Влияние уровней загрязнения чернозема выщелоченного тяжелыми металлами на продуктивность зернопаропропашного севооборота

Климкина, Екатерина Витальевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Влияние уровней загрязнения чернозема выщелоченного тяжелыми металлами на продуктивность зернопаропропашного севооборота
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние уровней загрязнения чернозема выщелоченного тяжелыми металлами на продуктивность зернопаропропашного севооборота"

Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки

На правах рукописи

Климкина Екатерина Витальевна

ВЛИЯНИЕ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОПАРОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА

Специальность 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Воронеж -2005

Работа выполнена на кафедре агрохимии Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Н.Г. Мязин

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

В.М. Воронин

доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.И. Кураков

Ведущая организация - Центр агрохимслужбы «Воронежский»

Защита диссертации состоится 16 июня 2005 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 220.010.06 Воронежского государственного аграрного университета имени К.Д Глинки по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГАУ им. К.Д. Глинки.

Автореферат разослан - /¿г мая 2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент <а

О.М. Кольцова

Имсб-З-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среда, в которой мы обитаем, постоянно химически изменяется в результате хозяйственной деятельности человека.

Среди всех химических загрязнителей микроэлементы следует рассматривать как имеющие особое экологическое, биологическое и здравоохранительное значение. Эта группа активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Группа «тяжелые металлы» во многом совпадает с понятием микроэлемента. При повышенной концентрации элементов в почве термин «микроэлементы» не пригоден, в таких случаях применяют термин «тяжелые металлы».

Проблема загрязнения почв и растений тяжелыми металлами (ТМ) в настоящее время привлекает к себе всеобщее внимание и очень актуальна. Это определяется тем, что с одной стороны, повышенное содержание в продуктах урожая тяжелых металлов вредно для человека и живогных и во многом может определять пригодность или непригодное 1Ь продуктов растениеводства в качестве источника пищи или кормов. С другой стороны, загрязнение почвы тяжелыми металлами может на долгие годы сделать ее непригодной для производства доброкачественной продукции.

Тяжелые металлы попадают в почву из различных источников, после чего уже не выводятся из круговорота почва — растение — животное — человек. Это обстоятельство подчеркивает важность мероприятий, направленных на предотвращение загрязнения почвы тяжелыми металлами и уменьшение уже существующего загрязнения, на что неоднократно указывали ученые разных стран.

В связи с этим необходимо всестороннее изучение влияния ТМ на мобилизацию основных макроэлементов в почве и на продукшвность сельскохозяйственных культур.

Цель данной работы: установить влияние различных уровней загрязнения почв тяжелыми металлами (кобальтом, цинком, медью и свинцом) на неко-

торые показатели почвенного плодородия и продуктивность звена зернопаро-пропашного севооборота.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Установи гь влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на мобилизацию подвижных форм питательных веществ в почве.

2. Выявить влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на продуктивность звена севооборота.

3. Изучить влияния различных уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на поступление в растения основных макроэлементов - азота, фосфора и калия, и вынос их с урожаем.

4. Определить зависимость основных качественных показателей зерна озимой пшеницы и корнеплодов сахарной свеклы от загрязнения тяжелыми металлами.

5. Установить влияние концентраций тяжелых металлов на содержание их в почве и растениях.

6. Дать экологическую и экономическую оценку возделывания сельскохозяйственных культур на почвах, загрязненных тяжелыми металлами

Научная новизна. Впервые изучено влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на питательный режим чернозема выщелоченного лесостепи Воронежской области, установлены содержание и динамика минерального азота, подвижных форм фосфора, обменного калия, тяжелых металлов в почве в зависимости от уровня загрязнения и выявлено их влияние на продуктивность звена зернопаропропашного севооборота (пар - озимая пшеница - сахарная

свекла).

высоком уровне загрязнения (1,0 и 2,0 ПДК) этими элементами, а так же свинцом, происходит угнетение растений и снижение их продуктивности. 3. При внесении кобальта, цинка и меди в половинной концентрации увеличивав юя содержание белка и клейковины в зерне озимой пшеницы и сахара в корнеплодах сахарной свеклы. На вариантах с внесением 1,0 и 2,0 ПДК всех солей тяжелых металлов наблюдается ухудшение качественных показателей основной продукции озимой пшеницы и сахарной свеклы.

Практическая значимость работы. Полученный материал может быть взят за основу для установления критических уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами, которые оказывают негативное влияние на мобилизацию основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) в почве, продуктивность сельскохозяйственных культур и качество продукции.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на научных и учебно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ВГАУ в 20012003гг., межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов в 2003 г. По материалам диссертации опубликовано 3 работы.

Структура и объем работы. Диссертация сосюит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций производству. Она изложена на 153 страницах машинописного текста, включает 25 таблиц, 1 рисунок, 26 приложений. Список литературы состоит из 164 источников, в том числе 26 на иностранных языках.

Личный вклад автора. В работе использовались материалы, полученные лично автором в ходе закладки и проведения полевых опытов. Выполнена экспериментальная работа, теоретическое обобщение и сделаны выводы.

Диссертационные исследования проводились в соответствии с программой НИР кафедры агрохимии Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки на 2000-2005 гг. № гос.рег.01.200.1003985 «Агро-экологический мониторинг при длительном применении агрохимических средств в севооборотах ЦЧЗ». Автор выражает глубокую благодарность коллективу кафедры агрохимии за помощь в проведении исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1 Тяжелые ме1аллы в системе почва - растение (литературный обзор)

В данной главе дается анализ отечественных и зарубежных источников литературы, посвященных изучению поведения тяжелых металлов в почве и их влиянию на развитие растений. На основании проведенного анализа делается вывод о недостаточной изученности проблемы и обосновывается цель исследований.

Глава 2 Объекты и методы исследования

Исследования по изучению влияния различного уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание и динамику подвижных питательных веществ в почве, продуктивность сельскохозяйственных культур и вынос основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) урожаем были проведены в условиях микрополевого опыта в течение 2001 -2003 гг.

За период наших исследований (2001-2003 гг.), по данным Воронежской агрометеорологической станции (АГМС), расположенной рядом с опытным полем, средняя температура воздуха за апрель-сентябрь была 16,6 - 16,7°С, это на 1,8 °С выше среднемноголетней температуры за этот период.

По условиям влагообеспеченности и тепловому режиму вегетационный период 2001 год характеризовался как недостаточно увлажненный (ГТК 1,20), а 2002-2003 гг. - засушливые (ГТК 0,5 и 0,6 соответственно).

Микрополевой опыт был заложен на территории опытной станции Воронежского госагроуниверситета весной 2001 года в пятикратной повторности путем внесения растворов солей тяжелых металлов в рассчитанных дозах при различных уровнях ПДК (Дополнение №1 к перечню Г1ДК и ОДК №6229-91 ГН 2.1.7.020-94), в севообороте со следующим чередованием культур: чистый пар, озимая пшеница, сахарная свекла, вика - овсяная смесь на зеленый корм, озимая рожь, ячмень. Площадь делянки 5,4 м2.

Почва опытных участков представлена черноземом выщелоченным мало-гумусным среднемощным тяжелосуглинистым на покровных суглинках. Имеет

слабокислую реакцию среды (рНкс! 5,4), достаточно высокую гидролитическую кислотность (4,5 мг.экв. на 100 г почвы). Сумма поглощенных оснований 26,5 26,7 мг.экв. на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями 79,8 85%, обеспеченность почвы фосфором повышенная, а калием высокая.

В опыте почва искусственно была загрязнена солями ТМ: Со(М03)-6Н20, 7пБ04-7Н20, СиБО^НА РЬ (СН3СОО)2 ЗН20, в дозах 0,5, 1,0, 2,0 ПДК.

Исходное валовое содержание тяжелых металлов в почве опытного участка было: Со 11-12 мг/кг, 2,п 48-50 мг/кг, Си 20-23 мг/кг и РЬ 19-22 мг/кг.

Схема опыта включает в себя следующие варианты:

1. Контроль 8. Си804 *5Н20 0,5 ПДК

2. Со(Ыо3)*6Н20 0,5 ПДК 9. -\\- 1,0 ПДК

3. -\\-1,0 ПДК 10. -\\- 2,0 ПДК

4. -\\- 2,0 ПДК 11. РЬ(СН}СОО)2* ЗНаО 0,5 ПДК

5. гпБОп *7Н20 0,5 ПДК 12. -\\- 1,0 ПДК

6. -\\- 1,0 ПДК 13. -\\- 2,0 ПДК

7. -Л\- 2,0 ПДК

Отбор почвенных проб проводился в следующие сроки: пар апрель - август 2001 года, озимая пшеница апрель - июль 2002 года и сахарная свекла май - сентябрь 2003 года. Образцы почвы отбирались на глубину 1 метр по слоям через 20 см. В них определялись: влажность почвы, аммиачный и нитратный азот. А на глубине 0-20, 20-40 см - Р?05, К20, величина рН солевой вытяжки, гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований и тяжелые металлы.

Растительные образцы озимой пшеницы и сахарной свеклы отбирались по основным фазам вегетации. В образцах определялось содержание сухого вещества, количество нитратов, азог, фосфор, калий, тяжелые металлы, белок и клейковина в зерне озимой пшеницы и сахар в корнеплодах сахарной свеклы.

Химические анализы проводились в лабораториях кафедры агрохимии по общепринятым методикам.

Учет урожая озимой пшеницы проводился сноповым методом (рамкой отбирались растения с 1 м2), а сахарной свеклы - сплошным методом. Обработку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа по Б.А Доспе-хову (1985).

Глава 3 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на некоторые показатели почвенного плодородия Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию минеральных форм азота в почве. Нами были проведены исследования по влиянию уровней загрязнения чернозема выщелоченного ТМ на содержание и запасы минеральных форм азота в почве. Как видно из представленных данных (таблица 1), перед закладкой опыта запасы минеральных форм азота находились примерно на одном уровне по всем вариантам опыта.

Внесение в почву ТМ существенным образом повлияло на содержание и запасы минеральных форм азота в почве.

Необходимо отметить, что к концу парования запасы минерального азота возросли по всем вариантам опыта по сравнению с весенним периодом.

Практически не изменились запасы минерального азога, по сравнению с кон гролем, при внесении в почву солей тяжелых металлов, относящихся к группе микроэлементов (кобальт, цинк, медь) в дозе 0,5 ПДК. Однако при увеличении дозы ТМ до 1,0 ПДК происходило заметное снижение запасов минерального азота. Дальнейшее увеличение дозы ТМ до 2,0 ПДК способствовало еще большему снижению запасов минерального азота в почве.

Наиболее заметное влияние ТМ оказали на содержание нитратной формы азога. Снижение содержания и запасов аммиачною азота менее ярко выражено Так, если в пару на контроле содержание аммонийного азота было 49,7 кг/га и нитратного 84,0 кг/га, то, например, при внесении двойной дозы свинца содержание аммонийного азота уменьшилось на 8,2 кг/га, а нитратного на 44,0 кг/га.

