Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Состояние меди и цинка в системе "почва-растение" в условиях загрязнения

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Состояние меди и цинка в системе "почва-растение" в условиях загрязнения"

005058395

На правах рукописи

БЕЛОУСОВА ЮЛИЯ СЕРГЕЕВНА

СОСТОЯНИЕ МЕДИ И ЦИНКА В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-РАСТЕНИЕ» В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

6 МАЙ 2013

Москва-2013

005058395

Работа выполнена на кафедре агрохимии и биохимии растений факультета почвоведения Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова

Карпова Елена Анатольевна

доктор биологических наук

Торшин Сергей Порфирьевич

доктор биологических наук, профессор, Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А.Тимирязева, заведующий кафедрой агрономической, биологической химии и радиологии

Ладонин Дмитрий Вадимович

кандидат биологических наук, Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, факультет почвоведения, доцент кафедры химии почв

Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени

Д.Н.Прянишникова Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится «21» мая 2013 г. в 15 ч. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании диссертационного совета Д 501.002.13 при Московском государственном университете имени М.ВЛомоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские Горы, д.1, стр.12, МГУ имени М.В.Ломоносова, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова.

Автореферат разослан «/£»> апреля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^А//^ Зенова Галина Михайловна

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Медь и цинк являются важнейшими микроэлементами, которые принимают участие во многих физиологических и биохимических процессах у растений. Однако в связи с нынешним состоянием биосферы, колоссальным поступлением в почву элементов из техногенных источников, цинк и медь в определенных ситуациях рассматриваются и как загрязняющие вещества или тяжелые металлы (ТМ). Избыточное содержание в почве доступных для растений соединений цинка и меди может оказывать фитотоксическое действие, проявляющееся в изменении основных физиологических процессов в растении, в том числе и нарушении механизмов поглощения биофильных элементов. В конечном счете, это приводит к снижению биомассы и качества сельскохозяйственной продукции.

Изучение состава соединений металлов в загрязненных почвах во взаимосвязи с показателями состояния растений лежит в основе прогнозирования и регулирования качества биопродукции, полученной в условиях загрязнения. Внесение различных агрохимических средств может оказывать существенное воздействие и на изменение состояния ТМ в загрязненной почве, и на процессы, регулирующие поступление и накопление в растениях ТМ, а также макро- и микроэлементов. Поскольку на эти процессы влияет множество факторов (уровень и характер загрязнения, свойства почвы и биологическая специфика культуры, дозы и формы применяемых агрохимических средств) данные вопросы до сих пор остаются недостаточно изученными.

Особую актуальность приобретают попытки моделирования загрязнения в системе «почва-растение». Большинство исследователей моделируют одноразовое (залповое) загрязнение почв, внося растворы солей металла, и далее изучают поведение элемента в неравновесной системе его соединений в почве. В этих же условиях оценивается и воздействие загрязнения на растения. Для того чтобы система соединений ТМ в почве пришла в динамически равновесное состояние необходимо время. Это время может занимать от года до 3-х и более лет (Цаплина, 1991; Минкина, 2008 и др.) в зависимости от уровня самого загрязнения, свойств загрязняющего вещества и почвы.

Реальные ситуации с загрязнениями (за исключением залповых аварийных выбросов) формируются длительное время. Даже если загрязняющее вещество поступает в растворимой форме (порционно), то за время формирования загрязнения успевает установиться динамическое равновесие между основными группами прочносвязанных и относительно подвижных соединений металла.

Результаты, полученные при исследовании неравновесных систем соединений ТМ в почвах, далеки от реальных и не могут быть использованы при прогнозировании поведения ТМ в системе «почва-растение».

Цель работы: изучение воздействия моделируемого загрязнения почвы сульфатами меди и цинка на уровне 5 и 25 ПДК на состояние системы «почва-растение» в течение двух и трех лет с момента загрязнения.

Задачи исследования:

• изучение влияния загрязнения почвы сульфатами меди и цинка на ее агрохимические свойства;

• оценка влияния загрязнения почвы сульфатами меди и цинка на биомассу Hordeum vulgare L. и накопление в ней макро и микроэлементов;

• выявление влияния времени на состояние меди и цинка в системе «загрязненная почва - растение»;

• сравнительная оценка эффективности действия и последействия некоторых агрохимических средств для снижения негативных последствий загрязнения почвы сульфатами меди и цинка.

Научная новизна

На примере систем «дерново-подзолистая тяжелосуглинистая почва — Hordeum vulgare /,.» и «темно-серая лесная тяжелосуглинистая почва - Hordeum vulgare Ьл впервые изучено воздействие моделируемого загрязнения почвы сульфатами меди и цинка на уровне 5 и 25 ПДК на показатели состояния почвы и растений в течение двух и трех лет с момента загрязнения.

Выявлен основной тренд трансформации соединений цинка и меди в почве в течение всего времени исследования с момента загрязнения. Установлено уменьшение с течением времени фитотоксичности загрязненной почвы по отношению к растениям Hordeum vulgare L., которое проявлялось в большей степени, чем уменьшение в почве количества подвижных соединений цинка и меди.

Показаны результаты сравнительной оценки эффективности различных агрохимических средств для ремедиации почв, загрязненных сульфатами цинка и меди. Установлено, что применение оптимально подобранных агрохимических средств при избыточном содержании цинка и меди в почве может приводить не только к снятию фитотоксического эффекта, но и к увеличению биомассы растений даже по сравнению с вариантами внесения этих средств.

Выявлено, что накопление в растениях Hordeum vulgare L. основных макро- и микроэлементов в условиях загрязнения почвы соединениями цинка и меди в зависимости от его уровня может иметь противоположную направленность.

Установлено, что при моделировании загрязнения внесением растворов солей металлов в почву результаты первого года исследований не могут использоваться для прогнозирования реальной ситуации состояния металлов в системе «почва-растение».

Практическая значимость работы

Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования методики проведения опытов с экспериментальным загрязнением почв растворимыми солями ТМ с целью моделирования и прогнозирования реальных ситуаций.

