загрязненную почву. Повышение урожайности связано с увеличением средней продуктивности одного растения (табл. 3).

Таблица 3

Структура урожая сои, 2002 г.

Характеристика опыт Вариант Количество бобов на одном растении, шт Всего бобов, шт. Масса 1000 семян, i Семян с одного растения г Урожайность, ц/га

X 3 „ к % 3 i 8 У S h к 2 и о (N 5 S и односемян ных

п Ob Е «> Контроль - 5,7 13,5 6,4 25,6 170,0 8,59 22,2

Cd 0,1 6,1 11,3 4,8 22,3 182,3 8,41 19,2

РЬ 0,1 7,6 16,5 7,1 31,3 182,8 11,58 21,7

Zn 0,2 9,6 16,5 7,6 33,9 241,0 16,92 26,5

Cu 0,3 7,1 18,6 8,2 39,4 177,0 12,02 19,0

HCPos, ц/га 1,7

Посев семян первого поколения в почву Без внесения ТМ (опыт 3) Контроль - 7,0 11,4 7,0 25,4 170,0 8,64 23,7

Cd 0,2 I2¿ 20,4 7,2 40,1 176,8 16,50 30,7

Pb 0,1 7,3 16,7 7,1 31,2 184,3 11,58 30,4

Zn 0,2 12,7 14,1 5,2 32,2 175,1 11,60 29,0

Cu 0,3 6,2 15,4 8,1 30,0 182,2 10,7 28,1

HCP05, ufra 1,9

Загрязненную ТМ (опыт 4) Контроль - 6,0 10,9 5,3 22,2 170,3 7,68 23,7

Cd 0,1 14,7 10,7 4,5 30,0 169,6 11,94 33,1

Pb 0,4 9,5 10,8 5,7 26,4 186,4 10,63 31,6

Zn 0,1 7,7 19,9 7,6 35,3 233,3 16,54 20,8

Cu 03 6,7 15,9 10,1 33,0 177,1 11,20 21,0

HCPoi, ц/га 1.8

Установлено увеличение содержания белка в семенах сои с одновременным увеличением жира на загрязненной почве на 2,5 % (макс. Cd, Pb) и почве с фоновым содержанием ТМ, соответственно на 3,0...3,6 % и 2,5 % (макс.Си, Cd, Pb)(рис.4).

РИС. 4. Зависимость содержания белка и жира в семенах сои от элемента

В семенах сои 2-го поколения установлено накопление Pb (1,17... 1,38 мг/кг) выше нормированной величины (ПДК 1,0 мг/кг) только при посеве семян потомства в загрязненную почву. Установлены существенные изменения концентрации ненасыщенных жирных кислот - олеиновой, линолевой, линоленовой (табл. 4).

Таблица 4

Содержание жирных кислот в семенах сои, % (2002 г.)

Выявлено существенное варьирование содержания фосфора (от 0,18 до 0,68%), в контроле - 0,65%. По содержанию К, Mg и Са существенных изменений не отмечено. Снизилось в среднем содержание водорастворимых углеводов на 2,0...5 % (макс. Си).

Изменение сортовых признаков и посевных качеств семян сои. Загрязнение почвы Сё, РЬ, Zn, Си влияет на потомство сои. Семена потомства сои 2-го поколения сохранили измененные сортовые признаки: окраску рубчика и семенной оболочки, в том числе при пересеве семян в почву с фоновым содержанием ТМ (опыт 3), что указывает на передачу потомству 1-го поколения приобретенных признаков. Не отмечено снижения посевных качеств семян.

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ СОРТОВЫХ ПРИЗНАКОВ РАСТЕНИЙ СОИ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ НА ЗАГРЯЗНЕННОЙ Сё, РЬ, Zn, Си ПОЧВЕ

При загрязнении почвы Сё, РЬ, Zn, Си изменяются морфологические признаки растений сои начиная с фазы появления всходов: отсутствие примордиальных листьев; чередование примордиальных с тройчатыми; изменение формы листовых пластинок; гибель точки роста и образование двух основных ветвей и др. Аномальные растения, количество которых составило от 1,5 до 5,2 % без бактериальных удобрений и от 2,0 до 6,6 % на фоне бактериальных удобрений, отставали в росте и развитии от других растений. В фазу 4-х тройчатых листьев изменилась форма листа у растений на почве загрязненной Си на узколистную (ланцетную) и Сё - форму развернутых крыльев бабочки (рис. 5 - е,ж). Доля таких растений составила от 3,0 до 5,5 %. Содержание Сё и Си в листьях этих растений выше, чем в корнях и стеблях, что, вероятно, является одной из причин изменения формы листа. Бактериальные удобрения увеличили содержание этих элементов в листьях. Отмечается появление растений с 4 и 5 семянными бобами, что не характерно для сорта Приморская 69.

В потомстве 1-го поколения сохранились измененные признаки и появились новые изменения. При загрязнении Си увеличилось количество листовых пластинок до 4 ... 5, изменилась окраска венчика цветка с фиолетового на белый (максе Сё -от 5,8 до 5,9 %), а в последействии загрязнения ТМ - медью (7,8 %) (рис. 5 - з, и). Появление растений с измененной окраской венчика, по-видимому, связано с комплексом факторов (влажность, температура и т.п.) среди которых, решающую роль сыграли ТМ.

У растений с измененными морфологическими признаками увеличилось количество узлов на главном стебле, бобов в узлах, общее количество бобов (рис. 5 - а, б, в). Появились растения, имеющие бобы, у которых семян на 1...2 больше, чем семенных гнезд (рис. 5 -г) и увеличилось количество растений с 4-х и 5-ти семянными бобами. При наличии 4-х и 5-ти семянных бобов на растении увеличивается количество 3-х и уменьшается 2-х и, особенно, односемянных. Продуктивность растений увеличивается в 3...4 раза (табл. 5).

Рис. 5. Морфологические изменения сои

Таблица 5

Продуктивность растений сои с измененными морфологическими признаками, 2002 г.

Количество бобов, ИМСЮЩКХ г н

ь и X о семян..., шт Э в О "й к 1» о 0 . х иф 1 £ и г= ю

б с; п Ё* л К С. <о И 4 3 2 1 ю г V и т о о я и и с 8 г «к 8 2. г «1 X х 1! О "

V Контроль 0 3,5 11,4 10,2 25.1 170 7,39 1,73

2 г? С<1 1.7 17,2 9,3 4,0 32,3 177 14,46 2.53

§ 5 РЬ 2,0 17,0 9,1 3,1 31,3 184 14,82 2,57

Я 2 гп 3,7 30,1 8.3 3.0 45,1 175 21.84 2,77

- Си 1,6 27,5 15,4 3,9 48,6 184 22.86 2.56

Контроль 0 4,1 10,2 11.7 26,0 170 7,55 1.71

п я * л са 2,2 28,2 13,5 2,2 46,2 182 22,39 2,66

е а Я ь Ё ? РЬ 1,5 26,5 7,7 3,0 38,7 183 19,04 2,69

X г о га 3,8 27,0 7,1 2,9 40,8 241 27,31 2.78

с; о х £ Си 2,9 29,8 7,7 2,4 42,5 177 20,37 2,78

с г, г = 5 Контроль 0 4,0 Ю, ю, 24,9 170 7,35 1,77

X X СЛ 2,2 20,9 9.1 2,4 34,7 170 15,7 2,67

и (в У с ч о РЬ и 25,6 7,9 3,5 38,4 186 18,9 2,65

8 & 5 гп 4,2 28,4 9,7 2.1 44,5 233 28,8 2,78

Си 2,6 30,9 8,7 2,6 45,1 187 23,1 2,75

По-видимому, ТМ вызывают глубокие физиолого-биохимические изменения в растениях сои.