Таблица 1- Влияние тяжелых металлов на запасы минерального азота в почве, кг/га

Варианты Пар (2001 год) Озимая пшеница (2002 год) Сахарная свекла (2003 год)

апрель (до закладки опыта) август апрель июль май сентябрь

N. ЫН,' Ы-N0,' N-N0 Ш/ N. N0, Ы->4Н/+ N-N0, к- ын/ и- ^-ынЛ N0, N-N0^ 1 Ы- ын4 [мог N-N0, Ы- ын, N-N0, N-N11,% Ы-МОз Ы-ЫН/ ы-N0, N-N(■1.1'+

1. Контроль 23,8 30,5 54,3 49.7 84.0 133.7 40,1 40,4 80,5 18,4 11,1 29,5 50,2 15,3 65,7 - 13,0 13,0

2. Со(Мо3)*6Н20 0,5 ПДК 23,4 30,9 54,3 50,0 78.2 128,2 42,1 44,8 86,9 19,6 13,0 32,6 60,4 18,0 78,4 5,0 15,0 20,0

3. -\\- 1,0 ПДК 23,8 30,5 54,3 48,0 57,3 105,3 39,4 30,2 69.6 18,0 10,4 28,4 64,7 20,1 84,8 5,0 15,7 20,7

4. -\\- 2,0 ПДК 23,8 30,8 54,6 44,6 56,7 101.3 37,1 30,4 67,5 16,8 9,8 26,6 57,3 17,5 74,8 - 12,5 , 12,5 1

5 гпБО., *7Н20 0,5 ПДК 23,9 30,5 54,4 19.3 72,0 121,3 40,0 40,1 80,1 17,9 10,9 18,8 56,5 21,5 ; 78.0 15,7 15.7

6. -\\-1,0 ПДК 23,9 30,5 54,4 47,7 60,0 107,7 37,8 28,6 66,4 '16,7 9,6 26,3 50,0 20,5 1 70 5 - 14,0 14,0

7. -\\- 2,0 ПДК 23.9 30,0 53,9 46,5 45,4 91,6 36,2 28,4 164,6 15,1 9,0 24,1 42,0 14,7 1 56,7 - 11.0 11,0

8. Си804 *5Н20 | 0,5 ПДК 23,9 30,6 54,5 53,1 75,1 128,2 43,8 1 1 41,5 85,3 17,8 10,2 28,0 58,2 23,2 81,4 16,2 16,2

9 -\\- 1,0 ПДК 24,1 30,2 54.3 49,0 60,0 109,0 39,2 39,81 79,0 16,9 ¡9,3 26,2 60,1 25,1 85 2 ! - 13,5 13,5

10.-Л- 2,0 ПДК 24,0 30,4 54,4 47,2 53,6 100,8 37,8 29,4 67,2 15,418,7 24,1 '50,8 15,0 65,8 12,0 12,0

11. РЬ(СН3СОО)г * ЗН20 0.5 ПДК ,24,1 31,0 55.1 46,0 54,6 100,6 39,4 32,1 71.5 15,0'9,5 1 1 24,5 148,0 13.4 61,4 11,2 11,2

12. -\\- 1,0 ПДК 124,1 31,2] 55,3 45,2 46,3 91.5 37,126,4 63,5 14,2 ¡8,4 22,6 ¡40,1 10,3 50,4 | - 8,0 8,0

1 13. -\\- 2,0 ПДК 24,1 30,51 54,6 31,5 40,0 71,5 35,2 20,2 55,4 13,817,1 20 9 ¡42,2 7,1 49,3 | - 5.0 5,0

Содержание и запасы минеральных форм азота пол озимой пшеницей и сахарной свеклой, в отличие от парового поля, заметно снижались от начала к концу вегетации, что связано с потреблением азота формирующимся урожаем.

При этом необходимо отметить, что ингибирующие действие ТМ на запасы минерального азота снижается во времени.

Так, если в начале весенней вегетации озимой пшеницы (апрель), тенденции, отмеченные в паровом поле, в основном сохраняются, то к концу вегетации заметное снижение запасов минерального азота, по сравнению с контролем, можно отметить на вариантах с внесением в дозах 2,0 ПДК цинка и меди, а также при внесении свинца.

Под сахарной свеклой снижение содержания и запасов минерального азота по сравнению с контролем отмечено лишь на варианте с внесением свинца. Внесение же кобальта, цинка и меди, в дозах 0,5 и 1,0 ПДК (2 год последействия) приводило, напротив, к увеличению запасов минерального азота в начале вегетации сахарной свеклы, что на наш взгляд, связано с уменьшением концентрации этих элементов в почве, вследствие образования труднорастворимых соединений, выноса урожаем, и проявлением уже стимулирующего действия на почвенную биоту.

Таким образом, загрязнение почвы ТМ приводит к снижению запасов минерального азота, что связано, на наш взгляд, с ингибирующим действием на аммонифицирующие и нитрифицирующие бактерии. Однако это действие ослабляется во времени и уже на второй год отрицательный эффект проявляется только для свинца. Кобальт, медь и цинк оказывают стимулирующие действие.

Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию подвижного фосфора в почве. Нами было изучено влияние различных уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию подвижного фосфора в звене севооборота пар - озимая пшеница - сахарная свекла (таблица 2).

Таблица 2 - Влияние тяжелых металлов на содержание в почве подвижно-

1 Варианты Пар (2001 год) Озимая пшеница (2002 год) Сахарная свекла (2003 год)

апрель (до закладки опыта) август апрель июль май сентябрь

1. Контроль 135,0 127,5 121,4 110,2 111,5 65,0

2. Со(№3)*6Н20 0,5 ПДК 135,5 126,9 120,2 109,5 109,0 61,4

3.-\\- 1,0 ПДК 135,2 122,7_ 118,3 108,3 107,1 60,5

4. -\\- 2,0 ПДК 135,0 120,3 117,2 106,1 102,5 60,0

5. Ъг\Ъ04 *7Н20 0,5 ПДК 135,4 126.1 122,4 111,0 112,2 64,8

6. -\\-1,0 ПДК 135,7 122,3 120,2 109,2 110,0 62,0

7. -\\- 2,0 ПДК 135,6 119,2 117,3 107,7 105,4 59,1

8. Си804 *5Н20 0,5 ПДК 135,3 130,8 128,1 113,2 111,8 65,0

9. -\\-1,0 ПДК 135,5 128,5 122,3 110,8 111,1 60,2

10. —\\- 2,0 ПДК 136,0 126,6 120,4 109,0 105,7 58,7

11. РЬ(СН3СОО)2 * зн2о 0,5 ПДК 136,1 125,4 120,3 108,9 106,0 60,5

12. -\\- 1,0 ПДК 135,9 120,1 117,9 105,5 100,4 57,3

13. -\\- 2,0 ПДК 136,0 117,0 114,8 103,1 100,0 50,5

Как видно из представленных данных, в 2001 году до закладки опыта, в паровом поле на всех вариантах опыта содержание подвижного фосфора было практически равным и изменялось в пределах от 135,0 до 136,1 мг/кг.

К концу парования содержание подвижного фосфора несколько уменьшилось на всех вариантах опыта. Это можно объяснить переходом из доступ-пых для растений форм в труднорастворимые минеральные, а также органические формы.

При этом необходимо отметить, что тяжелые металлы, внесенные в почву, так же оказали влияние на содержание подвижного фосфора.

При загрязнении 0,5 ПДК по вариантам содержание подвижного фосфора, в сравнении с контролем, изменялось незначительно. Так, например, на кон-

троле к концу парования содержание подвижного фосфора составило 127,5 мг/кг, на варианте с 0,5 ПДК Си804 *5Н20 - 130,8 мг/кги на варианте с 0,5 ПДК РЬ(СН3СОО)7 * ЗН20 - 125,4 мг/кг. Соли ТМ, внесенные в почву в 1,0 и особенно 2,0 концентрациях, (кроме 1,0 ПДК СиХО,, *5Н20), *аметно снижали содержание доступного фосфора.

На поле с озимой пшеницей в начале весенней вегетации культуры эта зависимость сохранялась, хотя и менее ярко выражена.

К уборке запасы подвижного фосфора также несколько снижались, что можно объяснить, главным образом, выносом с урожаем и также переходом в недоступное состояние. По вариантам опыта наблюдалась аналогичная закономерность как и в паровом поле (внесение микроэлементов в 0,5 ПДК практически не изменяло содержание Р2О5, по* сравнению с конгролем, а одинарные и двойные дозы, особенно соли свинца, снижали его содержание).

Значительное уменьшение содержания подвижного фосфора на всех вариантах опыта наблюдалось к периоду уборки сахарной свеклы, по сравнению с началом весенней вегетации. Это связано с более высоким выносом фосфора сахарной свеклой по сравнению с озимой пшеницей. При этом тенденции, отмеченные выше для пара и озимой пшеницы, сохранялись.

Ингибирующее действие тяжелых металлов на содержание подвижного фосфора менее ярко выражено, чем на содержание минерального азота, что видимо, связано с тем, что только около 50% фосфора находится в органической форме, и проявлялось в основном при внесении 2-х ПДК, при этом больше всего при внесении свинца.

Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию обменного калия в почве. В наших исследованиях мы пытались установить зависимость содержания обменного калия от загрязнения почвы ТМ (таблица 3).

Перед закладкой опыта содержание обменного калия в пару было практически одинаковым по всем вариантам опыта и изменялось в пределах от 116 до 117 мг/кг (повышенное содержание).

Таблица 3 - Влияние тяжелых металлов на содержание в ночве обменного калия, мг/кг ___

1 ' Варианты ! Пар (2001 год) Озимая пшеница (2002 год] Сахарная свекла (2003 год)

апрель (до закладки опыта) август апрель июль май сентябрь

1 1. Контроль 116,0 84,2 93,7 80,1 85,0 74,2

2. Со(Ыо3)*6Н20 0,5 ПДК 116,2 84,4 94,9 90,3 80,1 85,4 75,1

3.-\\-1,0 ПДК 116,5 82,2 78,9 79,0 72,9

4. -\\- 2,0 ПДК 116,5 80,7 89,1 76,1 77,0 70,1

5. гпв04 *7Н20 0,5 ПДК 116,4 83,6 95,4 81,0 83,4 80,9

6.-\\-1,0 ПДК 116,5 81,5_ 92,5 79,3 80,0 72,4

7. -\\- 2,0 ПДК 116,8 79,3 87,1 77,4 77,0 71,4

8. СиБ04 *5Н20 0,5 ПДК 116,6 86,1 97,4 85,0 87,5 81,4

9. -\\- 1,0 ПДК 116,5 83,2 94,1 82,5 85,2 79,6

10. —\\- 2,0 ПДК 116,7 80,8 90,0 78,5 80,4 72,1

11.РЬ(СН3С00)2*ЗН20 0,5 ПДК 116,8 82,4 82,0 75,0 78,5 70,2

12. -\\- 1,0 ПДК 116,5 80,1 79,2 73,9 72,0 65,5

13. —\\- 2,0 ПДК 117,0 77,3 75,9 69,5 69,0 60,3

В процессе парования запасы К20 несколько снизились. На наш взгляд это можно объяснить переходом в недоступное состояние, но обеспеченность им почвы была также повышенной. При вырашивании озимой пшеницы и сахарной свеклы содержание обменного калия к уборке также несколько снижалось, что можно объяснить выносом его с урожаем.

