Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние удобрений на накопление и доступность тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние удобрений на накопление и доступность тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве"

На правах рукописи Г

Пуховская Татьяна Юрьевна

003470045

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИИ НА НАКОПЛЕНИЕ И ДОСТУПНОСТЬ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ

06.01.04 - агрохимия 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2009

003470045

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова

Научные руководители:

доктор биологических наук Цыганок Сергей Иванович доктор сельскохозяйственных наук Пуховский Анатолий Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Соколов Олег Алексеевич доктор биологических наук Карпова Елена Анатольевна

Ведущая организация: ГНУ Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны Российской Федерации (ГНУ НИИСХ ЦРНЗ)

Защита состоится «"М» ЩЛ>И& 2009 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 006.029.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте имени Д.Н. Прянишникова.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИА Автореферат разослан « ДхДА. 2009 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, можно присылать по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д.31 а, ГНУ ВНИИА.

Ученый секретарь диссертационного совета

Л.В. Никитина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Один из наиболее сильных факторов нарушения нормального функционирования агроэкосистем - поступление в объекты окружающей среды, в том числе в почву и растения, тяжелых металлов (ТМ). Поэтому их поведение в экосистемах является приоритетным направлением современных экологических и биогеохимических исследований. Особенно они актуальны в зоне умеренного климата и достаточного увлажнения, характерной особенностью почв которой является низкое содержание органических веществ и обменных оснований в верхнем горизонте, что увеличивает биодоступность тяжелых металлов и усиливает риск перехода их в сельскохозяйственную продукцию. Рядом исследователей (Черных, 1994,1999,2002; Ефремов,1988; Пота-туева,1994; Овчаренко, 1997; Аристархов, 2000; Карпова, 2005) удобрения рассматриваются как возможный источник поступления в почву ТМ и микроэлементов. В то же время они способствуют самоочищению почвы за счет увеличения выноса ТМ (Кудеярова 1993, 1995, Аристархов, 2000). Особую роль играют известьсодержащие удобрения, которые для кислых почв снижают подвижность и доступность ТМ (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Шильников, А капо в а, 1995; Ильин, 1991 и др.). Тем не менее, несмотря на накопленный фактический материал, исследований по этой проблеме, особенно выполненных на базе длительных полевых опытов, недостаточно.

Особый интерес для изучения в длительных опытах представляют два аспекта проблемы: накопление ТМ в почве в связи с применением удобрений и их влияние на подвижность и доступность ТМ. Второй аспект является наиболее сложным в связи с отсутствием единой методологии оценки количества подвижных форм ТМ. Разные исследователи и школы используют сотни различных вытяжек (кислотные, щелочные, солевые, комплексообразующие и т.д.), причем даже для определения форм одного и того же элемента, что существенно осложняет проведение соответствующих исследований и обобщение получаемых данных, а сложность почвы, как объекта исследований приводит к тому, что результаты часто носят противоречивый характер. Поэтому остается актуальным поиск новых эффективных методов и подходов для оценки подвижности и доступности ТМ в почве.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось выявление закономерностей влияния удобрений на доступность и накопление ТМ в дерново-подзолистой почве. Для ее достижения были поставлены следующие задачи:

1. Разработать методики определения почвенных характеристик и форм ТМ в почве на основе рентгено-флуоресцентного анализа (РФА).

2. Выявить закономерности влияния удобрений на подвижность и накопление различных форм цинка, кадмия и стронция в дерново-подзолистой почве многолетних стационарных полевых опытов.

3. Установить закономерности влияния минеральных удобрений и известкования на доступность и динамику поступления цинка в растения ячменя на дерново-подзолистой почве при разных уровнях загрязнения цинком.

4. Выявить закономерности поступление кадмия в растения и зерно ячменя на фоне высоких доз цинка.

Научная новизна. Разработаны методики определения общего содержания, обменных форм ТМ в почве и ускоренный метод определения емкости катионного обмена (ЕКО) на основе РФА.

Установлены количественные закономерности в накоплении и доступности ТМ растениям при применении извести и удобрений в дерново-подзолистой легкосуглинистой и тяжелосуглинистой почвах. Показана возможность снижения поступления кадмия в растения и зерно ячменя путем внесения высоких доз цинка в почву при высоких буферных характеристиках почвы.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы в агрохимической службе для определения общего содержания свинца, меди, никеля, железа, марганца, стронция по ОСТ 10-259-2000 (Почвы. Рентгенофлуоресцентное определение валового содержания тяжелых металлов) при контроле загрязнения почв ТМ.

Результаты исследований могут быть использованы:

- в научных исследованиях для определения запаса подвижных (доступных) форм ТМ в почве и ускоренного определения ЕКО и суммы обменных оснований,

- в аграрных ВУЗах в учебном процессе,

- для реализации разработок в области управления микроэлементным составом растительной продукции.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 1 стандарт отрасли, 2 работы из списка журналов рекомендованных ВАК.

Апробация работы. Исследования по теме диссертации проводились с 1999 по 2008 г. в соответствии с планом НИР института по заданиям 08.02 и 02.03. и программе международного сотрудничества с ФРГ 2004 г.

Основные положения и результаты исследований диссертационной работы доложены на III Российской биогеохим. школе (Горно-Алтайск 2000), Науч-но-практ. конф (Москва, март 1999), III и V Межд. конф.: (Москва, 2005 и 2007), 41 Межд. научн. конф. (ВНИИА, 2007), V Межд. научно-практ. конф. (Семипалатинск, 2008), VI Межд. биогеохим. школе (Астрахань, 2008).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, выводов, приложения и списка литературы. Работа изложена на 116 страницах, включая 13 рисунков, 31 таблицу и 24 таблицы приложения. Список литературы содержит 141 ссылку.

Автор выражает искреннюю признательность за предоставленную возможность исследований в многолетних и производственных опытах профессорам. Сафонову А.Ф., Хохлову Н.Ф. (РГАУ-МСХА), Кирпичникову Н.А. (ЦОС ВНИИА) и кандидатам с.-х. наук Игнатову В.Г. (ДАОС), Фирсову С.А.(ГЦАС

«Тверской»). Автор глубоко признателен профессорам Шильникову И.А. и Акановой Н.И. за научные консультации и рекомендации при подготовке диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Тяжелые металлы в системе почва - растение - удобрение (Обзор литературы)

Рассматриваются формы нахождения ТМ в почве, методы их определения, биодоступность ТМ растениям под влиянием удобрений. Показано, что для получения объективной информации по оценке экологической обстановки и ее прогнозирования необходимо разрабатывать, стандартизировать и внедрять в практику новые эффективные доступные методы агроэкологического контроля почв и сельскохозяйственной продукции, а также продолжать изучение влияния видов и форм удобрений на доступность и накопление ТМ в почве.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

Исследования проводили в стационарных полевых, а также в лабораторных, модельных и вегетационных опытах по общепринятым и оригинальным методикам. Для изучения влияния длительного применения удобрений на подвижность и накопление форм цинка, кадмия и стронция в почве в 2006-2007 г. проведены исследования в бессменном посеве ячменя по известкованному и неизвесткованному фону Длительного полевого опыта (ДПО) РГАУ- МСХА им. К.А.Тимирязева. Опыт заложен в 1912 г. на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве и состоит из двух полей: с бессменными посевами различных культур и теми же культурами в севообороте. В опыте (на фонах по извести и без извести) в ДПО используют следующую схему пространственного размещения вариантов:

¡4; Р; К; О (контроль); ОТ; 1ЧК; РК; ^К+навоз; ОТК; навоз; О (контроль).

Дозы минеральных удобрений N-100 кг/га, Р205-150 кг/га, К20-120 кг/га, в соответствии со схемой опыта, навоз- 20 т/га, известь- 3 т/га. Площадь делянок - 50 м2, ширина защитных полос -1м.

Отбор проб из пахотного слоя почвы проводили тросгевым буром в четырех точках по углам квадрата со стороной 0.9 м вблизи центра каждой делянки, пробы маркировали с учетом расположения и анализировали раздельно. При изучении пространственного распределения показателей учитывали расположение каждой точки отбора, при обобщении и интерпретации данных использовали усредненные по 4 точкам значения.

Дополнительно исследованы почвенные пробы из опыта СШ-27 ЦОС ВНИИА, который был заложен в 1966 г. на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве с признаками временного избыточного увлажнения. Схема опыта: 1 .Контроль, 2Ш, З.ЫКРс, 4.ЖРф, 5. ЫК Са1,5г.к., 6. ЫКРс Са1,5г.к.,7. ЫКРф Са1,5г.к., 8. МС СаЗг.к., 9. ЫКРс СаЗг.к., 10. МКРф СаЗг.к. (Рс - суперфосфат, Рф- фосфоритная мука). Объединенные пробы из пахотного горизонта почвы для лабораторных исследований отбирали общепринятым методом.

Для исследования влияния минеральных удобрений и известкования на доступность и динамику поступления цинка в растения ячменя на дерново-подзолистой почве при разных уровнях загрязнения цинком в 2005 -2006 г. проведены вегетационные опыты (методика Журбицкого, 1968) на почвах различного гранулометрического состава - дерново-подзолистой тяжелосуглинистой (рН - 6,5, К20-165, Р205-350 мг/кг, гумус-3,5%) и дерново-подзолистой супесчаной (рН-5,55, К20-117 мг/кг, P20s-150 мг/кг, гумус 1,53 %) в пластиковых сосудах объемом 2 л. В вариантах с удобрениями вносилось по 0,1 г азота, 0,05 г фосфора и калия на кг почвы и 0,5 г цинка (в расчете на элемент). Азот вносился в форме мочевины, калий - калия сернокислого, фосфор - СаНР04*2Н20, цинк - цинка сернокислого. Удобрения вносились при набивке сосудов.