Глава 6. ХОЗЯЙСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЫРАЩИВАНИЯ СОИ НА ЗАГРЯЗНЕННОЙ ТМ ПОЧВЕ

Загрязнение почвы С<1, РЬ, Ъъ, Си снижает урожайность, выход белка и масла с единицы площади посева. Наибольшее влияние оказал Бактериальные удобрения не влияли на выход белка и масла. В то же время в семенах второго поколения, полученных на загрязненной и почве с фоновым содержанием ТМ, повышаются хозяйственно-ценные показатели (табл.6).

Таблица 6

Характеристика семян сои по хозяйственно-ценным показателям,

(2002 г.)

Вариант I Л * . £ Отклонение от контроля, ц/га Содержание в семенах, % Выход с одного га, ц

белок масло а о з Отклон сние от контрол 1 я, ц/га масло Отклон енис, ц/га

Последействие ТМ (опыт 2)

Контроль 22,2 - 39,36 19,74 8,74 - 4,39 -

Сй 19,2 -3,0 38,89 20,52 7,47 -1,27 3,94 -0,45

РЬ 21,7 -0,5 39,54 20,92 8,58 -016 4,54 0,15

Ъп 26,0 4,3 40,03 20,86 10,61 1,87 5,53 1,14

Си 19,0 -3,2 39,50 20,42 7,51 -1,23 3,88 -0,51

НСРЮ = 1,7

Опыт 3 - Посев семян 1 поколения в почву без внесения ТМ

Контроль 23,7 - 39,32 19,70 9,32 - 4,67 -

Сд 30,7 7,0 40,80 21,80 12,53 3,21 6,70 2,03

РЬ 30,4 6.7 42,34 21,78 12,88 3,56 6,63 1,96

1п 29,0 5,3 39,74 19,76 11,53 2,21 5,73 1,06

Си 28,1 4,4 42,94 22,18 12,07 2,75 6,24 1,57

ПСРо,= 1 9

Опыт 4 - Посев семян 1 поколения а почву с внесением ТМ

Контроль 23,7 39,41 19,76 9,34 4,69

СЛ 33,1 9,4 41,71 22,15 13,81 4,47 7,31 2,62

РЬ 31,6 7,9 39,88 20,75 12,6! 3,27 6,56 1,87

гп 20,8 -2,9 40,31 20,35 8,39 -0,95 4,24 -0,45

Си 21,0 -2,7 39,67 19,79 8,33 -1,01 4,16 -0,53

НСР05= 1 8

Выход белка увеличился на 2,21...3,56 и масла на 1,06...2,03 и/га при посеве в почву с естественным (фоновым) содержанием ТМ и соответственно на 3,27...4,47 и 1,87...2,62 и/га на загрязненной О! и РЬ почве.

Хозяйственно-экономическая оценка выращивания сои на почве, загрязненной ТМ. При экономической оценке выращивания сои на загрязненной ТМ почве была принята базовая цена 1 т семян сои на 01.07.2002 г. 4000 руб., некачественных семян - 2000 руб., затраты на 1 га посева - 2500 руб. Расчеты показали, что загрязнение почвы Сё, РЬ, 2п, Си в результате снижения урожайности и качества урожая, наносит экономический ущерб, который составил : без бактериальных удобрений от 4700 до 6040 руб/га (макс. 2п и Си), с азотовитом от 5230 до 5820 руб/га (макс. 2п и Си), с бактофосфином от 3420 до 4650 руб/га (макс. 2п). В последействии ТМ в варианте с 2п получена прибыль 1620 руб/га. При выращивании потомства сои на почве с естественным (фоновым) содержанием ТМ получен экономический эффект от1660 до 2700руб./га.

Выводы

1. Токсичные элементы Сё, РЬ, Zn, Си при загрязнении почвы в дозе 2ПДК подавляют рост и развитие растений сои, вызывают морфологические и биологические изменения, в результате утрачиваются характерные сортовые признаки и посевные качества семян.

2. При загрязнении почвы Сё, РЬ, 2л, Си наблюдается гибель растений сои от 48,3 (Сё) до 58,0 %, что приводит к изреженности посевов и снижению урожайности на

5,9...38,3 % (макс, по 2п). 2п и Си проявляют наибольшее токсическое действие в период «посев - всходы», Сё и РЬ - «всходы - полная спелость».

3. Установлено влияние загрязнения почвы С<1, РЬ, Си на сроки и прохождение фенологических фаз роста растениями сои за период вегетации. Медь способствует ускоренному развитию сои: образование бобов наступает на 10 дней раньше, сокращается период вегетации на 12 дней; способствует растрескиванию бобов. В потомстве первого поколения этот признак не сохраняется.

4. Бактериальные удобрения азотовит (Аго1х>Ьас1ег сЬгоососсиш) и бакгофосфин (Megaterium phosphaticum) не снижают фитотоксического действия Сй, РЬ, Ъп, Си на растения сои. Отрицательное действие ТМ сильнее проявляется с азотовитом.

5. Остаточные количества в почве Сй, РЬ, 2п, Си проявляют фитотоксическое действие на сою, подавляя рост и развитие, изменяя морфологические и биологические признаки. Снижается урожайность на 2,3... 14,4 % (макс. Си), за исключением последействия Zn, относительное содержание водорастворимых углеводов на 6,9... 13,1 %, фосфора - на 17,0...44,7 %, увеличивается содержание гистидина на 17,2... 31,5 %, изменяется содержание ненасыщенных жирных кислот. Наибольшее негативное влияние в последействии оказывает Си.

6. Установлено влияние загрязнения почвы С!, Pb, Zn, Си на потомство сои первого поколения. При адаптации к условиям загрязненной почвы и почвы с естественным (фоновым) содержанием токсичных элементов свойственно проявление тех же особенностей в росте и развитии, как в год загрязнения почвы С!, РЬ, Zn, Си. Измененные морфологические признаки сохраняются, что указывает на передачу приобретенных признаков по наследству.

7. Установлено увеличение в 2 раза продуктивности растений сои потомства первого поколения, изменение биохимического состава семян: увеличилось содержание белка с одновременным увеличением содержания жира на загрязненной почве на 2,5 % и почве с фоновым содержанием ТМ соответственно на 3,0...3,6 % и 2,5 %. Содержание водорастворимых углеводов снизилось на 2,0...5,0 %, существенно изменилась концентрация ненасыщенных жирных кислот - олеиновой, линоленовой, линолевой.

8. Выявлено, что в семенах сои, выращенной на загрязненной почве, содержание РЬ превышает в 2...3 раза ПДК, в соответствии с Сан ПиН 2.3.2. 1078-01 от 01.07.2002 г.

9. Выращивание сои на загрязненной СЙ, РЬ и, особе н2пси,(Эш ч в е , экономически убыточно.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. При выращивании сои на загрязненной ТМ (Сс1, РЬ, Zпt Си) почве, особенно цинком и медью, необходимо увеличивать норму высева на 20-40%.

2. Следует размещать посевы сои с учетом действия полютанта и степени загрязнения почвы.

3. Во избежание потери ценных хозяйственных признаков сорта, сортовые посевы сои на семенные цели не следует размещать на почвах, загрязненных ТМ.

4. Можно применять в селекционной работе соли в качестве химических мутагенов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Моисеенко А. А., Цмокалюк Н. М. Качество растениеводческой продукции и условия выращивания // Проблемы производства сельскохозяйственной продукции на Дальнем Востоке: Сб. науч. тр/ РАСХН. Дальневост. науч.-метод, центр. ВНИИ сои. -Благовещенск, 2002. - С. 29-34.

2. Моисеенко А. А., Цмокалюк Н. М. Качество продукции при изменении уровня загрязнения // Там же, С. 34-38.

3. Моисеенко А. А., Цмокалюк Н. М. Устойчивость растений сои к загрязнению почвы тяжелыми металлами // Вестник Россельхозакадемии. - 2003. - № I. - С. 51-54.