Результаты исследования могут быть использованы при создании системы мероприятий по рекультивации почв, загрязненных отходами предприятий горно-обогатительной промышленности и цветной металлургии.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на III Международной научной конференции "Современные проблемы загрязнения почв" (Москва, МГУ, 2010), VII Международной биогеохимической школе «Фундаментальные и инновационные аспекты биогеохимии» (Астрахань, АГТУ, 2011), XV Биогеохимических чтениях памяти В.В.Ковальского (Москва, ГЕОХИ, 2012), на заседаниях кафедры агрохимии и биохимии растений ф-та почвоведения МГУ имени М.В.Ломоносова (2009-2012).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах списка ВАКа РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 165 страницах, состоит из введения, трех глав (литературный обзор, объекты и методы исследования, результаты и их обсуждение), выводов, заключения и списка литературы. Работа содержит 29 таблиц, 30 рисунков. Список литературы включает 148 источников, из них 74 -работы зарубежных авторов;

Благодарности

Автор выражает особую признательность своему научному руководителю д.б.н. Елене Анатольевне Карповой за пристальное внимание к работе, ценные советы и рекомендации, а также трепетное отношение и поддержку. Автор признателен за техническую и методическую помощь, а также внимание, оказанные в процессе проведения работы, всем сотрудникам кафедры агрохимии и биохимии растений ф-та почвоведения МГУ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Литературный обзор

В главе приведены основные данные по распространению меди и цинка в породах и почвах (Ковальский, 1974; Зырин, 1985; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Добровольский, 1996) рассмотрены техногенные источники их поступления в почву (Аммосова, Орлов, Садовникова, 1989; Титов, 2007; Tiller, Merry, 1981). Дан обзор данных по содержанию и формам нахождения исследуемых микроэлементов в почве и растениях (Кулаковская, 1990; Глазовская,1994; Мотузова, 1999; Ильин, Сысо 2000; Пинский, 2003; McBride, 1981; Huang, 2000; Violante, 2007).

Описаны процессы поглощения, перемещения и локализации исследуемых микроэлементов в растениях, их физиологическая роль и фитотоксичность, включая данные по влиянию на содержание микро- и макроэлементов (Школьник, 1974; Кузнецов, 2006; Lindsay, 1972; Foy, 1978; Sheffer, 1979; Woodhouse, 1981; Kumar, 1990; Gouia, 2003 и др.).

Раскрываются основные механизмы защиты растений от негативного влияния высоких концентраций ТМ, приводятся мероприятия по снижению их содержания в почве и накоплению в сельскохозяйственных культурах (Ильин, 1991; Большаков, 1993; Чиркова, 2002; Гайдукова, 2007; Bradshaw, Turner, 1971 и др.)

Учитывая частичную аномальность условий вегетационных сезонов в период исследований (лето 2010г.), введен подраздел по влиянию неблагоприятных погодных условий на физиологические процессы в растениях (Бриллиант, 1949; Кулаева, 1997; Кузнецов, 2005).

Также рассмотрены основные вопросы проведения опытов с экспериментальным загрязнением в системе «почва-растение» (Цаплина, 1991; Мотузова, 2000; Минкина, 2008; Alloway, 2008).

Глава 2.0бъекты и методы исследования 2.1. Объекты исследования

Для проведения исследований были отобраны почвы из двух районов Московской области: дерново-подзолистая тяжелосуглинистая (Солнечногорский район) и темно-серая лесная тяжелосуглинистая (Серебряно-Прудский район).

Исследования включали в себя 2 опыта.

Опыт 1 проводили на дерново-подзолистой почве в течение 3-х вегетационных сезонов с момента внесения металлов и агрохимических средств. Схема опыта представлена в табл.1. Металлы вносили в виде раствора CuS04 и ZnS04 (5 ПДК по элементу), через день вносили удобрения в форме

NH4NO3, КН2РО4, K2S04 дозе 100 мг/кг д.в, известь из расчета 1 Нг. Спустя 3 дня производили посев Hordeum vulgare L. сорта «Сонет».

Таблица 1. Схема вегетационного опыта на дерново-подзолистой почве

№ Вариант № Вариант № Вариант

1 Контроль 4 Си 5 ПДК 8 гп5пдк

5 Си 5 ПДК + NPK 9 Zn 5 ПДК + NPK

2 Известь 6 Си 5 ПДК + известь 10 Zn 5 ПДК + известь

3 NPK + известь 7 Си 5 ПДК + NPK + известь 11 Zn 5 ПДК + NPK + известь

Опыт 2 проводили на темно-серой лесной почве в течение 2-х вегетационных сезонов с момента внесения металлов и минеральных удобрений. Схема опыта показана в табл.2. Металлы вносили в виде раствора СиБ04 и 2п804 (5 и 25 ПДК по элементу). Через день вносили полное минеральное удобрение, в составе которого варьировали формы фосфатов: №аРсдКс (водорастворимый фосфат) и ЫааРфКс (труднорастворимый фосфат).

Зеленую массу растений в опытах убирали через 45 дней, одновременно отбирали пробы почв. Сосуды с остатками почвы оставляли до следующей весны на территории вегетационного домика. Перед новым вегетационным сезоном опыты перезакладывались с сохранением всех вариантов. Почву из сосудов повторений каждого варианта усредняли и снова делили на повторения. Затем набивали новые сосуды почвой и через 2 дня проводили посев растений. Поскольку из сосудов в конце каждого сезона отбирали почвенные пробы, число повторений вариантов при набивке новых сосудов в течение всего времени проведения опытов сокращалось. В последний сезон исследований опыт 1 проводился в трехкратной повторности, опыт 2 — в четырехкратной.

Таблица 2. Схема вегетационного опыта на темно-серой лесной почве

№ Вариант N° Вариант

1 Контроль 9 Си 25 ПДК +ОТфК

2 ОТсдК 10 гп5ПДК

3 ОТфК 11 Zn 5 ПДК + NPcaK

4 Си 5 ПДК 12 Zn 5 ПДК + NPtfiK

5 Си 5 ПДК+ ИРсдК 13 Zn 25 ПДК

6 Си 5 ПДК+ ЫРфК 14 Zn 25 ПДК + ЫРсдК

7 Си 25 ПДК 15 Zn 25 ПДК+ ИРфК

8 Си 25 ПДК + ОТсдК

Отбор и подготовку растительных и почвенных проб производили стандартными методами. Сосуды во время вегетационного опыта располагались либо на территории, прилегающей к вегетационному домику кафедры агрохимии и биохимии растений факультета почвоведения МГУ, либо в самом домике в зависимости от погодных условий сезона.