Внесенные соли ТМ оказывали влияние на содержание обменного калия, но меньшее, чем на содержание азота и фосфора. Это можно объяснить гем, что практически весь калий сосредоточен в минеральной части почвы.

Однако общая закономерность между вариантами опыта, установленная для азота и фосфора, сохранялась и для калия. Так, на вариантах с половинными концентрациями солей Си, Zn и Со содержание обменного калия несколько уве-

личивалось в сравнении с контролем Соли РЬ в 0,5 ПДК снижали содержание обменного калия во все годы исследований (в 2001 году на 1,8 мг/кг, в 2002 году на 5,1 мг/кг и в 2003 году на 2,0 мг/кг). Это связанно, вероятно, с высокой токсичность этого элемента даже в небольших дозах. При повышенных концентрациях всех солей ТМ содержание калия снижалось, особенно это выражено при загрязнении свинцом.

Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на показатели почвенной кислотности. Использование и техногенное загрязнение чернозема выщелоченного приводит к ухудшению показателей почвенной кислотности. Причем снижение величины рН, рост гидролитической кислотности и уменьшение суммы поглощенных оснований происходит не только на вариантах с 1,0 и 2,0 ПДК, но и на вариантах с 0,5 ПДК и контроле. Однако наиболее интенсивно этот процесс идет на вариантах с двойными дозами солей ТМ. Наши исследования показали, что величина рН снизилась от 5,40 до 4,70, а гидролитическая кислотность возросла с 4,49 до 5,20 мг-экв. на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований уменьшилась с 26,70 до 24,80 мг-экв на 100 г почвы. Наиболее токсичными оказались соли свинца.

Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание их в почве. В своей работе мы определяли содержание валовых форм кобальта, цинка, меди и свинца. До закладки опыта содержание исследуемых металлов в почве опытных участков было примерно одинаковым.

Внесение в почву соответствующих солей тяжелых металлов в дозах 0,5, 1,0 и 2,0 ПДК приводило к пропорциональному росту их содержания в почве. Но при этом оно оставалось ниже ОДК, хотя и оказывало заметное отрицательное действие на содержание макроэлементов и продуктивность сельскохозяйственных культур, что будет показано ниже.

Глава 4 Особенности поступления азота, фосфора, калия и микроэлементов в растения в зависимости от уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами

Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание азота, фосфора и калия в растениях озимой ншеницы и сахарной свеклы. Полученные данные свидетельствуют, что соли тяжелых металлов повлияли на содержание азота, фосфора и калия в растениях. На вариантах, где вносилось 0,5 ПДК солей кобальта, цинка и меди, их содержание в основной и побочной продукции озимой пшеницы и сахарной свеклы было выше, чем на контроле. Внесение 0,5 ПДК свинца практически не влияло на их содержание в продукции по сравнению с контролем. На вариантах, где вносились соли металлов в концентрациях 1,0 и 2,0 ПДК, содержание азота, фосфора и калия в рас1ениях озимой пшеницы и сахарной свеклы было ниже, чем на контроле.

Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание нитратов в растениях озимой пшеницы и сахарной свеклы. Внесение солей тяжелых металлов в различных концентрациях, в основном, способствует повышению содержания нитратов как в основной, так и в побочной продукции, исключение лишь составляет соль меди и в некоторых случаях соль цинка в дозе 0,5 ПДК. Это, вероятно, можно объяснить тем, что медь и цинк в небольших концентрациях выполняют роль микроэлементов и благоприятно действуют на процесс восстановления нитратов.

Таким образом, внесение солей тяжелых металлов, особенно в повышенных концентрациях, тормозит процессы восстановления нитратов в растениях и способствует их накоплению.

Содержание микроэлементов в растениях озимой пшеницы и сахарной свеклы. В нашем опыте содержание кобальта, цинка и меди (таблица 4) по всем вариантом в основной и побочной продукции сельскохозяйственных культур было ниже уровня токсичности.

Внесение в почву соли РЬ(СН3СОО)2 в различных концен фациях увеличило содержание свинца как во второй, так и в третий год исследований, в основной и побочной продукции озимой пшеницы до 5,6 и 8,5 мг/кг, сахарной

свеклы до 18.0 и 8,0 мг/кг соответственно. Как видно из представленных данных, корнеплоды сахарной свеклы на вариантах с 1,0 и 2,0 ПДК содержат свинца выше токсичного уровня и не могут быть использованы в кормовых целях. Таким образом, действие металлов на растительные организмы зависит от природы элемента, содержания его в окружающей среде и в почве, формы.

Таблица 4 - Содержание тяжелых металлов в озимой пшенице и сахарной __свекле, мг/кг сухой массы ________________

Содержание тяжелых ме- Содержание тяжелых ме-

Варианты* таллов в озимой пшенице таллов в сахарной свекле

Со Хп Си РЬ Со Ъп Си РЬ

1. Контроль 1 0,09 41,5 4,0 2,10 0,08 96,5 6,20 6,50

2 0,15 52,0 3,80 2,50 0,10 40,2 3,00 2,70

2. Со(Ыо3)*6Н20 1 0,20 42,0 4,10 2,20 0,18 95,0 6,10 6,40

0,5 ПДК 2 0,30 52,5 3,70 2,60 0,25 42,1 2,90 2,50

3.-\\-1,0 ПДК 1 0,32 42,5 4,10 2,10 0.27 96,1 6,30 6,50

2 0,48 52,9 3,80 2,70 0,40 42,0 3,10 2,50

4. -\\- 2,0 ПДК 1 0,21 42,8 4,20 2,20 0,35 97,0 6,20 6,50

2 0,80 52,4 3,80 2,70 0,62 42,8 3,10 2,60

5. гп304 *7Н20 1 0,10 60,3 4,00 2,20 0,09 100,0 6,20 6,30

0,5 ПДК 2 0,20 60,0 3,90 2,60 0,12 51,1 3,00 2,30

6.-\\- 1,0 ПДК 1 0,12 78,5 4,00 2,30 0,09 114,7 1 6,30 6,30

2 0,20 81,3 3,80 2,80 0,11 64,3 3,20 2,50

7. -\\- 2,0 ПДК 1 0,12 92,3 4,10 2,30 0,10 125,4 6,30 6,50

2 0,22 96,4 Г 3,90 2,70 0,15 76,5 3,10 2,50

8. Си804 *5Н20 1 0,09 41,5 5,20 2,10 0,09 Г96,0 7,00 6,00

0,5 ПДК 2 0,16 52,5 4,50 2,40 0,11 40,5 3,80 2,10

9. -\\- 1,0 ПДК 1 0,11 43,0 6,50 2,10 0,10 98,0 9,20 6,10

2 0,18 52,0 5,80 2,50 0,11 41,0 5,10 2,20

10. 2,0 ПДК 1 0,12 42,8 9,00 2,20 0,11 98,2 12,50 6,50

2 0,20 53,1 7,40 2,50 0,12 41,0 7,60 2,60

И. РЬ(СН3СОО)2 * 1 0,10 42,0 4,20 3,00 0,10 97,1 6,40 9,20

ЗН20 0,5 ПДК 2 0,18 52,8 3,90 4,00 0,12 41,2 3,40 5,00

12. -\\- 1,0 ПДК 1 0,12 43,2 4,10 4,50 0,12 99,3 6,50 12,50

2 0,18 52,8 4,00 6,40 0,14 42,1 3,40 6,20

13. -\\- 2,0 ПДК 1 0,12 43,6 4,20 5,60 0,12 100,0 6,70 18,00

2 0,22 53,5 4,10 8,50 0,14 43,0 3,50 8,00

* 1 - основная продукция; 2 побочная продукция

Глава 5 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на урожайность, вынос элементов питания

и качество сельскохозяйственных культур Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на урожайность озимой пшеницы, сахарной свеклы и продуктивность звена севооборота. На вариантах опыта, где были внесены соли кобальта, цинка и меди в концентрации 0,5 ПДК получена прибавка зерна по отношению к контролю. Это свидетельствует о том, что соли этих металлов в небольших концентрациях благоприятно влияют на рост и развитие растений и являются для них микроудобрениями. Не оказала токсичного действия на урожайность зерна и соль меди в концентрации 1,0 ПДК, тогда как на вариантах с внесением кобальга, цинка и свинца в такой же концентрации урожайность, по сравнению с контролем, снижалась.

При загрязнении почвы 2,0 ПДК всех металлов отчетливо проявилось отрицательное действие на урожайность зерна. Она была ниже, чем на контроле при внесении кобальта на 6,9, цинка на 6,3, меди на 3,7 и свинца на 8,9 ц/га.

Наиболее токсичной для растений оказалась соль свинца, отрицательное действие которой отмечалось уже при концентрации 0,5 ПДК, и было более заметным, чем по другим металлам.

На урожай побочной продукции озимой пшеницы соли тяжелых металлов также оказали негативное влияние, хотя и менее значительное, чем на урожай основной. Практически на всех вариантах с 0,5 и 1,0 ПДК получена прибавка, самая высокая - 5,9 ц/га на варианте, где вносилась соль кобальта в половинной концентрации. Двойные дозы солей кобальта, цинка, меди и свинца на урожай соломы озимой пшеницы, также как и на урожай зерна, оказывали негативное влияние.

Соли тяжелых металлов на второй год последействия оказали существенное влияние на урожай корнеплодов. Так, при внесении кобальта, цинка и меди в половинной концентрации солей получена существенная прибавка урожая корнеплодов (27, 40 и 41 ц/га соответственно). Одинарные и особенно двойные дозы солей этих металлов и все концентрации соли свинца оказали негативное

действие на урожай корнеплодов, который был ниже, чем на контроле Наибольшее токсическое действие оказали соли свинца.

На урожай ботвы сахарной свеклы соли ТМ оказали меньшее влияние, чем на урожай корнеплодов. На вариантах с 0,5 ПДК получена прибавка урожая ботвы (самая высокая от применения половинной дозы цинка - 19 ц/га), а на вариантах с 1,0 и 2,0 ПДК (исключение 1,0 ПДК меди) урожайность в сравнении с контролем снижалась. Например, при внесении 2,0 ПДК соли РЬ(СН3СОО)2 * ЗН20 урожай ботвы был на 22 ц/га меньше, чем на контроле.

Таким образом, соли кобальта, цинка и меди, вносимые в половинных концентрациях, оказывают стимулирующее действие на урожай основной и побочной продукции. Дальнейшее увеличение концентрации угнетает растение и снижает урожай.

Продуктивность звена севооборота, в зависимости от'уровней загрязнения почвы, представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Продуктивность звена зернопаропропашного севооборота

за 2001-2003 гг.,ц/газ.е.