4. Моисеенко А. А., Цмокалюк Н. М. Урожайность и качество зерна сои, изменение сортовых признаков и семенных показателей при выращивании на почве, загрязненной тяжелыми металлами // Вестник Россельхозакадемии. - 2003. - № 5. - С. 30-32.

5. Цмокалюк Н. М., Судаков В. В. Урожайность и качество продукции при выращивании сои в условиях техногенного загрязнения // Аграрная политика и технология производства сельскохозяйственной продукции в странах Азиатско-Тихоокеанского региона: Материалы Междунар. науч. практич. конф. Т. 2: Земледелие и природообустройство. -Уссурийск: ПГСХА, 2002. - С. 24-28.

6. Цмокалюк Н. М. Динамика роста растений, нарастание массы и фотосинтетического аппарата сои при загрязнении почвы тяжелыми металлами // Научное и технологическое обеспечение агропромышленного производства Приморского края на современном этапе: Сб. науч. тр / ПГСХА. - Уссурийск, 2004. -С.21-23.

7. Цмокалюк Н. М. Сроки и продолжительность прохождения фенофаз растениями сои при выращивании в условиях загрязнения почвы ТМ // Научное и технологическое обеспечение агропромышленного производства Приморского края на современном этапе: Сб. науч. тр / ПГСХА. - Уссурийск, 2004. - С. 15-18.

8. Цмокалюк Н. М., Судаков В.В. Влияние ТМ на биологическую активность почвы и развитие растений сои // Научное и технологическое обеспечение агропромышленного производства Приморского края на современном этапе: Сб. науч. тр / ПГСХА. - Уссурийск, 2004. -С.18-21.

На правах рукописи

ЦМОКАЛЮК Нина Мартыновна

Оценка влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района Приморского края

03.00.16 - экология 06.01.09 - растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Лицензия № 020572 от 16.09.97. Подписано в печать OS./t. О'/. Формат 60х 90 1/16. Бумага офсетная. Печать RISOGRAPHTR 1510. Уч.-изд.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № У«

Участок оперативной полиграфии Приморской государственной сельскохозяйственной академии. 692508. г. Уссурийск, ул. Раздольная, 8.

№22 4 5 4

РНБ Русский фонд

2005-4 23887

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Цмокалюк, Нина Мартыновна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Хозяйственно-биологическая характеристика сои, ее значение в земледелии Приморского края. Проблемы выращивания сельскохозяйственных культур в связи с загрязнением почв тяжелыми металлами (обзор литературы)

1.1. Народнохозяйственное значение, ботаническая характеристика и биологические особенности сои

1.2. Биологическая роль тяжелых металлов, их накопление растениями в зависимости от содержания в почве

1.3. Отношение сельскохозяйственных культур к загрязнению почвы тяжелыми металлами

ГЛАВА 2. Условия, материалы и методы исследований

2.1. Условия проведения экспериментов

2.2. Материалы и методы исследований

2.2.1. Методика исследований роста, развития, урожайности и качества семян сои при выращивании на почве, загрязненной ТМ с применением бактериальных удобрений

2.2.2. Методика исследования последействия тяжелых металлов на растения сои

2.2.3. Методика исследования адаптации потомства первого поколения сои, выращенной на загрязненной Cd, Pb, Zn, Си почве к естественному (фоновому) содержанию металлов в почве

2.2.4. Методика исследования адаптации потомства сои, выращенной на загрязненной ТМ почве к условиям загрязненной Cd, Pb, Zn,

Си почвы

2.2.5. Методика исследования надземной и корневой массы растений сои

2.3. Методики учетов и определений

ГЛАВА 3. Рост и развитие сои на загрязненной тяжелыми металлами Cd, Pb, Zn, Си почве с применением бактериальных удобрений

3.1. Полевая всхожесть семян

3.2. Изреженность посевов сои

3.3. Образование клубеньков на корнях растений

3.4. Влияние солей ТМ на изменение рН почвенного раствора и цел-люлозоразлагающую способность почвы

3.5. Влияние ТМ на рост, формирование надземной и корневой массы сои

3.6. Образование боковых ветвей и высота прикрепления нижнего

3.7. Прохождение фенологических фаз растениями сои

3.8. Урожайность и структура урожая

3.9. Биохимический состав семян 51 ЗЛО. Содержание кадмия, свинца, цинка и меди в семенах сои 58 3.11. Влияние условий выращивания на сортовые признаки и посевные качества семян сои

ГЛАВА 4. Рост и развитие потомства сои, выращенной на почвах с повышенным содержанием кадмия, свинца, цинка и меди.

Последействие тяжелых металлов

4.1. Полевая всхожесть, сохранность, выживаемость растений

4.2. Образование клубеньков на корнях сои, рН почвенного раствора и целлюлозоразлагающая способность почвы

4.3. Рост растений, нарастание надземной и корневой массы

4.4. Изменение морфологических и биологических признаков растений сои

4.5. Урожайность и качество урожая 75 4. 6. Биохимический состав семян

4.7. Влияние условий выращивания на сортовые признаки и посевные качества семян сои

ГЛАВА 5. Исследование изменений сортовых признаков растений сои при выращивании на загрязненной Cd, Pb, Zn, Си почве

5.1. Изменения морфологических признаков у растений

5.2. Изменение продуктивности растений

5.3. Корреляция количественных признаков

5.4. Изменение сортовых признаков семян

ГЛАВА 6. Хозяйственно-экономическая оценка выращивания сои на загрязненной тяжелыми металлами почве

6.1. Изменение хозяйственно-ценных признаков семян сои

6.2. Экономическая оценка выращивания сои на почве, загрязненной тяжелыми металлами

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района Приморского края"

Актуальность темы исследований. Сельскохозяйственное производство становится все более зависимым от экологических факторов антропогенного происхождения, которые в значительной степени изменяют свойства почвы, продуктивность растений и качество продукции. Тяжелые металлы (ТМ) - одна из опаснейших групп веществ, загрязняющих окружающую среду. В повышенных концентрациях они способны накапливаться в почве, растениях, и, естественно, в продуктах питания человека, вызывая необратимые процессы, отрицательно влияющие на его жизнедеятельность [1,2].

В Приморском крае к зонам повышенного антропогенного загрязнения относится Уссурийский район [2,3]. Промышленное и сельскохозяйственное производство, автомобильный транспорт, несанкционированные свалки приводят к загрязнению территории, в том числе пахотных земель, тяжелыми металлами Cd, Pb, Zn, Си и другими элементами, что может привести к необратимым изменениям агроценозов.

В земледелии Приморского края соя (Glycine hispida (Moench.) Max.) является основной сельскохозяйственной культурой и занимает свыше 34% площади пашни [4], имеет большое значение как продовольственная, техническая и кормовая культура. Являясь источником ценного белка и масла, соя пользуется спросом на внутреннем и внешнем рынках. Расширение посевных площадей этой ценной культуры неизбежно приведет к размещению ее на почвах, загрязненных ТМ. С целью повышения урожайности сои некоторые хозяйства применяют бактериальные удобрения азотовит и бактофосфин фирмы «Биолин». В связи с этим актуальными являются исследования, которые позволят оценить влияние загрязнения почвы ТМ на развитие сои, адаптацию потомства к измененным условиям выращивания, сохранение сортовых признаков и посевных качеств семян, хозяйственно-ценных показателей, а также способность бактериальных удобрений повышать устойчивость сои к загрязнению почвы. Полученные результаты дадут представление о последствиях выращивания сои на загрязненных тяжелыми металлами почвах.

В Приморском крае подобные исследования проведены впервые. Цель работы - дать оценку влияния загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Установить влияние Cd, Pb, Zn, Си на рост и развитие растений сои, посевные качества и сортовые признаки семян во времени в экспериментальных условиях;

2. Выявить влияние бактериальных удобрений азотовита и бактофосфина на растения сои в условиях повышенного содержания в почве Cd, Pb, Zn, Си;

3. Установить последействие загрязнения почвы Cd, Pb, Zn, Си на растения сои;

4. Оценить адаптацию потомства сои, выращенной на загрязненной Cd, Pb, Zn, Си почве к естественному (фоновому) и повышенному содержанию металлов в почве;

5. Определить накопление токсичных элементов в семенах сои и их биохимический состав;

6. Дать хозяйственно-экономическую оценку выращивания сои на загрязненных тяжелыми металлами почве.

