Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние тяжелых металлов на качество растениеводческой продукции

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Влияние тяжелых металлов на качество растениеводческой продукции"

На правах рукописи

Челтыгмашева Ирина Семеновна

ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА КАЧЕСТВО РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИЯ

специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕГАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре радчоэкологии экологического факультета Российского университета дружбы народов

Научный руководитель - доктор биологических наук., профессор

Н.А.ЧЕРНЫХ

Официальные оппоненты:

- доктор биологических наук, профессор В.С.ОРЛОВА - кандидат биологических наук Г.Г.ОМЕЛБЯНЮК

Ведущая организация: факультет почвоведения Московского Государственного Университета им. М В. Ломоносова.

Защита состоится « » ^ОЯ БР^ 2004 г. в '2,_час.

на заседании диссертационного совета Д 212.203.17 в Российском университете дружбы народов по адресу: 113093 г.Москва, Подольское шоссе, д.8/5, экологический факультет РУДН.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198 г.Москва, ул Миклухо-Маклая, д. 6.

Автореферат разослан __» О^ТЯВрр 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор Н.А. ЧЕРНЫХ

чад

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с быстрым изменением материального состава окружающей среды, наиболее активно происходящим с 50-х годов XX столетия, появилась насущная необходимость в глубоком изучении химических соединений, в том числе тяжелых металлов (ТМ), накопление которых в природной среде в высоких концентрациях непосредственно связано с антропогенной деятельностью.

Значительная доля ТМ, загрязняющих природную среду, попадает в почву, которая служит мощным их аккумулятором и практически не теряет со временем. Особенно прочно фиксируют металлы гумуссодержащие горизонты, то есть наиболее плодородный слой. Между тем, почва, являясь природным телом, обладающим плодородием и обеспечивающим человечество продуктами питания, при загрязнении становится вторичным источником загрязнения приземного воздуха, природных вод и растениеводческой продукции. Во многих регионах возделывание сельскохозяйственных культур во многих случаях проводится без учета степени загрязнения почв, что приводит к получению продукции, содержащей количества ТМ, значительно превышающие ПДК. В итоге снижается качество получаемой сельскохозяйственной продукции, являющееся основным критерием ее использования.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является выявление уровней и особенностей накопления тяжелых металлов разными видами культурных растений, а также оценка воздействия металлов на состояние растений, урожайность и качество растениеводческой продукции в условиях загрязнения.

' ' на рг

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задами:

> определить содержание различных форм соединений тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве при разных уровнях загрязнения;

> оценчть степень подвижности соединений цинка, свинца, меди и кадмия в дерново-подзолистой почве;

> изучить металлоаккумуляционную способность различных видов культурных растений в зависимости от их биологических особенностей;

> оценить влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на состояние и урожайность сельскохозяйственных культур;

> изучить изменение зольного состава растений при высоком содержании тяжелых металлов в почвах;

> выявить изменение показателей качества растениеводческой продукции при загрязнении тяжелыми металлами.

Научная новизна. К числу малоизученных в настоящее время относится вопрос аккумуляции тяжелых металлов почвами и растениями. В работе проведено комплексное исследование уровней и особенностей накопления тяжелых металлов на состояние растений, урожайность и качество растениеводческой продукции в условиях загрязнения- изучена зависимость накопления: тяжелых металлов растениями от уровней содержания металлов в почвах; установлены закономерности распределения металлов по органам растений.

Практическая значимость работы. Рассмотрение уровней и механизмов накопления тяжелых металлов в растительном покрове является актуальной практической задачей, позволяющей оценить структуру элементного состава почв и растительного покрова; чувствительность, аккумуляторные и индикаторные свойства разных видов растений, а также дать прогноз изменений состояния окружающей среды по данным

элементного состава растений. Большое практическое значение имеют исследования по изучению действия тяжелых металлов на качество белка зерновых культур.

Материалы диссертации могут применяться в лекционном курсе по специальности «Экология», «Природопользование». Установленные особенности распределения металлов могут быть использованы при контроле качества получаемой сельскохозяйственной продукции.

Апробация работы. Материалы исследований были доложены на Международной конференции «Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами», научных конференциях аграрного факультета Российского университета дружбы народов, научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, в том числе 1 монография.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы и 43 рисунка. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 145 наименования, в том числе 40 зарубежных.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Для оценки процессов трансформации соединений тяжелых металлов в почве при разных уровнях их содержания и транслокацчи металлов в растения автором проведены микрополевые опыты на базе Центральной опытной станции Всероссийского института удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишкова (ЦОС ВИУА) в 2000-2002 гг.

В качестве объектов исследования взяты верхние (А) горизонты дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (табл.1).

Таблица 1

Химическая характеристика почвы микрополевого опыта

Почва рН Гумус, Поглощенные основания Обменная кислотность Гидролитическая кислотность ЕКО

н2о КС! мг-экв/ЮОг

Дерново-подзолистая почва 5,6±0,10 5,2+0,14 2,2 ±0,1 6,9±0,2 0,50 ±0,15 2,10± 0,11 15,2 ±0,2

Тестовые культуры: ячмень сорта "Московский-121" (2000 г.), клевер красный (2001 г.), редис сорта "Рубин" (2002 г.). Схема опыта представлена в таблице 2. Опыт проводился в лизиметрах размером 25x25x60 см в трехкратной повторности. В качестве фона вносили Ы^оРбоК«)-

Пробы почв микрополевых опытов брали до посева и после уборки урожая, растений - после уборки урожая. Для определения содержания металлов, взятые растительные образцы промывали дистиллированной водой и высушивали.

Определение содержания металлов в почвах и растениях проводили по методикам, разработанным на кафедре химии почв факультета

почвоведения М1"У и ЦИНАО (Физико-химические методы..., 1980; Обухов, Плеханова, 1991; Овчаренко, Кузнецов, 1998) пламенным вариантом атомно-абсорбционного метода.

Таблица 2

Схема микрополевого опыта 1-ая серия опытов- раздельное внесение элементов

Вариант, № Количество внесенных в почву металлов, мг/кг

Свинец Медь Цинк Кадмий

1 0 0 0 0

2 60 60 125 1

3 125 125 250 5

4 250 250 500 10

5 500 500 1000 20

6 1000 1000 2000 50

2-ая серия опытов — внесение сочетаний металлов ____(комплексное загрязнение)_

Вариант, Количество Вариант, Количество внесенных в почву

№ внесенных в № металлов, мг/кг

почву металлов,

мг/кг

1 0 7 2п-250 + Сс1-5

2 РЬ-125 + Си-125 8 РЬ-125 + Си-125+ гп-250

3 РЬ-125 + гп-250 9 РЬ-125 + Си-125 + Сё-5

4 РЬ-125 + Сё-5 10 РЬ-125 + гп-250 + Сё-5

5 Си-125 + гп-250 11 Си 125 + гп-250 + Сё-5

6 Си-125 + С<1-5 12 РЬ-125 + Си-125 + гп-250+С«1-5

Примечание: Металлы внесены в форме нитратов. Фоновое содержание металлов в дерново-подзолистой почве: РЬ - 12,8 мг/кг; Си -10,9 мг/кг, Хп - 35,0 мг/кг; Сё - 0,45 мг/кг.

Формы соединений свинца и кадмия в почвах определяли, используя следующие экстрагенты; 1н. раствор НЫОз (кислоторастворимые соединения); ацетатно-аммонийный буферный раствор с рН 4,8 (подвижные соединения); 1н. раствор Са(ИОз)2 (обменные соединения) и бидистиллированную воду (водорасгворимые соединения). Соотношение почвагэкстрагекг 1:10. Водную вытяжку фильтровали через мембранный

фильтр "Синпор", концентрировали на водяной бане в кварцевых чашках, остаток растворяли в 5 мл 0,5н. раствора HN03 при нагревании.

Валовое содержание металлов в почвах определяли после разложения смесью НСЮ4И HF при нагревании.

Анализы почв, характеризующие их химические свойства, проведены по методикам, описанным в "Агрохимических методах исследования почв" (1975) и "Химическом анализе почв" (Воробьева, 1998).

Содержание металлов в растениях определяли после сухого озоления при 450°С.

Анализ растительного материала проведен с использованием следующих методов: общий азот - по Кьельдалю (Практикум по агрохимии, 1989); фракции белков выделяли по Осборну в модификации Ермакова (Ермаков, 1972); аминокислотный состав белков - на аминокислотном анализаторе "Durum".

В свежем материале определяли витамины: витамин С - по Мури, каротин — фотокалориметрически из бензиновой вытяжки по Сапожникову (Плешков, 1976). Содержание нитратов определяли методом Грисса, содержание хлорофилла - по Плешкову и Третьякову; активность нитратредуктазы - методом Мульдера, Ивенса и Нейсона в модификации Плешкова (Плешков, 1985).