Продуктив- Продуктив- Среднее

Варианты ность озимой ность сахарной за год

пшеницы свеклы

1. Контроль 42,47 75,38 39,28

2. СоО!О3)*6Н20 0,5 ПДК 47,73 83,36 43,69

3.-\\-1,0 ПДК 41,5 72,93 38,14

4. -\\г 2,0 ПДК 35,58 68,61 34,73

5. гп804 *7Н20 0,5 ПДК 47,66 88,12 45,26

6. -\\- 1,0 ПДК 41,99 73,42 38,48 36,01

7. 2,0 ПДК 35,96 72,06

8. СиБСХ, *5Н20 0,5 ПДК 48,94 88,10 45,68

9. -\\-1,0 ПДК 43,82 76,40 40,07

10. -\\- 2,0 ПДК 38,42 70,99 36,47

11. РЬ(СН3СОО)2 * ЗНгО 0,5 ПДК 42,75 75,21 39,32

12. -\\- 1,0 ПДК 37,25 65,95 34,40

13. -\\- 2,0 ПДК 32,78 60,60 31,13

Двойные дозы всех солей снижали продуктивность звена севооборота по сравнению с контролем. Так, например, при внесении 2.0 ПДК кобальта она снижалась на 4,55 з.е., цинка на 3,27 з.е., меди на 2,81 з.е. и свинца на 8,15 з.е. Как видно из представленных данных, наиболее токсичной оказалась соль свинца. Последействие солей Со, Хп и Си в концентрации 0,5 ПДК оказывало благоприятное влияние на продуктивность звена севооборота

Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на вынос азота, фосфора и калия озимой пшеницей и сахарной свеклой. С увеличением урожайности зерна и соломы озимой пшеницы, корнеплодов и ботвы сахарной свеклы увеличивался и вынос азота, фосфора и калия. Повышенные дозы солей тяжелых металлов оказали негативное действие на усвояемость растениями озимой пшеницы основных макроэлементов, в сравнение с контролем. Особенно это заметно при внесении двойных доз ПДК.

Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на качество зерна озимой пшеницы и корнеплодов сахарной свеклы. Соли кобальта. цинка и меди в дозе 0,5 ПДК увеличивали содержание белка и клейковины в зерне, дозы 1,0 ПДК этих металлов практически не влияли на показатели качества зерна озимой пшеницы, а их двойные дозы снижали качественные показатели. Так, например, на вариантах с 0,5, 1,0 и 2,0 ПДК соли Си804 *5Н20 (8. 9 и 10 варианты) содержание белка было 13,4. 13,0 и 12.5%, а клейковины 26,0, 25,5 и 24,5%, на контроле содержание белка и клейковины было 12,8 и 24,8 %, соответственно. Соли свинца с различными уровнями загрязнения оказали отрицательное действие на качество зерна озимой пшеницы в сравнении с кон-фолем и вариантами, где вносились другие соли в небольших концентрациях При этом, чем выше концентрация свинца, тем ниже содержание белка и клейковины.

Содержание сахара так же зависело от концентраций солей тяжелых металлов. Так, на вариантах с половинной дозой солей кобальта, цинка и меди содержание сахара было выше на 0,5, 0,8 и 0,7% соответственно, а на вариантах с двойной ПДК этих же солей, содержание сахара было ниже по сравнению с

контролем на 0,5, 0,2 и 0,5% соответственно. При внесении соли свинца во всех концентрациях отмечалось снижение сахаристости, что, как уже отмечалось ранее, связано с высокой токсичностью этого металла. Прибавка в сборе сахара в сравнении с контролем наиболее существенна на вариантах с 0,5 ПДК - гпБО^ *7Н20 и Си804 *5Н20, здесь сбор сахара был выше, чем на конгроле на 0,88 и 0,86 т/га, соответственно.

Глава 6 Экологическая и экономическая оценка возделывания сельскохозяйственных культур на почвах загрязненных тяжелыми металлами

Для того чтобы более полно проанализировать влияние различных уровней загрязнения тяжелыми металлами на растения необходимо дать комплексную их оценку с учетом экологической и экономической эффективности.

Повышенные дозы солей, особенно двойные концентрации, как показывают данные предыдущих глав, неблагоприятно влияли на почву, а также на рост, развитие и качество исследуемых культур. Содержание микроэлементов в растениях на вариантах с 1,0 и 2,0 ПДК кобальта, цинка и меди не превышало уровня токсичности. На вариантах с внесением двойной дозы свинца ею содержание в растениях сахарной свеклы превышало порог токсичности, следовательно, эта продукция не может быть использована в кормовых целях.

По результатам исследований была проведена экономическая оценка возделывания озимой пшеницы и сахарной свеклы при выращивании их на почвах, загрязненных тяжелыми металлами.

Стоимость зерна на всех вариантах не превышала ее себестоимости, так как при всех уровнях загрязнения, происходило только изменение урожайности и качества продукции. Как показали проведенные исследования, продукция озимой пшеницы не была токсичной даже при загрязнении двойными концентрациями солей ТМ, а, следовательно, зерно озимой пшеницы может быть использовано на продовольс гвенные и фуражные цели, лишь с небольшими корректировками цен.

Корнеплоды сахарной свеклы на вариантах с 1,0 и 2,0 ПДК свинца, имея токсичное его содержание, не пригодны на кормовые цели и могут быть ис-

нользованы лишь на технические нужды. Поэтому на этих вариантах опыта стоимость корнеплодов сахарной свеклы значительно ниже их себестоимости На всех остальных вариантах продукция сахарной свеклы отличается лишь качеством и, вследствие этого, имеет разную цену реализации.

Самый большой доход был получен на варианте с внесением 0,5 ПДК меди (17839 руб. с 1 га). На вариантах с внесением 0,5 ПДК кобальта, свинца и 1,0 ПДК меди доход от реализации основной продукции исследуемых культур был выше в сравнении с контролем на 7161, 7598 и 862 руб., соответственно.

Убыток от загрязнения почвы повышенными концентрациями свинца, в целом по звену севооборота, обусловлен снижением урожайности, ухудшением качества, токсичностью продукции, ценой реализации и составил при 1,0 ПДК - 6831, при 2,0 ПДК - 8927 руб. с 1 гектара.

ВЫВОДЫ

1. При загрязнении почвы солями тяжелых металлов снижаются запасы в почве минерального азота. Наиболее интенсивное негативное влияние соли ТМ оказали на запасы нитратного азота, содержание аммонийного азота при загрязнении почвы ТМ снижалось менее значительно по сравнению с контролем. Большей токсичностью из исследуемых металлов обладал свинец. Так, если в пару на контроле запасы аммонийного азота было 49,7 кг/га и нитратного 84,0 кг/га, то при внесении двойной дозы свинца запасы аммонийного азота уменьшилось на 8,2 кг/га, а нитратного на 44,0 кг/га.

2. Ингибирующие действие ТМ на содержание фосфора менее ярко выражено, чем на содержание азота и проявлялось, в основном, при внесении 2,0 ПДК, при этом больше всего при внесении свинца. Так, на варианте с двойной концентрацией свинца содержание фосфора, в сравнении с контролем, было ниже на паровом поле на 10,5, на поле с озимой пшеницей на 7,1 и на поле с сахарной свеклой на 14,5 мг/кг.

3. На содержание обменного калия загрязнение почвы ТМ оказывало меньшее влияние, чем на содержание азота и фосфора. На вариантах с половинными концентрациями солей Си, Ъп и Со содержание калия даже несколько

увеличивалось в сравнении с контролем. При повышенных концентрациях всех солей ТМ содержание обменного калия снижалось, хотя и незначительно, особенно это выражено при загрязнении свинцом.

4. При загрязнении почвы солями тяжелых металлов ухудшаются показатели почвенной кислотности. Величина рН снижалась от 5,40 до 4,70, а гидролитическая кислотность возросла от 4,49 до 5,20 мг-экв на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований гакже несколько снизилась (oi 26,70 до 24,80 мг-экв на 100 г почвы). Снижение величины рН, рост гидролитической кислогности и уменьшение суммы поглощенных оснований происходило и на контроле, но гораздо менее ярко выражено, чем при внесении тяжелых металлов.

5. Внесение солей ТМ в различных концентрациях (до 2,0 ПДК) приводило к пропорциональному росту их содержания в почве, но оставалось в пределах ОДК.

6. Соли тяжелых металлов, особенно в повышенных концентрациях, увеличивали накопление нитратов в растениях. Так, в период уборки озимой пшеницы содержание нитратов в зерне на контроле было 48 мг/кг, в соломе - 180 мг/кг, а на вариантах с двойной дозой кобальта, цинка, меди и свинца в зерне -61,60, 54 и 81 мг/кг, в соломе - 211, 202,199 и 233 мг/кг, соответственно. В период уборки сахарной свеклы содержание нитратов в корнеплодах составило на контроле 15 мг/кг, в ботве - 175 мг/кг, а на вариантах с 2,0 ПДК внесенных солей в основной продукции -36, 21, 34 и 42 мг/кг, в побочной - 206, 202, 190 и 230 мг/кг, соответственно.

7. Соли тяжелых металлов оказали влияние на накопление азота, фосфора

и калия в зерне и соломе озимой пшеницы, корнеплодах и ботве сахарной свеклы. Половинные концентрации солей несколько повышали содержание NPK в продукции. Одинарные дозы кобальта, цинка и меди практически не изменяли эти показатели, а на вариантах с двойными дозами металлов и при внесении 1,0 ПДК свинца содержание азота, фосфора и калия в растениях снижалось в сравнении с контролем.

8. Внесение в почву солей 'ГМ в различных концентрациях (до 2,0 ПДК)

не приводит к токсическому накоплению кобальта, цинка и меди в основной и побочной продукции озимой пшеницы и сахарной свеклы. Соль РЬ(СН3СОО)7 в различных концентрациях способствовала росту содержания свинца в растениях, как во второй, так и в третий год исследований, в зерне до 5,6, соломе до 8,5 мг/кг, корнеплодах до 18,0 и ботве до 8,0 мг/кг. Корнеплоды сахарной свеклы, полученные на вариантах с 1,0 и 2,0 ПДК свинца, не могут быть использованы в кормовых целях.

9. На урожайность основной продукции озимой пшеницы и сахарной свеклы соли ТМ в дозе 0,5 ПДК оказали благоприятное влияние (исключение соль свинца), самая высокая прибавка получена на варианте с 0,5 ПДК соли меди (зерна -5,8 ц/га, корнеплодов - 41 ц/га). Повышенные дозы солей снижали урожай зерна озимой пшеницы и корнеплодов сахарной свеклы. Наиболее токсичной оказалась соль свинца. На урожай побочной продукции соли тяжелых металлов оказали менее значительное негативное влияние, которое проявлялось только при внесении металлов в дозе 2,0 ПДК.

10. Тяжелые металлы повлияли на поступление основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) в растения. С увеличением урожайности зерна и соломы (при внесении 0,5 ПДК кобальта цинка и меди) увеличивался и вынос №К по сравнению с контролем. Повышенные дозы солей тяжелых металлов оказали негативное действие на усвояемость растениями озимой пшеницы и сахарной свеклы основных макроэлементов, в сравнение с контролем. Особенно это заметно при внесении двойных доз ПДК.

11. При внесении солей тяжелых металлов в дозе 0,5 ПДК, за исключением соли свинца, отмечалось положительное их влияние на содержание белка и клейковины в зерне озимой пшеницы и сахара в корнеплодах сахарной свеклы, а на вариантах с 1,0 и 2,0 ПДК солсй и всех вариантах с солями свинца наблюдается ухудшение качественных показателей озимой пшеницы и сахарной свеклы.