Схема опыта: полная по минеральным удобрениям на фоне цинка (500 мг/ кг почвы) дополнена вариантом с добавлением в почву ОСВ (10 %) на фоне полного минерального удобрения и дозы Zn 500 мг/кг.

Для изучения поступления кадмия в растения и зерно ячменя на фоне высоких доз цинка в 2007 году проведен микрополевой опыт в сосудах без дна на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве (рН-3,8; P20s-51 мг/кг; К20-81 мг/кг; S-8,5 , Нг-4,9 мг-эквЛОО г почвы), отобранной в длительном опыте ДАОС (18 севооборот). Опыт проводился по двухфакторной схеме: дозы цинка (0, 300, 600 мг/кг) и известь (0 и 3,5 т/га) на фоне искусственного загрязнения Cd (2 мг/кг) и доз минерального удобрения N90P90K90, внесенных при закладке опьгга.

В почвенных пробах определяли: рН солевой (ГОСТ 26483), содержание подвижных фосфатов и обменного калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207), гумус по И.В. Тюрину (ГОСТ 26213), гидролитическую кислотность по Каппену (ГОСТ 26212).

Кадмий в почве определяли атомно-абсорбционным методом с электротермической атомизацией на приборе МГА 915 с Зеемановской коррекцией фона.

Оригинальные методы исследований описаны в главах 3 и 4.

Для контроля качества аналитических работ использовали государственные (ГСО) и отраслевые (ОСО) стандартные образцы состава почв

Статистическую обработку данных проводили по Доспехову, Плохин-скому, Дрейперу-Смиту и другим авторам с использованием электронных таблиц Excel.

Глава 3. Рентгено-флуоресцентное определение форм металлов в почве и расте4ниях

Рентгено-флуоресцентный метод анализа широко используется для экспрессного многоэлементного определения валовых форм тяжелых металлов в почве с середины прошлого века. В последние годы в России все более популярным становится использование портативных рентгено-флуоресцентных спектрометров серии СПЕКТРОСКАН (Россия). С нашим участием разработан ОСТ 10-259-2000, позволяющий оперативно контролировать в почве общее (валовое) содержание свинца, цинка, меди, никеля, марганца, железа, хрома, стронция. Однако, в России в практике агроэкологического обследования почв

принято использовать атомно-абсорбционный метод, на основе определения кислоторастворимых (5 М НМОз) и подвижных (ацетатно-аммонийный буферный раствор с рН 4.8 - ААБ) форм ТМ, для которых существуют официально утвержденные нормативы в виде ПДК и ОДК. Первый способ часто ошибочно отождествляют с валовым содержанием ТМ, определение которого требует применения высокотоксичной плавиковой кислоты или сплавления со щелочью, что усложняет и удорожает анализ. Методом РФА определяют истинный вал ТМ. При сопоставлении данных РФА с общепринятыми методами можно принять, что если измеренное методом РФА общее содержание ТМ не превышает ПДК, то этот результат достоверен, так как содержание кислоторастворимых форм заведомо ниже. При незначительном (в пределах погрешности) превышении гигиенического норматива методом РФА требуется уточнение с использованием общепринятых методов.

Для оценки подвижности ТМ методом РФА предложены два подхода -извлечение подвижных форм металлов из ААБ вытяжки селективным сорбентом - целлюлозным фильтром с иммобилизированными диэтилентриамино-тетраацетатными (ДЭТАТА) группами, а также прямое накопление подвижных форм ТМ из водно-солевой суспензии почвы тем же накопителем с последующим анализом концентрата методом РФА или ААС после реэктракции. В кассету (планшет) для иммунологических реакций помещают до 72 проб почв массой 0.1 -0.5 г, 0.5 мл 0.1 М р-ра Са(ЫОэ)2 и ДЭТАТА фильтры. Накопление ведут в режиме непрерывного встряхивания с частотой 15-20 с-1. Время накопления от 30 мин (линейный участок, сравнительная характеристика содержания ТМ в почвенной вытяжке, так называемая интенсивность) до 8 ч (насыщение, определяется так называемый запас подвижных форм). Фильтры извлекают, промывают дистиллированной водой, удаляют избыток воды фильтровальной бумагой и анализируют.

Результаты извлечения ТМ по новой методике (табл.1) для дерново-подзолистой и черноземной почвы выше, чем извлекается однократной обработкой ААБ, для карбонатной почвы наблюдается обратная картина, что связано с процессом растворения карбонатов ААБ. Таким образом, предлагаемый метод лишен основных недостатков ААБ, который за одно извлечение не полностью извлекает подвижные формы ТМ и, к тому же, меняет рН почвы. Кроме того, достоинствами предлагаемого метода являются:

1. Возможность определения как параметров интенсивности (концентрации металла в почвенном растворе), так и запаса доступных к мобилизации в данных почвенных условиях форм.

2. Многократная экстракция подвижных форм ТМ из почвы небольшим объемом экстрагента (что уменьшает влияние примесей) с накоплением подвижных форм ТМ на фильтре и отделением мешающих анализу матричных примесей.

3. Технологические преимущества: совмещение стадий экстрагирования и накопления, возможность одновременной обработки большого количества проб в компактном устройстве.

4. Возможность последующего использования концентрата для реэкстрак-ции и определения других ТМ с использованием других методов анализа (ААС, ИСП МС), при этом мешающие определению примеси (в отличие от почвенных вытяжек) практически отсутствуют.

Таблица 1

Определение форм тяжелых металлов в государственных стандартных образцах (ГСО) загрязненной дерново-подзолистой (ГСО 2500-83 СДПСЗ), черноземной (ГСО 2509-83 СЧТЗ) и серой карбонатной (ГСО 2506-83 ССКЗ) и незагрязнен-

Элементы ГСО почв

СДПСЗ ССКЗ СЧТЗ СЧТ1

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Си 260 13,2 77 290 7,27 36 270 3,35 24 25 6

РЬ 250 115 113 280 131 89 260 49 43 18 _ 4

Ъп 430 173 219 390 105 89 480 65 136 56 - 6

N1 290 <1 24 320 <1 16 300 <1 19 32 - 7

Примечание. 1- общее содержание, 2- извлекаемое однократной обработкой аммонийно-ацетатным буфером, 3- извлекаемое ДЭТАТА фильтрами из почвенной суспензии при навеске 100 мг 0,5 мл ОД М раствора нитрата кальция 2-мя фильтрами при времени накопления 8 часов.

Для определения ТМ в проростках, корнях, зеленой массе и зерне растений предложен и апробирован единый подход, включающий озоление пробы с добавкой кобальта в качестве внутреннего стандарта, последующую растирку золы, подготовку тонкослойной мишени и анализа методом РФА.

Емкость катионного обмена (ЕКО) и сумма поглощенных оснований характеризуют реакцию и буферные свойства почвы, и поэтому, их определение имеет первостепенную важность при оценке устойчивости (буферности) почв к загрязнению ТМ (Кабата-Пендиас, 2001; Ильин, 1977; Овчаренко, 1994). Стандартные методы определения этих характеристик длительны и трудоемки. Нами предложен ускоренный метод определения этих характеристик. Обработку почвы проводят нейтральным (для определения суммы катионов) или буферным (рН=6,5, ЕКО) раствором соли стронция, который затем быстро и надежно определяется методом РФА. Сравнение данных определения этих характеристик предлагаемым методом с аттестованными значениями ведомственных стандартных образцах показало их практическую идентичность и высокую степень корреляции (г= 0,99), при том, что предлагаемый способ требует меньших затрат времени и реактивов.

Таким образом, нами разработаны новые методики для реализации задач нашего исследования и направленных на эффективное использование метода РФА в агрохимических и агроэкологических исследованиях.

Глава 4. Влияние мелиорантов и удобрений на подвижность и накопление ТМ в дерново-подзолистой почве

Для изучения влияния длительного применения удобрений на подвижность и накопление форм цинка, кадмия и стронция в почве в 2007 г. проведены исследования в бессменном посеве ячменя ДПО по известкованному и не-известкованному фону с использованием предложенных подходов и методик (глава 3), которые подтвердили их эффективность. Например, определение общего стронция и цинка в почвенной пробе занимает около 1 минуты, что дает возможность проведения массовых анализов с относительно низкими затратами. За счет обработки результатов многократных измерений повышается достоверность оценки уровня загрязнения почвы, что позволяет выявить тенденции изменения концентраций ТМ. Так статистическая обработка данных определения методом РФА общего содержания стронция (табл.2) показала, что многократное и регулярное (1 раз в 6 лет) применение извести в ДПО не привело к его накоплению в почве.

Таблица 2

Влияние удобрений и извести на общее содержание стронция (мг/кг) в пахотном горизонте почвы (среднее по 4 точкам)_

Фон Содержание Sr по вариантам

N Р К NP NK РК NPK +навоз NPK Навоз Контрол!

без извести 129 139 116 142 135 158 148 122 124 116

по извести 132 147 118 115 121 147 134 133 126 120

Яг без извести Бг по извести 0,9S 0,9í 0,99 1,23 1,11 1,0"? 1,11 0,91 0,99 0,96

* По Ковальскому критическим значением является 600 мг/кг

В то же время, длительное и регулярное применение в высоких дозах фосфорных удобрений привело к статистически подтвержденному (Р >0.95) накоплению стронция в соответствующих вариантах (рис. 1).

Аналогичные тенденции, т.е. отсутствие существенного влияния доз извести на содержание стронция, выявлены в опыте СШ-27 ЦОС ВНИИА (рис.2).