2.2. Методы исследования

Агрохимические показатели оценивали стандартными методами, рекомендуемыми для данных типов почв: содержание подвижных калия и фосфора в дерново-подзолистой почве определяли по методу Кирсанова, в темно-серой лесной - по методу Чирикова. Сумму обменных оснований устанавливали по методу Каппена-Гильковица, гидролитическую кислотность -по методу Каппена, измерение рН поводили в водной либо соляной вытяжке при соотношении почва:раствор 1:2,5 (Практику по агрохимии, 1989)

Металлы из почвы извлекали ацетатно-аммонийным буферным раствором (ААБ) с рН 4,8 (наиболее мобильные соединения) и 1М раствором НС1 (кислоторастворимые формы) при соотношении почва:раствор 1:10.

Для подготовки к определению микроэлементов растения озоляли при температуре 450°С, золу растворяли в 10% соляной кислоте при нагревании.

Содержание макроэлементов в растениях определяли после мокрого озоления образцов по методу Гинзбург.

Определение содержания микроэлементов в вытяжках из почв и подготовленных растительных образцов проводили атомно-абсорбционным методом на приборе AAS-30.

Валовое содержание цинка и меди определяли методом рентген-флуоресцентного анализа.

Для статистической обработки результатов и их графического представления использовали программные пакеты «Microsoft Excel» и «STATISTICA 6.0».

Глава 3. Результаты и их обсуждение

3.1. Влияние загрязнения почв сульфатами меди и цинка на их физико-химические показатели

Исследуемые дерново-подзолистая и темно-серая лесная почвы характеризовалась следующими показателями (табл.3,4).

По содержанию как фосфора, так и калия обе почвы относятся к группировке среднеобеспеченных и характеризуются близкой к нейтральной реакцией среды.

3.2. Влияние загрязнения почв сульфатами меди и цинка на биомассу

Hordeum vulgare L.

Фитотоксичность загрязненной почвы приводит к нарушению физиолого-биохимичееких процессов в растении и проявляется в снижении количества и качества биомассы. Наиболее часто фитотоксичность оценивается по величине биомассы растений.

В первый год проведения вегетационного опыта на дерново-подзолистой почве из-за ярко выраженного проявления эффекта фитотоксичности некоторых вариантов загрязнения (Zn, Zn+NPK, Cu+NPK) растения не взошли. В связи с чем приведены данные по 2-ому и 3-ему вегетационным сезонам (табл.5).

Сезоны также значительно отличались по погодно-климатическим условиям, в частности максимальным температурам, интенсивности инсоляции и количеству осадков.

Для того чтобы нивелировать влияние погодных условий на оценку действия данного фактора, мы использовали индекс толерантности (ИТ), который определяется как отношение величины биомассы в исследуемом варианте к варианту контроля в соответствующий год. Этот коэффициент был предложен Beckett and Davis (1977) и часто используется для сравнительной оценки эффективности мелиорантов на загрязненных почвах (Wrobel, 2007).

Таблица 5. Величина биомассы Hordeum vulgare L., полученной в опыте на дерново-подзолистой почве__

№ Вариант Биомасса, г ИТ, % к контролю Биомасса, г ИТ, % к контролю

2-ой вег.сезон 3-ий вег.сезон

1 Контроль 3,32 100 2,83 100

2 Известь 3,20 96 1,17 41

3 NPK + известь 5,93 179 3,62 128

4 Си 5 ПДК <0,1 3 0,42 15

5 Си 5 ПДК + ЫРК 0,20 6 0,38 13

6 Си 5 ПДК + известь 7,51 226 2,93 104

7 Си 5 ПДК +ЫРК +известь 5,60 169 3,76 133

8 Хп 5 ПДК 0,2 6 1,07 38

9 2п 5 ПДК+ ЫРК 0,2 6 1,21 43

10 Хп 5 ПДК+ известь 4,3 130 2,99 106

11 2п 5 ПДК+ЫРК + известь 5,3 160 4,12 146

В вариантах загрязнения без внесения агрохимических средств наблюдалась минимальная продуктивность растений. Однако благодаря снижению фитотоксичности почвы с течением времени в данных вариантах Индекс толерантности увеличился в 5-6 раз за 2 года наблюдений.

Максимальные значения урожая на дерново-подзолистой почве были отмечены в вариантах с совместным внесением NPK и извести как на исходной почве, так и на фоне загрязнения. Причем в последнем случае (варианты: металлы+ агрохимические средства) величина биомассы была получена даже выше, чем в вариантах внесения одних агрохимических средств. Данный факт может свидетельствовать о положительном влиянии даже высокого уровня содержания микроэлементов в почве на рост и развитие растений Hordeum vulgare L. при оптимальном подборе агрохимических средств.

Общие значения биомассы, полученной в вегетационном опыте на темно-серой лесной почве в первый вегетационный сезон после загрязнения, были невелики (табл.6). Одной из причин этого являются экстремальные климатические условия 2010 г.

Таблица 6. Величина биомассы Hordeum vulgare L., полученной в опыте на темно-серой лесной почве_____

№ Вариант Биомасса, г ИТ, % к контролю Биомасса, г ИТ, % к контролю

1-й вег.сезон 2-ой вег.сезон

1 Контроль 3,87 100 4,43 100

2 ^РсдК 6,51 168 8,36 189

3 ^РфК 9,15 236 8,81 199

4 Си 5 ПДК 5,61 145 5,79 131

5 Си 5 ПДК+ ЫРсдК 5,14 133 8,68 196

6 Си 5 ПДК+ ЫРфК 6,42 166 8,66 195

7 Си 25 ПДК 0,28 7 1,32 30

8 Си 25 ПДК + ОТсдК 0,19 5 0,84 19

9 Си 25 ПДК +ОТфК 0,85 22 0,87 20

10 Zn 5 ПДК 6,14 159 5,70 129

И Zn 5 ПДК + NPcäK 4,78 123 6,50 147

12 Zn 5 ПДК + NP(})K 3,46 89 7,04 159

13 Zn 25 ПДК 0,82 21 0,93 21

14 Zn 25 ПДК + ОТсдК 0,42 11 0,62 14

15 Zn 25 ПДК+ М'фК 0,37 ю 0,74 17

Исследуемые концентрации цинка и меди в опыте на темно-серой лесной почве в зависимости от их уровня оказали различное влияние на биомассу растений.