12. Чистый доход по звену исследуемого севооборота был получен практически на всех вариантах опыта, за исключением вариантов с внесением солей

свинца в 1,0 и 2,0 ПДК. Самый большой доход был получен на варианте с внесением 0.5 ПДК меди (17839 руб. с 1 га). Убыток от загрязнения почвы повышенными концентрациями свинца, в целом по звену севооборота, обусловлен снижением урожайности, ухудшением качества, токсичностью продукции, ценой реализации и составил при 1,0 ПДК - 6831, при 2,0 ПДК - 8927 руб. с 1 гектара.

Рекомендации производству

1. Необходим постоянный контроль (мониторинг) за содержание тяжелых металлов в почве.

2. Соли кобальта, цинка и меди в дозах 0,5 ПДК можно использовать в качестве микроудобрений на черноземе выщелоченном лесостепи ЦЧЗ.

3. Осуществлять контроль за качеством сельскохозяйственной продукции, содержанием в ней тяжелых металлов, с соответствующей сертификацией

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Мязин Н.Г., Шуклина (Климкина) Е,В. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на динамику элементов питания и почвенную кислотность чернозема выщелоченного / Н.Г. Мязин, Е.В. Шуклина // Научные основы повышения устойчивости современного земледелия. Сборник научных трудов. - Воронеж: ВГАУ, 2002. - С. 62-70.

2. Климкина Е.В. Влияние загрязнения почвы тяжелыми металлами (ТМ) на плодородие чернозема выщелоченного, урожайность и качество озимой пшеницы / Е.В. Климкина Н Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки в начале XXI века. Материалы Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 90-летию Воронежского государственного аграрного университета имени К.Д. Глинки. - Воронеж, 2003. - Часть II. С. 96-98.

3. Мязин Н.Г., Климкина Е.В. Влияние загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию иммобилизацию питательных веществ в почве, растениях и продуктивность озимой пшеницы / Н.Г. Мязин, Е.В. Климкина // Вестник Воронежского государственного аграрного университета.- Воронеж: ВГАУ, 2003,- С. 43-54.

«21 0 36 8

РНБ Русский фонд

2006-4 12654

Подписано в печать 11 05 2005 г Формат 60х80'Л6 Бумага кн -журн П л 1,0 Гарнитура Тайме Тираж 100 экз. Заказ К» 2743

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный аграрный университет имени К Д Глинки» Типография ФГОУ ВПО ВГАУ 394087. Воронеж, ул Мичурина, 1

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Климкина, Екатерина Витальевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Тяжелые металлы в системе почва — растение (литературный обзор)

Глава 2 Объекты и методы исследований.

2.1 Условия проведения исследований. щ 2.2 Объекты исследований.

2.3 Методы исследований.

Глава 3 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на некоторые показатели почвенного плодородия.

3.1 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию минерального азота в почве.

3.2 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию подвижного фосфора в почве.

3.3 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию обменного калия в почве.

3.4 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на показатели почвенной кислотности.

3.5 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание их в почве.

Глава 4 Особенности поступления азота, фосфора, калия и тяжелых металлов в растения в зависимости от уровней загрязнения почвы.

4.1 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание азота, фосфора и калия в растениях озимой пшеницы и сахарной свеклы.

4.2 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание нитратов в растениях.

4.3 Содержание микроэлементов в растениях озимой пшеницы и сахарной свеклы.

Глава 5 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на урожайность, вынос элементов питания и качество сельскохозяйственных культур.

5.1 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на урожайность озимой пшеницы, сахарной свеклы и продуктивность звена севооборота.

5.2 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на вынос азота, фосфора и калия озимой пшеницей и сахарной свеклой.

5.3 Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на качество зерна озимой пшеницы и корнеплодов сахарной свеклы.

Глава 6 Экологическая и экономическая оценка возделывания сельскохозяйственных культур на почвах загрязненных тяжелыми металлами.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Влияние уровней загрязнения чернозема выщелоченного тяжелыми металлами на продуктивность зернопаропропашного севооборота"

Актуальность. Химизация земледелия, как неотъемлемая часть интенсификации сельского хозяйства, призвана обеспечить дальнейший рост производства, сохранение и улучшение качества сельскохозяйственной продукции, повышение эффективности сельскохозяйственного производства путем квалифицированного применения удобрений, химических средств защиты растений, ме-^ лиорантов, ретардантов, ингибиторов и др. при переходе на интенсивную технологию возделывания важнейших культур.

С другой стороны, все более и более острой становится проблема экологии. Загрязнение и разрушение окружающей среды связано с хозяйственной деятельностью человека. Бурное развитие науки и техники за последние полвека и внедрение их достижений в народное хозяйство значительно ухудшили окружающую среду, что стало угрозой не только для человека, но и для всех биологических объектов на Земле. В связи с этим возникла практическая необходимость прогнозирования влияния изменений внешней среды на человека и биологические объекты. ^ Охрана природы и человека в последнее время становится важнейшей проблемой, как в национальном, так и в международном аспектах. Эта проблема обсуждается в высших органах управления большинства стран мира.

Химическое воздействие человека на биосферу в современном мире носит глобальный характер. Среда, в которой мы обитаем, постоянно химически изменяется в результате хозяйственной деятельности человека. Изменения в основном носят характер длительного постепенного накопления и обнаруживаются с помощью высокочувствительных приборов.

Среди всех химических загрязнений микроэлементы следует рассматривать, как имеющие особое экологическое, биологическое и здравоохранительное значение. Эта группа активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Группа «тяжелые металлы» во многом совпадает с понятием микроэлементы. При повышение концентраций элементов в почве термин «микроэлементы» не пригоден, в таких случаях применяют термин «тяжелые металлы».

Деление на микроэлементы и «тяжелые металлы» весьма относительно, так как все необходимые элементы в повышенных дозах становятся токсичными, а некоторые токсичные металлы в ультрамикроколичествах могут быть полезны для растений. Повышенное количество тяжелых металлов в почве инги-бирует процесс нитрификации, снижает фиксацию молекулярного азота бобовыми культурами, подавляет активность уреазы, фосфатаз и общую биологическую активность почвы. Это может существенно влиять на метаболизм в растениях, а, следовательно, и на качество урожая (Минеев В.Г., 1981, 1984).

Тяжелые металлы опасны тем, что они обладают способностью накапливаться в организме (свинец, цинк - в твердых тканях, никель, медь, кобальт - в мягких), быстро менять свою химическую форму и вступать в многочисленные реакции друг с другом и биологически важными неметаллами. При попадании в человеческий организм тяжелые металлы вызывают рак - выявлена четкая взаимосвязь между их содержанием в почве и количеством злокачественных № новообразований у населения. Кроме того, они вызывают ряд функциональных и органических нарушений сердечно-сосудистой и центральной нервной систем (особенно у детей), легких, печени, почек, желудочно-кишечного тракта. У детей, имеющих повышенный уровень содержания свинца в крови, наблюдается заторможенность развития.

В культурные растения, организм сельскохозяйственных животных и человека тяжелые металлы попадают из почвы только в подвижных формах. По данным агрохимслужбы к настоящему времени 10-15% всех пахотных земель имеют содержание подвижных форм тяжелых металлов выше предельно допустимых концентраций (ПДК).

Проблема загрязнения почв и растений тяжелыми металлами в настоящее время привлекает к себе всеобщее внимание. Это определяется тем, что с одной стороны, повышенное содержание в продуктах урожая тяжелых металлов вредно для человека и животных, и во многом может определять пригодность или непригодность продуктов растениеводства в качестве источника пищи или кормов. С другой стороны, загрязнение почвы тяжелыми металлами может на долгие годы сделать ее не пригодной для производства доброкачественной продукции.

Поэтому особую актуальность приобрело загрязнение почв. Почва аккумулирует тяжелые металлы, пестициды и другие химические загрязняющие ве-~ щества, предупреждая тем самым их поступление в природные воды и очищая от них атмосферный воздух.

Благодаря буферным свойствам почвы, часть тяжелых металлов (ТМ), попадающих в нее, инактивируется, но преимущественная доля остается мобильной и активно потребляется растениями. Следует отметить ограниченную бу-ферность почв по отношению к элементам-загрязнителям, поглощение которых происходит до определенных пределов. Одним из факторов возможных неблагоприятных изменений окружающей среды является загрязнение почв ТМ и токсичными элементами. Одним из источников поступления ТМ в почву могут быть удобрения: фосфорные, азотные, органические. И, хотя среди других источников поступления ТМ в почву на долю удобрений падает всего 4-6%, пренебрегать ими не следует (Ильин В.Б., 1991).

В связи с этим необходимо всестороннее изучение влияния ТМ не только на продуктивность сельскохозяйственных культур, но и на мобилизацию основных макроэлементов в почве.

Цель данной работы: установить влияние различных уровней загрязнения почв тяжелыми металлами (кобальтом, цинком, медью и свинцом) на некоторые показатели почвенного плодородия и продуктивность звена зернопаро-пропашного севооборота.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

1. Установить влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на мобилизацию подвижных форм питательных веществ в почве.

2. Выявить влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на ^ продуктивность звена севооборота.

5. Установить влияние концентраций тяжелых металлов на содержание их в почве и растениях.

6. Дать экологическую и экономическую оценку возделывания сельско-р хозяйственных культур на почвах, загрязненных тяжелыми металлами

Научная новизна. Впервые изучено влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на питательный режим чернозема выщелоченного лесостепи Воронежской области, установлены содержание и динамика минерального азота, подвижных форм фосфора, обменного калия и содержание тяжелых металлов в почве в зависимости от уровня загрязнения и выявлено их влияние на продуктивность звена зернопаропропашного севооборота (пар - озимая пшеница - сахарная свекла).

Защищаемые положения: 1. Существуют критические уровни загрязнения почвы тяжелыми металлами, которые влияют на содержание в почве подвижных форм азота, фосфора и калия. Разные металлы оказывают различное влияние на процессы мобилизации в почве подвижных питательных веществ. 2. Невысокий уровень концентрации (0,5 ПДК) кобальта, цинка и меди стимулирует рост и развитие растений и повышает их продуктивность, а при более высоком уровне загрязнения (1,0 и 2,0 ПДК) этими элементами, а так же свинцом, происходит угнетение растений и снижение их продуктивности. 3. При внесении кобальта, цинка и меди в половинной концентрации увеличивается содержание белка и клейковины в зерне озимой пшеницы и сахара в корнеплодах сахарной свеклы. На вариантах с внесением 1,0 и 2,0 ПДК всех солей тяжелых металлов наблюдается ухудшение качественных показателей основной продукции озимой пшеницы и сахарной свеклы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, и рекомендаций производству. Она изложена на 153 страницах машинописного текста, включает 25 таблиц, 1 рисунок, 26 приложения. Список литературы состоит из 164 источников, в том числе 26 иностранных.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Климкина, Екатерина Витальевна

выводы

3. На содержание обменного калия загрязнение почвы ТМ оказывало меньшее влияние, чем на содержание азота и фосфора. На вариантах с половинными концентрациями солей Си, Zn и Со содержание калия даже несколько увеличивалось в сравнении с контролем. При повышенных концентрациях всех солей ТМ содержание обменного калия снижалось, хотя и незначительно, особенно это выражено при загрязнении свинцом.