Таким образом, полученное значение фонового содержание стронция в дерново-подзолистой суглинистой почве находится в интервале от 100 до 150 мг/кг, что согласуется с данными других авторов (Ковда, 1959; Карпова, 2005). Однако, при использовании различных стронций содержащих удобрений и мелиорантов, особенно конверсионного мела (КМ), содержащего около 1,5 % стабильного стронция по мнению ряда авторов (Литвинович, 2000; Маковский, 2004,2008; Дричко, 2002) может привести к опасному накоплению стронция, в том числе в длительном последействии. Для проверки этого предположения в 2008 г. проведен отбор проб в производственных опытах, заложенных в Тверской области в 1994 году с дозой внесения КМ 3 т/га. При этом с 10 разрезов были отобраны образцы по слоям почвенных горизонтов, которые были нами

проанализированы на содержание общего стронция. Анализ усредненных данных (табл.3) показывает, что содержание стронция в дерново-подзолистой почве через 14 лет после однократного внесения существенно меньше рекомендованного В.В.Ковальским (1978) критического (600 мг/кг) значения, причем по всем почвенным горизонтам.

Рис. 1. Общее содержание стронция (мг/кг, показаны доверительные интервалы

и линии трендов) в легкосуглинистой почве вариантов ДПО с фосфорными удобрениями (черные маркеры) и без (светлые маркеры) с учетом расположения вариантов

155 150 145 ; 140 135 130 125

О 2

Дозы извести (Нг)

♦ Без Р

■ Рс

*Рф

у = 0,21 ЗЗх + 133,65 Я2 = 0,007 1

у = -0,29 ЗЗх + 137,23 Яг = 0,0069

у- 1,81 ЗЗх + 138,05 Я2 = 0 ,0588

Рис. 2. Влияние доз извести и вида фосфорных удобрений на валовое содержание стронция, мг/кг (Рс - суперфосфат, Рф - фосфоритная мука, НСРо5= 7)

Таблица 3

Общее содержание стронция (мг/кг, среднее по 5 разрезам) по слоям почвы в хозяйствах Медное и Селихово Тверской области после применения кон-

Хозяйство Слой, см

0-20 20-40 40-60 60-80 80-100

Медное 183 168 147 129 134

Селихово 138 131 120 113 105

Более детальный анализ данных по пахотному горизонту показывает, что в точках отбора рН варьируется в широком диапазоне от 3,5 до 6,5 (рис.3), что можно объяснить различными исходными содержаниями КМ в почве и различной скоростью вымывания оснований из пахотного горизонта.

Рис.3. Зависимость содержания валовой формы стронция (мг/кг) в пахотном горизонте 10 почвенных разрезов в хозяйствах Тверской области от рН почвы

На рисунке 3 хорошо заметна тенденция к снижению содержания стронция по мере уменьшения рН, т.е. растворения КМ и вымывания оснований из почвы. Содержание стронция в таких точках фактически совпадает с усредненными данными по опытам ДПО, ЦОС, ДАОС, где КМ никогда не применяли. Таким образом, гипотеза об опасном накоплении стронция после однократного применения КМ в последействии (Литвинович, 2000) нашими данными не подтверждается.

Таким образом, разработанные методики позволили провести оценку загрязнения дерново-подзолистой почвы стронцием в опытных и производственных условиях при использовании различных видов удобрений и мелиорантов.

Определение стронция методом РФА в почве после ее обработки раствором стронция дает возможность экспрессного косвенного определения суммы обменных оснований (глава 3). Этот метод был использован при исследовании влияния известкования на этот показатель в ДПО (рис. 4).

о

г а. -а- о. т^ <*> о

О 2 г о- ™ о. о + ^ та хг X

а.

___

Рис.4. Пространственное распределение суммы обменных оснований (Б, мг-э1св/100 г) в почве бессменного посева ячменя ДПО

Как видно из рисунка 4, существуют достоверные различия в величинах 8 между известкованными и неизвесткованными вариантами. Внесение навоза также существенно увеличило этот показатель.

Для изучения влияния удобрений на накопление и доступность цинка были получены и статистически обработаны данные по содержанию различных форм цинка в почве ДПО (табл. 4).

Таблица 4

Формы цинка (мг/кг) в почве ДПО по вариантам_

Формы Содержание форм цинка в ва риантах ДПО

N Р К О ИР Ж. РК №К навоз №К навоз О

Общее содержание 46,7 50,2 50 51 44,2 53,2 49,5 42,2 48 39,8 48 49 49 50,9 62.5 58 51 47,6 57,2 56 58,8 52,8

Запас подвижных форм 6,7 5,3 1Л 6,4 И 6,5 £2 6,3 6,8 6,5 22 6,7 9,54 8,7 15,0 13,2 10,4 10,4 9£ 10,6 9,7 8,4

Подвижные формы (ААБ) 0,9 1,3 м 0,9 1,68 1,3 12 1,2 М 1,5 2А 1,9 ЗД 2,3 2*8 2,6 ±9 3 4& 6,1 3,1 1,8

Примечание. В числителе - неизвесткованные, в знаменателе - известкованные варианты, 0- контроль. ОДК вал -110 мг/кг, ПДК подвижных форм-23 мг/кг

Данные показывают, что общее содержание цинка при 96- летнем применении различных видов удобрений меняется незначительно.

Повышение запаса подвижных форм цинка ассоциируется с внесением навоза, который, вероятно, способствует закреплению цинка в почве. Для подвижных форм цинка на графике (рис. 5) видно наличие пространственной закономерности, подтверждаемой по методу последовательных разностей (метод Аббе) с вероятностью не менее 95%.

Рис. 5. Пространственное распределение общего содержания(общ), необменного (необм), запаса подвижных форм (зап) и подвижного (ААБ, рН =4,8) цинка (мг/кг) в бессменном посеве ячменя ДПО

Статистическая обработка данных показала, что накопление цинка, связанное с внесением извести, не выявлено, но подвижность цинка при внесении извести достоверно уменьшается (табл. 5). Аналогичным образом известкование влияет на доступность цинка растениям ячменя (рис.6), что согласуется с данными ряда авторов (Кабата-Пендиас, 2005; Овчаренко, 1997; Шильников, 1995).

Таблица 5

Результаты обработки данных определения общего содержания (вал) и под-

Формы цинка Отношение содержания форм цинка по неизвесткованному фону к известкованному по вариантам Среднее

N Р К О ЫР >1К РК ЫРК +навоз ЫРК навоз О

Вал 0,93 1 0,83 1Д7 1,21 0,98 0,96 1,08 1,07 1,02 1,11 1,03

ПФ (ААБ) 0,69 1,8 1,27 1,385 0,93 1,11 1,44 1,08 1,63 0,65 1,76 1,25

Рис. 6. Поступление цинка в растения ячменя (мкг/ растение, ДПО, 21 день после прорастания)

При оценке загрязнения почвы ДПО кадмием установлено, что содержание кадмия в почве бессменного посева ячменя ДПО более чем в 10 раз меньше ПДК (рис. 7), различия между вариантами находятся в пределах ошибки опыта.

1 —♦—Содержание кадмия, мг/кг —«—ПДК |

ю

.....- «•<. — --и*..«—и', .^а».».«-.«,;-»....^.'. -»»----

0.1

0.01 .. . . • '

^ с ■*■ <Г 4 ¿г

Рис. 7. Распределение запаса подвижного кадмия в почве бессменног о посева ячменя ДПО РГАУ-МСХА

Таким образом, длительное применение удобрений в ДПО является малосущественным фактором загрязнения почвы цинком и кадмием.

Глава 5. Влияние удобрений на доступность и динамику поступления цинка в растения по результатам модельных и вегетационных опытов

При проведении наших исследований в стационарных опытах (глава 4) возможность изучения влияния удобрений при высоком уровне загрязнения ТМ отсутствовала, что вызвало необходимость дополнительного проведения модельных и вегетационных опытов. Различия почвенных характеристик приводят к тому, что один уровень загрязнения на разных почвах по-разному может влиять на поступление микроэлементов в растения. Некоторые авторы (Ильин, 1991,2004, Минеев, 1988, Ладонин, 2002, Помазкина,1998) используют понятие сопротивляемость почв к загрязнению тяжелыми металлами. Различия проявились в урожайности и составе зерна ячменя, выращенного в вегетационном опыте (табл. 6, 7).

В условиях вегетационного опыта существенно (в 2-3 раза) повысилось содержание цинка в зерне ячменя, несмотря на то, что генеративные органы (зерно) растений по сравнению с вегетативными являются наиболее стабильными по элементному составу и экологический фактор варьирования состава (Ильин, 1977). Этот факт может рассматриваться как предпосылка для получения зерна обогащенного цинком для создания биологически-активных добавок и балансировки пищевых рационов. Однако, в этих условиях одновременно происходит снижение урожайности за счет фитотоксического эффекта, причем этот эффект сильнее проявляется на почве легкого гранулометрического состава, имеющей меньшую буферную способность. Добавка ОСВ, несмотря на то, что вносит дополнительное загрязнение цинком, увеличивает буферность су-

песчаной почвы, в результате чего снижается биодоступность цинка, уменьшается его концентрация в зерне и увеличивается урожай.

Таблица 6

Содержание цинка в зерне ячменя по вариантам вегетационного опыта

Вариант Урожайность, г/сосуд Содержание Хп в зерне мг/кг Вынос 2м зерном мг/сосуд

Тяж.сугл Супесч. Тяж.сугл Супесч. Тяж.сугл Супесч.