Содержание макроэлементов в растениях определяли после мокрого озоления: калий и натрий - пламенным вариантом фотометрии; кальций и магний - тригонометрически; фосфор - калориметрически (Каплунова, Кочетавкин, 1983). Для определения железа и марганца использовали метод атомной абсорбции.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. Урожайность сельскохозяйственных культур при загрязнении почв тяжелыми металлами. Для ведения сельского хозяйства в условиях техногенного загрязнения необходимо иметь достоверную информацию о токсическом действии тяжелых металлов и закономерностях их поступления и накопления в растениях. Решение поставленных в этой связи задач представляется довольно сложным, поскольку оно связано с изучением большого числа разнообразных факторов, обусловливающих особенности поведения ТМ в процессе их биологической миграции. Большое значение при этом имеют исследования по изучению механизмов поступления тяжелых металлов в растения и их влияния на рост и развитие растений, на качество растениеводческой продукции в зависимости от содержания металлов в почвах и физиологических особенностей сельскохозяйственных культур. Для проведения такого рода исследований необходимо знать возможности отдельных видов растений к накоплению различных металлов. С этой целью нами проведена оценка уровней содержания тяжелых металлов в таких культурах, как ячмень, клевер и редис.

Данные по снижению урожайности ячменя, клевера и редиса при загрязнении тяжелыми металлами отражены в графиках, (рис.1-5).

Показано, что увеличение содержания свикца в дерново-подзолистой почве до 1000 мг/кг привело к снижению урожая зерна ячменя на 89%, сена клевера - на 92%, корнеплодов редиса - на 96% от контроля. Доза меди 250 мг/кг вызвала полное отсутствие зерен в колосе, а при дозе 500 мг/кг все изучаемые сельскохозяйственные культуры погибли. В вариантах с внесением цинка зерно не сформировалось при дозе 1000 мг/кг, а при 2000 мг/кг растения погибли. Доза 50 мг/кг кадмия в почве привела к снижению урожая сена клевера на 92%, корнеплодов редиса - на 95% по сравнению с контролем, а также к отсутствию зерен в колосе.

Рисунок 1. Урожай сельскохозяйственных культур при загрязнении свинцом

Доза внесения свинца, мг/кг

—Ячмень (зерно) - О- - Клевер (сено) - -д - Редис (корнеплоды)

Рисунок 2. Урожай сельскохозяйственных культур медью

120 т-

А

юо--

• \

Я 80--

' « \

О 60 125 250 500 1000

Доза внесения меди, иг/кг

Ячмень (зерно) - о - Клевер (сено) Редис (корнеплоды)

Рисунок 3. Урожай сельскохозяйственных культур при загрязнении цинком

Доза внесения цинка, иг/кг

—Ячмень (зерно) - -о - Клевер (сено) - д - Редис (корнэпподы)

рисунок 4. Урожай сельскохозяйственных культур при загрязнении кадмием

120 100

<о 80 §

£ 60 §

5- 40 20 0

А-

^ - — *"-о-- » -

\ А *

♦ ----- * »\ —

1 5 10 20

Доза внесения кадмия, иг/кг

50

-Ячмень (зерно) - О - Клевер (сено) — -Д- - Редис (корнеплоды)

Контроль

40 60 80 Урожай, ц/га

Ш Ячмень (зерно) О Клевер (сено) Я Редис (корнеплоды)

Рисунок 5. Урожай сельскохозяйственных культур при комплексном загрязнении тяжелыми металлами

Следует отметить, что при дозе 60 и 125 мг/кг свинца и 125 мг/кг цинка

урожайность всех изучаемых культур повышалась.

Высокой токсичностью для растений обладала медь (начиная с дозы 60

мг/кг). Фитотоксичность почв, загрязненных свинцом, ниже, чем других

рассматриваемых элементов. При совместном внесении элементов фитотоксичность почв, как правило, возрастала. По негативному действию на урожайность элементы можно расположить в следующий ряд:

Си > Сё > гп > РЬ;

а сочетания элементов в последовательность:

рьсигпса > сигпсд > рьсчХп > рьсиса > спса >рьси > Сигп > > гпСЛ > РЬгпСд > РЫп > РЬСА

2.Наконление металлов разными видами сельскохозяйственных растений. Обобщение имеющихся в настоящее время материалов по изучению влияния металлов на растения свидетельствует о том, что степень угнетения растений в значительной степени зависит от их индивидуальных особенностей.

Установлено, что растения более устойчивы к повышенным, нежели пониженным, концентрациям тяжелых металлов в окружающей среде, но накопление их выше определенной величины (токсичная концентрация) практически всегда отрицательно сказывается на состоянии растений. Поэтому правильнее говорить не о токсичных элементах, а о токсичных концентрациях. Один и тот же элемент может находиться в дефиците по отношению к организму, его концентрация может быть благоприятной, а также избыточной и весьма токсичной для него.

В целом, проблема металлоустойчивости растений в настоящее время разработана еще недостаточно, хотя имеются многочисленные гипотезы механизмов устойчивости растительных организмов к различным металлам.

Нами изучены уровни аккумуляции металлов тремя сельскохозяйственными культурами и закономерности их распределения по органам растений (табл.3,4). Для характеристики накопления тяжелых металлов растениями из почв нами использован коэффициент биологического поглощения (КБП), равный отношению содержания элементов в растениях к их содержанию в почвах.

Максимальные количества свинца и кадмия накапливает клевер, минимальные - зерно ячменя. Для меди и цинка аналогичных закономерностей не выявлено. Превышение ПДК в зерне ячменя начинается с дозы 125 мг/кг почвы для свинца и меди, 250 мг/кг для цинка и 1 мг/кг для кадмия. В корнеплодах редиса содержание свинца выше предельно-допустимых уровней отмечено при дозе 125 мг/кг, меди и цинка — при 250 мг/кг, кадмия - 1 мг/кг. В клевере превышение ПДК для грубых и сочных кормов по свинцу наблюдается при 1000 мг/кг, по кадмию при 50 мг/кг; по меди и цинку значений на уровне ПДК и выше не отмечено.

Одновременное присутствие в почве нескольких элементов усиливало поступление в растения всех изучаемых элементов, что согласуется с работами К^. вгшЫе (1981), который установил, что токсичность данных металлов в чистом виде меньше, чем в сочетании с другими элементами. Максимальное увеличение накопления в растениях элемента при комплексном загрязнении нами установлено для цинка и кадмия, минимальное - для свинца. Следует отметить, что большое действие на поступление кадмия в растения оказывал цинк. При этом свинец усиливал поступление в растения меди и цинка.

Многочисленными исследованиями установлено, что наименьшее количество тяжелых металлов свойственно органам запасания (плоды, корне-и клубнеплоды), что подтверждается и полученными в настоящей работе данными. Зерно ячменя и корнеплоды редиса содержат меньше свинца и кадмия, чем листья и корни. Для биологически значимых элементов (цинка и меди) распределение между плодами и листьями различно для разных видов растений, однако при загрязнении оно приобретает акропетальный характер (табл.5).

Таблица 3

Содержание тяжелых металлов в растениях___

Доза РЬ, мг/кг Содержание РЬ, мг/кг сух. вещ. Доза Си, мг/кг Содержание Си, мг/кг сух. вещ. Доза Zn, мг/кг Содержание Zn, мг/кг сух. вещ. Доза Cd, мг/кг Содержание Cd, мг/кг сух. вещ.

Ячмень зерно)

0 0,07 0 5,0 0 23,4 0 0,02

60 0,25 60 8,1 125 45,7 1 0,20

125 0,52 125 22,3 250 65,1 5 0,40

250 0,82 250 нет зерна 500 96,0 10 1ДЗ

500 1,10 500 гибель 1000 нет зерна 20 2,72

1000 2,80 1000 гибель 2000 гибель 50 5,09

НСРо,95 0,02 НСРо,9 5 0,7 НСРо,95 1,6 НСРо, 95 0,03

Клевер

0 1,2 0 5,7 0 54,5 0 0,10

60 3,7 60 10,6 125 110,8 1 0,56

125 7,9 125 22,4 250 156,0 5 1,12

250 15,4 250 46,0 500 230,6 10 1,48

500 21,0 500 гибель 1000 300,2 20 2,20

1000 55,9 1000 гибель 2000 гибель 50 3,60

НСРо,95 1,0 НСР0,9 5 1,1 НСРо,95 1,7 НСРо, 95 0,06

Редис (корнеплоды)

0 0,9 0 3,2 0 48,2 0 0,08

60 2,8 60 8,2 125 81,0 1 0,44

125 5,3 125 20,1 250 160,5 5 0,80

250 10,0 250 50,9 500 200,8 10 1,10

500 14,7 500 гибель 1000 312,5 20 1,52

1000 31,8 1000 гибель 2000 гибель 50 2,70

НСРо.95 0,5 НСР0>9 5 0,5 НСР„,95 2,0 НСРо, 95 0,07

ПДК для зерна 0,5 - 10,0 - 50,0 - 0,1

ПДК для овощей 0,5 - 5,0 - 10,0 - 0,03

ПДК для кормов 5,0 - 30,0 - 50,0 - 0,3

Примечание ПДК для !ерна дается в мг/кг сухого вещества; ПДК для овощей и кормов в мг/кг исходной продукции (Гигиенические нормативы качества и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.560-96; Временный максимально-допустимый уровень химических элементов в кормах сельскохозяйственных животных, № 123-41281-87 от 15.07.87г.)

Таблица 4

Содержание тяжелых металлов в растениях

(комплексное внесение металлов в почву)__

Доза металлов, мг/кг Содержание металлов, мг/кг сух. вещ.