4. При загрязнении почвы солями тяжелых металлов ухудшаются показатели почвенной кислотности. Величина рН снижалась от 5,40 до 4,70, а гидролитическая кислотность возросла от 4,49 до 5,20 мг-экв наЮО г почвы, сумма поглощенных оснований также несколько снизилась (от 26,70 до 24,80 мг-экв на 100 г почвы). Снижение величины рН, рост гидролитической кислотности и уменьшение суммы поглощенных оснований происходило и на контроле, но гораздо менее ярко выражено, чем при внесении тяжелых металлов.

6. Соли тяжелых металлов, особенно в повышенных концентрациях, увеличивали накопление нитратов в растениях. Так, в период уборки озимой пшеницы содержание нитратов в зерне на контроле было 48 мг/кг, в соломе — 180 мг/кг, а на вариантах с двойной дозой кобальта, цинка, меди и свинца в зерне -61, 60, 54 и 81 мг/кг, в соломе - 211, 202, 199 и 233 мг/кг, соответственно. В период уборки сахарной свеклы содержание нитратов в корнеплодах составило на контроле 15 мг/кг, в ботве - 175 мг/кг, а на вариантах с 2,0 ПДК внесенных солей в основной продукции -36, 21, 34 и 42 мг/кг, в побочной - 206, 202, 190 и 230 мг/кг, соответственно.

7. Соли тяжелых металлов оказали влияние на накопление азота, фосфора и калия в зерне и соломе озимой пшеницы, корнеплодах и ботве сахарной свеклы. Половинные концентрации солей несколько повышали содержание NPK в продукции. Одинарные дозы кобальта, цинка и меди практически не изменяли эти показатели, а на вариантах с двойными дозами металлов и при внесении 1,0 ПДК свинца содержание азота, фосфора и калия в растениях снижалось в сравнении с контролем.

8. Внесение в почву солей ТМ в различных концентрациях (до 2,0 ПДК) не приводит к токсическому накоплению кобальта, цинка и меди в основной и побочной продукции озимой пшеницы и сахарной свеклы. Соль РЬ(СНзСОО)г в различных концентрациях способствовала росту содержания свинца в растениях, как во второй, так и в третий год исследований, в зерне до 5,6, соломе до 8,5 мг/кг, корнеплодах до 18,0 и ботве до 8,0 мг/кг. Корнеплоды сахарной свеклы, полученные на вариантах с 1,0 и 2,0 ПДК свинца, не могут быть использованы в кормовых целях.

На урожай побочной продукции соли тяжелых металлов оказали менее значительное негативное влияние, которое проявлялось только при внесении металлов в дозе 2,0 ПДК.

10. Тяжелые металлы повлияли на поступление основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) в растения. С увеличением урожайности зерна и соломы (при внесении 0,5 ПДК кобальта цинка и меди) увеличивался и вынос NPK по сравнению с контролем. Повышенные дозы солей тяжелых металлов оказали негативное действие на усвояемость растениями озимой пшеницы и сахарной свеклы основных макроэлементов, в сравнение с контролем. Особенно это заметно при внесении двойных доз ПДК.

11. При внесении солей тяжелых металлов в дозе 0,5 ПДК, за исключением соли свинца, отмечалось положительное их влияние на содержание белка и клейковины в зерне озимой пшеницы и сахара в корнеплодах сахарной свеклы, а на вариантах с 1,0 и 2,0 ПДК солей и всех вариантах с солями свинца наблюдается ухудшение качественных показателей озимой пшеницы и сахарной свеклы.

12. Чистый доход по звену исследуемого севооборота был получен практически на всех вариантах опыта, за исключением вариантов с внесением солей свинца в 1,0 и 2,0 ПДК.

Рекомендации производству

1. Необходим постоянный контроль (мониторинг) за содержанием тяжелых металлов в почве.

3. Осуществлять контроль за качеством сельскохозяйственной продукции, содержанием в ней тяжелых металлов, с соответствующей сертификацией.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Климкина, Екатерина Витальевна, Воронеж

1. Минеев В.Г. Интенсивное земледелие и защита окружающей среды / В.Г. Минеев, А.А. Алексеев // Сельское хозяйство за рубежом, 1981. №9. — С. 2 -8.

2. Минеев В.Г. Агрохимия и биосфера / В.Г. Минеев. М.: Колос, 1984. - 247с.

3. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва растение / В.Б. Ильин. - Новосибирск, «Наука», 1991. - С. 150.

4. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас., X. Пендиас. -М.: Мир, 1991. С. 439.

5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. — Л.: Агропромиздат, Ленингр. Отделение, 1987. 142 с.

6. Балацкий О.Ф. Экология и качество окружающей природной среды /О.Ф. Ба-лацкий, Л.Г. Мельник, А.Ф. Яковлев. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.

7. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова / В.А. Ковда. М., «Наука», 1985.-С. 211.

8. Hutton М. The environmental, implications of cadmium in phosphate fertilizers / M. Hutton // Phosphorus and Potassium. 1983, V. 123, № 1/2. P. 33-36.

9. Greter-Domerque F.L. Entrainement gravi-taire de Cd, Cu, Zn dans des sols recon-stitues avec des boues compostees / F.L. Greter-Domerque, J.C. Vedy // Sci. du Sol, 1989. -V. 27, № 3. P.227-242.

10. Ладонин В.Ф. Влияние комплексного применения средств химизации на содержание тяжелых металлов в почве и растениях / В.Ф. Ладонин // Химия в сел. хоз-ве., 1995. № 4. - С. 32-35.

11. Милащенко Н.З. Программа исследований тяжелых металлов в Географической сети опытов со средствами химизации / Н.З. Милащенко // Химия в сел. хоз-ве., 1995.-№4.-С. 4-7.

12. Кузнецов А.В. Контроль техногенного загрязнения почв и растений / А.В. Кузнецов // Агрохим. Вести, 1997. № 5. - С.7-9.

13. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение / Под ред. М.М. Ов-чаренко. М., 1997. 288 с.

14. Влияние тяжелых металлов на почву после внесения 16 лет назад твёрдых органических отходов. Recoreru of biosilidsapplied heavu metals sixteen uears after application / J.J. Sloan, R.H. Pondu // J. Environ Qual. 1998. - 276. - C. 1312-1317.-Англ.

15. Аристархов А.А. Эколого-агрохимическое обоснование оптимизации питания растений и комплексного применения макро- и микроудобрений в агро-экосистемах: Дис. д-ра биол. Наук / А.А. Аристархов // М., 2000. 88с.

16. Носовская И.И. Влияние длительного систематического применения различных форм минеральных удобрений и навоза на накопление в почве и хозяйственный баланс меди и цинка / И.И. Носовская, Г.А. Соловьев, В.Г. Егоров // Агрохимия. 2000. - № 9. - С. 50-56.

17. Потатуева Ю.А. Агроэкологическое значение примисей тяжелых металлов и токсичных элементов в удобрениях / Ю.А. Потатуева, Н.К. Сидоренко, Е.Г. Прищеп // Агрохимия. 2002.- № 5

18. Галиулин Р.В. Инвентаризация и рекультивация почвенного покрова агро-ланшафтов, загрязненного различными химическими веществами / Р.В. Галиулин // Агрохимия. 1994. - №7 - 8. - С. 132 - 141.

19. Ильин В. Б. Тяжелые металлы защитные возможности почв и растений -урожай и химические элементы в системе почва - растение / В.Б Ильин, М.Д Степанова. - Новосибирск: Наука, 1982. - С. 73-92.

20. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений / В.Б. Ильин. -Новосибирск: Наука, 1985. С. 129.

21. Pasuna D.M., Hausstn D.T. Emission and long range transport of traceelements in Europe / D.M. Pasuna., D.T. Hausstn // Tellus. - 1984. - Vol. 36. - P. 163 -178.

22. Попович Л.П. Поступление, содержание и перераспределение загрязняющих веществ в почве. / Л.П. Попович // Международный сельскохозяйственный журнал. 1993. - №1. - С. 48 - 53.

23. Колесников С.И. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на щелочно-кислотные и окислительно восстановительные условия в черноземе обыкновенном / С.И. Колеснико, К.И. Казеев, В.Ф. Вольнов // Агрохимия. 2001. - №9. - С. 32-39.

24. Фатеева А. И. Транслокация и фитотоксичность тяжелых металлов при полиэлементном загрязнении почвы / А.И. Фатеева, Н.И. Мирошнеченко, В.П. Самохвалова // Агрохимия. 2001. - №3. - С.57 - 61.

25. Богдановский Г.А. Химическая экология / Г.А.Богдановский.- М.: Изд-во МГУ, 1994. С. 237.

26. Перельман А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман. М.: Высшая школа, 1975.-С. 342.

27. Бондарев Л.Г. Ландшафты, металлы и человек / Л.Г. Бондарев. М.: Мысль, 1976.-С. 153.

28. Kozel P. Konzentrace tezkych kovuvpudach nekterych lokalit Jablunkvska / P. Kozel, J. Holoubek, Z. Pavlova, P. Mensik // Acta Vniv. palack. Olomuc. rerum natur. biol., 1988. T.93. - №28. - P.59-77.

29. Иванова A.C. Медь в почвах садовых агроценозов Крыма / А.С. Иванова // Агрохимия. 1987. - №10. - С. 76-82.

30. Clhopecka Anna. Forms of cadmium, lead, and zinc in contaminated soils from soutwest Poland / Anna Clhopecka, J.R. Bacon, M.J. Wilson, J. Kay // J. Environ. Qual.- 1996. 25, №1. - S. 67-69.

31. Bityukova Lidia. Forms of occurence of heavy metals in the soils of Tallin and its suburbs / Lidia Bityukova //11 Int. Symp. Environ. Biogeohem., Salamanca, Sept. 27-Okt. 1, 1993.

32. Джубеликян Х.А. Техногенное загрязнение черноземов тяжелыми металлами / Х.А. Джубеликян // Природ, ресурсы Воронеж, обл., их воспр-во, мониторинг и охрана. Воронеж, 1995. - С. 174-176.

33. Stigliani W.M. Буферное действие: его связь с загрязнениями почвы и воды / W.M. Stigliani // Охрана природы. 1996. -№11.

34. Жидеева В.А. Влияние урбанизации на содержание тяжелых металлов в экосистемах Московской области / В.А. Жидеева, И.И. Васенев, А.П. Щербаков, Э.Г. Васенева // Агрохимия. 2000. - №11 - С. 66 - 77.

35. Ильин В.Б. Содержание тяжелых металлов в почвах и растениях Новосибирска / В.Б. Ильин, H.JI. Байдина, А.С. Черейко // Агрохимия. 2000. - №1. -С. 66-73.

36. Цаплина М.А. Трансформация и транспорт оксидов свинца, кадмия и цинка в дерново — подзолистой почве / М.А. Цаплина // Почвоведение. 1994. -№1- С. 45-50.

37. Возбуцкая А.Е. Химия почвы / А.Е. Возбуцкая. М.: Изд-во Высшая школа, 1964.-С. 361-366.