Научная новизна. Впервые дана оценка влияния загрязнения почвы Cd, Pb, Zn, Си в дозе 2 ПДК на развитие и продуктивность сои в условиях Уссурийского района. Установлено, что загрязнение почвы ведет к подавлению роста и развития растений, снижению урожайности до 38% и изменению сортовых признаков сои. Zn и Си проявляют наибольшее токсическое действие в период «посев - всходы», Cd и Pb - «всходы - полная спелость». Выявлены морфологические изменения растений сои. Впервые получены данные по влиянию Cd, Pb, Zn, Си на сроки и продолжительность прохождения фенологических фаз роста и вегетационного периода.

Установлено повышение токсического действия тяжелых металлов на растения сои при применении бактериальных удобрений азотовита (Azotobacter chroococcum) и бактофосфина (Megaterium phosphaticum).

Установлено, что при посеве семян первого поколения сои, полученных на загрязненной ТМ почве в предыдущем году, в почву с фоновым содержанием ТМ и Загрязненную теми же элементами, увеличивается продуктивность растений, содержание белка и жира в семенах и сохраняются измененные признаки.

Практическая значимость. Полученные результаты представляют собой новую информацию и могут быть использованы при решении многих конкретных задач. При выращивании сои на загрязненных Cd, Pb, Zn, Си почве (особенно Zn и Си), Необходимо увеличивать норму высева на 20.40%. Размещать посевы сои с учетом степени загрязнения почры и токсичного элемента. Загрязнение почвы Си способствует растрескиванию бобов, что приводит к потерям урожая. На почвах, загрязненных Zn и Си снижается высота прикрепления нижних бобов, что может привести к значительным потерям урожая при уборке. Во избежание потери ценных хозяйственных признаков сорта сортовые посевы не размещать на почвах, загрязненных тяжелыми металлами.

Рекомендовано в селекционной работе применять Cd, Pb, Zn, Си в качестве химических мутагенов.

Защищаемые положения.

1. При загрязнении почвы токсическими элементами Cd, Pb, Zn, Си в дозе 2 ПДК подавляется рост и развитие растений, снижается урожайность и качество урожая, изменяется морфология сои, утрачиваются сортовые признаки. Zn и Си проявляют наиболее токсическое действие в период «посев -всходы», Cd и Pb - «всходы - полная спелость».

2. Бактериальные удобрения азотовит (Azotobacter chroococcum) и бактофосфин (Megaterium phosphaticum) не снижают токсического действия ТМ на растения сои.

3. Потомство первого поколения сои, выращенной на почве, загрязненной Cd, Pb, Zn, Си увеличивает продуктивность растений, содержание белка и жира в семенах, повышает качество масла.

4. Выращивание сои на загрязненной Cd, Pb, Zn, Си почве экономически убыточно.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Международной научно-практической конференции «Аграрная политика и технология производства сельскохозяйственной продукции в странах Азиатско-Тихоокеанского региона», в Приморской государственной сельскохозяйственной академии (г. Уссурийск, 2001 г.), научной сессии Общего годичного собрания Дальневосточного научно-методического центра Россельхозакадемии (2002, 2003 гг.). В 2003 г. семена второй генерации, полученные с растений, выращенных на загрязненной ТМ почве, высеяны в СХПК «Алексеевка» Ханкайского района Приморского края на площади 0,60 га с целью проверки в условиях производства на урожайность и качество продукции (Акт прилагается).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано восемь работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 170 стр. и состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы (200 источников, в том числе 40 иностранных) и 44 приложений. Работа иллюстрирована 27 рисунками и 48 таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Цмокалюк, Нина Мартыновна

выводы

1. Токсичные элементы Cd, Pb, Zn, Си при загрязнении почвы в дозе 2ПДК подавляют рост и развитие растений сои, вызывают морфологические и биологические изменения, в результате утрачиваются характерные сортовые признаки и посевные качества семян.

2. При загрязнении почвы Cd, Pb, Zn, Си наблюдается гибель растений сои от 48,3 (Cd) до 58,0 %, что приводит к изреженности посевов и снижению урожайности на 5,9.38,3 % (максимальное по Zn). Zn и Си проявляют наибольшее токсическое действие в период «посев - всходы», Cd и Pb -«всходы - полная спелость».

3. Установлено влияние загрязнения почвы Cd, Pb, Zn, Си на сроки и прохождение фенологических фаз роста растениями сои за период вегетации. Медь способствует ускоренному развитию сои: образование бобов наступает на 10 дней раньше, сокращается период вегетации на 12 дней; способствует растрескиванию бобов. В потомстве первого поколения этот признак не сохраняется.

4. Бактериальные удобрения азотовит (Azotobacter chroococcum) и бактофосфин (Megaterium phosphaticum) не снижают фитотоксического действия Cd, Pb, Zn, Си на растения сои. Отрицательное действие ТМ сильнее проявляется с азотовитом.

5. Остаточные количества в почве Cd, Pb, Zn, Си проявляют фитотоксическое действие на сою, подавляя рост и развитие, изменяя морфологические и биологические признаки. Снижается урожайность на 2,3. 14,4 % (макс. Си), за исключением последействия Zn, относительное содержание водорастворимых углеводов на 6,9. 13,1 %, фосфора - на 17,0.44,7 %, увеличивается содержание гистидина на 17,2.31,5 %, изменяется содержание ненасыщенных жирных кислот. Наибольшее негативное влияние в последействии оказывает Си.

6. Установлено влияние загрязнения почвы Cd, Pb, Zn, Си на потомство сои первого поколения. При адаптации к условиям загрязненной почвы и почвы с естественным (фоновым) содержанием токсичных элементов свойственно проявление тех же особенностей в росте и развитии, как в год загрязнения почвы Cd, Pb, Zn, Си. Измененные морфологические признаки сохраняются, что указывает на передачу приобретенных признаков по наследству.

7. Установлено увеличение в 2 раза продуктивности растений сои потомства первого поколения, изменение биохимического состава семян: увеличилось содержание белка с одновременным увеличением содержания жира на загрязненной почве на 2,5 % и почве с фоновым содержанием ТМ соответственно на 3,0.3,6 % и 2,5 %. Содержание водорастворимых углеводов снизилось на 2,0.5,0 %, существенно изменилась концентрация ненасыщенных жирных кислот - олеиновой, линоленовой, линолевой.

8. Выявлено, что в семенах сои, выращенной на загрязненной почве, содержание Pb превышает в 2.3 раза ПДК, в соответствии с Сан ПиН 2.3.2. 1078-01 от 01.07.2002 г.

9. Выращивание сои на загрязненной Cd, Pb и, особенно, Zn и Си почве, экономически убыточно.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

При выращивании сои на загрязненной Cd, Pb, Zn, Си почве, особенно цинком и медью, необходимо увеличивать норму высева на 20 - 40%. Размещать посевы сои с учетом действия полютанта и степени загрязнения почвы.

Во избежание потери ценных хозяйственных признаков сорта, сортовые посевы не размещать на почвах, загрязненных ТМ.

Применять в селекционном процессе метод получения исходного материала, применяя ТМ (Cd, . Zn, Си) в качестве химических мутагенов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Цмокалюк, Нина Мартыновна, Уссурийск

1. Григорьян Б.П., Каллимулина С.Н., Хакимова A.M. Региональные аспекты загрязнения среды тяжелыми металлами и здоровье человекаУ/Казанский мед. журн. -1994. T.XXV.№1. С.38-43.