Контроль 6,3 4,7 39 25 0,24 0,12

Фон (2п500) 2,0 0,9 83 132 0,17 0,12

Фoн+N зд 1,6 95 120 0,30 0,20

Фон+Р 1,8 1,1 81 116 0,15 0,12

Фон+К 1,9 0,9 103 113 0,19 0,11

Фон+ЫР 3,4 2,7 126 138 0,43 0,38

Фон+РК 2,1 1,2 93 109 0,20 0,13

Фон+ЫК 2,9 3,0 103 118 0,30 0,36

Фон+ЫРК 3,5 2,7 108 118 0,38 0,32

Фон+ОСВ+ ЫРК 4,4 4,0 100 96 0,44 0,38

НСР05 0,6 0,5 8,7 11,7 0,1 0,09

Статистическая обработка результатов опыта методом регрессионного анализа (табл.7) позволила определить закономерности действия факторов на урожайность, концентрацию цинка и его вынос зерном ячменя.

Таблица 7

Величины коэффициентов уравнений регрессии и их статистическая значи-_мость по ^критерию__

Факторы Урожайность, г Концентрация цинка в зерне, мг/кг Вынос цинка, мг.

Тяж.сугл. Супесч. Тяж.сугл. Супесч. Тяж.сугл. Супесч.

Коэф. 1 Коэф. 1 Коэф. 1 Коэф. 1 Коэф. с Коэф. 1

У0 1,83 0,68 84,25 123,8 0,15 0,09

N 1,28 8,6* 1,48 4,93* 18 1,93 6 0,98 0,18 5,31* 0,2 4,47*

Р 0,23 1,5 0,33 1,09 6 0,64 -0,5 -0,1 0,05 1,52 0,04 0,92

К 0,03 0,2 0,38 1,25 5,5 0,59 -12 -2,0 0.005 0,15 0,03 0,57

К 0,97 0,93 0,73 0,74 0,94 0,92

* Р > 0.99

Как видно, минеральные удобрения слабо влияют на концентрацию цинка в растениях, в большей степени оказывает влияние на общую продуктивность (табл.6, 7), особенно азот, действие которого достоверно и на продуктивность и на вынос цинка. Действие фосфорных и калийных удобрений существенно меньше и находится в пределах ошибки опыта.

По результатам вегетационного опыта на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве на фоне полного минерального удобрения и содержании Cd 2 мг/кг при дозах цинка 0, 200,400 мг/кг субстрата установлено, что при совместном внесении цинка и кадмия между этими элементами возникают антагонистические отношения - цинк снижает поступление кадмия в проростки, причем по мере развития растений эта тенденция усиливается (табл. 8). В зерне эта тенденция сохраняется - в контроле без цинка концентрация в зерне максимальная (табл. 9). Поступление цинка в зерно происходит в зависимости от дозы (табл. 9).

Таблица 8

Накопление кадмия зеленой массой и корнями ячменя в зависимости _от дозы цинка и возраста растений на фоне кадмия, мкг/г_

Часть Растений Доза Zn, Время вегетации, дней

мг/кг 3 6 16 50

Зеленая 0 0,08 0,05 0,19 0,28

масса 200 0,08 0,21 0,14 0,08

400 0,04 0,09 0,05 0,06

НСР05 0,02 0,03 0,05 0,03

Корни 0 0,20 0,97 0,53 0,92

200 0,26 0,36 0,43 0,63

400 3,39 0,19 0,46 0,63

HCPos 0,05 0,09 0,09 0,12

Таблица 9

Влияние дозы цинка на продуктивность и состав зерна ячменя

Вариант масса, г Zn, мкг/г Cd, мкг/г

znO 3,65 38 0,035

zn200 3,10 71 0,022

zn400 2,67 83 0,021

НСР05 0,1 5 0,005

Результаты микрополевого опыта на тяжелосуглинистой дерново-подзолистой почве (табл. 10-11, рис.8-9) подтвердили найденные ранее закономерности.

Таблица 10

Характеристики почвы по вариантам микрополевого опьгга_

Доза цинка мг/кг рН КСЬ 5, мг-экв. / 100 г Содержание подвижных форм цинка

Интенсивность*, мкг запас *, мг/кг

0 5,00/3,89 10/9 0,05/0,45 15/11

300 4,86/3,94 9,9/8,9 11/21 113/170

600 4,63/3,93 10,7/9,4 28/30 214/300

Примечание. В числителе - по извести, в знаменателе - без извести, интенсивность и запас подвижного цинка определяли предложенным нами методом.

Так накопление цинка в проростках ячменя описывается следующей моделью:

Н = 0,14 Ъъ - 25,7 И + 3,498 г,

где Zn - доза цинка (мг/кг), И - значение фактора известкования (0 и 1), I -время вегетации (дни). Модель в достаточной мере адекватна (множественное 11=0,91), значимость факторов доз цинка, известкования и времени вегетации на поступление цинка в растения ячменя - очень высокая (Р > 0,99, табл. 11).

Таблица 11

Влияние факторов на накопление цинка растениями по данным _микрополевого опыта__

Фактор в регрессионном уравнении Коэффициенты ^статистика

Доза 0,1436 11,2

Известкование -25,75 4,1

Время 13,5

Множественный К. 0,91

Поглощение цинка растениями ячменя на разных сроках происходит неравномерно - наиболее активно в возрасте от 14 до 28 дней (рис. 8). Известкование является существенным фактором, значительно снижающим интенсивность подвижных форм цинка, практически не влияя на их запас (табл. 10), а также значительно снижает доступность цинка и кадмия (рис.8-9), что согласуется с данными других авторов. На содержание кадмия в растениях оказывали влияния факторы известкования и доз цинка (рис. 9), что демонстрирует их протекторные свойства по отношению к загрязнению растений ячменя кадмием.

Вынос 2п, мкг

Рис. .8. Влияние известкования на динамику поступления цинка в растения ячменя при содержании цинка 300 мг/кг почвы

Концентрация кадмия, мг/кг

Рис. 9. Влияние доз цинка на поступление кадмия в растения ячменя на известкованном (из.) и неизвесткованном (н.и.) фоне

Таким образом, сочетание известкования и внесения цинка в почву привело к существенному (в 2-2,5 раза) снижению содержания кадмия в растениях ячменя, выращиваемого на загрязненной дерново-подзолистой почве, что может использоваться в качестве приема ее частичной детоксикации. Согласно данным (СИапеу и др., 2005) сопутствующее обогащение зерна цинком еще дополнительно снизит биодоступность кадмия для животных и человека.

Выводы

1. Разработка новых эффективных методов анализа и их модификация являются приоритетным направлением современной агрохимии и агроэкологии. На основе рентгено-флуоресцентного метода разработаны методики определения общего содержания и подвижных форм тяжелых металлов, а также экспрессный способ определения суммы поглощенных оснований и ЕКО. Разработана, аттестована и стандартизирована на отраслевом уровне методика определения общего содержания стронция, цинка, никеля, марганца и других металлов с использованием отечественных портативных рентгеновских спектрометров.

2. Для определения запаса подвижных форм ТМ предложен новый сорбционно-кинетический способ на основе накопления ТМ из водно-солевой суспензии почвы на фильтрах с иммобилизованными хелатными группами. Способ позволяет, не меняя рН почвы, провести накопление на фильтре подвижных форм ТМ из почвы с одновременным отделением мешающих определению примесей с последующим определением рентгено-флуоресцентным или атомно-абсорбционным методами. Для определения суммы поглощенных оснований и ЕКО предложен модифицированный экспрессный способ на основе насыщения ППК почвы ионами стронция с последующим его определением рентгено-флуоресцентным методом.

3. Длительное применение минеральных удобрений и извести на легкосуглинистой дерново-подзолистой почве не привело к опасному накоплению цинка, кадмия и стронция в пахотном слое (Длительный полевой опыт РГАУ-МСХА). Многократное известкование существенно не повлияло на содержание стронция, однако длительное ежегодное применение высоких доз фосфорных удобрений (150 кг/га) привело к незначительному (не более чем на 30 мг/кг) накоплению стронция до уровня 150 мг/кг, что значительно меньше допустимого уровня. Применение извести способствовало снижению доступности цинка растениям в 1,5 раза.

4. Конверсионный мел содержит в качестве примеси до 1,5 % стабильного стронция и, теоретически, при его применении может приводить к стронциевому загрязнению с длительным последействием. Однако, в результате проверки в производственных условиях хозяйств Тверской области использование конверсионного мела на дерново-подзолистой почве в качестве известкового материала в дозе 3 т/га в длительном последействии не только не привело к загрязнению по профилю почвы стронцием выше допустимого уровня, но и приблизило его содержание к исходному фоновому уровню.

5. При внесении цинка в дозе 500 мг/кг почвы продуктивность ячменя снизилась на 63% в супесчаной и на 58% в тяжелосуглинистой дерново-подзолистой почве, а накопления цинка в зерне увеличилось в 4,8 и 2,5 раза соответственно. Азотные удобрения достоверно увеличивали вынос цинка зерном ячменя (Р > 0.99), статистически достоверного действия фосфорных и калийных удобрений в опыте не выявлено. При совместном внесении цинка и кадмия между этими элементами возникают конкурентные отношения - цинк снижает поступление кадмия в проростки и зерно. Обратное воздействие кадмия на по-

ступление цинка в зерно не проявилось. Поглощение цинка растениями ячменя на разных сроках происходит неравномерно - наиболее активно в возрасте от 14 до 28 дней.