Внесение цинка и меди на уровне 5 ПДК оказало стимулирующее воздействие на рост растений по сравнению с контрольным вариантом. Выявленная тенденция подтверждает данные, полученные на дерново-подзолистой почве, о возможности положительного влияния указанного уровня содержания микроэлементов в почве в данном случае на более плодородной темно-серой лесной почве.

Доза в 25 ПДК оказала сильный фитотоксический эффект, снизив ИТ в 5-14 раз.

На второй год исследований в вариантах внесения меди и цинка в дозе 5 ПДК также наблюдался эффект стимулирования роста и развития растений по сравнению с контрольным вариантом, а в вариантах внесения металлов в дозе 25 ПДК все еще проявлялся эффект фитотоксичности почвы (ИТ был ниже в 3-5 раз)

Фитотоксичность темно-серой лесной почвы (по ИТ) при уровне загрязнения 25 ПДК цинком за время проведения эксперимента практически не изменилась, при загрязнении медью - существенно снизилась (ИТ увеличился в 4 раза). Поскольку при уровне загрязнения в 5ПДК как цинком, так и медью темно-серой лесной почвы фитотоксичность по отношению к Hordeum vulgare L. не проявлялась, можно сравнить темпы снижения фитотоксичности темно-серой лесной и дерново-подзолистой почв при уровне их загрязнения в 25 и 5 ПДК соответственно, тем более что фитотоксичность загрязненных вариантов дерново-подзолистой почвы (5ПДК) была даже выше, чем темно-серой лесной почвы (25 ПДК): ИТд-п =3-6, ИТт-с-л = 7-21. В течение двух лет скорость снижения фитотоксичности загрязненной (5 ПДК) цинком и медью дерново-подзолистой почвы была значительно выше, чем темно-серой лесной (25 ПДК).

3.3. Влияние загрязнения почв сульфатами меди и цинка на накопление в растениях Hordeum vulgare L. макроэлементов

Избыточное содержание в почве доступных для растений соединений цинка и меди может оказывать влияние на основные физиологические процессы в растении, приводя, в том числе, к нарушению механизмов поглощения биофильных элементов.

Внесение фосфоритной муки в составе полного минерального удобрения привело к нормализации содержания фосфора в растениях указанных вариантов (рис.5), тогда как двойной суперфосфат привел к еще большему возрастанию концентрации фосфора в растениях.

Взаимодействие Zn-P установлено для многих культур, в особенности после внесения в почвы растворимых фосфатов и извести: так, при внесении цинка повышалось содержание фосфора в стеблях Avena sativa L. (Kumar, 1990) и в биомассе Hordeum vulgare L. (Knox, 2001).

А Б

4 ------ 4

Контроль Cu 5 ПДК Си 25 ПДК Контроль Zn 5 ПДК Zn 25 ПДК

Рнс.6 Содержание азота в биомассе Hordeum vulgare L. в вариантах внесения агрохимических средств на фоне загрязнения почвы Си (А) и Zn (Б) опыте на темно-серой лесной почве

Применение агрохимических средств на темно-серой лесной почве, загрязненной медью и цинком на уровне 5 ПДК, значимого влияния на содержание азота в растениях не оказало (рис.6). Тогда как при высоком уровне загрязнения почвы отмечена тенденция снижения аномально высокой концентрации макроэлемента.

3.4. Влияние загрязнения почв сульфатами меди и цинка на накопление в растениях Hordeum vulgare L. микроэлементов: марганца и железа

Процессы взаимодействия микроэлементов при поступлении в растения контролируются многими факторами, их механизмы еще не до конца изучены. Одним из таких факторов является соотношение металлов в почвах или уровень загрязнения почвы одним из них.

Наиболее часто приводятся данные об антагонистических реакциях при поглощении растениями железа, марганца, меди и цинка (Olsen, 1972; Foy, 1979; Kabata-Pendias, Pendias, 2001). В то же время есть сведения и о синергетическом действии меди и железа (Kitagishi, 1981; Kabata-Pendias, Pendias, 2001). Однако зависимость характера этих взаимодействий от уровня загрязнения почвы одним из металлов остается мало изученной.

15

Создание уровня загрязнения дерново-подзолистой почвы в 5 ПДК как по меди, так и по цинку приводило к увеличению содержания марганца и железа в вегетативной массе Hordeum vulgare L.. В вариантах загрязнения почвы медью концентрация марганца возрастала в 1,4 раза, железа в - 4 раза, в вариантах загрязнения цинком - 2,3 и 2,4 раза соответственно (рис.7).

Увеличение концентрации железа и марганца в вариантах загрязнения может быть связано с возрастанием подвижности названных элементов при внесении в дерново-подзолистую почву высоких концентраций меди и цинка, а также со значительным снижением биомассы растения, а следовательно, и возможным нарушением механизмов поглощения микроэлементов.

60,0

200,0 150,0 100,0 50,0 0,0

■ Си «Zn

Контроль

5 ПДК

Контроль 5 ПДК

Рис.7 Содержание Mn (A), Fe (Б) в биомассе Hordeum vulgare L. в опыте на дерново-подзолистой почве

В опыте на темно-серой лесной почве при уровне загрязнения в 5 ПДК как медью, так и цинком наблюдалось снижение содержания марганца в растениях (рис.8А), что может являться примером антагонистического взаимодействия Cu-Mn и Zn-Mn в этих условиях. При данном уровне загрязнения более плодородной темно-серой лесной почвы не только не проявлялось фитотоксическое действие цинка и меди, но, напротив, отмечалось увеличение биопродукции Hordeum vulgare L.. Однако в этих же условиях цинк и медь по-разному влияли на накопление растениями железа (рис.8Б): избыточное содержание в почве меди (5 ПДК) приводило к снижению концентрации железа в биомассе Hordeum vulgare L. (антагонизм Cu-Fe), тогда как аналогичный уровень загрязнения цинком способствовал значительному увеличению накопления железа растениями (синергизм Zn-Fe).