Ячмень (зерно) Клевер (сено) Редис (корнеплоды)

РЬ Си Zи Сй РЬ Си 2п са РЬ Си гп сл

0 0,05 4,8 22,7 0,03 1,0 5,8 53,5 0,08 0,8 3,5 46,9 0,06

РЬ-125 + Си-125 0,68 31,5 - - 8,7 35,7 - - 6,4 31,0 - -

РЬ-125 + гп-250 0,60 - 96,0 8,5 - 190 - 6,2 - 194 -

РЬ-125 + С<1-5 0,53 - - 0,76 7,5 - - 1,63 5,0 - - 1,14

Си-125+гп-250 - 26,0 88,0 - - 30,0 181 - - 28,1 178 -

Си-125 +■ С<1-5 - 20,9 - 0,64 - 20,9 1,50 - 22,0 0,94

гп-250 + С<1-5 - - 0,38 0,91 - - 160 1,85 - - 159 1,36

РЬ-125 + Си-125 + гп-250 0,80 39,5 94,3 - 9,2 34,8 200 - 6,5 30,2 188 -

РЬ-125 + Си-125 + С(1-5 0,65 31,8 - 0,80 8,8 33,9 - 1,72 6,6 33,7 - 1,10

РЬ-125+гп-250 + Сё-5 0,74 - 93,0 0,90 8,3 - 187 2,08 6,8 - 190 1,20

Си-125 + гп-250 + С(1-5 нет зерна - 31,3 176 1,80 - 27,6 184 1,33

РЬ-125 + Си-125 +гп-250+С<1-5 нет зерна гибель гибель

НСРо,95 0,03 1,2 1,3 0,02 0,3 1,8 2,2 0,05 0,3 1,1 1 1,9 0,05

По содержанию свинца и кадмия при всех концентрациях металлов в почвах органы растений можно расположить в следующий ряд:

Ячмень корни (в 2,5-8,5 раза) > стебли+листья (в 13-36 раз) > зерно;

Редис ботва (в 2,8-5 раз) > корнеплоды;

По содержанию кадмии при всех концентрациях:

Ячмень корни (в 1,2-3,2 раза) > стебли+листья (в 1,4-3,4 раза) > зерно;

Редис ботва (в 1,5-3,8 раза) > корнеплоды;

По содержанию меди на контроле при дозе 60 мг/кг:

Ячмень корни (в 2 раза) > зерно (в 1,1-1,3 раза) > стебли+листья;

По содержанию меди при загрязнении (> 60 мг/кг):

Ячмень корни (в 1,8-3 раза) > стебли+листья (в 1,4 раза) > зерно;

По содержанию меди при всех концентрациях Редис ботва (в 1,1 -1,8 раза) > корнеплоды;

Таблица 5

Распределение металлов по органам растений

Доза металла, мг/кг Содержание металла, мг/кг сух. вещ. (МИрШ)

Ячмень Редис

Корни Стебли + листья Зерно Ботва Корнеплоды

Свинец

0 2,4 ±0,2 1,0+0,1 0,07 ±0,01 2,5 ±0,3 0,9 ±0,1

60 24,1±1,0 9,1 ±0,3 0,25±0,03 10,8 ±0,7 2,8 ±0,4

125 39,0 ±1,0 13,6 ±0,4 0,52±0,02 19,0 ±0,7 5,3 ±0,3

250 82,2 ±1,4 20,1 ±1,1 0,82±0,03 40,3 ±1,3 10,0 ±0,6

500 190 ±2,3 29,0 ±1,0 1,10±0,06 74,1 ±1,1 14,7 ±1,0

1000 314 ±2,2 36,8 ±2,0 2,80 ±0,10 130,0±1,3 31,8+1,0

Медь

0 10,6±1,1 3,9±0,8 5,0±1,0 5,8±1,0 3,2±0,6

60 21,2±1,0 7,0±0,6 8,1±0,9 9,1±1,1 8,2±1,2

125 56,9±2,2 31,4±1,4 22,3±1,6 29,5±0,9 20,1±1,2

250 97,0±2,0 54,5±1,2 нет зерна 48,1±1,9 50,9±2,1

500 гибель гибель гибель гибель гибель

1000 гибель гибель гибель гибель гибель

Цинк

0 44,7±2,5 18,8±1,7 23,4±1,3 56,0±2,9 48,0±2,0

125 70,311,9 40,2±2,5 45,7±3,8 118,4+1,8 81,0±2,0

250 121,0±3,1 80,0±2,2 65,1±2,2 189,0±4,1 160,5±3,6

500 202,8+3,0 130,6±3,4 96,0±4,1 240,0±4,2 200,8±2.9

1000 320,0±2,7 200,7±3,0 нет зерна 306,5±3,6 312,5±4,7

2000 гибель гибель гибель гибель гибель

Кадмий

0 0,07±0,05 0,06±0,03 0,02±0,01 0,12±0,04 0,08±0,04

1 0,69±0,11 0,50±0,08 0,20±0,03 0,64±0,23 0,44±0,15

5 3,45±0,10 1,34±0,17 0,40+0,06 1,40+0,18 0,80±0,12

10 5,70+0,34 1,80±0,26 1,23±0,13 3,20±0,34 1,10±0,37

20 9,00+0,30 3,79±0,40 2,72±0,10 5,72±0,27 1,52±0,28

50 24,5±0,41 8.30±0,32 5,09±0,23 10,20±0,30 2,70±0,20

Примечание: М - среднее арифметическое, т - ошибка среднего арифметического, ^ - критерий Стыодента при Р=0,95

По содержанию цинка на контроле и при дозе 125 мг/кг:

Ячмень корни (в 1,5-1,9 раза) > зерно (в 1,2 раза) > листья+стебли;

По содержанию цинка при загрязнении (> 125 мг/кг):

Ячмень корни (в 1,5-1,6 раза) > стебли^ листья (в 1,2-1,4 раза) > зерно;

По содержанию цинка при всех концентрациях:

Редис ботва (в 1,2-1,5 раза) > корнеплоды.

Таким образом, максимальная разница между содержанием в различных органах характерна для свинца, минимальная - для меди и цинка. Кадмий в этом ряду занимает промежуточное положение.

3. Влияние тяжелых металлов на зольный состав растений.

Нами изучено влияние различных концентраций тяжелых металлов на поступление в растения основных макро- и микроэлементов.

На основании полученных результатов установлено, что увеличение содержания металлов в почве изменило интенсивность поступления других химических элементов в растения - на всех вариантах опыта прослеживалось снижение накопления Р, Са, Бе и увеличение содержания N. При увеличении количества РЬ и Си увеличилось содержание в растениях Ыа; а при возрастании доз РЬ, Си и Хп - Мп. Действие кадмия на содержание натрия и марганца в растениях не достоверно. Загрязнение почв Тп и Сё снизило количество и К в ячмене и клевере.

Таким образом, в наших исследованиях проявился антагонизм РЬ и Р, Са, Ре ; Си и Р, Са, ¥е; 7п и Р, К, Са, М& Ре; Сё и Р, К, Са, Ре и синергизм РЬ и N. Ыа, Мп; Си и Ы, Ыа, Мп; 7.п и 14, Мп; Сс1 и N.

В присутствии больших количеств многих металлов в почве наблюдается снижение содержания в растениях железа, результатом чего является хлороз. О возможности такого действия свидетельствуют и результаты проведенных нами опытов. Однако хлороз, вызываемый избытком тяжелых металлов, нельзя целиком отнести только к влиянию последних на

процессы поступления железа в растения. Отсутствие корреляции между осгротой хлороза и общим содержанием железа наблюдали Озерковский (Oserkowsky, 1933), Браун и Хендрикс (Brown, Hendricks, 1952) и другие исследователи (Чернавина, 1970 и др.).

4. Качество растениеводческой продукции при загрязнении почв тяжелыми металлами.

Высокие концентрации тяжелых металлов в почве снижают не только урожай сельскохозяйственных культур, но и качество полученного урожая, тогда как именно качество товарной продукции должно регламентировать ее пригодность в пищу и на корм скоту.

Нарушение важнейших физиологических процессов под действием тяжелых металлов приводит к изменению основных показателей качества растеглеводческой продукции. На примере клевера нами проведена оценка изменения содержания витаминов - аскорбиновой кислоты (витамина С) и каротина (провитамина А), а также хлорофилла и нитратов в растениях при разных уровнях загрязнения почвы. В листьях клевера параллельно с содержанием нитратов определялась активность нитратредуктазы.

Высокие концентрации всех изучаемых металлов привели к падению содержания хлорофилла в растениях клевера (рис.6). При этом доза меди в почве 60 мг/кг и дозы цинка 125 и 250 мг/ict стимулировали синтез хлорофилла.

По мере увеличения вносимых количеств металлов постепенно повышалось содержание аскорбиновой кислоты. Такая закономерность наблюдалась до определенной концентрации металлов, при дальнейшем повышении их количества содержание витамина резко падало.

Полученные данные свидетельствуют о том, что процесс синтеза каротина в большей степени подвержен негативному действию металлов (рис.7).

Большой интерес представляет отмеченный при проведении эксперимента рост содержания нитратов в растениях клевера при загрязнении тяжелыми металлами. Проведенное нами изучение действия ТМ на активность нитратредуктазы (фермента, катализирующего первый этап восстановления нитратов до аммиака) в листьях клевера in vivo показало ингибирующее действие высоких концентраций элементов на данный фермент. Так, при содержании свинца 1000 мг/кг его активность снизилась практически вдвое - с 19,8 до 10,7 мкг NaN03 на 1 г за 1 час. При снижении активности нитратредуктазы отмечено накопление в растениях нитратов (рис.8). Можно предположить, что в результате инактивации нитратредуктазы происходит замедление процесса восстановления нитратов, что влечет за собой их накопление в тканях растений. Замедление редукции нитратов в растениях, вероятно, связано с недостатком непосредственно участвующих в данном процессе микроэлементов, вызванным присутствием избыточных количеств ТМ. Так, активность нитратредуктазы может быть подавлена за счет конкуренции ТМ с Мо, а на последующих стадиях восстановительного процесса тяжелые металлы могут вступать во взаимоотношения с Cu, Fe, Mg и Мп:

Мо Си, Fe, Mg Си, Fe, Mg Mg, Mn

NO3 -> NO2 N2O2 -> NH4OH -> NH3.

Нитратредуктата Нигритредуктаза Гипонитритредуктаза Гидроксиламинредуктаза

Большое практическое значение имеют исследования по изучению действия тяжелых металлов на качество белка зерновых культур. Проведенные нами исследования показывают, что высокие концентрации свинца, меди, цинка и кадмия не влияют на содержание в белке зерна ячменя альбуминов и глобулинов. Увеличение содержания общего азота происходит за счет белкового, в частности за счет проламиноп и глютелинов (табл.6 ).

Повышение содержания белков в зерне ячменя, выраженное на почвах с высоким содержанием тяжелых металлов, связано с накоплением менее

ценных в пищевом отношении фракций спирто- и щелочерастворимых белков. О снижении биологической ценности белков свидетельствует и их аминокислотный анализ (табл. 7). Под действием ТМ произошло увеличение суммы всех аминокислот, однако количество незаменимых аминокислот при этом снизилось. Повышение общего содержания аминокислот произошло главным образом за счет увеличения количества пролина, глутаминовой и аспарагиновой кислот. Снижение же суммы незаменимых аминокислот произошло преимущественно за счет лизина, лейцина, изолейцина и метионина. Большинство исследователей отмечает, что с увеличением содержания белка снижается содержание лизина, а количество глутаминовой кислоты увеличивается (Минеев и др., 1975; Головатый, 2002).

Рисунок 6. Влияние свинца и меди на содержание хлорофилла в клевере

Доза металла в почве, ма/кг

■ РЬ ВСи

о о

во 125 250 500 1000 Доза металла в почве, иг/кг

■ РЬ ИСи

Рисунок 7. Влияние свинца и меди на содержание каротина в клевере

% от контроля Ш Активность нитратрвдуктазы Ш Содержание нитратов

Рисунок 8. Влияние свинца на активность нитратредуктазы и содержание нитратов в листьях клевера

Таблица 6

Влияние различных количеств тяжелых металлов на фракционный состав

белка зерна ячменя

Доза металла, мг/кг Содержание белка, % Фракционный состав белка, % на сухое вещество

Альбумины Глобулины Проламины Глобулины

Свинец

0 17,2 1,60 2,86 6,75 5,99

60 17,0 1,73 2,90 6,69 5,68

125 17,1 1,68 2,80 6,85 5,77

250 17,2 1,72 2,75 6,95 5,78

500 18,0 1,59 2,90 7,30 6,21

1000 17,8 1,70 2,76 7,18 6,16

Медь

0 17,1 1,72 2,80 6,68 5,90

60 17,5 1,80 2,76 6,84 6,10

125 17,9 1,69 2,90 6,95 6,36

250 Нет зерна

500 Гибель

1000 Гибель

Цинк

0 17,3 1,65 2,90 6,80 5,95

125 17,2 1,78 2,79 6,74 5,89

250 17,7 1,59 2,90 6,97 6,24

500 18,4 1,64 2,75 7,25 6,76

1000 Нет зерна

2000 Гибель

Кадмий

0 17,2 1,78 2,80 6,75 5,87

1 17,2 1,80 2,90 6,70 5,80

5 17,0 1,67 2,79 6,75 5,79

10 17,4 1,90 2,94 6,72 5,84

20 17,9 1,75 2,90 6,90 6,35

50 18,6 1,79 2,81 7,36 6,64

НСРо,95 0,15 0,12 0,14 0,10 0,08

Таблица 7

Влияние высоких концентраций кадмия на содержание аминокислот _с зерне ячменя_

Аминокислоты Содержание аминокислот, г%

Доза кадмия в почве, мг/кг 0 10 50

Содержание Сё в зерне, мг/кг 0,02 1,23 5,09

НЕЗАМЕНИМЫЕ:

Треонин 0,44 0,42 0,40

Валин 0,58 0,62 0,56

Метионин 0,30 0,28 0,20

Изолейцин 0,45 0,36 0,35

Лейцин 1,18 1,24 1,00

Фенилаланин 1,52 1,34 1,46

Лизин 1,27 1,25 0,90

СУММА: 5,74 5,51 4,87

Аспарагиновая кислота 1,14 1,32 1,59

Серин 1,00 0,92 1,10

Глутаминовая кислота 3,90 4,33 4,49

Пролин 2,12 2,55 2,80

Аргинин 0,65 0,59 0,80

Глицин 0,75 0,64 1,20

Алании 0,60 0,57 0,62

Тирозин 0,87 0,80 1,14

Гистидин 0,48 0,30 0,23

СУММА ВСЕХ АМИНОКИСЛОТ: 17,25 17,53 18,84

Таким образом, все рассмотренные показатели в присутствии больших количеств тяжелых металлов значительно изменяются, что сказывается на качестве растениеводческой продукции. Прямое воздействие ТМ в растительных клетках обусловлено или блокировкой реакций с участием ферментов, или же коагуляцией белков. Прямое влияние избытка металлов сопровождается его косвенным воздействием - переводом питательных веществ в недоступное для растений состояние, нарушением поступления и распределения других химических элементов.

выводы

1. Оценка миграционной способности тяжелых металлов в почвах, разработка приемов и методов снижения фитотоксичносги почв и восстановление плодородия загрязненных почв возможны только на основе знания форм соединений данных металлов в почвах, направления и интенсивности процессов их трансформации. Свинец и медь обладают меньшей подвижностью в дерново-подзолистой почве, чем кадмий и цинк. Данные элементы по содержанию водорастворимых, обменных (извлек. 1н. СаМОз) и подвижных (извлек. 1 н. СН3СООЫа) соединений в почве можно расположить в следующий ряд: кадмий > цинк > медь > свинец Распределение в почвах прочносвязанных соединений тяжелых металлов носит обратный характер по сравнению с распределением подвижных форм.

2. При комплексном загрязнении (одновременное присутствие РЬ, Си, 2п и Сё) мобильность цинка и кадмия возрастает, что, по-видимому, объясняется увеличением конкуренции металлов за активные центры при взаимодействии их с почвой.

3. Высокие уровни загрязнения почв тяжелыми металлами приводят к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур. По негативному действию на урожайность изучаемые элементы можно расположить в следующий ряд: Си > СА > 2л > РЬ; а сочетания элементов в последовательность: РЬСи2пС<1 > С.и7пС<1 > РЬСи2п > РЬСиСс! > СиСё >рьси > Си2п > 2пс а > рьгпса > рьгп > рьса.

4. Степень угнетения растений в значительной степени зависит от индивидуальных особенностей отдельных культур. Максимальные количества свинца и кадмия накапливает клевер, минимальные - зерно ячменя. Для меди и цинка аналогичных закономерностей не выявлено. Превышение ПДК в зерне ячменя происходит с дозы 125 мг/кг почвы для свинца и меди, 250 мг/кг для цинка и 1 мг/кг для кадмия. В корнеплодах редиса содержание свинца выше предельно-допустимых уровней отмечено

при дозе 125 мг/кг, меди и цинка - при 250 мг/кг, кадмия - 1 мг/кг. В клевере превышение ПДК для грубых и сочных кормов по свинцу наблюдается при 1000 мг/кг, по кадмию при 50 мг/кг; по меди и цинку значений на уровне ПДК и выше не отмечено.

5. Одновременное присутствие в почве РЬ, Си, 2п и Сё усиливает поступление в растения каждого из них, что свидетельствует о меньшей токсичности данных металлов в чистом виде, чем в сочетании с другими элементами. Максимальное увеличение накопления в растениях при комплексном загрязнении установлено для цинка и кадмия, минимальное -для свинца. Свинец усиливает поступление в растения меди и цинка, а цинк - кадмия.

6. Наименьшее количество свинца и кадмия свойственно репродуктивным органам растений. Зерно ячменя и корнеплоды редиса содержат меньше свинца и кадмия, чем листья и корни. Для биологически значимых элементов (цинка и меди) распределение между плодами и листьями различно для разных видов растений, однако при загрязнении оно приобретает акропетальный характер. Максимальная разница между содержанием в различных органах характерна для свинца, минимальная -для меди и цинка. Кадмий в этом ряду занимает промежуточное положение.

7. Увеличение содержания в почве РЬ, Си, 7,п и Сё изменяет интенсивность поступления других химических элементов в растения — на всех вариантах опыта прослеживалось снижение накопления Р, Са, Ре и увеличение содержания N. При увеличении количества РЬ и Си увеличилось содержание в растениях N3; а при возрастании доз РЬ, Си и Тп - Мп. Действие кадмия на содержание натрия и марганца в растениях не достоверно. Загрязнение почв Zn и Сё снизило количество М§ и К в ячмене и клевере.

8. Нарушение важнейших физиологических процессов под действием тяжелых металлов приводит к изменению основных показателей качества

растениеводческой продукции. Высокие концентрации всех изучаемых металлов приводят к падению содержания хлорофилла и каротина в растениях. По мере увеличения вносимых количеств металлов постепенно повышается содержание аскорбиновой кислоты, однако при максимальных дозах металлов содержание витамича резко падает.

9. При загрязнении тяжелыми металлами происходит увеличение содержания нитратов в растениях клевера и подавление активности питратредуктазы Можно предположить, что в результате инактивации нитратредуктазы происходит замедление процесса восстановления нитратов, что влечет за собой их накопление в тканях растений. Замедление редукции нитратов в растениях, вероятно, связано с недостатком непосредственно участвующих в данном процессе микроэлементов, вызванным присутствием избыточных количеств тяжелых металлов. Так, активность питратредуктазы может быть подавлена за счет конкуренции ТМ с Мо, а на последующих стадиях восстановительного процесса тяжелые металлы могут вступать во взаимоотношения с Си, Ре, Mg и Мп.

Ю.Повышение содержания белков в зерне ячменя, выраженное на почвах с высоким содержанием тяжелых металлов, связано с накоплением менее ценных в пищевом отношении фракций спирто- и щелочерастворимых белков (проламинов и глютелинов). Содержание альбуминов и глобулинов при этом не изменяется. О снижении биологической ценности белков свидетельствует и их аминокислотный анализ. Под действием тяжелых металлов происходит увеличение суммы всех аминокислот, однако количество незаменимых аминокислот при этом снижается. Повышение общего содержания аминокислот идет главным образом за счет увеличения количества пролина, глутаминовой и аспарагиновой кислот, снижение же суммы незаменимых аминокислот - за счет лизина, лейцина, изолейцина и метионина.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Лесникова Е.А., Челтыгмашева И.С. Тяжелые металлы в почвах г. Москвы. - Всероссийская конференция «Актуальные проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности», 23-24 апреля 2002 г.- М.: РУДН, 2002. - С.54-56.

2. Челтыгмашева И.С., Баева Ю.И. Взаимодействие тяжелых металлов при поступлении в растениеводческую продукцию в условиях загрязнения. - Труды 1-ой Международной конференции: «Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами». - Тула, 2003 г. - С.214-219.

3. Челтыгмашева И.С., Баева Ю.И. Загрязнение почв тяжелыми металлами и качество растениеводческой продукции // Вестник РУДН, серия «Экология и безопасность жизнедеятельности», 2003. - №9. -С. 179-187.

4. Челтыгмашева И.С., Черных H.A. Качество растениеводческой продукции в условиях загрязнения тяжелыми металлами. - М.: Изд-во «0ргсервис-2000», 2004 - 95 с.

Челтыгмашева Ирина Семеновна (Россия) Влияние тяжелых металлов на качество растениеводческой

продукции.

Представлены результаты комплексного исследования уровней содержания и особенностей накопления тяжелых металлов разными видами культурных растений (клевер, ячмень, редис): выявлены закономерности распределения металлов по органам растений; изучена металлоаккумуляционная способность растений в зависимости от их биологических особенностей; проведена оценка воздействия металлов на состояние растений, выявлено изменение показателей качества растениеводческой продукции при загрязнении тяжелыми металлами.

Cheltygmasheva Irina Semenovna (Russia) Heavy metals influence on the plants production quality.

The results of the complex research of heavy metals content levels and heavy metals accumulation peculiarities by different sorts of the cultivated plants (clover, barley, garden radish) are given. Distribution rules of the metals among the plant's organs are displayed. The plants ability for meta1 accumulation according to the their biological features is studied. Metals influence upon the plants condition is estimated. Modification of the crop production quality indices under heavy metals pollution is revealed.

Отпечатано в ООО «0ргсервис-2000» Подписано в печать <22-09.2-ООЧг Объем п.л.

Формат 60x90/16. Ткраж №0 экз. Заказ № Ч/Ю'НТ 115419, Москва, Орджоникидзе, 3

PH Б Русский фонд

2006-4 4892

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Челтыгмашева, Ирина Семеновна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ

ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ (Обзор литературы).

1.1. Химические свойства элементов.

1.2. Уровни содержания металлов в компонентах биосферы.

1.2.1. Минералы и горные породы.

1.2.2. Почвы.

1.2.3. Атмосфера.

1.2.4. Природные воды.

1.3. Загрязнение биосферы тяжелыми металлами.

1.4. Металлы и здоровье человека.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Объекты исследований и схема проведения микрополевых опытов.

2.1.1. Географическое положение исследуемого района.

2.2. Методы исследований.

ГЛАВА 3. СОДЕРЖАНИЕ И ТРАНСФОРМАЦИЯ

СОЕДИНЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В

ПОЧВАХ.

3.1. Формы соединений металлов в почвах.

3.1.1. Водорастворимые соединения металлов в почвах.

3.1.2. Кислоторастворимые, подвижные и обменные соединения металлов в почвах.

ГЛАВА 4. АККУМУЛЯЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

РАСТЕНИЯМИ.

4.1. Тяжелые металлы в агроценозах.

4.2. Урожайность сельскохозяйственных культур при загрязнении почв тяжелыми металлами.

4.3. Накопление металлов разными видами сельскохозяйственных растений.

4.4. Влияние тяжелых металлов на зольный состав растений.

4.5. Качество растениеводческой продукции при загрязнении почв тяжелыми металлами.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние тяжелых металлов на качество растениеводческой продукции"

В связи с быстрым изменением материального состава окружающей среды, наиболее активно происходящим с 50-х годов XX столетия, появилась насущная необходимость в глубоком изучении химических соединений, накопление которых в природной среде в высоких концентрациях непосредственно связано с антропогенной деятельностью. Гак, интенсивное промышленное и сельскохозяйственное использование природных ресурсов вызвало существенные изменения циклов большинства химических элементов, в том числе тяжелых металлов (ТМ) - изменились направления и темпы миграции данных элементов, переместились зоны их выноса и накопления.

Изучение загрязнения биосферы в целом, а также отдельных ее компонентов тяжелыми металлами стало неотъемлемой частью комплекса проблем, связанных с охраной природной среды. Актуальность данной проблемы у большинства специалистов не вызывает сомнений. Достаточно сказать, что для тяжелых металлов в принципе не существует механизмов самоочищения - они лишь перемещаются из одного природного резервуара в другой, взаимодействуя с различными категориями живых организмов, и повсюду оставляя негативные последствия этого взаимодействия. Наибольшую опасность эти элементы представляют для человека, находящегося на вершине цепи питания, где он может получать продукты с концентрацией токсикантов в 100-10000 раз более высокой, чем в почвах, В среднем поступление металлов в организм человека происходит следующим образом: по цепям питания - 40-50%, с водой - 20-40%, с воздухом - 20-40%. В различных регионах мира данное соотношение может быть подвержено значительным изменениям в зависимости от действующих там конкретных экологических факторов.

Значительная доля тяжелых металлов, загрязняющих природную среду, попадает в почву, которая служит мощным их аккумулятором и практически не теряет со временем. Особенно прочно фиксируют ТМ гумуссодержащие горизонты, то есть наиболее плодородный слой. Между тем, почва, являясь природным телом, обладающим плодородием и обеспечивающим человечество продуктами питания, при загрязнении становится вторичным источником загрязнения приземного воздуха, природных вод и растениеводческой продукции. Так, в России площадь земель, загрязненных различными токсикантами, достигает 74,3 млн.га, из них 0,7 млн.га с чрезвычайно опасным уровнем загрязнения при общей площади земельного фонда 1709,9 млн.га. К сожалению, охране почв уделяется значительно меньше внимания, чем это требуется в настоящее время. Так, согласно данным ВОЗ в настоящее время в промышленности используется до 500 тыс. химических соединений и веществ, из которых более 40 тыс. являются вредными для здоровья человека и около 12 тыс. токсичными. При этом ПДК (предельно-допустимые концентрации) установлены примерно для 1400 различных веществ, загрязняющих воду, для 1300 - загрязняющих атмосферный воздух, и только для 200, загрязняющих почву (Майстренко и др., 1996). Кроме того, в России значения ПДК в почвах установлены только для 9 тяжелых металлов. А ведь почвы районов размещения промышленных предприятий и автодорог высокой интенсивности часто служат базой производства кормовых и пищевых продуктов. При этом возделывание сельскохозяйственных культур во многих случаях проводится без учета степени загрязнения почв, что приводит к получению продукции, содержащей количества ТМ, значительно превышающие ПДК. В итоге снижается качество получаемой сельскохозяйственной продукции, являющееся основным критерием ее использования.

Целью настоящей работы является выявление уровней и особенностей накопления тяжелых металлов разными видами культурных растений, а также оценка воздействия металлов на состояние растений, урожайность и качество растениеводческой продукции в условиях загрязнения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: определить содержание различных форм соединений тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве при разных уровнях загрязнения; оценить степень подвижности соединений цинка, свинца, меди и кадмия в дерново-подзолистой почве; изучить зависимость накопления тяжелых металлов растениями от уровней содержания металлов в почвах; изучить металлоаккумулящюнную способность различных видов культурных растений в зависимости от их биологических особенностей; выявить закономерности распределения металлов по органам культурных растений; оценить влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на состояние и урожайность сельскохозяйственных культур; изучить изменение зольного состава растений при высоком содержании тяжелых металлов в почвах; выявить изменение показателей качества растениеводческой продукции при загрязнении тяжелыми металлами.

Работа выполнена на кафедре радиоэкологии экологического факультета Российского университета дружбы народов.

Автор выражает признательность научному руководителю доктору биологических наук, профессору Н.А.Черных за; постоянное внимание к работе и ценные замечания, сделанные в процессе обработки полученных результатов и при написании диссертационной работы.

Автор благодарен заведующему отделом Центральной опытной станции Всероссийского института удобрений и агрошчвоведения им, Д.Н. Прянишникова (ЦОС ВИУА), доктору сельскохозяйственных наук Н.А. Кирпичникову за помощь в проведении исследований в микрополевых опытах, а также сотрудникам кафедры радиоэкологии за активное обсуждение работы на всех этапах ее выполнения, а также за советы и критические замечания, сделанные в процессе обсуждения.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Челтыгмашева, Ирина Семеновна

ВЫВОДЫ

1. Оценка миграционной способности тяжелых металлов в почвах, разработка приемов и методов снижения фитотоксичности почв и восстановление плодородия загрязненных почв возможны только на основе знания форм соединений данных металлов в почвах, направления и интенсивности процессов их трансформации. Свинец и медь обладают меньшей подвижностью в дерново-подзолистой почве, чем кадмий и цинк. Данные элементы по содержанию водорастворимых, обменных (извлек. 1н. CaN03) и подвижных (извлек. 1 н. CH3COONa) соединений в почве можно расположить в следующий ряд: кадмий > цинк > медь > свинец. Распределение в почвах прочносвязанных соединений тяжелых металлов носит обратный характер по сравнению с распределением подвижных форм.

2. При комплексном загрязнении (одновременное присутствие Pb, Cu, Zn и Cd) мобильность цинка и кадмия возрастает, что, по-видимому, объясняется увеличением конкуренции металлов за активные центры при взаимодействии их с почвой.

3. Высокие уровни загрязнения почв тяжелыми металлами приводят к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур. По негативному действию на урожайность изучаемые элементы можно расположить в следующий ряд: Си > Cd > Zn > Pb; а сочетания элементов в последовательность: PbCuZnCd > CuZnCd > PbCuZn > PbCuCd > CuCd >PbCu > CuZn > ZnCd > PbZnCd > PbZn > PbCd.

4. Степень угнетения растений в значительной степени зависит от индивидуальных особенностей отдельных культур. Максимальные количества свинца и кадмия накапливает клевер, минимальные - зерно ячменя. Для меди и цинка аналогичных закономерностей не выявлено. Превышение ГТДК в зерне ячменя происходит с дозы 125 мг/кг почвы для свинца и меди, 250 мг/кг для цинка и 1 мг/кг для кадмия. В корнеплодах редиса содержание свинца выше предельно-допустимых уровней отмечено при дозе 125 мг/кг, меди и цинка - при 250 мг/кг, кадмия - 1 мг/кг. В клевере превышение ПДК для грубых и сочных кормов по свинцу наблюдается при 1000 мг/кг, по кадмию при 50 мг/кг; по меди и цинку значений на уровне ПДК и выше не отмечено.

5. Одновременное присутствие в почве Pb, Си, Zn и Cd усиливает поступление в растения каждого из них, что свидетельствует о меньшей токсичности данных металлов в чистом виде, чем в сочетании с другими элементами. Максимальное увеличение накопления в растениях при комплексном загрязнении установлено для цинка и кадмия, минимальное -для свинца. Свинец усиливает поступление в растения меди и цинка, а цинк -кадмия.

6. Наименьшее количество свинца и кадмия свойственно репродуктивным органам растений. Зерно ячменя и корнеплоды редиса содержат меньше свинца и кадмия, чем листья и корни. Для биологически значимых элементов (цинка и меди) распределение между плодами и листьями различно для разных видов растений, однако при загрязнении оно приобретает акропетальный характер. Максимальная разница между содержанием в различных органах характерна для свинца, минимальная -для меди и цинка. Кадмий в этом ряду занимает промежуточное положение.

7. Увеличение содержания в почве Pb, Си, Zn и Cd изменяет интенсивность поступления других химических элементов в растения - на всех вариантах опыта прослеживалось снижение накопления Р, С a, Fe и увеличение содержания N. При увеличении количества РЬ и Си увеличилось содержание в растениях Na; а при возрастании доз РЬ, Си и Zn - Мп. Действие кадмия на содержание натрия и марганца в растениях не достоверно. Загрязнение почв Zn и Cd снизило количество Mg и К в ячмене и клевере.

8. Нарушение важнейших физиологических процессов под действием тяжелых металлов приводит к изменению основных показателей качества растениеводческой продукции. Высокие концентрации всех изучаемых металлов приводят к падению содержания хлорофилла и каротина в растениях. По мере увеличения вносимых количеств металлов постепенно повышается содержание аскорбиновой кислоты, однако при максимальных дозах металлов содержание витамина резко падает.

9. При загрязнении тяжелыми металлами происходит увеличение содержания нитратов в растениях клевера и подавление активности нитратредуктазы Можно предположить, что в результате инактивации нитратредуктазы происходит замедление процесса восстановления нитратов, что влечет за собой их накопление в тканях растений. Замедление редукции нитратов в растениях, вероятно, связано с недостатком непосредственно участвующих в данном процессе микроэлементов, вызванным присутствием избыточных количеств тяжелых металлов. Так, активность нитратредуктазы может быть подавлена за счет конкуренции ТМ с Мо, а на последующих стадиях восстановительного процесса тяжелые металлы могут вступать во взаимоотношения с Си, Fe, Mg и Мп.

10. Повышение содержания белков в зерне ячменя, выраженное на почвах с высоким содержанием тяжелых металлов, связано с накоплением менее ценных в пищевом отношении фракций спирто- и щелочерастворимых белков (проламинов и глютелинов). Содержание альбуминов и глобулинов при этом не изменяется. О снижении биологической ценности белков свидетельствует и их аминокислотный анализ. Под действием тяжелых металлов происходит увеличение суммы всех аминокислот, однако количество незаменимых аминокислот при этом снижается. Повышение общего содержания аминокислот идет главным образом за счет увеличения количества пролина, глутаминовой и аспарагиновой кислот, снижение же суммы незаменимых аминокислот - за счет лизина, лейцина, изолейцина и метионина.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Челтыгмашева, Ирина Семеновна, Москва

1. Агрохимические методы исследования почв. - М.: Наука, 1975. - 644 с.

2. Агроэкологическая характеристика пахотных почв Российской Федерации по содержанию тяжелых металлов, мышьяка и фтора. М.: Изд-во "Агроконсалт", 2002. - 50 с.

3. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987. 141 с.

4. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. М.: Логос, 2000. -627 с.

5. Аканова Н.И. Агроэкологическая и энергетическая эффективность сочетания известкования с минеральными удобрениями: Автореф. канд. дис.-М., 2001.-36с.

6. Афанасьев Ю.А., Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. М.: Изд-во МНЭПУ, 1998.- С. 137.

7. Бансал Р.Л. Содержание цинка в почвах и транслокация его в растения: Автореф. канд. дис. М., 1982. - 22 с.

8. Биогеохимия растений / Под ред. Ковалевского А.Л. Улан-Удэ: Бурят. Кн. изд-во, 1969. - 224с.

9. Бойченко Е.А. Участие соединений металлов в органической эволюции // В сб.: Физиологическая роль и практическое применение микроэлементов. Рига, 1976. С. 54-56.

10. Ю.Большаков В.А. и др. Загрязнение почв и растительности тяжелыми металлами. -М.: Гидрометеоиздат, 1978. 49с.

11. Бондарев Л. Т. Ландшафты, металлы и человек. М.: Мысль, 1976. - 153с.

12. Виноградов А.П. Основные закономерности в распределении микроэлементов между растениями и средой // Микроэлементы в жизни растений и животных. М.: Изд-во АН СССР, 1952. - С. 7-20.

13. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. С. 237-238.

14. Воробьева JI.A. Химический анализ почв. М.: МГУ, 1998. - 271 с.

15. Вредные химические вещества. Л.: Химия, 1988.

16. Временный максимально-допустимый уровень (ВМДУ) химических элементов в кормах сельскохозяйственных животных (мг/кг). № 123-4128187 от 15.07.87 г.

17. Гамзикова О.И. Состояние исследований в области генетики минерального питания // Агрохимия, 1992. № 4. - С. 132-150.

18. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.3.2.560-96.-Москва, 1997.-269 с.

19. Головатый С.Е. Тяжелые металлы в агроэкосистемах / Республиканское унитарное предприятие "Институт почвоведения и агрохимии" / Минск, 2002.-239 с.

20. Горбатов B.C. Трансформация соединений и состояние в почвах кадмия, цинка и свинца: Автореф. канд. дис. М., 1983. - 22 с.

21. Гринь А.В., Ли С.К., Зырин Н.Г. Поступление тяжелых металлов (цинка, кадмия, свинца) в растения в зависимости от их содержания в почвах // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидрометеоиздат, 1980.-С. 198-202.

22. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века. М.: Изд-во РУДН, 2002. - 140 с.

23. Дмитриев М.Т., Казнина Н.И., Клименко Г.А. Загрязнение почв и продукции растениеводства тяжелыми металлами. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 95с.

24. Добровольский В.В. География микроэлементов: глобальное рассеяние. -М.: Мысль, 1983.

25. Доклад о свинцовом загрязнении окружающей среды Российской Федерации и его влиянии на здоровье населения / Документ Государственного комитета РФ по охране окружающей среды // Спец. Выпуск газеты "Зеленый мир", 1997. № 5. - С.4-16.

26. Евдокимова Г.А. Эколого-микробиологические основы охраны почв Крайнего Севера. Апатиты, 1995. 268с.

27. Елпатьевский П.В. Геохимия миграционных потоков в природных и природно-техногенных геосистемах. М.: Наука, 1993. - 253с.

28. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Смирнова-Иконникова М.И. и др. Методы биохимического исследования растений. Л.: Колос, 1972. - 456 с.

29. Жемкова Л.Н. и др. Содержание тяжелых металлов в органах растений // Пробл. использования, воспр-ва и охраны лесных ресурсов: Матер. Респ. научн.-практ. конф. Йошкар-Ола, 1989. - Кн. 2. - С. 135-136.

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

31. Зырин Н.Г., Мотузова Г.В., Симонов В.Д., Обухов А.И. Микроэлементы (бор, марганец, медь, цинк) в почвах Западной Грузии // В кн.: Содержание и формы соединений микроэлементов в почвах. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. С. 3-160.

32. Ивлев A.M. Биогеохимия. М.: Высшая школа, 1986. - 127с.

33. Ильин В.Б. Биогеохимия и агрохимия микроэлементов в южной части Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1973. - 389с.

34. Ильин В.Б. К вопросу о разработке ПДК тяжелых металлов в почвах // Агрохимия, 1985. № 10. - С.94-101.

35. Ильин В.Б. О нормировании тяжелых металлов в почве // Почвоведение, 1986. -№ 9.-С. 90-98.

36. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск, 1991. - 150 с.

37. Ильин В.Б., Гармаш П.В. Тяжелые металлы в растениях // Агрохимия, 1985.-№6.-С. 7-13.

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

39. Каплунова JI.C., Кочетавкин А.В. Методическое пособие к практикуму по агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 1983. - С. 113

40. Ковальский В.В. Геохимическая экология: Очерки. М.: Наука, 1974. -300с.

41. Ковальский В.В., Самарина И.А. // Доклады АН СССР, 1960. № 6. - С. 1378-1381.

42. Ковда В.А., Якушевская И.В., Тюрюканова А.Н. Микроэлементы в почвах Советского Союза. М.: Наука, 1959.

43. Ковда В.А. Геохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. С.207.

44. Краснова Н.М. // Химия почв. Микроэлементы в почвах и современные методы их изучения. М., 1985. С.26.

45. Красовский Г.Н. и др. // Гигиена и санитария, 1984. № 3. - С. 15-17.

46. Крупский Н.К., Александрова A.M. К вопросу об определении подвижных форм микроэлементов // В сб.: Микроэлементы в жизни растений, животных и человека. Киев: Наукова Думка, 1964. С. 29-30.

47. Крючков В.В. Разрушение почв Европейского Севера под влиянием техногенного загрязнения // Тезисы 1-ой Междунар. конф. "Криопедол", Пущино, 10-14 ноября, 1992. С.29-30.

48. Кузина К.И. О распределении бора и других микроэлементов в растениях // Биогеохимия растений. Улан-Удэ: Бурят кн. изд-во, 1969. - С. 76-81.

49. Леванидов Л.Я., Давыдов С.Т. Марганец как микроэлемент в связи с биохимией и свойствами таннинов. Челябинск: Кн. изд-во, 1961. - 188с.

50. Лычагин В.В. и др. // Гигиена труда и профессиональные заболевания, 1984.-№ 10.-С. 31-34.

51. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996. - 316 с.

52. Мамилов Ш.З., Саданов А.К., Илялетдинов А.Н. Цинк в почвах и питание растений цинком. // Агрохимия, 1987. № 4. - С. 107-117.

53. Микроэлементы в окружающей среде / Под ред. П.А. Власюка. Киев: Наукова думка, 1980. - 57с.

54. Микроэлементы: поступление, транспорт, функции. М.: Наука, 1987. -215с.

55. Милащенко Н.З., Соколов О.А., Брайсон Т., Черников В.А. Устойчивое развитие агроландшафтов. В 2-х тт. - Т.2. Пущино: ОНТИ IIНЦ РАН, 2000. - 282 с.

56. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. м.: Агропромиздат, 1990. - 287 с.

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

58. Минеев В.Г., Тшценко А.Т., Семихова О.Д. Удобрение и качество зерна озимой пшеницы. Обзорная литература. М.: Колос, 1975. - С. 112.

59. Мокриевич Т.П., Яровой Н.В., Ионова В.Г., Шабунина Т.А. О влиянии свинца на развитие растений. // Агрохимия, 1973. № 11. - С. 65-69.

60. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. М.: Мир, 1987. 285с.

61. Наконечная М.А. Агрохимическая характеристика почв ЦОС ВИУА / В кн.: Эффективность удобрений и других средств химизации на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны РСФСР Труды ВИУА. - 1998. -С. 7.

62. Никаноров A.M., Жулидов А.В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. JL: Гидрометеоиздат, 1991. - 312 с.

63. Обухов А.И., Плеханова И.О. Атомно-абсорбционный анализ в почвенно-биологических исследованиях. М.: МГУ, 1991. 183 с.

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

65. Овчаренко М.М., Кузнецов А.В. Сборник методик по определению тяжелых металлов в почвах, тепличных грунтах и продукции растениеводства. М., 1998. - 97 с.

66. Окружающая среда: энциклопедический словарь-справочник. М.: Прогресс, 1993. - 640с.

67. Омельянюк Г.Г., Прасанна Джагат, Черных Н.А. и др. Влияние урбанизации на физико-химические свойства почв г.Ярославля. // Вестник Российского ун-та дружбы народов.- Серия "Экология и безопасность жизнедеятельности", 1998/1999. № 3. С.68-75.

68. Павлов А.Н. Некоторые закономерности накопления белка в зерне озимой пшеницы. В сб.: Повышение качества зерна пшеницы. - М.: Колос, 1972.-С.157-170.

69. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1966.

70. Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов (зона гипергенеза). 3-е изд., М.: Недра, 1968.

71. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975. 342с.

72. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989.

73. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. М.: Колос, 1976. -256 с.

74. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. М.: Колос, 1985. -252 с.

75. Попов В.В., Соловьев Г.А. Контроль загрязнения почв тяжелыми металлами // Химизация сельского хозяйства, 1991. №11. С.80-82.

76. Попова А.А. Влияние минеральных и органических удобрений на состояние тяжелых металлов в почвах // Агрохимия, 1991. № 3. - С.62-68.

77. Почва, город, экология / Под ред. Г.В. Добровольского. М., 1997. -320 с.

78. Практикум по агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 303 с.

79. Прохорова Н.В. Распределение тяжелых металлов в почвах и растениях в зависимости от экологических особенностей лесостепного и степного Поволжья (на примере самарской области): Автореф. канд. дис. Самара, 1996.-22 с.

80. Растения в экстремальных условиях минерального питания / Под ред. М.Я. Школьника, Н.В. Алексеевой-Поповой. Д.: Наука, 1983. - 176 с.

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

82. Рощин А.В. // Гигиена труда и профессиональные заболевания, 1977. № 11.-С. 28-35.

83. Сабинин Д.А. Физиологические основы питания растений. М.: Изд-во АН СССР, 1955.

84. Содержание и формы соединений микроэлементов в почвах. / Под ред. Н.Г.Зырина. М.: МГУ, 1979. - 387 с.

85. Соколов О.А., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 1. Атлас распределение тяжелых металлов в объектах окружающей среды. Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН, 1999 -164 с.

86. Стоянов Ив., Каменова Сб., Къдрев Т., Гинина Д. Влияние на някои тяжки метали върху растежа и поглъщенето на минеральните элемента от млади царевични растения // Физиология на растенията. Варшава, 1980. -Т.5. - № И. - С. 110-114.

87. Теоретические вопросы фитоиндикации. Д.: Наука, 1971. - 236с.

88. Титлянова А.А. Вариабельность элементного химического состава растений // Изв. СО АН СССР. Сер. биол. наук, 1972. № 5. - Вып. 1. - С. 21-32.

89. Толочко В.Г., Загорча К.Л. Влияние удобрений на фракционный и аминокислотный состав белков зерна кукурузы и озимой пшеницы. В сб.: Питание растений и применение удобрений,- Кишинев, 1974. - Т. 131. -С.27-33.

90. Физико-химические методы исследования почв. М.: МГУ, 1980. - 257 с.

91. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах. / Под ред. Н.Г Зырина и Л.К.Садовниковой. Изд.-во Моск. Ун-та, 1985. - 208 с.

92. Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1993.

93. Цыганок С.И. Влияние длительного применения различных форм фосфорных удобрений и доз извести на изменение агрохимическихсвойств. Тез. докл. научно-практ. конф., посвящ. 90-летию Самарского НИИ, Беренчук, 1993. - С.54-56.

94. Цыганок С.И. Влияние длительного применения фосфорных и известковых удобрений на накопление тяжелых металлов в почве и растительной продукции: Автореф. канд. дис. -М., 1994. -26с.

95. Чернавина И.А. Физиология и биохимия микроэлементов. М.: Высшая школа, 1970. 309 с.

96. Черных Н.А. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва-растение при различной антропогенной нагрузке: Докт. дис. М., 1995. - 386 с.

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

98. Черных Н.А., Поповичева Л.Л. Влияние урбанизации на содержание тяжелых металлов в экосистемах юга Московской области // Агрохимия, 2000. № 10. - С. 62-67.

99. Черных Н.А., Овчаренко М.М. Тяжелые металлы и радионуклиды в биогеоценозах. -М.: Агроконсалт, 2002. 198с.

100. Ягодин Б.А. Тяжелые металлы и здоровье человека // Химия в сельском хозяйстве, 1995. № 4. - С. 18-20.

101. Ягодин Б.А., Виноградов С.Б., Говорила В.В. Кадмий в системе почва-удобрения-растения-животные организмы и человек // Агрохимия, 1985. -№5.-С. 23-26.

102. Яцимирский К.Б., Крисс Е.Е., Гвяздовская В.Л. Константы устойчивости комплексов металлов с биолигандами. Киев: Наукова Думка, 1979. - С. 225.

103. Antonovics I., Bradshow A.D., Turner R/G/ Heavy metal tolerance in plants // Advances in Ecological Research. L.; N.Y.: Academic Press, 1971. - V. 7. -P. 2-86.

104. Baker A.J. Metal tolerance // New Phytol. 1987/ - V. 106. - № 1. - P. 93111.

105. Brown J.C., Hendricks S.B. Enzymatic activities as an indication of copper and iron deficiencies in plants. // Plant Physiolog., 1952. Vol.27. - № 4. - P.44-60.

106. Buitas C., Cheh E. Effect of heavy metals and chelating agents on potassium uptake of cereal roots // Plant a. Soil, 1981. Vol.63. - № 1. - P.97-100.

107. Calvin M. Chelation and catalysis // Mechanism of enzyme action. Baltimor, 1954.-P. 97-112.

108. Caro J.H. Characterization of Superphospate in Superphosphate: its History, Chemistry and Manufacture // U. S. Dept. Agr. And TVA Washington, D.S.: 1964.-P.102-173.

109. Cataldo D.A., Wildung R.F. Soil and plant factors influencing the accumulation of heavy metals by plants // Environ. Health Perspect, 1978. № 27.-P. 149-159.

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

111. Diez Th., Krauss M. Schwermetallgehalte und Schwermetallanreicherung in landwirtschaftlich genutzten Boden Bayems // Bayer. Landwirt. Jahrb. 1992. -B. 69.-№3.-S. 343-355.

112. Elrashidi M.A., Shehata A., Wahab M. Copper in some soline alkany soil of Egipt//Agrochimica, 1979. Vol.21. № 3. P.43-56.

113. Esser J., Bassam N.E1. On the mobility of cadmium under aerobic soil conditions. //Environ. Pollut., 1981. № 1. - P.15-31.

114. Forbes E.A., Posner A.M., Quirk J.P. The specific adsorption of divalent Cd, Co, Cu, Pb and Zn on goethite. // J. Soil Sci., 1976. Vol.27. - № 2. - P. 154.

115. Godzic B. Accumulation of heavy metals in Biscutella laevigata (Cruciferae) as a function of their concentration in substrate // Pol. Bot. Stud. 1991. - V. 2. -P. 241-246.

116. Gunnarsson O. Heavy metals in fertilizers. Do they cause environmental and health problems. // Fertilizers and Agriculture, 1983. Vol.37. - № 35. - P.27-42.

117. Helman R. et. al. // Toxicol. Appl. Pharmacol, 1983. Vol. 67. - № 2. - P. 238-245.

118. Hemphill D.D. Availability of trace elements to plants with respect to soil-plant interaction // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1972. - V. 99. - № 1. - P. 46-60.

119. Kannan S., Keppel H. Absorption and transport of Pb in young pea seedlings. HZ. Naturforsch., 1976. -Bd.31. H.7-8. - S.393-396.

120. Karamanous R.E., Bettany J.R., Rennic D.A. Extractability of added lead in soils using lead-210 // Canadian J. Of Soil Sci., 1976. Vol.56. P.37-42.

121. Keck R. W. Cadmium alteration of root physiology and potassium iron fluxes. // Plant Physiol., 1978. Vol.62. - № 1. - P.94-96.

122. Lane S.D., Martin E.S., Garrod J.F. Lead toxicity effects on indole-3-acetic acid induced cell elongation. // Planta, 1978. - Vol.144. - № 1. - P.79-84.

123. Loneragan J.F., Grove T.S., Robson A.D., Snowboll K. Phosphorus toxicity as a factor in zinc-phosphorus interactions in plants. I I Soil Sci. Am. J., 1979. -№ 43. P. 966.

124. Malavolta E., Nogueira F.D., Oliveira J.P., Nakayama L., Eimori J. Aluminium tolerance in sorghum and bean methods and results. // J. Plant Nutr., 1981. - Vol.3. -№ 1-4. -P.687-694.

125. Navolic L., Pinta M. Recherches sur les elements traces dans les sols, tropicavx: elude de quelques sols du Comeroun // Geoderma, 1972. P.249-267.

126. Norvell W.A. Surface reactions of heavy metals with clay, oxides, and humic substances .// Agrochemicals in soils, 1980. P.280.

127. Omdahl J., DeLucaH. //Science, 1971. 4012. - P. 949-951.

128. Oserkowsky J. Quantitative relations between chlorophyll and iron in green and chloroctic pear trees. // Plant Physiol., 1933. Vol.8. - № 3. - P.270-279.

129. Prince A.L. Trace elements delivering capacity of New Jersey./ Soil types as measured by spectrographyc analysis of Soil Science, 1957. Vol.84. P.912.

130. Schmitt H.W., Sticher H.Z. Prediction of heavy metal contents and displacement in soils. // Z. Pflanzenerahr. und Bodenk 1986. - Vol. 149. - N 2/ -P. 157-171.

131. Shacklette H.T., Boerngen J.G., Turner B.L. Mercury in the environment -surficial materials of the coterminous Unated States //U.S. Geol. Surv. Circ. -Washington, D.C.: 1971. P.644.

132. Sidhu A.S., Randhava H.S. Effect of a high level of magnesium on the absorption of zinc by wheat seedlings and its translocation in them. // J. Res. Punja b. Agr. Univ., 1979. Vol.16. - № 4. - P.467-469.

133. Sindhal R.L., Marali L.M. Aspect of biochemical toxicology of cadmium. // Federation proc., 1976. Vol.35. - P.75.

134. Smilde K. W. Heavy-Metal Accumulation in Crops Grown of Sewage Sludge Amended with Metal Soils // Plant and Soil, 1981.- Vol.62. № 1. - P.3-14.

135. Sung M.W., Young H.J. Effect of various anions on absorption and toxicities of lead in plants.//Korean J.: Botany. Vol. 20 (1). - P. 7-14.

136. Tartler J. //Arch. Hyg., 1941. -№ 5-6. -P. 273-279.

137. Thomash C. Cadmium soil sorption at low concentrations: Revervibility effect of changes in solute composition, and effect of soil ading // Water, Air and Soil Pollution, 1982.-P.115-125.

138. Veltrup W. Effect of heavy metals on the calcium absorption by intact barley roots. //J. Plant. Nutr., 1981. Vol.3. -№ 1-4. -P.225-231.

139. Wallace A. Excess trace metal effects on calcium distribution in plants. // Commun. Soil Sci. And Plant Anal., 1979. № 1-2. - P.473-479.

140. Wildung R.E., Garland T.R., Drucker H. Transformation oder of trace metals by soils microorganisms. // Agronomy Abstracts, ASA, SSSA and CSSA Annual Meelings, Houston, Texas, November, 28 December, 1976. - № 3. -P.145-159.

141. Wu L., Bradshaw A.D., Thurman D.A. The potential for evolution of heavy metal tolerance. Ш. The rapid evolution of copper tolerance in Agrostis stolonifera. // Heredity, 1975,- Vol. 23. № 2. - P. 165-187.

142. Zimdahl R.L. Entry and movement in vegetation of lead derived from air and soil sources. Paper presented at 68th Annu. Meeting of the Air Pollution Control Association, Boston, Mass., June 15,1975. - 2.

143. Zimdahl R.L., Skogerboe R.K. Behavior of lead in soils.// Envir. Sci. And Technol., 1977. Vol. 11. - №13. - P. 47-59.