6. Антагонизм между поступлением кадмия и цинка в растения может использоваться для частичной детоксикации загрязненной кадмием почвы, но обычно сопровождается токсическим эффектом от высоких доз цинка, который можно снизить за счет известкования. Сочетание известкования и внесения цинка в почву привело к существенному (в 2-2,5 раза) снижению содержания кадмия в растениях ячменя. Наблюдаемое при этом одновременное обогащение растительной продукции цинком дополнительно снизит поступление и токсический эффект кадмия в организме животных и человека.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пуховский A.B. Рентгено-флуоресцентное определение тяжелых металлов в почвах с использованием портативных рентгеновских спектрометров СПЕКТРОСКАН / A.B. Пуховский, И.В. Колокольцева, Т.Ю. Пуховская, В.М. Ерошина // Научное обеспечение и совершенствование методологии агрохимического обслуживания земледелия России.: Матер, научно-практической конференции (МГУ).- М.: изд-во Моск. ун-та, 1999. -С.271-280.

2. Пуховский A.B. Определение подвижных форм элементов в солянокислых вытяжках при проведении полевых и лабораторных агрохимических и агроэкологических исследований / A.B. Пуховский, Т.Ю. Пуховская // Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы: Матер. 3-й Российской биогеохимической школы, Горно-Алтайск, 4-8 сентября 2000.-Новосибирск, 2000,- С.172-173.

3. ОСТ 10-259-2000. Стандарт отрасли. Почвы. Рентгенофлуоресцеит-ное определение валового содержания тяжелых металлов,- Минсельхоз России, 2001,- 24 с.

4. Пуховская Т.Ю. Рентгено-флуоресцентное определение кислото-растворимых и подвижных форм тяжелых металлов в почве / Т.Ю. Пуховская, Е.Э. Игнатьева, A.B. Пуховский // Современное приборное обеспечение и методы анализа почв, кормов, растений и с.-х. сырья : Матер.З-й международной конференции (ВНИИА).-М.: ВНИИА, 2005. - С. 84-87.

5. Пуховский A.B. Сравнение адекватности методов определения тяжелых металлов в почвах / A.B. Пуховский, Т.Ю. Пуховская, М. Ляйтерер, Г. Кисслинг, К. Энглер // Доклады РАСХН.- 2005,- № 5. - С. 26-28.

6. Пуховский A.B. Влияние неоднородности почвенных характеристик на стратегию агрохимического обследования / A.B. Пуховский, Т.Ю. Пуховская // Плодородие,- 2003.- №1. - С. 6-7.

7. Пуховская Т.Ю. Влияние почвенных характеристик и минеральных удобрений на биодоступность цинка / Т.Ю. Пуховская // Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур: Матер.

41-й международной научной конференции ВНИИА). - М.: ВНИИА, 2007. -С.225-228.

8. Пуховская Т.Ю. Портативные рентгеновские спектрометры Спек-троскан в агроэкологической оценке почв земель сельскохозяйственного назначения / Т.Ю. Пуховская, A.B. Пуховский // Роль природообустройства сельских территорий в обеспечении устойчивого развития АПК: Матер, международной научно-практической конференции.- Москва, 2007.- С.109-113.

9. Пуховский A.B. Портативные рентгеновские спектрометры Спек-троскан в агроэкологической оценке почв земель сельскохозяйственного назначения / A.B. Пуховский, Т.Ю. Пуховская // Современные проблемы загрязнения почв: Матер, международной научная конференции,- Москва 28.05.07-1.06.07,2007.-Т.2.-С.229-233. _________________________________________

10. Пуховская Т.Ю. Влияние почвенных характеристик и минеральных удобрений на доступность цинка растениям/ Т.Ю Пуховская // Агрохимический Вестник, 2009,- №2,- С. 38-39.

11. Пуховская Т.Ю". "Влияние удобрений на подвижность и накопление тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве / Т.Ю. Пуховская, A.B. Пуховский // Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде: Матер.V международной научно-практической конференции, 16-18 октября 2008. т., Семипалатинск. -2008.- т.2.- С.12-25.

12. Пуховская Т.Ю. Влияние цинка и известкования на поступление кадмия в растения ячменя / Пуховская Т.Ю., Пуховский A.B. // Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий. Матер. 6-й международной биогеохимической школы. 22-25 сентября 2008 - Астрахань, 2008,-С. 131-132.

Работа по изданию выполнена в редакционно-издательском отделе ВНИИА Лицензия на издательскую деятельность ЛР 040919 от 07.10.98 Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД № 53-468 от 13.08.99 Подписано в печать: 24.04.2009 Формат 60x84/16 Заказ № 12

Уся. печ. л. 1,3 Тираж 100

127550, Москва, ул. Прянишникова, 31 А Тел. 976-25-01

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пуховская, Татьяна Юрьевна

Введение.

Глава 1. Тяжелые металлы в системе почва - растение - удобрение (Обзор литературы).

1.1. Микроэлементы в твердой фазе почвы.

1.2.Микроэлементы в почвенном растворе.

1.3.Дерново-подзолистые почвы и ТМ.

1.4.0собенности поведения цинка, кадмия и стронция.

1.5. Взаимодействие цинка и кадмия в системе почва-растение.

1.6.Формы тяжелых металлов в почве и методы их определения.

1.7. Биодоступность ТМ.

1.8. Роль удобрений в циклах микроэлементов.

1.9. Оценка фитотодоступности тяжелых металлов в почве.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

Глава 3. Разработка методик рентгено-флуоресцентного определения форм металлов в почве и растениях.

3.2. Определение валовых форм ТМ с применением РФ А.

3.3 Определение подвижных форм ТМ с применением РФА и ДЭТАТА фильтров.

3.4 Определение емкости катионного обмена и суммы поглощенных оснований с применением РФА.

3.5. Рентгено-флуоресцентное определение цинка и других микроэлементов в проростках растений.

Глава 4. Влияние мелиорантов и удобрений на подвижность и накопление ТМ в дерново-подзолистой почве.

5.1. Влияние ЕКО и буферных характеристик почвы на доступность цинка.

5.2. Влияние минеральных удобрений и гранулометрического состава почвы на доступность цинка по данным вегетационных опытов.

5.3 Влияние доз цинка на накопление цинка и кадмия ячменем.

5.4 Влияние известкования и доз цинка на динамику накопления цинка и кадмия проростками ячменя.

Выводы.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Влияние удобрений на накопление и доступность тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве"

Один из наиболее сильных факторов нарушения нормального функционирования природных экосистем и агроэкосистем - поступление в объекты окружающей среды, в том числе в почву и растения, тяжелых металлов (ТМ). Поэтому их поведение в экосистемах является приоритетным направлением современных агроэкологических и биогеохимических исследований. Современные исследования в этой области базируются на идеях В.И.Вернадского, А.Е.Ферсмана, А.П.Виноградова, В.В.Ковальского. В различных областях знания эти идеи получили развитие трудами: почвоведов - В.А.Ковды, Н.Г.Зырина, А.Кабата-Пендиас, Р.Л. Митчелла, Г.Я.Ринькиса, В.Б. Ильина; геохимиков - Б.Б.Полынова, А.И. Перельмана, М.А.Глазовской, В.В.Добровольского; физиологов и биохимиков растений - Я.В.Пейве, М.Я.Школьника; агрохимиков М.В.Каталымова, А.В. Чумакова, Б.А.Ягодина и многих других. Особенно они актуальны в зоне умеренного климата и достаточного увлажнения, характерной особенностью почв которой является низкое содержание органических веществ и обменных оснований в верхнем горизонте, что увеличивает биодоступность тяжелых металлов и усиливает риск накопления их в сельскохозяйственной продукции. Удобрения рассматриваются многими исследователями (Черных Н.А., 1994,1999,2002; Ефремов, 1988; Овчаренко, 1997; Аристархов, 2000; Потатуева, 1994; Карпова, 2005) как возможный источник поступления загрязняющих почву ТМ и микроэлементов, но в то же время способствуют самоочищению почвы за счет уменьшения подвижности и увеличения выноса ТМ (Кудеярова 1993, 1995; Аристархов, 2002). Особую роль играют известьсодержащие удобрения, которые в кислых почвах снижают доступность и подвижность ТМ (А.Кабата-Пендиас, Х.Пендиас, 1989; Шильников, Аканова, 1995; Ильин, 1991). Тем не менее, несмотря на накопленный фактический материал, исследований по этой проблеме, особенно выполненных на базе длительных полевых опытов, недостаточно. Наибольший интерес для изучения в длительных опытах представляют два аспекта проблемы: накопление ТМ в почве в связи с применением удобрений и их влияние на подвижность и доступность ТМ. Второй аспект является наиболее сложным в связи с отсутствием единой методологии определения подвижных форм ТМ. Разные исследователи и школы используют сотни различных вытяжек (кислотные, щелочные, солевые, комплексообразующие и т.д.), причем даже для определения форм одного и того же элемента, что существенно осложняет проведение соответствующих исследований и обобщение получаемых данных. Поэтому остается актуальным поиск новых недорогих и эффективных методов и подходов для оценки подвижности и доступности ТМ в почве.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось выявление закономерностей влияния удобрений на доступность и накопление ТМ в дерново-подзолистой почве. При этом было предусмотрено решение следующих задач:

1. Разработать методики определения почвенных характеристик и форм ТМ в почве на основе рентгено-флуоресцентного метода.

2. Выявить закономерности влияния удобрений на подвижность и накопление различных форм цинка, кадмия и стронция в дерново-подзолистой почве многолетних стационарных полевых опытов.

3. Выявить закономерности влияния минеральных удобрений и известкования на доступность и динамику поступления цинка в растения ячменя на дерново-подзолистой почве при разных уровнях загрязнения цинком.

4. Выявить закономерности поступление кадмия в растения и зерно ячменя на фоне высоких доз цинка.

Научная новизна. Новыми являются методики определения общего содержания, обменных форм ТМ в почве и ускоренный метод определения емкости катионного обмена (ЕКО) на основе использования метода рентгено-флуоресцентного анализа (РФА).

Установлены количественные закономерности в накоплении и доступности ТМ растениям при применении извести и удобрений в дерново-подзолистой легкосуглинистой и тяжелосуглинистой почвах.

Показана возможность снижения поступления кадмия в растения и зерно ячменя путем внесения высоких доз цинка в почву при высоких буферных характеристиках почвы.

Практическая ценность1 работы и реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы в агрохимической службе для определения общего содержания свинца, меди, никеля, железа, марганца, стронция по ОСТ 10-259-2000 (Стандарт отрасли. Почвы. Рентге-нофлуоресцентное определение валового содержания тяжелых металлов) при контроле загрязнения почв ТМ.

Результаты исследований могут быть использованы:

- в научных исследованиях для определения запаса подвижных (доступных) форм ТМ в почве и ускоренного определения ЕКО и суммы обменных оснований,

- в аграрных ВУЗах в учебном процессе,

- для реализации разработок в области управления микроэлементным составом растительной продукции.

Публикации. Опубликовано 12 работ, в том числе 1 стандарт отрасли, 3 работы из списка журналов рекомендованных ВАК.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы доложены на III Российской биогеохим. школе (Горно-Алтайск 2000), Научно-практ. конф (Москва, март 1999), III и V Межд. конф.: (Москва, 2005 и 2007), 41 Межд. научн. конф. (ВНИИА, 2007), V Межд. научно-практ. конф. (Семипалатинск, 2008), VI Межд. биогеохим. школе (Астрахань, 2008).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, выводов, приложений и списка литературы. Работа изложена на 116 страницах, включая 13 рисунков, 31 таблицу и 24 таблицы приложения. Список литературы содержит 141 ссылку.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Пуховская, Татьяна Юрьевна

Выводы

1. Разработка новых эффективных методов анализа и их модификация являются приоритетным направлением современной агрохимии и агроэкологии. На основе рентгено-флуоресцентного метода разработаны методики определения общего содержания и подвижных форм тяжелых металлов, а также экспрессный способ определения суммы поглощенных оснований и ЕКО. Разработана, аттестована и стандартизирована на отраслевом уровне методика определения общего содержания стронция, цинка, никеля, марганца и других металлов с использованием отечественных портативных рентгеновских спектрометров.

2. Для определения запаса подвижных форм ТМ предложен новый сорбционно-кинетический способ на основе накопления ТМ из водно-солевой суспензии почвы на фильтрах с иммобилизованными хелатными группами. Способ позволяет, не меняя рН почвы, провести накопление на фильтре подвижных форм ТМ из почвы с одновременным отделением мешающих определению примесей с последующим определением ТМ рент-гено-флуоресцентным или атомно-абсорбционным методами. Для определения суммы поглощенных оснований и ЕКО предложен модифицированный экспрессный способ на основе насыщения ПИК почвы ионами стронция с последующим его определением рентгено-флуоресцентным методом.

3. Длительное применение минеральных удобрений и извести на легкосуглинистой дерново-подзолистой почве не привело к опасному накоплению цинка, кадмия и стронция в пахотном слое (Длительный полевой опыт РГАУ-МСХА). Многократное известкование существенно не повлияло на содержание стронция, однако длительное ежегодное применение высоких доз фосфорных удобрений (150 кг/га) привело к незначительному (не более чем на 30 мг/кг) накоплению стронция до уровня 150 мг/кг, что значительно меньше допустимого уровня. Применение извести способствовало снижению доступности цинка растениям в 1,5 раза.

4. Конверсионный мел содержит в качестве примеси до 1,5 % стабильного стронция и, теоретически, при его применении может приводить'к стронциевому загрязнению с длительным последействием. Однако, в результате проверки в производственных условиях хозяйств Тверской области использование конверсионного мела на дерново-подзолистой почве в качестве известкового материала в дозе 3 т/га в длительном последействии не только не привело к загрязнению по профилю почвы стронцием выше допустимого уровня, но и приблизило его содержание к исходному фоновому уровню.

5. При внесении цинка в дозе 500 мг/кг почвы продуктивность ячменя снизилась на 63% в супесчаной и на 58% в тяжелосуглинистой дерново-подзолистой почве, а накопления цинка в зерне увеличилось в 4,8 и 2,5 раза соответственно. Азотные удобрения достоверно увеличивали вынос цинка зерном ячменя (Р > 0.99), статистически достоверного действия фосфорных и калийных удобрений в опыте не выявлено. При совместном внесении цинка и кадмия между этими элементами возникают конкурентные отношения - цинк снижает поступление кадмия в проростки и зерно. Обратное воздействие кадмия на поступление цинка в зерно не проявилось. Поглощение цинка растениями ячменя на разных сроках происходит неравномерно — наиболее активно в возрасте от 14 до 28 дней.

6. Антагонизм между поступлением кадмия и цинка в растения может использоваться для частичной детоксикации загрязненной кадмием почвы, но обычно сопровождается токсическим эффектом от высоких доз цинка, который можно снизить за счет известкования. Сочетание известкования и внесения цинка в почву привело к существенному (в 2-2,5 раза) снижению содержания кадмия в растениях ячменя. Наблюдаемое при этом одновременное обогащение растительной продукции цинком дополнительно снизит поступление и токсический эффект кадмия в организме животных и человека.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Пуховская, Татьяна Юрьевна, Москва

1. OCT 10-259-2000. Стандарт отрасли. Почва. Рентгенофлуоресцентное определение валового содержания тяжелых металлов // Минсельхоз России, 2001.- 24 с.

2. ГОСТ 17.4.4.01.-84 Охрана природы. Почва. Методы определения емкости катионного обмена // Издательство стандартов, 1984.-9 с.

3. Алексеев Ю.В. Поглощение кадмия злаковыми растениями из дерново-подзолистой и карбонатной почв // Агрохимия, 2003.- № 8.- С. 80-82.

4. Алексеев Ю.В., Вялушкина Н.И., Маслова А.И. Влияние химической активности карбонатов кальция и магния на транслокацию тяжелых металлов из почвы в растения // Агрохимия, 1999.- №8. -С. 79-81.

5. Алексеев Ю.В., Вялушкина Н.И. Поглощение зольных элементов растениями в смешанных посевах из дерново-подзолистой почвы // Агрохимия, 2001.- № 8.- С.30-32.

6. Алексеев Ю.В., Вялушкина Н.И. Влияние кальция и магния на поступление кадмия и никеля из почвы в растения вики и ячменя // Агрохимия, 2002.-№ 1.- С.82-84.

7. Алексеенко В.А. Цинк и кадмий в окружающей среде.-М.:Наука, 1992.-200 с.

8. Адерихин П. Г., Протасова Н. А., Щеглов Д. Ю. Микроэлементы в системе почва — растение центрально-черноземных областей // Агрохимия, 1978.- № 2.- С.102.

9. Аристархов А.Н. Эколого-агрохимическое обоснование оптимизации питания растений и комплексного применения макро- и микроудобрений в агроэкосистемах. Диссер. в виде научн. докл. докт. биол. наук. М., 2000.- 88 с.

10. Ю.Аристархов А.Н., Харитонова А.Ф. Характеристика состояния и подходы к прогнозированию загрязнения агроэкосистем тяжелыми металлами // Докл. II Межд. научно-практ. конф. «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде». Казахстан,

11. Семипалатинск, 2002.- Т.1.- С. 193-200.

12. Барбер С.А. Биологическая доступность питательных веществ в почве. -М.: Агропромиздат, 1988.-376 с.

13. Бинтам Ф.Т., Коста М., Эхенбергер И. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов / Под ред. Х.Зигеля, А. Зигель.- М.: Мир, 1993.368 с.

14. Большаков В.А. Энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный метод анализа почв.-М.: Почв.ин-т им. Докучаева, 1978.- 54 с.

15. Большаков В.А., Журавлева Е.Г. Использование микровегетационного опыта для оценки химических методов извлечения микроэлементов из почв //Агрохимия, 1970.-№ 6.

16. Вахмистров Д.Б. Пространственная организация ионного транспорта в корне.- М.: Наука, 1991.-49 с.

17. Вахмистров Д.Б. Современные представления о механизмах первичного поглощения солей растениями // Агрохимия, 1966.- №11.- С. 130-145.

18. Вахмистров Д.Б., Мазель Ю.Я. Поглощение и передвижение солей в клетках корня. //Физиология растений.-М.,1973.- Т. 1.-С. 164-212.

19. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах.- М: Изд-во АН СССР, 1957.- с.237.

20. Водяницкий Ю.Н. Роль почвенных компонентов в закреплении техногенных Аэ, и РЬ в почвах // Агрохимия, 2008. -№1.-С.83-91.

21. Власюк П.А. Микроэлементы в обмене веществ в растениях.- Киев: Наукова думка, 1976.- 202 с.

22. Гармаш Г.А., Гармаш Н.Ю. Распределение тяжелых металлов по органам культурных растений // Агрохимия, 1987.- С.40-47.

23. Гигиена окружающей среды /Под ред. Сидоренко Г. И.- М.: Медицина, 1985.-304 с.

24. Говорина В.В., Виноградова С.Б. Минеральные удобрения и загрязнение почв тяжелыми металлами // Химизация сельского хозяйства,1991.-№ 3.- С. 87-90.

25. Головатый С.Е. Тяжелые металлы в агроэкосистемах. Минск, 2002.239 с.

26. Горбатов B.C., Зырин Н.Г. О выборе экстрагента для вытеснения из почв обменных катионов тяжелых металлов. Вест. МГУ.

27. Сер.почвовед., 1987.- №2.- С. 22-26.

28. Длительному полевому опыту ТСХА 90 лет: итоги научных исследований. М.: Изд-во МСХА, 2002.- С.262.

29. Дмитриев Е.А., Мотузова Г.В., Косов Г.Ф., Деев В.И. Применение методов математической статистики в почвоведении, мелиорации и сельском хозяйстве. Методические указания.- Москва- Новочеркасск, 1980.- 57 с.

30. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований).- М.:Агропромиздат, 1985.-351с.

31. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ.кн. 1 и 2 / Пер. с англ.-2 изд. Перераб. и доп. М.¡Финансы и статистика, 1987.351 с.

32. Дричко В.Ф., Литвинович A.B., Павлова О.Ю. Накопление стронция и кальция растениями при внесении в почву возрастающих доз конверсионного мела // Агрохимия, 2002.-№4.-С.81-87.

33. Ефимов В.Н., Сергеева Т.Н., Величко Е.В. Влияние длительного применения удобрений на содержание тяжелых металлов в дерново-подзолистой глинистой почве // Агрохимия, 2001.- № 10.- С. 68-72.

34. Ефремов E.H., Носиков В.В. Контроль за содержанием тяжелых металлов в удобрениях и химических мелиорантах // Сб.науч.тр. ЦИНАО.М.,1988.-С.91-ЮО.

35. Зырин Н.Г., Стоилов Г.П. Использование метода проростков для определения подвижности микроэлементов в почвах и оценки химических методов // Агрохимия, 1964.-№ 7.

36. Ивашов П.В. Биогеохимия внутрипочвенного выветривания. М.: Наука, 1993.-379 с.

37. Ильин В. Б.//Изв. СО АН СССР. Сер.биол. наук., 1981.- № 10.-Вып. 2.- С.49.

38. Ильин В.Б. Элементарный химический состав растений.- Новосибирск: Наука, 1985.- 129 с.

39. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. -Новосибирск: Наука Сиб. отд-ние, 1991.-151с.

40. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. Факторы, его определяющие.// Изв. СО АН СССР. Сер. биол.наук., 1977.-№10.- Вып.2.-С.З-14.

41. Ильин В.Б., Гармаш ГА., Гармаш Н.Ю. Влияние тяжелых металлов на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур //Агрохимия, 1985.- № 6.- С. 90-99.

42. Ильин В.Б. Оценка защитных возможностей системы почва-растение при модельном загрязнении почвы свинцом (по результатам вегетационных опытов) //Агрохимия, 2004. -№4.- С.52-57.

43. Ильин В.Б. К оценке массопереноса тяжелых металлов в системе почва — сельскохозяйственная культура// Агрохимия, 2006.-(№3.- С. 52-59.

44. Кабата-Пендиас А. Проблемы современной биогеохимии микроэлементов.// Рос.хим.ж., 2005.- т. ХЫХ.- №3. -С.15-19.

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

46. Кабата-Пендиас А. Фитоиндикация как инструмент для изучения окружающей среды // Сибирский экологический журнал, 2001.- т. YIII.-№2. -С. 125-130.

47. Карпова Е.А. Роль удобрений в циклах микроэлементов в агроэко-системах.// Рос.хим. ж., 2005.- т. XLIX, №3.- С.20-25.

48. Караваева H.A., Жариков С.Н. О проблеме окультуривания почв //Почвоведение, 1998.-№ 11.-С. 1327-1338.

49. Карпухин А.И., Бушуев Н.Н.Влияние применения удобрений на содержание тяжелых металлов в почвах длительных полевых опытов // Агрохимия, 2007. -№5.- С. 76-84.

50. Ковальский В.В., Андрианов Г.А. Микроэлементы в почвах СССР. М.: Наука, 1970.-180 с.

51. Ковда В.А., Якушевская И.В., Тюрюканов А.Н. Микроэлементы в почвах Советского Союза. М., 1959.-67 с.

52. Кудеярова А.Ю. Фосфатогенная трансформация почв. М.:Наука, 1995.- 287с.

53. Кудеярова А.Ю. Педогеохимия орто- и полифосфатов в условиях применения удобрений. М.: Наука, 1993.- 240с.

54. Ливеровский Ю.А. Основные принципы классификации окультуренных почв //Тез. Докл. II съезда ВОП. Харьков, 1962.- С. 272-275.

55. Литвинович A.B., Павлова O.K., Лаврищев A.B., Бирюков В.А. Разложение конверсионного мела в дерново-подзолистой почве в связи с угрозой ее загрязнения стабильным стронцием // Агрохимия, 2001.-№11.-С.71-76.

56. Литвинович A.B., Лаврищев A.B.Стронций в системе удобрения (мелиоранты) почва — природные воды — растения — животные (человек) // Агрохимия, 2008.- №5.-С. 73-86.

57. Лобанов Ф.И./Химико-рентгенофлуоресцентный анализ(обзор)-Заводская лаборатория, 1981.- т. 10.47, С. 1-11

58. Лосев Н.Ф. Количественный рентгеноспектральный флуоресцентный анализ.-М.: Наука, 1969.-336 с.

59. Лукин С.М., Авраменко П.М. Цинк в агроландшафтах Белгородской области // Агрохим. вестн., 2005.-№5.-С.4-5.

60. Лукин С.М. Неоднородность агрохимических свойств почв в длительных опытах с удобрениями /Совершенствование организации и методологии агрохимических исследований в географической сети опытов с удобрениями, 2006. С. 757.

61. Маковский Р.Д., Прудников А.Д., Драгунова О.Г. Миграция стронция, внесенного с мелиорантами // Агрохим. вестн., 2008.-№3.-С.10-12.

62. Мерзлая Г.Е.Использование органических отходов в сельском хозяйстве.// Рос.хим.ж., 2005.- т. XLIX.- №3.- С.48-54.

63. Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии.- М.: МГУ, 1988.- 285 с.

64. Мотузова Г.В., Карпова Е.А., Малинина М.С., Чичева Т.Б. Почвенно- химический мониторинг фоновых территорий.- М.: МГУ, 1990.- 90 с.

65. Мотузова Г.В. Почвенно-химический экологический мониторинг.-М.: Изд-во Московского университета, 2001.- 85с.

66. Мотузова Г.В., Карпова Е.А. О программе почвенного фонового мониторинга // Почвоведение, 1985. -№3.- С. 131-135.

67. Нестерова A.M. Действие тяжелых металлов на корни растений / Поступление свинца, кадмия и цинка в корни, локализация металлов и механизмы устойчивости растений//Биолог. Науки, 1989.-№9.-С.72-86. .

68. Нефедов В.И. Рентгено-электронная спектроскопия химических соединений / Справочник, М: Химия.-1984.-252 с.

69. Носовская И.И., Соловьев Г.А., Егоров B.C. Влияние длительного систематического применения различных форм минеральных удобрений и навоза на накопление в почве и хозяйственный баланс кадмия, свинца, никеля и хрома//Агрохимия, 2001.- №1.-С. 82-91.

70. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение.- М.:Мин. сельхоз. и продовольствия России, ЦИНАО, 1997. -257с.

71. Павлоцкая Ф. И., Миграция радиоактивных продуктов глобальных выпадений в почвах. М.: Атомиздат, 1974.- 215 с.

72. Павлоцкая Ф. И., Роль органического вещества почв в миграции в них радиоактивных продуктов глобальных выпадений. //В кн.: Очерки современной геохимии и аналитической химии. М.: Наука, 1972.- 252 с.

73. Панин М.С. Аккумуляция тяжелых металлов растениями Семипалатинского Прииртышья.- Семипалатинск.: Г.У.«Семей», 1999.-309 с.

74. Парибок ТА. Загрязнение растений металлами и его экологофи-зиологические последствия // Растения в экстремальных условиях минерального питания / Под ред. М.Я. Школьника, Н.В. Алексеевой-Поповой.- Л.: Наука, 1983.- С. 82-99.

75. Плохинский H.A. Биометрия.-М.:Изд.МГУ, 1970.-368 с.

76. Постников A.B., Чумаченко И.Н., Кривопуст H.JI. Влияние различных форм фосфорных удобрений на плодородие и накопление тяжелых металлов в почвах и растениях. //М-лы конф. «Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах».-М., 1994.- С.54-63.

77. Помазкина JI.B. Оценка режимов функционирования и устойчивости агроэкосистем // Проблемы сохранения биоразнообразия. -Новосибирск: Наука.Сибирское предприятие РАН, 1998.- С. 175-179.

78. Почвы Московской области и повышение их плодородия.-М. Московский рабочий, 1974.-662 с.

79. Пуховский A.B. Определение подвижных форм металлов в почве сорбционно-кинетическим методом // Докл.РАСХН, 2007.- N 1. С. 28-30.

80. Пуховский A.B. , Сафонов А.Ф.; Хохлов Н.Ф. Применение экспрессных методов почвенных агрохимических анализов для повышения информативности длительных полевых опытов // Докл.РАСХН, 2002.-N4. -С. 31-34.

81. Пуховский A.B. Многоэлементные экстрагенты и методы в агрохимическом обследовании: концепции, принципы и перспективы / ЦИНАО.-М., 2003 102 с.

82. Пуховский A.B., Пуховская Т.Ю., Ляйтерер М., Кисслинг Г., Энг-лер К. Сравнение адекватности методов определения тяжелых металлов в почвах // Докл. РАСХН.- 2005.- N 5. С. 26-28.

83. Развитие почвенно-экологических исследований / Ред. Минеев В.Г.- М.: Изд-во МГУ, 1999.- С. 164.

84. Ринькис Т.Я. Оптимизация минерального питания растений. -Рига: «Зинатне», 1972.-355с.

85. Садовникова Л. К., Зырин В.Б.//Почвоведение, 1985.- № 10. -С. 84.

86. Сальников В. Г., Павлоцкая Ф. И., Моисеев И. Т. О связи 90Sr с компонентами органического вещества почв при внесении извести и торфа и их роль в накоплении радиоизотопа растениями. //Почвоведение, 1976.- № 5- С. 87.

87. Серегина И.И. Продуктивность и адаптивная способность сельскохозяйственных культур при использовании микроэлементов и регуляторов роста. Автореферат. докт. биол. наук.- М., 2008.- 42 с.

88. Соколов O.A., Черников В.А., Лукин C.B. Атлас распределения тяжелых металлов в объектах окружающей среды.- Белгород: Константа, 2008.-188 с.

89. Справочник эколого-климатических характеристик г. Москвы. T.I. М.: МГУ, 2003.- 304 с.

90. Тарабрин В. П., Пельтихина Р.//Интродукция и акклиматизация растений, 1985.- Вып. 3. -С. 55.

91. Тихомиров Ф. А., Санжарова Н. И., Смирнов Е. Г., Накопление 90Sr травянистыми растениями луга и леса. //Лесоведение, 1976.-№ . З.-С. 78.

92. Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах / Ред. Ми-неевВ.Г., 1994.-С.67.

93. Химический мониторинг фоновых территорий.- М.: МГУ. -1990. -90 с.

94. Химия окружающей среды // Под ред. Бокрис Дж. О. М. и др.- М.: Химия, 1982.- 670 с.

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

96. Цизин Г.И., Серегина И.Ф., Сорокина Н.М., Формановский A.A., Золотов Ю.А.// Рентгенофлуоресцентное определение токсичных элементов в водах с использова-нием сорбционных фильтров.// Заводская лаборатория, 1993. -Т. 59.- № 10.- С. 1-5.

97. Челтыгмашева И.С., Черных H.A. Качество растениеводческой продукции в условиях загрязнения тяжелыми металлами. М.Юрг.Сервис, 2004.-95 с.

98. Черных H.A., Милащенко Н.З., Ладонин В.Ф. Экотоксикологиче-ские аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами .

99. М.:Агроконсалт, 1999,- 176 с.

100. Черных Н.А., Овчаренко М.М. Тяжелые металлы и радионуклиды в биогеоценозах. -М.: Агроконсалт, 2002.-189 с.

101. Шагитова М.Н. Фитотоксичность тяжелых металлов // Материалы межд. научно-практич. конф. «Приемы повышения плодородия почв и эффективности удобрений в современных условиях». Минск, 2007.-С.225-229.

102. Шильников И.А., Аканова Н.И. Проблема снижения подвижности тяжелых металлов при известковании // Химия в сельском хозяйстве, 1995.-№4.- С.29-32.

103. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений.- JI.: Наука, 1974.-324 с.

104. Ягодин Б.А., Виноградова С.Б., Говорина В.В. Кадмий в системе почва-удобрения- растения- животные организмы и человек, -ж. Агрохимия, 1989.-№5.- С.118-130.

105. Ю.Якушевская И.В. Микроэлементы в природных ландшафтах. М.: Изд-во Московского ун-та, 1973.-100с.

106. Aery N. С., Jagetiya В. L. Relative Toxicity of Cadmium, Lead, and

107. Zinc on Barley //COMMUN. SOIL SCI. PLANT ANAL.- 28(11& 12), 1997.-P.949-960.

108. Andersson A., Siman G. Levels of Cd and some othes trace elements in soils and crops as influenced by lime and fertilizer level // Acta Agric. Scandi-navica, 1991.-V.41.-P.3-11.

109. Babich H., Stotzky G. Effects of cadmium on the biota: influence of environmental factors //Adv. Appl. Microbiol., 1978.-P.23- 55.

110. Bengtsson H., Oborn I., Andersson A., Nilsson I., Salomon E., Jonsson S. Annual Variation in Cadmium and Zinc Fluxes and Field Balances in Organic and Conventional Dairy Fanning // Proceedings 6-th ICOBTE, 2001.- Guelph, Ontario, Canada. P. 489.

111. Bingham F. T., Page A. L., Strong J. E.y Yield and cadmium content of rice grain in relation to addition rates of cadmium, copper, nickel, and zinc with sewage sludge and liming, Soil Sci., 1980.- Vol 32.-130 p.

112. Braggemann J. Some essential and not essential trace elements in staple foods from Germany, processing and speciation characteristics // 1-st Int. IUPAC symposium «Trace elements in food» 9-11 October 2000, Warsaw, Poland. Abstract book.- P. 19-21.

113. Chaney Rufus L., Reeves Philip G. Risk assessment for soil Cd shouldconsider soil and crop variation and Cd bioavailability //Intern.Workshop: «Fate and Impact of Persistent Pollutants in Agroecosystems» 10-12 March 2005, Poland.-P.31-32.

114. Eriksson.J.E. Factors Influencing Adsorption and Plant Uptake of Cadmium from Agricultural Soils //Reports and Dissertation 4. Uppsala: Swedish University of Agricultural Sciences, 1990. -104p.

115. Evans C.C./X-ray fluorescence analysis for light elements in plant and fecal materials.// Analyst., 1970.-v.95.-N 1 l.-p.919-929.

116. Giaudue R.D., Gouding F.S., Jaklevic J.M., Pehl H./ Trace element determination with semiconductor detector X-ray spectrometer// Anal.Chem., 1973.-v.45.-N 4.-p.671-681.

117. Gupta and Potalia B.S. Zinc-Cadmium Interaction in Wheat V.K.// J. Latin Soc. Soil Sci., I990.-Vol. 38.-p. 452-457.

118. Jarvis, S. C, Jones, L. H. P. and Hopper, M. J. Cadmium uptake from solution by plants and its transport from roots to shoots// Plant Soil., 1976.-Vol.44.-p. 179-191.

119. He Q.B., Singh B.R. Cadmium availability to plant as affected by repeated applications of phosphosphorus fertilizers // Acta Agric. Scand. Sect. B, Soil Plant Sci., 1995.-V. 45.- P. 22-31.

120. He Q.B., Singh B.R. Crop uptake of Cadmium from phosphorus fertilizers, I. Yield and cadmium content // Water Air Soil Pollut., 1994.- V. 74.- P. 251-265.

121. Kabata-Pendias A., Tarlowski P., Dudka S. Atmospheric following of traceelements on surface soils //Roczniki gleboznawcze T.XXXYI, 1985.- № 1. P.137-140.

122. Kabata-Pendias A., Pendias H. Biogeochemia pierwiastkow sladowych. Warszawa :Wydawnictwo Naukowe PWN, 1999. -398 s.

123. Kabata-Pendias A. Biogeochemistry of cadmium // Cadmium in the environment ecological and analytical problems (Eds. Kabata-Pendias A., Szteke B.). Warszawa, 2000.-P. 17-24.

124. Kabata-Pendias A., Terelak H., Pietruch Cz. Trace metals in potato tubers as a function of their contents in arable soils in Poland // 1 -st Int. IUPAC symposium «Trace elements in food» 9-11 October 2000, Warsaw, Poland. Abstract book.- P.54-55.

125. Kabata-Pendias A. Trace Elements in Soils and Plants. Third Edition.1. CRC Press, 2001.-412 p.

126. Karczewska A., Nauk. AR Heavy metals in soils polluted by emissionsfrom copper smelters—forms and solubility. / Wroclaw, 2002.-432.- p.l-159.

127. Kitagishi K., Yamane L.Heavy Metal Pollution in Soils of Japan // Japan Science Society Press, Tokyo, 1981.- p.302.

128. Livingstone L.G.A modified background ratio method for X-ray fluorescence analysis of soil and plant materials// X-ray spectrometry.-1982-v.l l.-N 2.-p.89-98.

129. Oliver D.P., Wilhelm N.S.,McFarlane J.D.,Tiller K.G., Cozens G.D. Effect of soil and foliar applications of zinc on cadmium concentration in wheat grain // Austral. J. Exp. Agricult.-1997.V.37.-P.677-681.

130. Choudhary M. , L. D. Bailey, C A. Grant, and D. Leisle Effect of Zn on the concentration of Cd and Zn in plant tissue of two durum wheat lines// Can. J. Plant Sci.-1995.-V. 75.- №2.- p.445-448.

131. Abdel-Sabour M. F., J. J. Mortvedt, and J. J. Kelsoe Cadmium Zinc interactions in plants and extractable Cadmium and Zinc fractions in sou//SOIL SCI., 1988.-Vol. 145 .-№6.-p. 424-431.

132. Poukhovski A.V. X-ray analysis in the Russian State agrochemical service // X-ray spectrometry, 2002.-v.31.- p.224-234.

133. Reuter F.M. Numerical matrix correction technique for measurement of trace elements in plant materials by X-ray fluorescence spectrometry// Anal. Chem., 1975.-v.47.-N 1 l.-p.l763-1766.

134. Titov A.F., Talanova V.V., Boeva N.P. Growth Responses of Barley and Wheat Seedling to Leas and Cadmium // Biologia plantarum., 1996.-Vol. 38(3). -P. 431-436.

135. Tsisin G.I., Mikhura I.V., Formanovski A.A., Zolotov Yu.A. Mikrochim Acta, 111.-p. 53-60.

136. Wilkins DA. The Measurement of Tolerance to Edaphic Factors by Means of Root Growth//New Phitologist, 1978. -Vol. 80. -P. 623-633.