При более высоком уровне загрязнения металлами темно-серой лесной почвы (25 ПДК) наблюдалось увеличение содержания элементов в биомассе (за исключением марганца в варианте загрязнения почвы медью), аналогичное эффекту на дерново-подзолистой почве при уровне загрязнения в 5 ПДК. Так

свидетельствуют и результаты опыта на загрязненной темно-серой лесной почве (рис.11,12).

А Б

Рис.9 Динамика содержания наиболее мобильных соединений Си (А) и Zn (Б) в опыте на дерново-подзолистой почве

Рис.10 Динамика содержания кислоторастворимых соединений Си (А) и Хп (Б) опыте на дерново-подзолистой почве

Однако содержание наиболее мобильных (рис.9) и кислоторастворимых (рис.10) соединений меди и цинка в дерново-подзолистой загрязненной почве на протяжении всего времени исследования было подвержено колебаниям ввиду изменения погодных условий (температуры, количества осадков) разных вегетационных сезонов.

Сочетание избыточного увлажнения почвы и сравнительно более низких температур сезона способствует увеличению подвижности гидроксидов железа и марганца, и связанных с ними металлов. О влиянии температуры и влажности на подвижность почвенных соединений металлов по результатам модельных экспериментов приводятся сведения в работах K.Tagami, 8.исЫс1а (1998), А.Вапт, Р.Х.Нап (1999). Для дерново-подзолистой загрязненной почвы в вегетационном опыте это было показано в работах ЕА.Карповой и др. (2007). Однако, во всех указанных работах исследования ограничиваются одним вегетационным сезоном или годом. В нашем случае в течение трехлетнего эксперимента именно в такой сезон (избыточное увлажнение почвы и относительно более низкие температуры) 2007г. (рис.9,10) отмечено возрастание содержания подвижных и кислоторастворимых форм металлов по сравнению с сезонами 2006 и 2008гг.

Поэтому, можно сделать заключение, что при общем тренде, направленном на снижение количества этих форм металлов в загрязненных почвах во времени, в отдельные годы может наблюдаться и существенное увеличение значений данных показателей.

При сравнении эффективности различных агрохимических средств наибольшее действие на снижение количества наиболее подвижных соединений металлов в дерново-подзолистой почве оказало совместное применение минерального удобрения и извести — при загрязнении медью, и извести при загрязнении цинком (рис.9).

А Б

1000,0

750,0

500,0

1" 250,0

0,0 ...... 2010 2011

15 Си 5 ПДК 90,5 37,9

я МРсдК + Си 5 ПДК 43,8 38,1

в №фК + Си 5 ПДК 31,3 36,1

1000,0 750,0 500,0 250,0

[■Си 25 ПДК 912,0 250,0

МРсдК + Си 25 ПДК 679,3 277,0 |

!жМРфК + Си25ПДК 531,0 260,0 )

Рис.11 Динамика содержания наиболее мобильных соединений Си в опыте на темно-серой лесной почве при уровне загрязнения 5 ПДК (А) и 25 ПДК (Б)

Оценка эффективности воздействия разных форм фосфорных удобрений в составе полного минерального удобрения, проведенная на загрязненной темно-серой лесной почве (рис.11,12), показала, что снижение количества наиболее подвижных соединений цинка и меди происходило как при внесении

выводы

1. Установлено, что загрязнение почвы на уровне 5 и 25 ПДК цинком и медью в виде сульфатов влияет на ее агрохимические свойства: возрастают показатели кислотности, снижается содержание подвижных фосфатов. Внесение агрохимических средств нивелируют негативное изменение указанных параметров, происходящее при загрязнении. С течением времени прослеживается тенденция к частичному восстановлению свойств в вариантах загрязнения.

2. Выявлено, что общий тренд трансформации металлов в почве в течение всего времени исследования с момента загрязнения направлен на снижение количества их подвижных форм, т.е. на закрепление почвой.

3. В трехлетнем эксперименте установлено, что содержание наиболее мобильных и кислоторастворимых соединений меди и цинка подвержено колебаниям ввиду изменения погодных условий (температуры, влажности и т.д.) в связи с чем, при общем тренде, направленном на снижение количества этих форм металлов в загрязненных почвах во времени, в отдельные годы может наблюдаться и существенное увеличение значений данных показателей.

4. Фитотоксичность почвы снижалась в течение нескольких лет с момента ее загрязнения металлами на уровне 5 и более ПДК: с каждым годом увеличивалась биомасса Hordeum vulgare L. и уменьшалась концентрация в ней металлов. Снижение токсичности почвы по отношению к растениям проявлялось в большей степени, чем уменьшение в ней количества подвижных соединений меди и цинка, что подтверждается коэффициентами накопления металлов.

5. Содержание в биомассе Hordeum vulgare L. макроэлементов зависит от уровня загрязнения почвы медью и цинком. Установлено, что при уровне в 5 ПДК в растениях снижается накопление азота, а при загрязнении медью - азота и фосфора, очень высокое загрязнение в 25 ПДК приводит к нарушению метаболических процессов в растении и резкому возрастанию количества фосфора (в 2-5 раз) и азота (в 1,5-1,6 раз).

6. Высокие уровни загрязнения почвы сульфатами меди и цинка приводили к нарушению накопления в биомассе Hordeum vulgare L. микроэлементов -железа, марганца. Проявлялось данное нарушение по-разному в зависимости от свойств почвы. На дерново-подзолистой почве загрязнение медью и цинком на уровне 5 ПДК провоцировало увеличение содержания марганца в биомассе Hordeum vulgare L. в 1,4-2,3 раза, железа - в 2,4-4 раза, на темно-серой лесной (более буферной и плодородной) почве аналогичный процесс наблюдался при уровне загрязнения в 25 ПДК. При загрязнении металлами в 5 ПДК на темно-

серой лесной почве в биомассе Hordeum vulgare L. происходило снижение концентрации марганца до критического уровня - 16-17 мг/кг. Отсутствие накопления марганца в варианте Си 25 ПДК свидетельствует о том, что в данных условиях на темно-серой лесной почве фитотоксичность соединений меди не приводит к полному нарушению механизмов поглощения микроэлементов.

7. В ряду агрохимических средств: «минеральные удобрения», «известь» и «удобрения+известь» наибольший эффект по снижению фитотоксичности загрязненной металлами дерново-подзолистой почвы наблюдался для сочетания полного минерального удобрения и извести.

8. Установлено, что применение оптимально подобранных агрохимических средств при избыточном (5 ПДК) содержании микроэлементов может приводить не только к снятию фитотоксического эффекта почвы, но и существенному увеличению биомассы даже по сравнению с вариантами внесения этих агрохимических средств.

9. Выявлено, что при моделировании загрязнения почвы растворами солей металлов следует уделять особое внимание соответствию эксперимента реальным условиям загрязнения, требующих необходимости установления равновесия в системе соединений элементов в почве.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ в журналах списка ВАК РФ:

1. Карпова Е.А., Ермаков A.A., Парубец Ю.С. Проблемы интерпретации результатов экспериментального моделирования загрязнения системы «почва-растение» тяжёлыми металлами //Теоретическая и прикладная экология, 2012, №2 - С.75-78.

2. Парубец Ю.С., Карпова Е.А., Ермаков A.A., Шохин В.В. Влияние фосфорных удобрений на состояние цинка и меди в системе «загрязненная почва - растения» //Проблемы агрохимии и экологии, 2012, №3 -С.9-14.

3. Ермаков A.A., Карпова Е.А., Шохин В.В., Парубец Ю.С. Сравнение альтернативных вариантов методики подготовки почвенных проб для оценки обеспеченности почв микроэлементами //Проблемы агрохимии и экологии, 2012, №3 - С.52-55.

в других изданиях:

4. Карпова Е.А., Парубец Ю.С. Изменение подвижности меди в дерново-подзолистой почве в течение 3-х лет с момента загрязнения: влияние погодных условий и агрохимических средств //Сборник материалов III Международной научной конференции "Современные проблемы загрязнения почв» Москва, 2428 мая 2010 г., М.: МГУ, 2010 - С.218-222.

5. Карпова Е.А., Ермаков A.A., Голятина C.B., Парубец Ю.С. К вопросу о методике проведения вегетационных опытов с загрязнением почв тяжелыми металлами //Экологическая агрохимия под ред. В.Г.Минеева, М.: Тип. Россельхозакадемии, 2011 - С.173-182.

6. Карпова Е.А., Парубец Ю.С. Проблемы экспериментального моделирования загрязнения системы почва-растение тяжелыми металлами //Материалы VII международной Биогеохимической Школы «Фундаментальные и инновационные аспекты биогеохимии» В.В.Ермаков, М: ГЕОХИ РАН, 2011 - С.274-278.

7. E.Karpova, A.Ermakov, Y.Parubets Experimental modeling of heavy metals contamination of soil-plant system: problem of time factor //International scientific conference on "Sustainable development in the function of environment protection", book of abstracts, Beograd, 2011 - P.134.

Подписано в печать: 12.04.2013 Объем 1,0 п.л Тираж 100 экз. Заказ № 632

Отпечатано в типографии «Реглет» 119606, г. Москва, пр-т Вернадского, д. 39 (495) 363-78-90; www.reglet.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Белоусова, Юлия Сергеевна, Москва

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Факультет почвоведения

04201356599 На правах рукописи

Белоусова Юлия Сергеевна

СОСТОЯНИЕ МЕДИ И ЦИНКА В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-РАСТЕНИЕ» В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

06.01.04 - Агрохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель доктор биологических наук Карпова Елена Анатольевна

Москва-2013

Содержание:

Введение.............................................................................................................................................3

Глава 1. Литературный обзор........................................................................................................7

1.1. Источники поступления тяжелых металлов в почву.........................................................................7

1.1.1. Распространение в породах и почвах.....................................................................................8

1.1.2. Техногенное поступление......................................................................................................11

1.2. Содержание и формы нахождения тяжелых металлов в почве. Подвижность и факторы ее определяющие.......................................................................................................................................16

1.3. Содержание и физиологическая роль микро- и мезоэлементов в почвах и сельскохозяйственных растениях.....................................................................................................................32

1.4. Микроэлементы. Процессы в растениях: поглощение, перемещение, локализация...................46

1.5. Физиологическая роль и фитотоксичность тяжелых металлов: меди и цинка.............................53

1.6. Влияние тяжелых металлов на макро- и микроэлементы...............................................................59

1.6.1. Формы взаимодействия микроэлементов и основных элементов питания......................59

1.6.2. Влияние тяжелых металлов на содержание макроэлементов............................................60

1.6.3. Влияние тяжелых металлов на содержание микроэлементов: железа и марганца..........62

1.7. Основные механизмы защиты растений от действия тяжелых металлов.....................................65

1.8. Влияние неблагоприятных погодных условий на физиологические функции растений............74

1.8.1. Влияние высокой температуры.............................................................................................74

1.8.2. Влияние засушливых условий...............................................................................................79

1.9. Мероприятия по снижению подвижности тяжелых металлов в почве и накоплению в сельскохозяйственных культурах........................................................................................................82

1.10. Моделирование загрязнения в системе «почва-растение»...........................................................86

Глава 2. Объекты и методы исследования................................................................................90

2.1. Объекты исследования.......................................................................................................................90

2.2. Методы исследования.........................................................................................................................92

Глава 3. Результаты и их обсуяздеиие.........................................................................................94

3.1. Влияние загрязнения почв сульфатами меди и цинка на их физико-химические показатели....96

3.1.1. Агрохимическая характеристика дерново-подзолистой почвы.........................................96

3.1.2. Агрохимическая характеристика темно-серой лесной почвы.....................................97

3.1.3. Влияние загрязнения на физико-химические показатели почв...................................97

3.2. Влияние загрязнения почв сульфатами меди и цинка на биомассу Hordeum vulgare L...........102

3.3. Влияние загрязнения почв сульфатами меди и цинка на накопление в растениях Hordeum vulgare L. макроэлементов..................................................................................................................108

3.4. Влияние загрязнения почв сульфатами меди и цинка на накопление растениями Hordeum vulgare L. микроэлементов: марганца и железа................................................................................112

3.5. Динамика содержания различных форм меди и цинка в почве: роль времени, условий и агрохимических средств.....................................................................................................................119

3.6. Динамика содержания меди и цинка в биомассе Hordeum vulgare L.: роль времени и агрохимических средств..................................................................................................................138

Выводы...........................................................................................................................................147

Заключение....................................................................................................................................150

Список литературы.......................................................................................................................152

Введение

В течение длительного времени в биогеохимических исследованиях микроэлементов превалировал интерес к геохимическим аномалиям и возникающим из-за них эндемиям природного происхождения. Однако в последующие годы, в связи с бурным развитием промышленности и глобальным техногенным загрязнением окружающей среды, наибольшее внимание стали привлекать аномалии элементов, в большей степени тяжелых металлов (ТМ), имеющих индустриальное происхождение.

Медь и цинк являются важнейшими микроэлементами, которые принимают участие во многих физиологических и биохимических процессах у растений. Однако в связи с нынешним состоянием биосферы, колоссальным поступлением элементов из техногенных источников, они могут рассматриваться и как загрязняющие вещества. Избыточное содержание в почве доступных для растений соединений цинка и меди может оказывать фитотоксическое действие, проявляющееся в изменении основных физиологических процессов в растении, в том числе и нарушении механизмов поглощения биофильных элементов. В конечном счете, это приводит к снижению биомассы и качества сельскохозяйственной продукции.

Проблема загрязнения почвенного покрова ТМ в настоящее время приобретает все большую актуальность в связи с резким ухудшением состояния природной среды и негативным воздействием на здоровье людей (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Мотузова ,1999, 2000; Ильин, Сысо, 2001).

Тяжелые металлы относятся к числу приоритетных загрязняющих веществ. Способность почвы поглощать поступившие из антропогенных источников металлы и перераспределять их между компонентами имеет одно из решающих значений при формировании экологической обстановки. Изучение состава соединений ТМ в почвах и их трансформации имеет более чем 50-летнюю историю. Однако актуальность данной проблематики постоянно растет в связи с необходимостью получения адекватной оценки современного

состояния почв, прогноза их изменения, а так же поиска путей улучшения состояния загрязненных почв.

Медь и цинк относятся к одним из наиболее токсичных (в избыточных концентрациях) загрязнителям. По данным ГОСТ 14.4.1.02 - 08 меди присвоен второй класс опасности, а цинку - первый (Госстандарт, 1983).

Экологические последствия загрязнения природной среды (агроэкосистемы) ТМ имеют две отрицательные стороны. Во-первых, поступая в избыточных количествах по пищевым цепям из почвы в живые организмы, ТМ вызывают у них серьезные заболевания. Это ведет к снижению количества и качества урожаев сельскохозяйственных растений и животноводческой продукции, вызывает рост заболеваемости населения и снижение продолжительности жизни. Во-вторых, накапливаясь в почве в больших количествах, ТМ способны изменять многие ее свойства.

В первую очередь, изменения затрагивают биологические свойства почвы: снижается численность микроорганизмов, сужается их видовой состав (разнообразие), изменяется структура микробоценозов, падает интенсивность основных микробиологических процессов и активность почвенных ферментов и т.д. Сильное загрязнение ТМ приводит к изменению и более консервативных признаков почвы, таких как гумусное состояние, структура реакции среды и др. Результатом всего этого является частичная, а в ряде случаев и полная утрата почвенного плодородия (Орлов, 1991; Ильин, 1995).

Кроме того, высокие концентрации даже биологически необходимых микроэлементов, таких как медь и цинк, приводят к проявлениям фитотоксичности, в том числе и к нарушению механизмов поглощения основных биофильных элементов.

Изменения в биосфере, обусловленные антропогенной деятельностью, могут многие годы сказываться на ее состоянии, даже если внешнее воздействие вовсе прекратится. Прогноз позволяет не только наметить меры по улучшению современного состояния биосферы, но и открывает возможность для профилактики - разработки конкретных мер против тех неблагоприятных процессов, результаты которых еще явно не проявились.

Изучение состава соединений металлов в загрязненных почвах во взаимосвязи с показателями состояния растений лежит в основе прогнозирования и регулирования качества биопродукции, полученной в условиях загрязнения. Внесение различных агрохимических средств может оказывать существенное воздействие и на изменение состояния ТМ в загрязненной почве, и на процессы, регулирующие поступление и накопление в растениях ТМ, а также макро- и микроэлементов. Поскольку на эти процессы влияет множество факторов (уровень и характер загрязнения, свойства почвы и биологическая специфика культуры, дозы и формы применяемых агрохимических средств) данные вопросы до сих пор остаются недостаточно изученными.

Особую актуальность приобретают попытки моделирования загрязнения в системе почва-растение. Большинство исследователей моделируют одноразовое (залповое) загрязнение почв, внося растворы солей металла, и далее изучают поведение элемента в неравновесной системе его соединений в почве. В этих же условиях оценивается и воздействие загрязнения на растения. Для того чтобы система соединений ТМ в почве пришла в динамически равновесное состояние необходимо время. Это время может занимать от года до 3-х и более лет (Цаплина, 1991; Минкина, 2008, и др.) в зависимости от уровня самого загрязнения, свойств загрязняющего вещества и почвы.

Реальные ситуации с загрязнениями (за исключением залповых аварийных выбросов) формируются длительное время. Даже, если загрязняющее вещество поступает в растворимой форме (порционно), то за время формирования загрязнения успевает установиться динамическое равновесие между основными группами прочносвязанных и относительно подвижных соединений металлов.

Результаты, полученные при исследовании неравновесных систем соединений ТМ в почвах, далеки от реальных и не могут быть использованы при прогнозировании поведения ТМ в системе «почва-растение».

Оценка экологического состояния загрязненных почв сводится не только к выявлению общего (валового) содержания ТМ, но и к установлению содержания их подвижных форм.

Термин «подвижность» по отношению к химическим элементам почвы использовался еще с XIX веке (Сибирцев, 1951). Однако сейчас он используется неоднозначно. В геологии и геохимии под ним подразумевают способность элемента участвовать в миграции с водными или иными потоками в растворе, либо в сорбированном состоянии в составе твердой фазы. В агрохимии и почвоведении «подвижный» и «мобильный» являются синонимами и часто считаются равнозначными «доступным растениям».

Сведений о механизмах прочной фиксации металлов почвенными компонентами, а также о путях их трансформации, в том числе в случаях применения мелиорирующих средств, на данный момент недостаточно. Необходимо дальнейшее изучение механизмов трансформации соединений ТМ антропогенного происхождения, их подвижности и доступности для растений.

В связи с вышеизложенным целью данной работы было изучение воздействия моделируемого загрязнения почвы сульфатами меди и цинка на уровне 5 и 25 ПДК на состояние системы «почва-растение» в течение двух и трех лет с момента загрязнения.

В задачи исследования входило:

• изучение влияния загрязнения почвы сульфатами меди и цинка на ее агрохимические свойства;

• оценка влияния загрязнения почвы сульфатами меди и цинка на биомассу Hordeum vulgare L. и накопление в ней макро и микроэлементов;

• выявление влияния времени на состояние меди и цинка в системе «загрязненная почва - растение»

• сравнительная оценка эффективности действия и последействия некоторых агрохимических средств для снижения негативных последствий загрязнения почвы сульфатами меди и цинка.

Глава 1. Литературный обзор 1.1. Источники поступления тяжелых металлов в почву

Для ТМ характерно весьма неравномерное распределение в природных средах. При сравнительно невысоком естественном содержании ТМ в окружающей среде в районах рудных месторождений концентрации некоторых из них (медь, свинец, цинк, молибден, никель и др.) могут в сотни раз превышать фоновые значения. Кроме того, интенсивное развитие современной промышленности и сельского хозяйства неизбежно сопровождается искусственным возрастанием их содержания в окружающей среде.

Важно отметить, что ТМ относятся преимущественно к рассеянным химическим элементам, поэтому загрязнению ими подвергается не только почвенный покров, но и гидросфера и атмосфера. В силу этого повышение концентрации ТМ в окружающей среде носит глобальный характер.

Основные источники поступления ТМ в среду можно разделить на природные (естественные) и техногенные (рис. 1). Причем нередко поступление таких металлов, как цинк, свинец, кадмий, в окружающую среду, связанное с хозяйственной деятельностью человека, значительно превышает природное.

Рис. 1. Основные источники поступления ТМ в окружающую среду (по Титову с соавт., 2007)

Говоря о естественном содержании ТМ в почве, надо сказать, что на ранних стадиях выветривания и почвообразования основной элементный состав наследуется от почвообразующей породы, претерпевая со временем различные изменения, чаще всего антропогенного характера.

1.1.1. Распространение в породах и почвах

Как известно, химический состав литосферы и других оболочек Земли, составляющих биосферу, неоднороден и характеризуется географической изменчивостью.

МЕДЬ. Почвообразующие породы, только главные, по среднему содержанию в них меди различаются в 68-34 раза (четвертичные отложения -третичные известняки, пески) (Ковальский, 1974). Столь большие различия среднего химического состава почвообразующих пород еще значительнее выражены при сравнении индивидуальных образцов почвообразующих пород., проявляются региональные особенности их формирования. Поэтому химический состав почв из разных мест суши также различен (Добровольский, 1996).

Общее содержание меди в земной коре сравнительно невелико и не превышает 0,01%. В почве доля меди еще меньше и составляет 2-10"3% (Зырин, 1985).

Медь образует большое число минералов, из которых наиболее распространенные первичные минералы — простые и сложные сульфиды. Они довольно легко растворяются при выветривании и высвобождают ионы меди. Особенно характерно это для кислых сред. Поэтому медь считается одним из наиболее подвижных тяжелых металлов в гипергенных процессах. Однако катионы меди обладают многообразными свойствами и в почвах и осадках проявляют большую склонность к химическому взаимодействию с минеральными и органическими компонентами. Ионы меди могут также легко осаждаться такими анионами, как сульфид, карбонат и гидроксид. В итоге медь — относительно малоподвижный элемент в почвах, и ее суммарные

содержания обнаруживают сравнительно слабые вариации в почвенных профилях.

Поливалентность меди определяет большое влияние на ее миграцию окислительно-восстановительных условий. Важную роль в концентрации меди играют восстановительные барьеры, особенно образование труднорастворимых сульфидов, с чем связаны крупные месторождения медных руд, возникающие при осаждении меди сероводородом. Известно 170 медьсодержащих минералов, 17 используются в рудной промышленности. В рудных телах медь чаще всего встречается в виде сульфидов, главные рудные минералы -халькопирит /медный колчедан/ (CuFeS2) 34,6 % Си, ковеллин (CuS) 66,5% Си, малахит Си2[СОз][ОН] 57,4 % Си (Зырин, 1985). Медь также может входить в состав минералов в качестве изоморфной примеси. Она тяготеет к железомагнезиальным минералам, замещая атомы в решетке минералов. Ионы меди легко сорбируются отрицательно заряженными коллоидами, что также ограничивает ее миграцию.

Наиболее высоким содержанием меди отличаются основные изверженные породы, менее богаты кислые массивно-кристаллические породы, мало меди в известняках доломитах, валунных суглинках и особенно в песках (Зырин, 1979).

Несмотря на то что в агрономической практике важное значение имеют растворимые, а следовательно, подвижные и доступные формы меди в почвах, при геохимических исследованиях основная доля получаемой информации — это валовые содержания меди в почвах. Средние содержания меди колеблются в пределах 1 до 100 мг/кг, достигая максимума в ферралитовых почвах (красноземы и желтоземы) и минимума — в песчаных и органических (торфяники) (Зырин, 1979).

Аккумуляция в верхних горизонтах — обычная черта распределения меди в почвенном профиле. Это явление - результат действия разных факторов, но прежде всего концентрация меди в верхнем слое почвы отражает ее биоаккумуляцию, а также современное антропогенное влияние.

Исследование баланса меди в верхнем слое п