2. Христофорова Н.К. Основы экологии: Учебник для биол. и экол. факультетов университетов. Владивосток: Дальнаука, 1999. 516 с.

3. Шишлова Т.М. Христофорова Н.К. Тяжелые металлы в водотоках г. Уссурийска // Научная конференция «Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия». Томск, 3-7 сентября 2000 г.: Тез.докл. - Томск: Изд-во HTJI, 2000.

4. Приморский край в 2002 году: Стат. ежегодник. Владивосток, 2003. -170 с.

5. Енкен В.Б. Соя. М.; JL: Сельхозгиз, 1959. - 593 с.

6. Золотницкий В.А. Соя на дальнем Востоке. Хабаровск, 1962. - 250 с.

7. Ключкин В.В., Пилюк Н.И. Свободные и связанные липиды семян сои. // Масложировая промышленность. 1965. - № 8. - С.6-10.

8. Бурлака В.В., Пенчуков В.П., Скорадерс Я.Я. Соя в северных районах Амурской области. Благовещенск, 1971. - 95 с.

9. Кузин В.Ф. Возделывание сои на Дальнем Востоке. Благовещенск, 1976. -246 с.

10. Мякушко Ю.П., Баранов В.Ф. Соя. М.: Колос, 1984. - 332 с.

11. Новак А. Соя на Дальнем Востоке. Владивосток: Приморское книжное изд-во, 1960.

12. Сунь Син-Дун. Соя. М.: Сельхозгиз, 1958. - 248 с.

13. Бабич А.А. Соя культура XXI века. // Вест. с-х. науки. - 1991. - № 7. -С.144-147.

14. Лещенко А.К. Культура сои. Киев: Наукова думка, 1978. - 236 с.

15. Пейн Д., Стюарт Л. Пищевая ценность белков сои. В Сб.: Белки и аминокислоты в питании человека и животных. Пер. с анг. Изд. иностранной литературы. - М., 1952.

16. Кузин В.Ф. Фирменная культура или Золушка? // Земля Сиб.Дальневост. -1975. № 6.-С.14-16.

17. Лавриненко Г.Т. Химический состав сои. // Соя. М., 1978.С.12-17.

18. Обзорный бюллетень Американской соевой ассоциации. 1988. - Октябрь-ноябрь.

19. Неделько Е.Я. Характеристика запасных веществ (белка и масла) семян сои сортов дальневосточной селекции./Биология и возделывание сои. Владивосток, 1971. -С.83-89.

20. Ващенко А.П. Совместные посевы кукурузы с соей и кормовыми бобами в Приморском крае. //Доклады ТСХА. Вып. 102. М., 1965. С.61-68.

21. Слабко Ю.И. Азотные удобрения сои. // Автореф. дис.'канд. с-х. наук. -Владивосток, 1965.

22. Грицун А.Т. Применение удобрений в Приморском крае. Владивосток, 1964. С.136-141.

23. Воложенин А.Г. Место сои в севообороте. // Сельскохозяйственное производство Сибири и Дальнего Востока. 1965. - № 4.

24. Пенчуков В.М., Лялин П.А. Соя в занятом и сидеральных парах. В кн.: Труды Амурской сельскохозяйственной опытной станции. Т.2, вып.1. -Благовещенск, 1968.

25. Merrill E.D. Enumeration of Philippina flowering plants, 2, 1923.

26. Корсаков Н.И. Определение видов и разновидностей сои. Л., 1972. - 190 с.

27. Слугин П.Т. Динамика основных элементов питания растений в почвах советского Дальнего Востока. В кн.: Вопросы земледелия на Дальнем Востоке СССР. / Науч. тр. за 1945-1949 гг. - Хабаровск, 1952.

28. Соя. / Под ред. В.Б.Емкена. / Пер. с англ. М.: Колос, 1970.

29. Беликов И.Ф., Ткаченко И.Г. Развитие корневой системы сои на различных-почвенных разностях. // Сообщение Дальневосточного филиала АН СССР.-Владивосток, 1952.

30. Король Я.Э. Соя, культура и использование. М.: Сельхозгиз, 1931.

31. Черноголовин В.П., Кузьмин Г.Т., Бурлака В.В. и др. Соя в восточных районах страны. Благовещенск, 1971. - 224 с.

32. Хоуэлл Р.В. Физиология сои. // Соя. / Пер. с англ. М.: Колос, 1970. - С.99-164.

33. Голов Г.В. Особенности поглощения элементов питания и применение удобрений под сою. // Эффективность удобрений по зонам страны. / Тр.науч.-метод, совещ. географ, сети опытов с удобрениями. Вып.24. М.,1975. С.210-215.

34. Олрогге А.Дж. Минеральное питание сои. // Соя. / Пер. с англ. М.: Колос,• 1970.-С.165-209.

35. Слабко Ю.И. Влияние азотного удобрения на образование клубеньков у сои. // Проблемы агрохимии и почвоведения на Дальнем Востоке. Хабаровск, 1967. - С.70-72.

36. Тильба В.А., Бегун С.А. Образование клубеньков у сои луговочерноземовидной почве при внесении аммиачной селитры. // Науч.-техн. бюл. СО ВАСХНИЛ. Вып.56. 1977. -С.60-72.

37. Голов В.Г. Почвы и экология агрофитоценозов Зейско-Буреинской равнины. Владивосток: Дальнаука, 2001. - С. 115.

38. Тильба В.А. О взаимоотношении клубеньковых бактерий и азотобактера с растениями сои. // Тез. докл. 8-й конф. молодых ученых Дальнего Востока (секция биол. наук). Владивосток, 1965. С.79-80.

39. Тильба В.А., Голодяев Г.П., Валуева Л.Н. О взаимоотношениях бактерий и растений сои в условиях Приморья. // Проблема агрохимии и почвоведения на Дальнем Востоке. Хабаровск, 1967. - С.97-99.

40. Тильба В.А., Бегун С.А. Некоторые закономерности размещения клубеньков на корнях сои. // Материалы XIX науч. конф. агр. фак. Благовещенск, 1971.-С.191-192.

41. Тильба В.А., Бегун С.А. Опыт применения нитрагина под сою. // Сиб. вест, с.-х. науки. 1974. -№ 6.-С.12-17.

42. Тильба В.А., Бегун С.А. О действии нитрагина и спонтанных клубеньковых бактерий на образование клубеньков у сои. // Соя в Приамурье. Благовещенск, 1975.-С. 149-158.

43. Пенчукова Н.А., Шелевой Г.К. Особенности применения удобрений в Приамурье. Благовещенск: С.-х. ин-т, 1974. - 140 с.

44. Концепция перехода Российской Федерации на модель устойчивого развития. -М., 1995.

45. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиз-дат, 1987. - 142 с.

46. Большаков В.А., Краснова Н.М., Борисочкина Т.Н. и др. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: Источники, масштабы, рекультивация. М., 1993. - С.91.

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

48. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. М.: Колос, 1996. -С.365.

49. Лукин С.В., Явтушенко В.Е., Солдат И.Е. Накопление кадмия в сельскохозяйственных культурах в зависимости от уровня загрязнения почвы. // Агрохимия. 2000. - № 2. - С.73-77.

50. Минеев В.Г., Гомонова Н.Ф. Накопление тяжелых металлов в почве и поступление их в растения. // Доклады Российской академии с.-х. наук. -1993. -№ 6.

51. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение. -М.: ЦИНАО, 1997.

52. Ильин В.Б., Степанова М.Д., Гармаш Г.А. Некоторые аспекты загрязнения среды: тяжелые металлы в системе почва-растение. // Изд-во АН СССР. Сер. биол. 1980. - Вып.З. - С.89-94.

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

54. Ягодин Б.А., Решетникова Н.В., Бабинская Е.В. Содержание в почве и растениях тяжелых металлов при использовании сталеплавильных шлаков в качестве известкового удобрения. // Извест. ТСХА. 1988. - № 1. - С.60-68.

55. Яблоков А.В. Химизация сельского хозяйства: негативные последствия для живой природы. // Сельскохозяйственная практика: противоречия перестройки. М: Агропромиздат, 1989.

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

57. Сизов А.П., Хомяков Д.М., Хомяков П.М. Проблемы борьбы с загрязнением почв и продукции растениеводства. М., 1990. - С.50.

58. Расупа Д.М., Hanssen D.E. Emission and long-range transport of trans-elements in Europe. / Tellus. 1984, vol.36, № 3. P. 163-178.

59. Большаков В.А., Краснова H.M., Борисочкина Т.И., Сорокин С.В., Граков-ский В.Г. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: Источники, масштабы, рекультивация. М., 1993. - С.90.

60. Filipinski M., Grupe M. Verteilungsmuster lithogener, pedologener und anthro-pogener Schwermetalle in Boden. // Z.Pflanzenernahr. und Bodenk. 1990. Bd.153. № 2. S.69-73.

61. Greszta J., Nosek A., Wachalewski T. Preliminary results of investigation on the effect of dusts containing heavy metals on the dynamics of humus in forest environments. // Zesz.nauk AR Krakowie Les. 1938. № 18. S.65-87.

62. Huang Y., Lin S., Han R., Yao Y. The characteristics of accumulation of heavy metals in plants and soils in the outskirts of Beijing. // Man and Ecosyst: Proc.8-th World Clean Air Congr. Amsterdam. 1989. V.2. P.99-104.

63. Kauranne L.K. Natural and man-made anomalies of heavy metals in soils of Finland. // Impact Mining Environ.: Proc. Int. Workshop UNEP. M., 1989. P.161-208.

64. Markert В., Thernton I., Muiti element analysis of an English peat log soil. // Water, Air and Soil Pollut. 1990. V.49. P. 113-123.

65. Srabo P. A talajok olomszennyezettsege Nagytёtёny kornycken. // Agrokem es talajt. 1991. V.40. № 1-2. P.297-302.

66. Zanini E., Bonifacio E. Lead pollution of soils from a continuous point source: a case study in Italy. // J. Environ Sci. and Health. A. 1991. V.26. № 5. P.777-796.

67. Revis N.W., Osborne T.R., Holdsworth G., Hadden C. Distribution of mercury species in soil from a mercury contaminated site. // Water, Air and Soil Pollut.1989. V.45. № 1-2. P.105-113.

68. Овчаренко M.M., Шильников И.А., Черных H.A. и др. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение. -М.: Изд-во «Пролетарский светоч», 1998.

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

70. Черных Н.А., Милащенко Н.З., Ладонин В.Ф. Экотоксикологические аспектызагрязнения почв тяжелыми металлами. М.: Агроконсалт, 1999. - 176 с.

71. Решецкий Н.П. Тяжелые металлы в системе почва-растение при длительном применении осадков городских сточных вод. 1994. - С.79-81.

72. Потатуева Ю.А., Каслецкий Ю.И., Хлыстовский А.Д., Прищеп Е.Г., Сидо-ренкова Н.К., Янишевский Ф.В. Влияние длительного применения фосфорных удобрений на накопление в почве и растениях тяжелых металлов. -М.: Агрохимия,-№ 11, 1994. С.98-113.

73. Минеев В.Г., Соловьева Е.И., Соловьев Г.А. Баланс некоторых микроэлементов в дерново-подзолистой почве при длительном применении удобрений. // Химизация сельского хозяйства. 1988. - № 1. - С.47-49.

74. Соколов О.А., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. / Книга 1. Атлас распределения тяжелых металлов в объектах окружающей среды. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1999. - С. 164.

75. Милащенко Н.З., Соколов О.А., Брайсон Т., Черников В.А. Устойчивое развитие агроландшафтов. / В 2-х тт. Т.1. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000.-С. 184.

76. Овчаренко М.М., Шильников И.А., Полякова Д.К., Графская Г.А., Иванов А.Е., Сопильняк Н.Т. Влияние известкования и кислотности почвы на поступление в растения тяжелых металлов. // Агрохимия. 1996. № 1. С.74-84.

77. Шильников И.А., Лебедева JI.A., Лебедев С.Н. и др. Факторы, влияющие на поступление тяжелых металлов в растения. // Агрохимия. 1994. № 10. -С.94-101.

78. Соборникова И.Г., Кизильштейн Л.Я. Медь, цинк, свинец в почвах и растениях полыни г. Ростова-на-Дону и его окрестностях. // Изд-во Сев.-Кавк. Науч. центра Естест. науки. 1990. № 4. С.3-8.

79. Федоров А .С., Потапова Н.Е. Влияние техногенных факторов на содержание тяжелых металлов в гумусовом горизонте почв и растениях. // Почвоведение. 1988. № 3. С.135-137.

80. Brummer G.W. Heavy metal species, mobility and availability in soil. // Importance Chem. Environ. Process. Rept. Berlin, 1986. P.169-192.

81. Гринь A.B., Ли C.K., Зырин Н.Г. и др. Поступление тяжелых металлов (Zn, Cd, Pb) в растения в зависимости от их содержания в почвах. // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Тр. 2-го Всес. со-вещ.-Л., 1980.-С. 198.

82. Demir М., Guser S., Ese Т. Investigation of contents of some elements in soil and apricots by atomic absorption spectrometry. // J. Agr. and Food Chem. 1990. V.38. № 3. P.726-728.

83. Franke C., Peklo G. Veranderung der NahrstoffVerhaltnisse von Boden in einem emissionsgebiet und Auswirkungen auf die Pflanze Mittels eines Feldversuches. // Hercynia. 1988. Bd.25. № 1ю S.107-113.

84. Liang Т., Stewart W.B., Karamanos R.E. Distribution and plant availability of soil copper fractions in Saskatchewan. // Can. J. Soil Sci. 1991. V.71. P.89-99.

85. Lou G., Zhang Z., Wu G., Gao J. // Acta Sci. Circumstant. 1990. V.10. № 2. P.153-159.

86. Pradhan Y., Kanwar B.B. Contribution of zinc fraction to available zinc extracted by some chemical methods from rice, growing soil of North-Western Himalayas. // Plant and Soil. 1990. V.126. P.149-153.

87. Romero F., Elejalde C., Azpiazu M.N. Metal plant and soil pollution indexes Water, Air and Soil Pollut. 1987. V.34. № 4. P.347-352.

88. Adams Т.М., MeGrath S.P., Sanders J.R. The effect of soil pH on solubilities and uptake into ryegrass of zinc, copper and nickel added to soil in sewagesludges. // Heavy Metals Environ, int. conf., Atheng, 1985. V.l. Р.484-486/

89. Bai V., Lang L. Remnants and absorption of mercury in soil crop system. // China environ, sci. 1988. № 6. P. 18-24.

90. Petruzzelli J., Lubrane L., Cervally S. Heavy metal uptake by wheat seedlings grown in flyash-amended soils. // Water, Air and Soil Pollut. 1987. V.32. P.389-395.

91. Xian X. Response of Kidney bean to concentration and chemical form of cadmium, zinc and lead in polluted soils. // Environ. Pollut. 1989. V.57. № 2. P.127-137.

92. Пасынкова M.B., Ляпкин А.А. Особенности миграции хрома в системе почва-растение. // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах: Тр. 5-го Всес. совещ. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - С.217-220.

93. Mortvedt J.J. Plant uptake of heavy metals in zinc fertilizers made from industrial byproduct. // J.Environ. Qual. 1985. V.14. P.424-427.

94. Vergnavo G., Gabbrielli R. The response of plants to heavy metals: organic acid production. //G. Bot. Ital. 1987. V.l21. P.3-4.

95. Kuboi Т., Noguchi A. Use of plants to evaluate the difference in available cadmium between soils. // Commun. Soil. Sci. and Plant Anal. 1987. V.l8. № 4. P.445-456.

96. Черных H.A. Влияние различного содержания цинка, свинца и кадмия в почве на состав и качество растительной продуктивности: Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1988. - 27 с.

97. Захарова Л.Л. Особенности миграции кадмия в системе почва-растение. // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах: Тр. 3-го Всес. совещ. Обнинск, сент. 1971. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - С. 168-173.

98. Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. / Пер. с рум. М.: Агропромиздат, 1986.-221 с. Ф 107. Головатый С.Е., Жигарев П.Ф., Панкрутская Л.И. Поступление кадмия всельскохозяйственные растения. // Агрохимия. 2000. - № 1. - С.81-85.

99. Степанок В.В., Голенецкий С.П. Влияние высоких доз цинка на элементный состав растений. // Агрохимия. 1991. - № 7. - С.60-66.

100. Зимаков И.Е., Захарова J1.JI. Накопление тяжелых металлов различными• видами растений и особенности ведения сельского хозяйства вблизи цинковых предприятий. // С.-х. биология. 1984. - № 4. - С. 117.

101. О.Лебедева Л.А., Лебедев С.Н., Едемская Н.Л., Графская Г.А. Влияние известкования и органических удобрений на содержание кадмия в растениях.• // Агрохимия. 1997. - № i о. - С.45-51.

102. Степанок В.В. Влияние высоких доз свинца на элементный состав растений. // Агрохимия. 1998. - № 7. - С.69-76.

103. Levine М.В. Etal heavy metal concentrations during ten years of sludge treatment to an aid field community. // J. Environm.quality. 1989. - V.18. - P.441-448.

104. Моляренко H.C. Фитосанитарная роль крестоцветных культур. // Вопросы научного обеспечения сельскохозяйственного производства Приморья. -Хабаровск, 1997.-С.128-132.

105. British Columbia orchard Soil. // Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 1987. V.18. №2. P.161-186.

106. Sadusky M.C., Wentsel R.S. Toxicity of brass powder to corn and zinc. 11 Com-mun. Soil Sci. and Plant Anal. 1991. V.22. № 17-18. P.1817-1829.

107. Schonhard G., Laar C. Schwermeta llbestimmung von Boden und Pflazen aus kleingarten und land wrists chetlich genutzen Flachen. // Berlins Forschung im Gessdabtbereich des Bundesministerium fur Ernaherung. Landw. und Forsten, 1987. H.l 13-114.

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

109. Соловьева Ю.Б. Влияние агрохимических фонов на поступление свинца в растениях. // Агрохимический вестник. 2001. - № 5. - С. 17-19.

110. Lindsay W.L. Chemical Equilibria in doils, Wiley Inters-cience, New York,1979. P.449.

111. Davies B.E. Applied Soil Trance Elements. // John Wiley and Sons, New York,1980. P.482.

112. Cavallaro N., Mc.Brige N.B. Activities of Cu and Cd in soil solutions as affected by pH. // Soil Sci. Amer.J., 1980. V.44. № 4. P.729-732.

113. Pelzer J. Der Einfluss des pH-wertes aut die Fertailung von Blei, cadmium und nichel zwischen Boden und Bodenlosung. // Acker-und Pflanzerbau und Bo-denkunde. 1989. Bd.33. № 2. S. 105-110.

114. Евдокимова Г.А. К оценке степени токсичности подзолистых почв, загрязненных тяжелыми металлами. // Структура и функции наземных и водных экосистем Севера в условиях антроп.воздействия (Кольский ф-л АН СССР). Апатиты. 1990. - С.53-59.

115. Потатуева Ю.А., Русаков Н.В., Прищеп Е.Г., Сидоренкова Н.К., Леонидова Т.В., Григорьева Т.Н. Влияние кадмия на урожай сельскохозяйственных культур и накопление этого элемента в почвах и растениях. // Агрохимия. -1998.-№3.-С.53-61.

116. Romero F. El.zinc en el sistema suela-planta: revisieon. // An edafol у agrobiol. 1986. V.45. № 9-10. P.1355-1367.

117. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах. М.: Изд-во1. МГУ, 1985.-205 с.

118. Ильин В.Б. Содержание тяжелых металлов в огородных почвах и культурах, загрязненных рудодобывающим предприятием. // Изв. СО АН СССР. Сер.биол. 1990. - Вып.2. - С.58.

119. Ильин В.Б. О загрязнении тяжелыми металлами почв и сельскохозяйственных культур предприятием цветной металлургии. // Агрохимия. 1990. -№ 3. - С.92.

120. Hardimann R.T., Jacoby В., Banin A. Factors affecting the distribution of Cd, Cu and Pb and effect upon yield and zinc content in bush beans. // Plant a Soil. 1984. P. 17-27.

121. Меркушева М.Г., Убугунов В.Л., Лаврентьева И.Н. Тяжелые металлы в почвах и фитомассе кормовых угодий Западного Забайкалья. // Агрохимия. -2001. -№ 8. С.63-72.

122. Степанок В.В. Влияние сочетания соединений тяжелых металлов на урожай сельскохозяйственных культур и поступление тяжелых металлов в растениях. // Агрохимия. 2000. - № 1. - С.74-80.

123. Дмитракова Л.К., Дмитраков Л.М. Поведение тяжелых металлов в системе почва-растение. // Эволюция и деградация почвенного покрова. / Материалы 2-ой Международной научной конференции. Т.1. Ставрополь, 2002.

124. Kampe W. Schwer metalallkontamination bei Pflanzen. // Landwirt. Forsch. 1980. №36. S.322-335.

125. Ковда В.А., Золотарева Б.Н., Скрипниченко И.Н. О биологической реакции растений на тяжелые металлы в среде. // ДАН СССР. Т.247. № 3. 1979. -С.766-768.

126. Pilegaard К. Heavy metal uptake from the soil in four seed plants. // Bot. tidsskr. 1978. V.13.№ 3-4. P. 167-170.

127. Нестерова A.H. Действие тяжелых металлов на корни растений. Поступление свинца, кадмия и цинка в корни, локализация металлов и механизмы устойчивости растений. // Биол. науки. 1989. - № 9. - С.72-86.

128. Скрипниченко И.И., Золотарева Б.Н. Оценка токсического действия тяжелых металлов (свинца) на растения овса. // Агрохимия. 1981. - № 1. 1. С.103-109.

129. Титов А.Ф., Лайдинен Г.Ф., Казнина Н.М. Влияние ионов свинца на рост и морфофизиологические показатели растений ячменя и овса. // Физиология и биохимия культурных растений. 2001. - Т.ЗЗ. - № 5. - С.387-393.

130. Таланова В.В., Титов А.Ф., Баева Н.П. Влияние возрастающих концентра• ций тяжелых металлов на рост проростков ячменя и пшеницы. // Физиология растений. 2001. - Т.48. - № 1. - С. 119-123.

131. Гуральчук Ж.З. Механизмы устойчивости растений к тяжелым металлам. // Физиология и биохимия культурных растений. 1994. - Т.26. - № 2. —т СЛ 07-117.

132. Стрнад В., Золотарева Б.Н., Лисовский А.Е. Влияние внесения водорастворимых солей свинца, кадмия и меди на их поступление в растения и урожайность некоторых сельскохозяйственных культур. // Агрохимия. 1991. - № 4. - С.76-83.

133. Черных Н.А. Изменение содержания ряда химических элементов в растениях под действием различных количеств тяжелых металлов в почве. // Агрохимия. 1991. - № 3. - С.68-76.

134. Морачевская Е.В. Влияние кадмия на поглощение и передвижение элементов питания растений. // Агрохимический вестник. 2003. - № 1. - С.38-39.

135. Атабаева С.Д., Сарсенбаева Б.А., Киршебаев Е. Влияние меди и кадмия на рост растений и АТФозную активность корней пшеницы. // В сб. 4-ый съезд общества физиологов растений России. Тез.докл. Междунар.конф.

136. А «Физиология растений наука 3-го тысячелетия». / Т. 1. — М., 1999. - С.317.

137. Шабала С.Н., Воинов О.Г. Динамика физиологических характеристик растений как элемент системы экологического мониторинга. // Усп. совр. биол.- 1991.-Т.114. -№ 2.-С. 144-159.

138. Каракис К.Д., Рудакова Э.В. Устойчивость сельскохозяйственных культур к загрязнению окружающей среды тяжелыми элементами.//Тез. докл. IX Всесоюзн. конф. по проблеме микроэлементов в биологии. Кишинев, 1981. - С.27-28.

139. Волошин Е.И. Загрязнение почвы тяжелыми металлами. // Земледелие. -1998. -№3.-С.22.

140. Нагобедьян И.А., Дрогачев Н.Е., Мамонтова Г.П. Качество сельскохозяйственной продукции и загрязнение окружающей среды при внесении цинка в почву. // Агрохимический вестник. 2000. - № 3. - С.21.

141. Волошин Е.И. Аккумуляция кадмия и свинца в почвах и растениях. // Агрохимический вестник. 2000. - № 3. - С.23-26.

142. Гармаш Н.Ю. Влияние тяжелых металлов на величину и качество урожая сельскохозяйственных культур. // Автореф. дисс. канд. биол. наук. Новосибирск, 1986. - 24 с.

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

144. Елькина Г.Я., Табаленкова Г.Н., Куренкова С.В. Влияние тяжелых металлов на урожайность и физиолого-биохимические показатели овса. // Агрохимия. 2001. - № 8. - С.73.

145. Степанова М.Д. Подходы к оценке загрязнения почв и растений тяжелыми металлами. // Химические элементы в системе почва-растение. Новосибирск: Наука, 1982. - С.95-105.

146. Степанок В.В., Голенецкий С.П. Влияние различных соединений цинка на урожай сельскохозяйственных культур и его поступление в растения. // Агрохимия. 1990. - № 3. - С.85-91.

147. Степанок В.В., Голенецкий С.П. Влияние различных соединений меди наурожайность и элементный состав сельскохозяйственных культур. // Агрохимия. 1991. - № 8. - С.87-95.

148. Sauerbeck D. Welche Schwermetallgehalte in Pflanzen durfer nicht iibershritten warden, um Wachstumsbeelntrachtigungen zu vermeiden? Landwirtschaftliche Forschung, Kongressband. 1982, S-H.39.

149. Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений (эколого-генетические основы). Кишинев: Штиица, 1990.

150. Приходько М.В. Изменение проницаемости клеточных мембран как общее звено механизмов неспецифической реакции растений на внешнее воздействие. // Физиология и биохимия культурных растений. 1977,9. ■ № 3. -С.301-309.

151. Удовенко Г.В. Солеустойчивость культурных растений. JI.: Колос, 1977. -216с.

152. Удовенко Г.В. Характер защитно-приспособительных реакций и причины разной устойчивости растений к экстремальным воздействиям. // Тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции. / ВНИИ растениеводства. 1973,49. - № 3. - С.258-268.

153. Эйдус JI.X. Неспецифическая реакция клеток и радио-чувствительность. -М.: Атомиздат, 1977. 152 с.

154. Levitt J. Responses of plant to environmental stresses. New York: Acad, press, 1972.-666 p.

155. Удовенко Г.В; Механизмы адаптации растений к стрессам. // Физиология и биохимия культурных растений. 1979. -Т.11. - № 2 (59). - С.99-107.

156. Александров В.Я. Клетки макромолекулы и температура. JL: Наука, 1975. -330 с.

157. Насонов Д.Н., Александров В.Я. Реакция живого вещества на внешние воздействия. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1940. - 186 с.

158. Ригель Дж. Энергия, жизнь и организм. М.: Мир, 1967. - 168 с.

159. Власюк П.А., Проценко Д.Ф., Колоша О.И. Содержание макроэнергетиче-ского фосфора и морозостойкость озимой пшеницы. // Докл. АН СССР.1966, 169. -№ 6.- С. 1463-1464.

160. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. J1. Издательство «Наука», Ленингр. отд., 1974. - 324 с.

161. Сторожева М.М. Тератологические явления у анемоны Pulsatilla patenc (L.) Mill. В условиях никелевого рудного поля./Тр. Биогеохимич. лабор. АН СССР, 10:64.-М., 1954.

162. Петрунина Н.С. Экология растений в районах с естественным обогащением почв тяжелыми металлами. Автореф. канд. дисс. М., 1965.

163. Малашкина Н.С. Об измененной форме мака крупнокоробочного в районе биогеохимической провинции, обогащенной свинцом и цинком. Тр. Биогеохимич. лабор. АН СССР, 11:224. М., 1965.

164. ГОСТ 17.4.1.02.-83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения.

165. Ознобихин В.И., Синельников Э.П. Характеристика основных свойств почв Приморья и пути их рационального использования. Уссурийск: ПСХИ, 1985.-72 с.

166. Костенков Н.М., Ознобихин В.И. Почвенные ресурсы Приморского края и рационализация их использования. // Вестник ДВО РАН. 1993. - № 4/5. -С.28-36.

167. Характеристика агроземов Приморья. // Коллективная монография. Уссурийск: ФГУ ГЦАС «Приморский», ДВО ДОП РАН, 2001.- 172 с.

168. Калмыкова В.В. Краткая агроклиматическая характеристика районов возделывания сои в Приморье. / Соя в Приморском крае. Владивосток, 1965. - С.38-49.

169. Краснянская В.П. Связь температуры воздуха с температурой почвы на глубине 5 и 10 см и ее практическое значение. / Тр. ДВНИГМИ:-Л.,. 1961. Вып. 12. -С.106-110.

170. Шиндин И.М., Бочкарев В.В. Растительные и сортовые ресурсы сельскохозяйственных культур Российского Дальнего Востока. Уссурийск - Биробиджан, ПГСХА: ИКАРП ДВО РАН, 2001. - 226 с.

171. Методические указания «Изучить транслакацию тяжелых металлов в почве, сельскохозяйственной продукции и разработать приемы детоксикации почв для получения чистой продукции». М., 1992.

172. Система ведения агропромышленного производства Приморского края/ РАСХН. ДВНМН. Примор. НИИСХ. Новосибирск, 2001. - 364 с.

173. Авдонин Н.С. Известкование кислых почв. М.: Колос, 1976.

174. Голодяев Г.П. Численность и биомасса микроорганизмов лугово-бурых оподзоленных почв Приморья. // Динамика микробиологических процессов в почве и обусловливающие её факторы. Таллин, 1974. - 4.1. - С.88-91.

175. Практикум по агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 2001. - С.319.

176. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. -М.: Колос, 1970. -320 с.

177. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. М.: Наука, 1972.-342 с.

178. Успенский Е.Е. Физико-химические условия среды, как основа микробиологических процессов. М.: Изд-во АН СССР, 1963.

179. Ала А .Я., Ала B.C. Использование зародышевой плазмы диких форм сои в селекции. Благовещенск, 2002. - 43 с.

180. Третьяков Н.Н., Кошкин Е.И., Мокрушин Н.М. и др. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. М.: Колос, 2000. - 640 с.

181. СанПиН 2.3.2. 1078-01 1.7.1. Масличное сырье и пищевые продукты.

182. Веретенников А.В. Физиология растений с основами биохимии: Учеб. пособие. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1987. - 256 с.

183. Бриггс Ф., Ноулз П. Научные основы селекции растений. / Пер. с англ. -М.: Колос, 1972.-С.288.

184. Методические указания ВИР / Соя. Методические указания по селекции и семеноводству. Ю.П. Мякушко и др. М., 1981. - С.35.

185. Моисейченко В.Ф., Трифонова М.Ф. и др. Основы научных исследований в агрономии. М.: Колос, 1996. - С.219.

186. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. - 416 с.

187. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО, 1992.