38. Нестерова А.Н. Изменение организации меристемы главных корней проростков кукурузы при действии некоторых тяжелых металлов / А.Н. Нестерова // Совр. пробл. эколог, анатомии раст.: Тез. докл. 12 Всесоюз. совещ. Владивосток, 1990.- С. 109-111.

39. Гамзикова О.И. Влияние кадмия и никеля на устойчивость яровой пшеницы / О.И. Гамзикова// Сибирский экологический журнал. 1994. - №3.

40. Школьник М.Я. Растения в экстремальных условиях минерального питания / М.Я. Школьник, Н.В. Алексеева Попова. - JL: Наука, 1983. - С. 177.

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

42. Ковда В.А. Проблема защиты почвенного покрова и литосферы планеты / В.А. Ковда. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, - 1989. - 156 с.

43. Bazzaz F.A. Differinq sensitivitu of and soybean photonthesis fnd transpiration to lead cjntamination / F.A. Bazzaz., G.Y. Rolfe // J. Evironmentall Qualitu. 1974,- №3. P. 156-158.

44. Лебедев С.И. Физиология растений. 3-е изд. перераб. и доп. / С.И. Лебедев.- М.: Агропромиздат., 1988. С. 544.

45. Протасова Н.А. Редкие и рассеянные элементы в почвах Центрального Черноземья / Н.А. Протасова, А.П. Щербаков, М.Г. Копаева. Изд. Воронежского университета, 1992. - С. 168.

46. Ильин В.Б. Биогеохимия микроэлементов (Мп, Си, Мо, В) в южной части Зап. Сиб./ В.Б. Ильин. Новосибирск: Наука, Сиб. Отделение, 1975.

47. Ринькис Г.Я. Оптимизация минерального питания растений / Г.Я. Ринькис. -Рига: Зинатне, 1972. С.355.

48. Шильников И.Ф. Факторы влияющие на поступление тяжелых металлов в растения / И.Ф. Шильников, JI.A. Лебедев, С.Н. Лебедев // Агрохимия.-1994. -№10.-С. 94-101.

49. Ковалевский А.Л. Основные закономерности формирования химического состава растений / А.Л. Ковалевский // Биогеохимия растений. Улан-Удэ: Бурятское кн. изд-во, 1969. - С. 6-28.

50. Добровольский В.В. География микроэлементов и глобальное рассеивание

51. B.В. Добровольский. М.: Изд-воМГУ, 1983. - С. 271.

52. Обухов А.И. Баланс тяжелых металлов в агроценозах дерново-подзолистых почв и проблемы мониторинга / А.И. Обухов, А.А. Попова // Вестник Моск. Ун-та сер. 17.-Почвоведение, 1992. №3. - С. 31-39.

53. Абашеева Н.Е., Ревенский В.А. Биопродуктивность сеяных трав, содержание биофильных микроэлементов и свинца в фитомассе при орошении сточными водами / Н.Е. Абашеева, В.А. Ревенский // Агрохимия. 1995. -№ 4.1. C.59 64.

54. Nicolson Fiona А. Влияние фосфорных удобрений и атмосферных осадков на изменение содержания кадмия в почвах и растениях в течение длительного времени / Fiona A. Nicolson, Kevin С. Jones, А.Е. Jonston // Р.Ж. Охрана природы. 1994. - №9.

55. Ладонин В.Ф. Влияние комплексного применения средств химизации на содержание тяжелых металлов в почве и растениях/ В.Ф. Ладонин // Химия в е.-X.- 1995,-№4.-С. 32-35.

56. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва растение -удобрение / М.М. Овчаренко // Химия в с.-х. - 1995. - №4. - С. 8-16.

57. Нетребенко Н.Н. Тяжелые металлы на выщелоченных черноземах Белгородской области / Н.Н. Нетребенко, Н.П. Богомазов., П.Г. Акулов // Химия в с.-х. 1996. - №5. - С. 27-28.

58. Федчун А.А. Влияние минеральных, органических удобрений на состояние тяжелых металлов в почве и кормовых культурах / А.А. Федчун, А.А. Демин, Г.М. Сидорова и др. // РАН ДВО Биол. почв. ин-т. Владивосток, 1994. -С. 188-193.

59. Preer James R. Металлы в почвах и растениях городских садов — влияние извести и твердого осадка сточных вод / R. Preer James, N. Abdi Ahmed, S. Sekhon Harkewal, B. Murchison George // Р.Ж. Охрана природы. -1995. №11.

60. Ягодин Б.А. Тяжелые металлы в системе почва — растение / Б.А. Ягодин,

61. B.В. Кидин // Химия в с.-х. 1995, - №5. - С. 43-45.

62. Важенин И.Г. Почва как активная система самоочищения от токсического воздействия тяжелых металлов ингредиентов техногенных выбросов/ И.Г. Важенин // Сельское хозяйство за рубежом. - 1982. - №3. -С.3-5.

63. Шильников И.А. Проблема снижения подвижности тяжелых металлов при известковании/ И.А. Шильников, Н.И. Аканова // Химия в с.-х. -1995. №5.1. C. 29-31.

64. Влияние мелиорантов на содержание подвижных форм металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве / В.А. Касатиков, В.Е. Руник, С.М. Касатико-ва, Н.П. Шабардина // Агрохимия. 1995. - №7. - С. 94-99.

65. Евдокимова Г.А. Критерии и приемы снижения токсичности почв, загрязненных медью и никелем/ Г.А. Евдокимова, Н.П. Мозгова // Тез. и докл. Все-рос. конф. Т.2. М.: Почвен. Ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 1998. С. 132138.

66. Столяров А.И. Тезисы и доклады Всероссийской конференции / А.И. Столяров, А.В. Кирейчева, И.В. Глазунова. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, Т.2. Тез. и докл. Всерос. конф., 1998.- С.224.

67. Кирейчева JI.B. Загрязнение почв тяжелыми металлами и применение нового сорбентмелиоранта для получения экологически чистой продукции / JI.B.

68. Кирейчева., В.М. Яшин, С.Х. Нгуен // Тез. и докл. Всерос. Конф. Т.2. М.: Почвен. ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 1998. С. 148-150.

69. Оглуздин А.С. Сапропель как мелиорант почв, загрязненных тяжелыми металлами / А.С. Оглуздин, Ю.В. Алексеев, Н.И. Вялушкина // Химия в с.-х. -1996.-№4. -С. 5-7.

70. Демин В.В. Роль гуминовых кислот в необратимой сорбции и биогеохимии тяжелых металлов в почве/ В.В. Демин //Изв. Тимирязев, с.-х. акад. -1994.-№2. С. 79-86.

71. Большаков В.А. Загрязнение почв и растительности тяжелыми металлами. -/ В.А. Большаков. М.: ВНИИТЭМСХ, 1978.

72. Осипов А.И. Биологические приемы снижения загрязнений растений тяжелыми металлами / А.И. Осипов, Ю.В. Алексеев // Химия в с.-х. 1996. - № 4. - С. 4-5.

73. Лебедева Л.А. Биологические свойства дерново подзолистой почвы, загрязненной тяжелыми металлами / Л.А. Лебедева, О.А. Амельянчик, С.И. Лебедев, Е.Н. Копылова // Агрохимия. - 1994. - №3. - С. 106 - 111.

74. Савич В.И. Определение уровня загрязнения почв и растений тяжелыми металлами / В.И. Савич, И.С Осипова// Химизация с.-х. 1992. - №1. - С. 56 -58

75. Зырин Н.Г. Распределение тяжелых металлов в основных компонентах лугового биогеоценоза / Н.Г. Зырин, М.А. Цаплина // Агрохимия. 1992. -№12.

76. Розанов Б.Г. Тяжелые металлы в окружающей среде / Б.Г. Розанов. М., 1980.-С. 131.

77. Петраш С.А. Тяжелые металлы в почве городской территории / С.А. Пет-раш, В.И. Жудина, JI.M. Шафран // Р.Ж. Охрана природы. 1994. - №3.

78. Байдина H.JI. К вопросу о техногенном загрязнении огородных почв и культур тяжелыми металлами в г. Новосибирске / H.JI. Байдина // Эколог. Пробл. земледелия Сред. Урала.: Матер. Конф. Екатеринбург, 1995. С. 54-59.

79. Ягодин Б.А. Тяжелые металлы и здоровье человека / Б.А. Ягодин // Химия в с.-х. 1996,-№5.-С. 18-20.

80. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений / М.Я Школьник. Л.: Наука, 1974. - С.324.

81. Агрохимия / Б.А. Ягодин, П.М. Смирнов, А.В. Петербургский и др. под редакцией Б.А. Ягодина. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, Ле-нингр. Отделение, 1987. - 142 с.

82. Ягодин Б.А. Агрохимия / Б.Я. Ягодин, Ю.П. Жуков, В.И. Кобзаренко. Под ред. В.А. Ягодина. - М.: Колос, 2002. - 584 с.

83. Полевой В.Ф. Физиология растений. Учеб. для биол. спец. Вузов / В.Ф. Полевой. М.,Высш.шк, 1989. - С. 464.

84. Val J. Revision actualizada del papel de los oligoelementos en plantas superiores. 2. Cine / J. Val, E. Monge // An. Estac. exp. Aula Dei. 1990. Vol.20. №1-2. -P. 91-101.

85. Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии / В.Г. Минеев. Изд-во Моск. Ун-та, 1988. -С. 192-194.

86. Виноградов А.Н. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А.Н. Виноградов. Изд. 2-е. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - С. 239.

87. Мур Дж. В. Тяжелые металлы в природных водах / Дж. В. Мур, С. Рамамур-ти. -М.: «Мир», 1987. С -19.

88. Беспаиятков Г.П. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде / Г.П. Беспаиятков, Ю.А. Кротков. Справочник. - Л.: «Химия», 1985.

89. Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп: Справ. Изд./ Под ред. В.А. Филонова и др.- JI.: «Химия», 1989

90. Практикум по агрохимии / И.В. Пустовой, В.И. Филин, А.В. Корольков; под ред. И.В. Пустового. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1995. - 336 е.: ил. - / Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений/.

91. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах и продукции растениеводства. М., ЦИНАО, 1989, С. 62.

92. Обухов А.И. Научные основы разработки предельно допустимой концентрации тяжелых металлов в почвах / А.И. Обухов, И.П. Бабьева, А.В. Гринь.- В кн.: Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980.

93. Черных Н.А. Нормирование загрязнения почв тяжелыми металлами / Н.А.

94. Черных, В.Ф. Ладонин //Агрохимия. 1995. - №6. - С. 71.

95. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. М.: Агропром-издат, 1985.

96. Макаров М.И. Закономерности поведения микроэлементов при воздействии на почву кислотных осадков (Модельный эксперимент) / М.И. Макаров, Н.П. Недбаев, P.M. Окунева // Вестник Моск. ун-та серю 17 Почвоведение. -1989.-№4. -С. 38-44.

97. Макаров Р.Ф. Влияние длительного применения удобрений на азотный режим типичного чернозема / Р.Ф. Макаров // Агрохимия. 1989. - № 11. -С. 3-7.

98. Лебедева Т.В. Изменение азотного режима чернозема выщелоченного при использовании удобрений / Т.В. Лебедева, С.М. Надеркин, Е.В. Надеждина // Агрохимия. 1996. - № 4. - С. 3-8.

99. Носко Б.С. Трансформация в почве и поглощение растениями азота / Б.С. Носко, Б.Б. Котвицкий, A.M. Бердников, Т.А. Юнакова // Агрохимия. 1997.- № 12.-С. 3-11.

100. Турчин Ф.В. Превращение азотных удобрений в почве и усвоение их растениями / Ф.В. Турчин // Агрохимия. 1969. - № 3. - С. 3-19.

101. Волынкин В.И. Эффективность азота при разных дозах и сроках внесения в зернопропашном севообороте на выщелоченном черноземе Курганской области / В.И. Волынкин, О.В. Волынкина // Агрохимия. 1996. - № 8-9. - С. 52-64.

102. Храмцов И.Ф. Азотный режим чернозема выщелоченного при длительном применении удобрений / И.Ф. Храмцов, Е.В. Безвиконный // Агрохимия. -1997.-№9.-С. 14-19.

103. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения, T.I. Агрохимия / Д.Н. Прянишников. М.: Колос, 1965. - С.767.

104. Шконде Э. И. Запасы и формы азота в почвах / Э.И. Шконде, И.Е. Королева. В кн.: Проблемы азота и урожай на Полесье. Киев, 1967. - С. 31-39.

105. Шпедт А.А. Зависимость урожая яровой пшеницы от содержания в почве гумусовых веществ / А.А. Шпедт // Агрохимия. 1997. - № 3. - С. 13-16.

106. Славнина Т.П. и др. Запасы и формы азота в серых лесных почвах Томской области / Т.П. Славнина. В кн.: Вопросы биологии. Томск, Изд-во ТГУ, 1978.-С. 116-123.

107. Авдонин Н.С. Агрохимия: Учеб. пособие / Н.С. Авдонин. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1982. - С.344.

108. Дерюгин И.П. Пути оптимизации условий эффективного использования фосфорных и калийных удобрений / И.П. Дерюгин, В.В. Прокошев // Агрохимия. 1990. - № 4. - С. 17-23.

109. Попович Л.П. Фосфорное состояние почв / Л.П. Попович // Почвоведение. 1992.-№11.-С. 24-35.

110. Середа Н.А. Сезонная и многолетняя динамика фосфора в черноземе выщелоченном под влиянием доз и способов внесения удобрений / Н.А. Середа К.З., Халиуллин, В.К. Трапезников // Агрохимия. 1998. - № 6. - С. 5-11.

111. Соколов А.В. Агрохимия фосфора / А.В. Соколов. М.; Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1950. - 150 с.

112. Прянишников Д.Н. Агрохимия / Д.Н. Прянишников. М.: Сельхозгиз, 1952.-691с.

113. Барбер С.А. Достижения в познании связей калия в почве и растениях / С.А. Барбер, Р.П. Хамберт. -В кн.: Удобрения. М.: Колос, 1965. -С. 249-281.

114. Простаков П.Е. Агрономическая характеристика почв Северного Кавказа / П.Е. Простаков, П.В. Носов. М.: Россельхозиздат, 1964. - С. 201-206.

115. Минеев В.Г. Агрохимия и экологические функции калия / В.Г. Минеев. -М.: Изд-во МГУ, 1999. 332 с.

116. Пчелкин В.У. Почвенный калий и калийные удобрения / В.У. Пчелкин. -М.: Колос, 1966.-335 с.

117. Носко Б.С. Калийный режим чернозема типичного и урожай сахарной свеклы при внесении калийных удобрений / Б.С. Носко, В.И. Бабынин // Агрохимия. 1995. - № 11. - С. 15-25.

118. Филон И.И. Содержание калия в черноземе типичном и темно-серой лесной почве при их сельскохозяйственном освоении и длительном применении удобрений / И.И. Филон, И.А. Шеларь // Агрохимия. 1999. - № 1. - С. 21-27.

119. Милащенко Н.З. Программа исследований тяжелых металлов в Географической сети опытов со средствами химихации / Н.З. Милащенко // Химия в с.-х.-1995.-№4.-С. 32-35.

120. Малюга Д.П. Биогеохимический метод поисков рудных месторождений / Д.П. Малюга. М.: Изд-во АН СССР, 1963. -254 с.

121. Temmerman L.O. Determination of "normal" levels and upper limit values of trace element in soils// Z. Pflanzen-ernahr und Bodenkunde. 1984. Bd 147. H.6. - S. 687-694.

122. Kitagishi K. Heavy Metal Pollution in Soils of / K. Kitagishi, I. Eds Yamane // Japan Science Society Press, Tokyo, 1981. S. 302.

123. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А.П. Виноградов. М., 1957. -237 с.

124. Химическое загрязнение почв и их охрана.: Словарь Справочник. - М.: Агропромиздат, 1991. - С. 303.

125. Ильин В.Б. Распределение свинца и кадмия в растениях пшеницы произрастающей на загрязненных этими металлами почвах / В.Б. Ильин, М.Д. Степанова // Агрохимия. — 1980. №5. - С. 114-115.

126. Ратнер Е.И. Пути приспособления растений к условиям питания катионами в почве / Е.И. Ратнер // Проблемы ботаники. М., 1950. Вып. 1. - С. 427-448.

127. Церлинг В.В. Нитраты в почве, растениях и урожае /В.В. Церлинг // Химизация сельского хозяйства.- 1988.-№3.-С.25-27.

128. Церлинг В.В. Индикаторный орган растений на избыток нитратов / В.В. Церлинг // Химизация сельского хозяйства.- 1988. №10. - С.50-52.

129. Соколов О.А. Экологические аспекты применения азотных удобрений / О.А. Соколов // Агрохимия. 1990. - №3. - С.25-27.

130. Череченко И.Н. Внешняя среда и природа / И.Н. Череченко, В.Н. Петриченко, B.C. Новиков // Химизация сельского хозяйства. 1989. - №8. - С. 1517.

131. Амелин А.А. Накопление нитратов растениями под влиянием комплекса внешних и внутренних факторов / А.А. Амелин, С.Е. Амелина, О.А. Соколов //Агрохимия.-1996.-312.-С. 17-23.

132. Жукова Н.И. Влияние тяжелых металлов на рост и развитие растений Н.И.Жукова, Е.И. Потенко // Материалы конференции 12-13 февраля 2003 г. Хабаровск.

133. Краснова Н.М. Ферментативная активность и химический состав растений на почвах с повышенным содержанием цинка, никеля, магния / Н.М. Краснова // Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине. Самарканд, 1990. - С. 296-297.

134. Jones J.B. Plant tissue analysis fer micronutrients / J.B. Jones // Micronutrients in Agriculture. Eds., Soil Science Society of Amerika, Madison, Wis., 1972.-319p.

135. Петрушина H.C. Микроэлементы и болезни сельскохозяйственных растений / H.C. Петрушина // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине / Н.С. Петрушина. М., 1974. - 438 с.

136. Bermann W. Diagnosis of Nutrient Regylrement by plants, G. Fischer Verlag, Jena and Priroda / W. Bergmann, A. Cutakov. — Bratislava, 1977. 295 p.

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

138. Парибок Т.А. Влияние цинка на дыхание и окислительное формирование томатов / Т.А. Парибок // Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине. Улан-Удэ, 1968. - С. 36-42.

139. Lindsay W.L. Zinc in soils and plant nutrition / W.L. Lindsay. Fdv. Agron., 24. 1972. 147p.

140. Moore D.P. Mechanisms of micronutrient uptake by plants, in: Vicronutrients in Fgroculture / D.P. Moore // Soil Scienct Sjciety of America. Madison, WIS, 1972. -17p.

141. Broyer T.C. et. al. Some aspects of lead in plant nutritin / T.C. Broyer // Plant Soil, 36, 1972.-301p.

142. Пейве Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов / Я.В. Пейве. М., «Наука», 1980. - С. 357.

143. Минеев В.Г. Агрохимия, биология и экология почвы / В.Г. Минеев, Е.Х. Ремпе. Росагропромиздат, 1990.

144. Обухов А.И. Научные основы разработки предельно допустимой концентрации тяжелых металлов в почвах / А.И. Обухов, И.П. Баьева, А.В. Гринь. -В кн.: Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980.

145. Ринькис Г.Я. Сбалансированное питание растений макро и микроэлементами / Г.Я. Ринькис, В.Ф. Ноллендорф. - Рига: Зинатне, 1982.•щ ■

146. Спицына С.Ф. Изучение возможности сельскохозяйственных культур на различных уровнях питания под влиянием стимуляторов роста и микроэлементов / С.Ф. Спицина. Барнаул, 1984.

147. Ефимов В.Н. Использование азота почвы и удобренич растениями ячменя на дерновоподзолистых супесчаных почвах разной степени окультуренности / В.Н. Ефимов, А.И. Осипов, Е.Ф. Чеснокова // Агрохимия. 1985. - №7.1. C.3-7.

148. Овчаренко М.М. Почвенное плодородие и содержание тяжелых металлов в растениях / М.М. Овчаренко, Г.А. Грфская, И.А. Шильников // Химия в с.-х.-1996.-№5. -С. 40-43.

149. Ковалевский A.JI. Биогеохимия растений A.JI. Ковалевский. Новосибирск: Наука Сиб.отд., 1991.

150. Смирнов П.М. Вопросы агрохимии азота / П.М. Смирнов. М., 1977. -160с.

151. Гармаш Н.Ю. Тяжелые металлы и качество зерна пшеницы / Н.Ю. Гармаш // Химия в с.-х, 1985. Т. 23. №6. - С. 48-49.

152. Толстоусов В.П. Удобрения и качество урожая / В.П. Толстоусов. М.: Агропромиздат, 187. - 192 с.

153. Ильин В.Б. Фоновое содержание кадмия в почвах Западной Сибири / В.Б. Ч Ильин // Агрохимия. 1992. - №9.

154. Pacyna D.M. Emission and long-range transport of trace-elements in Europe /

155. D.M. Pacyna, D.E. Haussen // Tellus. 1984. - Vor. 36, №3. - P. 163-178.

156. Mcllween W.D. Nickel in the terrestrial environment / W.D. Mcllween, J.J. Negusanti // The Sci. of thevTotal Environ. 1994. - 1994. - V. 148. - P. 109138.

157. Dalton D.A. Nickel as micronutrient element for plant // D.A. Dalton, S.A. Russel, H.J. Evens // Bio-Factorrs. 1988. - V.l. - P. 11-16.

158. Brown P.H. Effest of nickel deficiency on soluble anion, amino fcid, and nitrogen levels in barley / P.H. Brown, R.M. Welch, J.L. Madison // Plant and Soil, 1990. V.125. - №1. — P. 19-27.

Информация о работе

Климкина, Екатерина Витальевна
кандидата сельскохозяйственных наук
Воронеж, 2005
ВАК 06.01.04

Диссертация

Влияние уровней загрязнения чернозема выщелоченного тяжелыми металлами на продуктивность зернопаропропашного севооборота - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Влияние уровней загрязнения чернозема выщелоченного тяжелыми металлами на продуктивность зернопаропропашного севооборота - тема автореферата по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы