Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на питательный режим и вынос основных элементов биофилов сельскохозяйственными культурами

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на питательный режим и вынос основных элементов биофилов сельскохозяйственными культурами"

На правах рукописи

ЖАНДАРОВА Светлана Внкгоровпа

рг« од

1 7 Ж?. 2000

влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на питательный режим и вынос основных элементов биофилов сельскохозяйственными культурами

Специальность 06.01.04 - агрохимия

автореферат

диссертации на соискание учепой степени кандидата сельскохозяйственных паук

Барнаул 2000

Работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии Алтайского государственного аграрного университета.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Л.М. Бурлакова

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

С.Ф. Спнцына

кандидат биологических наук, доцент Р.Н. Афонина

Ведущая организация - Государственный Центр агрохимической службы

«Алтайский»

Защита состоится 18 мая 2000 года, в 9 00 часов на заседании диссертационного совета Д.120.01.01 в Алтайском государственном аграрном университете.

Адрес: 656099, г.Барнаул, пр-кт Красноармейский, 98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан " & " ЯИ/МА 2000 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения просим направлять в АГАУ ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор В.А. Рассыпнов.

яозг.?,^ а

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Объемы и темпы техногенного загрязнения окружающей среды настолько возросли, что требуют все большего внимания ученых и общественности.

Особую актуальность приобрело загрязнение почв. Почва аккумулирует тяжелые металлы, пестициды углеводороды и другие химические загрязняющие вещества, предупреждая тем самым их поступление в природные воды и очищая от них атмосферный воздух.

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

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 не пригодность продуктов растениеводства в качестве источника пищи или кормов. С другой, загрязнение почвы тяжелыми металлами может на долгие годы сделать ее не пригодной для производства доброкачественной продукции.

В связи с этим необходимо всестороннее изучение влияния тяжелых металлов не только на продуктивность сельскохозяйственных культур и качество урожая, но и на мобилизацию основных макроэлементов в почве и в растениях.

Цель п задачи исследований. Цель — работы установить влияние различных уровней загрязнения почв тяжелыми металлами (кадмием, медью, никелем, цинком) на мобилизацию подвижных питательных веществ, характер поступления и вынос основных элементов биофилов (азота, фосфора, калия) сельскохозяйственными культурами.

Для достижения поставленной цели намечено решение следующих задач: 1. Установить влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на мобилизацию подвижных форм питательных веществ. 2. Выявить влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на продуктивность изучаемых сельскохозяйственных культур. 3. Изучить возможность влияния различных уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на поступление в растения основных макроэлементов - азота, фосфора и калия, и вынос их с урожайностью.

Научпая повизна. Впервые изучено влияние техногенного загрязнения на питательный режим чернозема выщелоченного колочной степи Алтайского края. Установлены наиболее вероятные состояния содержания и динамики азота обменного аммония, подвижного фосфора и подвижного калия в почве в зависимости от уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами. Выявлены критические уровни загрязнения почвы тяжелыми металлами (в т.ч. медью и цинком) на содержание и вынос азота, фосфора и калия растениями яровой пшеницы и

сахарной свеклы и их продуктивность. Установлено, что сахарная свекла и яре вая пшеница по-разному реагировали на уровни элементов загрязнителей поч вы.

Защищаемые положения. 1. Существуют критические уровни загряз нения почвы тяжелыми металлами, которые влияют на содержание в почве по; вижных форм азота, фосфора и калия. Разные тяжелые металлы оказывают ра: личное влияние на процессы мобилизации в почве подвижных питательны веществ. 2. Невысокий уровень загрязнения почвы медью и цинком стимулир} ет рост и развитие растений и повышает их продуктивность, а при более высс ком уровне загрязнения этими элементами в два раза выше предельно - допус тимой концентрации (ПДК), происходит угнетение растений и снижение и продуктивности. 3. Содержание тяжелых металлов в почве выше 0,5 ПДК шш ля, кадмия и меди выше 1,0 ПДК, и цинка выше 2,0 ПДК, ухудшают услови поступления в растения и вынос основных элементов питания азота, фосфора калия сельскохозяйственными культурами с единицей продукции.

Практическая значимость. Полученный материал может быть взят з основу для установления критических уровней загрязнения почвы тяжелым металлами, которые оказывают негативное влияние на мобилизацию основны макроэлементов (азота, фосфора и калия) в почве, продуктивность сельскохс зяйственных культур и вынос азота, фосфора и калия с урожаем. Результат! исследований будут использованы в учебном процессе по курсу «Агрохимия» Алтайском государственном аграрном университете.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работ) были доложены на международной конференции «Кризис почвенных ресурсо! причины и следствия» (Санкт-Петербург, 1997), всероссийской конференци «Агроэкология и устойчивое развитие общества» (Красноярск, 1998), «Почв, экология, общество» (Санкт-Петербург, 1999).

Публнкацни. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Содержание работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выве дов, списка использованной литературы и приложения. Содержание изложен на*Устраницах машинописного текста, включая.//таблиц и -/рисунок. Списо литературы состоит из^наименований, из них «¿Уна иностранных языках.

ГЛАВА 1. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В СИСТЕМЕ ПОЧВА - РАСТЕНИ (Литературный обзор)

Дается анализ русских и зарубежных источников, посвященных из уж шло поведения тяжелых металлов в почве и их влиянию на рост, развитие продуктивность растений.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Исследования проведены в условиях вегетационно - полевого опыт кафедры почвоведения и агрохимии Алтайского государственного аграрног университета в 1996 - 1998 гг.

. Исследования проводили в зоне черноземов засушливой и умеренно засушливой колочной степи Алтайского края, в подзоне обыкновенных и выщ£

лоченных черноземов умеренно засушливой и колонной степи левобережья р. Оби, участок находится в зоне действия промышленных выбросов теплоэлектроцентрали (ТЭЦ — 3) и вблизи аэропорта г. Барнаула.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный с содержанием гумуса 6,21 %, среднесуглинистого механического состава, характеризуется слабокислой реакцией среды (рН - 6,8) и невысокой емкостью поглощения (18,7 мг-экв/100гр почвы), насыщенность основаниями V= 93,4 %. Почва среднеобеспечена подвижными формами азота и фосфора (3-й класс) и высоко обеспечена калием.

Содержание в почве (на контроле) валовых кадмия, меди и никеля в пределах допустимой концентрации (0,83, 23,0, 43,0 мг/кг соответственно), цинка - в 1,5 раза выше ПДК (470 мг/кг).

Исследования проводили в вегетационно - полевом опыте. В опыте были смоделированы два севооборота развернутые во времени с чередованием культур в зернопаровом: пар, яровая пшеница, яровая пшеница, овес и в зерно-паропропашном: пар, сахарная свекла, яровая пшеница, овес.

В опыте искусственно загрязняли почву растворами солей тяжелых металлов: 3CdS04 х Н20; CuS04 х 5Н20; Ni(N03)2 х 6Н20; ZnS04 х 7Н20, в дозах 0,5; 1,0 и 2,0 ПДК (по Klocke). Что соответствовало концентрациям кадмия 1,5, 3,0 и 6,0 мг/кг; меди 50, 100 и 200; никеля 50, 100 и 200 и цинка 150, 300 и 600 мг/кг почвы.

Опыт заложен в трехкратной повторности. Площадь одной делянки 1м2. Тяжелые металлы внесены в 1996 году под сахарную свеклу и яровую пшеницу. В последующие годы выращивали в 1997 г яровую пшеницу, в - 1998 овес. В опыте высевали сорта, районированные в данной зоне Алтайского края.

В почвенных образцах определяли подвижные формы азота, фосфора и калия по общепринятым методикам. Содержание азота, фосфора и калия в растениях - путем сжигания в серной кислоте в одной навеске (по Гинзбург и Щегловой).

Учет урожайности проводили сноповым методом в 3-х кратной повторности с последующим обмолотом.

В исследованиях использован метод дисперсионного анализа по Доспе-хову (1985) и информационно - логический анализ (Пузаченко, Мошкин, 1969; Бурлакова, 1975).

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ НА МОБИЛИЗАЦИЮ ПОДВИЖНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ.

Известно, что тяжелые металлы оказывает токсическое воздействие на растительные и животные организмы, в том числе и на микрофлору почв, участвующую в мобилизации подвижных питательных веществ. Однако, в литературе нет достаточно данных, чтобы установить закономерности этого влияния.

В результате наших исследований установлено по величине общей информативности (Т, бит) и коэффициенту эффективности канала связи (К), что на мобилизацию нитратного и аммонийного азота большее влияние оказывало за. 5 •

грязнение почвы кадмием и никелем, чем медью и цинком (табл. 1). Это объясняется тем, что кадмий и никель являются наиболее опасными загрязнителями (Розанова, 1980; Ильин, 1985; Минеев и др., 19889) и наличие их в почве в повышенных концентрациях угнетает не только растения, но и почвенную биоту.

Таблица 1

Влияние тяжелых металлов на мобилизацию в почве азота нитратов и обменного аммония.

элемент N-N03

Т5 бит К Т, бит К

Сй 1,2457 0,3457 0,9486 0,2646

Си 0,9911 0,2675 0,8805 0,2456

№ 1,2686 0,3539 0,9251 0,2580

гп 0,8105 0,2261 0,6386 0,1781

Медь и цинк относятся к группе необходимых для растений микроэлементов, которые, как указывалось ранее, принимают участие в сложных биохимических процессах в растительном организме и недостаток этих элементов приводит к нарушению метаболических процессов в растениях и, в конечном счете, недобору урожая. Поэтому, внесение их в почву в невысоких концентрациях, положительно сказывается на продуктивности растений. В высоких концентрациях эти элементы могут быть также как кадмий и никель токсичными для растений, (порог токсичности зависит от толерантности растений) (Ильин, 1985; Кабата-Пендиас, Пеадиас, 1989) и микроорганизмов (Наплекова, 1967). Более высокие показатели связи позволяют отметить, что наибольшее влияние изучаемые тяжелые металлы оказали на величины нитратного азота и, возможно, на процесс нитрификации. Установлены содержания нитратного и аммонийного азота в зависимости от уровня загрязнения почв тяжелыми металлами.

По степени связи изученные элементы располагаются в следующем порядке: для нитратного азота - № > Сс1 > Си > Ъъ, для азота обменного аммония -Сс1>Си >№>гп.

Невысокие уровни загрязнения почвы кадмием, медью и никелем не оказали ингибирующего действия на процессы нитрификации и аммонификации и только более высокие концентрации этих элементов в почве снизили содержание нитратного азота. Это снижение прямопропорционально уровню загрязнения почвы медбю и никелем.

Цинк, содержание которого даже на контроле было выше ПДК (420 мг/кг), при дополнительном внесении этого элемента в почву снижало содержание нитратного азота на всех уровнях загрязнения. Содержание аммонийного азота на этих вариантах было в 2 раза выше по сравнению с контролем. Следовательно, цинк при его содержании в почве выше 2,0 ПДК проявлял ингиби-рующес действие только на процессы нитрификации.

Содержание аммонийного азота при загрязнении почвы тяжелыми металлами не снижалось, по сравнению с контролем и по большинству вариантов даже повышалось. По-видимому, тяжелые металлы в результате обменных ре-

акций вытесняли азот обменного аммония из почвенно-поглощающего комплекса.

Было также установлено влияние разного срока действия тяжелых металлов на содержание подвижного азота в почве (табл. 2).

Таблица 2

Влияние сроков действия и последействия тяжелых металлов на содер-

жание подвижного азота в почве.

годы исследований бит К

1996 (действие) 0,5323 0,1439

1997 (1-е последействие) 0,1605 0,0434

1998 (2-е последействие) 0,1655 0,0447

Установлено, что наибольшая зависимость содержания подвижного азота от загрязнения почвы тяжелыми металлами проявилась в первый год их внесения в почву. Во второй и третий годы после внесения тяжелых металлов зависимость содержания подвижного азота в почве от них снижается.

Подвижный фосфор, определяемый по методу Чирикова, рассматривается как потенциальный запас доступного фосфора.

Мобилизация подвижных форм фосфора зависит от типа почвы, природно-климатических условий, выращиваемой культуры и срока вегетации.

В наших исследованиях было изучено влияние различных уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию подвижного фосфора.

Установлено (табл. 3), что более тесная зависимость мобилизации подвижного фосфора в период кущения находилась от загрязнения почвы кадмием и цинком, чем медью и никелем. В течение вегетации отмечено его накопление в почве от посева к периоду уборки, на всех вариантах опыта. Высокие дозы загрязнения почвы кадмием, медью и цинком (соответствующие > 1,0 ПДК) снижали содержание подвижного фосфора. При загрязнении почвы кадмием снижение фосфора, по-видимому, связано с усилением химического поглощения и переводом фосфора в менее подвижные формы с образованием Сс1з(Р04)2. На варианте с невысоким уровнем загрязнения почвы никелем снижение содержания подвижного фосфора, скорее, всего, связано с интенсивным поглощением его растениями.

Таблица 3

Влияние тяжелых металлов на содержание подвижного фосфора в почве.

элемент Т,бит К

С<1 0,5077 0,3618

Си 03684 0,2711

№ 0,5544 0,3118

Ъп 0,7702 0,3692

Цинк, при невысокой дозе внесения (150 мг/кг) не оказал влияния на содержание подвижного фосфора в период кущения, но при более высоких дозах цинка (> 300 мг/кг) наблюдалось негативное влияние, что привело к сниже-

нию содержания в почве подвижного фосфора. Это связано с тем,' что в почве до искусственного загрязнения содержание цинка было уже выше ПДК (420 мг/кг). Многими авторами (Чумаков, 1983; Минеев и др., 1984; Гармаш, 1987; Черных, 1991) установлены антагонистические отношения между цинком и фосфором. Коикои1асйз Ргобготаэ считает, что в почвах может происходить двусторонняя фиксация соединений цинка и фосфора, возможно соосаждение (цитировано по И.В. Аштаб, 1994).

Тяжелые металлы оказали различное влияние по действию и последействию их на мобилизацию подвижного фосфора в почве. Высокая информативность (0,7372) и коэффициент эффективности канала связи (0,1992) содержания подвижного фосфора от загрязнения почвы тяжелыми металлами установлены I первый год после загрязнения почвы тяжелыми металлами (табл. 4), когда они еще находились в растворе.

Таблица А

Влияние сроков действия и последействия тяжелых металлов на содер-

годы исследований Т, бит К

1996 (действие) 0,7372 0,1992

1997(1 -е последействие) - 0,1927 0,0521

1998 (2-е последействие) 0,2619 0,0708

В последующие годы под влиянием почвенных факторов подвижность го снижалась, а, следовательно, и уменьшалась зависимость содержания подвижного фосфора от тяжелых металлов.

Содержание калия в почвах во многом зависит от их минералогического и гранулометрического состава. На мобилизацию подвижного калия в почве значительное влияние оказывают также различные почвенные факторы: влажность почвы, содержание гумуса, реакция среды, биологическая активносп почвы и др. (Чириков, 1956; Горбунов, 1974; Ониани,1981; и др.). В наших исследованиях мы пытались установить зависимость мобилизации подвижного калия, от загрязнения почвы тяжелыми металлами. Установлено (табл. 5), что

Таблица 5

Влияние тяжелых металлов на содержание подвижного калия в почве.

элемент т,бИТ К

а 0,5077 0,1416

Си 0,6384 0,1781

N1 0,5544 0,1547

2п 0,7702 0,2148

загрязнение почвы тяжелыми металлами оказывало меньшее влияние на содержание подвижного калия, чем на содержание азота и фосфора.

Содержание подвижного калия в более тесной зависимости находилось от загрязнения почвы цинком, чем от загрязнения почвы медью, никелем и кад-

мием, где общая информативность и коэффициент эффективности канала связи были значительно ниже. Концентрация различных тяжелых металлов в почве по-разному повлияла на содержание подвижного калия. При загрязнении почвы кадмием содержание подвижного калия в почве повышалось по сравнению с контролем в начале вегетации на всех уровнях загрязнения. По-видимому, накопление калия связано с меньшим его потреблением растениями из-за недостатка доступного азота, по причине ингибирования кадмием. Медь и цинк усиливали процессы мобилизации подвижного калия, как и фосфора, и только при уровне загрязнения почвы цинком 150 мг/кг наблюдалось снижение подвижного калия во все сроки наблюдения возможно за счет более энергичного его поглощения растениями. По-видимому, в этом случае наблюдался синергизм между ионами цинка и калия, при поступлении их в растения, на это указывали в своей работе В.В. Степанок и С.П. Голенецкий (1991). При загрязнении почвы никелем наблюдалось снижение подвижного калия в почве по сравнению с контролем к периоду уборки при всех уровнях загрязнения и только в период кущения яровой пшеницы (при дозе внесения никеля 50 мг/кг) наблюдалось более высокое содержание подвижного калия по сравнению с контролем. По-видимому, невысокий уровень загрязнения почвы этим элементом в пик биологической активности почвы не оказывал негативного влияния на процессы мобилизации калия.

Сравнивая влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами по действию и последействию (табл. 6), следует отметить, что более тесная зависимость содержания подвижного калия от тяжелых металлов как азота и фосфора получена в первый год после загрязнения почвы.

Таблица 6

Влияние сроков действия п последействия тяжелых металлов на содер-

жание подвижного калия в почве.

годы исследований Т, бит К

1996 (действие) 0,7693 0,2079

1997(1-е последействие) 0,1447 0,0391

1998 (2-е последействие) 0,1124 0,0304

Возможно, различное влияние действия и последействия тяжелых металлов зависело еще и от погодных условий, и от влажности почв. Особенно засушливым был 1997 год, когда изучали 1-е последействие тяжелых металлов. В целом влияние содержания тяжелых металлов в почве на содержание подвижных форм элементов питания может быть представлено в таком порядке: для азота нитратов - № > Сс1 > Си > 2п; для азота "обменного аммония - Сё > Си > № > 7л\ для подвижного фосфора - Ъъ > № > Сё > Си; для подвижного калия -гп>Си>№>Сс1.

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ В РАСТЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ.

Процесс минерального питания растений сложный физиологически процесс и находится под контролем генетической программы. Следовательно питание растений и химический состав зависит от внутренних (генетических факторов. Кроме того, внешние условия (реакция среды, концентрация элемен тов питания и их соотношение в почвенном растворе и т.д.) оказывают сильно« влияние на поступление элементов питания в растение и их химический состав.

В наших исследованиях определены содержания основных макроэле ментов (азота, фосфора и калия) в зерне и соломе яровой пшеницы и корнепло дах и ботве сахарной свеклы.

При загрязнении почвы тяжелыми металлами в невысоких концентра циях содержание азота, фосфора и калия в зерне и соломе яровой пшеницы от личалось незначительно от контроля, и только высокие дозы загрязнения сни жали содержание азота и фосфора в зерне и соломе. Следует отметить, что п< всем элементам загрязнителям (в первый год загрязнения) содержание азота i фосфора находилось в обратной зависимости от уровня загрязнения. При высо ких дозах загрязнения почвы никелем и цинком содержание калия в растению яровой пшеницы повышалось, по-видимому, проявился синергизм между этиш ионами.

Сахарная свекла относится к пропашным культурам и в отличие о-яровой пшеницы предъявляет иные требования к условиям питания. Установле но, что загрязнение почвы тяжелыми металлами оказало влияние на содержание основных макроэлементов в корнеплодах и ботве сахарной свеклы. При высо ком уровне загрязнения почвы кадмием в корнеплодах и ботве сахарной свекль снижается содержание азота, фосфора и калия. А при загрязнении почвы медьк и никелем содержание азота и фосфора в корнеплодах было выше, а калия ниж< по сравнению с контролем, по-видимому, при загрязнении почвы тяжелым] металлам усиливались метаболические процессы в растениях сахарной свеклы что способствовало лучшему поглощению азота и фосфора.

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР.

Для нормального развития растений необходимо определенное соот ношение между отдельными элементами питания. Повышение концентрации одного из элементов (в результате внесения удобрений или загрязнение почвь тяжелыми металлами) изменяет концентрацию других элементов. Существуй немало работ, посвященных взаимодействию отдельных элементов на рост i развитие растений, и их химический состав (Орлова, 1971; Ефимов, 1975; Бон дарев, 1976; Обухова и др., 1980; Ильин, Степанова, 1982; Ринькис, 1982; Спи цына, 1984; Овчаренко и др., 1995). В основном эти работы посвящены влиянии микроудобрений на химический состав и продуктивность сельскохозяйствен ных культур и влиянию загрязнения почвы тяжелыми металлами на вынос эле

ментов загрязнителей. Пределы токсичности тяжелых металлов обычно устанавливают по действию их на растение. Если растение снижает урожайность от того или иного элемента на 5 - 10 процентов, то уровень содержания его в почве считается токсичным (Минеев, 1984).

Для того чтобы дать оценку влияния тяжелых металлов на продуктивность сельскохозяйственных культур (за три года) данные по урожайности переведены в кормовые единицы (к.ед.) с использованием для сахарной свеклы коэффициента 0,26, для яровой пшеницы 1,2 и сумма урожаев за три года приведена в кормовых единицах.

Продуктивность севооборота с сахарной свеклой (табл. 8) была выше по сравнению с зернопаровым севооборотом (табл..7) за счет более высокой продуктивности сахарной свеклы. Загрязнение почвы кадмием и никелем с пи-жало продуктивность обоих севооборотов при дозах загрязнения почвы этими элементами соответствующих 1,0 и 2,0 ПДК.

Таблица 7

Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на продук-

тивность культур зерно - парового севооборота.

элемент доза загрязнения, мг/кг урожайность, т/га продуктивность севооборота, к.ед т/га в%к контролю

яровая пшеница, (1996) в%к контролю яровая пшеница, (1997) в%к контролю овес, (1998) в%к контролю

контроль 0,94 - 0,73 - 2,69 - 4,69 ' -

са 1,5 1,20 +27,6 0,64 -12,3 2,56 -4,8 4,77 +1,7

3,0 0,75 -20,2 0,54 -26,0 2,48 -7,8 4,03 -14,0

6,0 0,68 -27,6 0,49 -32,8 2,37 -11,9 3,77 -19,6

Си 50 0,89 -5,3 0,74 +1,4 2,96 +10,0 4,92 +4,9

100 1,16 +23,4 0,89 +21,9 2,90 +7,8 5,36 +14,2

200 0,91 -3,19 0,72 -1,3 2,32 -13,8 4,28 -8,7

№ 50 0,97 +3,2 0,73 0 2,45 -8,9 4,49 -4,3

100 0,63 -32,9 0,60 -17,8 2,39 -11,1 3,87 -17,5

200 0,64 -31,9 0,56 -23,3 2,00 -25,6 3,44 -26,6

Хп 150 1,00 +6,3 0,77 +5,5 2,89 +7,4 5,01 +6,8

300 1,23 +30,8 0,90 +23,3 2,88 +7,0 5,44 +16,0

600 0,68 -27,6 0,60 -17,8 2,48 -7,8 4,02 -14,3

НСР05 0,10 0,07 0,19 0,30

Самая низкая продуктивность отмечена при уровне загрязнения этими элементами 6,0 и 200 мг/кг соответственно. Медь повышала продуктивность севооборота с сахарной свеклой только при 50 мг/кг, а остальные уровни загрязнения (100 и 200 мг/кг), снижали продуктивность прямопропорционально уровню загрязнения. В зернопаровом севообороте самая высокая продуктивность получена при уровне загрязнения медью 100 мг/кг. Загрязнение почвы этим элементом в дозе 200 мг/кг снижало продуктивность севооборота. Цинк оказал положительное влияние на продуктивность севооборота при уровне загрязнении 150 и 300 мг/кг (табл. 8). Таким образом, жизненно необходимые для растений микроэлементы (медь и цинк) до определенного уровня загрязнения оказывали положительное влияние на урожайность культур и продуктивность севооборота. А загрязнение почвы дозами соответствующими 2,0 ПДК они угнетающе действовали на растения и снижали их продуктивность.

Кадмий и никель оказали наиболее негативное влияние на продуктивность обоих севооборотов. Сахарная свекла (табл. 8) по сравнению с яровой пшеницей менее устойчива к загрязнению почвы тяжелыми металлами и максимальное снижение урожайности сахарной свеклы составило 40,4, а яровой пшеницы 32,9 процента.

Загрязнение почвы кадмием на всех уровнях снижало продуктивность культур обоих севооборотов, как в прямом действии, так и в последействии. Снижение продуктивности сахарной свеклы и яровой пшеницы находилось в прямой зависимости от уровня загрязнения.

Таблица 8

Влияние уровней загрязнешм почвы тяжелыми металлами на продук-

тивность культур зерно - паропропашного севооборота.

доза урожайность, т/га продуктивность в % к контролю

элемент загрязнения мг/кг сахарная свекла, (1996) в%к контролю яровая пшеница, (1997) в % к контролю овес, (1998) в%к контролю севооборота, к.ед т/га

контроль 13,49 - 0,70 - 2,58 - 6,93 -

1,5 13,04 -3,3 0,65 -7,1 2,39 -7,4 6,56 -5,3 .

Cd 3,0 8,04 -40,4 0,53 -24,2 2,28 -11,6 5,01 -27,7

6,0 8,31 -38,3 0,52 -25,7 1,90 -26,3 4,68 -32,5

50 18,73 +38,3 0,75 +7,1 2,55 -1,2 8,32 +20,0

Си 100 11,49 -14,8 0,82 +17,1 2,78 +7,8 6,75 -2,6

200 9,78 -27,5 0,69 -1,4 2,38 -7,7 5,75 -17,0

50 13,28 -1,6 0,71 +1,4 2,44 -5,4 6,74 -2,7

Ni 100 13,31 -1,3 0,62 -11,4 2,37 -8,1 6,57 -5,2

200 9,26 -31,4 0,50 -28,5 1,95 -24,4 4,96 -28,4

НСР05 0,19 0,04 0,23 0,39

Элементный химический состав растений в зависимости от биологических особенностей культуры обладает некоторым постоянством. Это постоянство, по мнению многих авторов (Ткалич, 1959; Бусслер, 1966; Титлянова, 1972; Церлинг, 1978; Ильин, Степанова, 1980; и др.) заложено у растений на генетическом уровне. Избыточные ионы могут проникать в растения, что влечет за собой срыв физиологических процессов и биохимических реакций (Ратнер, 1950; Кабата - Пендиас, 1977; Ильин, Степанова, 1980; Mohr, 1980).

Из литературных источников (Матвеев, Павловский и др.,1997) известно о влиянии загрязнения почвы тяжелыми металлами на их вынос растениями. Но недостаточно изучен вопрос о влиянии уровней загрязнения почвы на вынос растениями основных макроэлементов.

В наших исследованиях установлено, что загрязнение почвы тяжелыми металлами по большинству вариантов опыта снижало вынос азота и фосфора с единицей продукции по сравнению с контролем. За исключением меди и никеля при дозах загрязнения 50 мг/кг. По-видимому, изучаемые тяжелые металлы оказывали негативное влияние на поступление азота и фосфора в результате антагонизма ионов. Невысокие уровни содержания меди и никеля в почве не оказывали антагонистического действия на поступление в растения азота и фосфора. При загрязнении почвы цинком на всех вариантах вынос элементоз питания (азота, фосфора и калия) на единицу продукции был значительно ниже по сравнению с контролем. Из литературы (Singh, 1980; Stojanovic, 1980; Гармаш, 1987; Черных, 1991) известно, что под влияние цинковых удобрений наблюдается снижение фосфора в растениях. По-видимому, в наших исследованиях снижение содержания азота, фосфора и калия, скорее всего, связано с разбавлением этих элементов в растениях за счет более высокой урожайности яровой пшеницы. Следует отметить, что цинк не только увеличивал урожайность, но и соотношение зерна к соломе. Соотношение зерна к соломе при загрязнении почвы цинком было значительно выше по сравнению с контролем и другими изучаемыми вариантами. Это повышение было прямопропорционалышм уровням загрязнения почвы цинком.

Более негативное влияние, как на урожайность яровой пшеницы, так и на вынос азота, фосфора и калия 1ц зерна и с урожаем оказало загрязнение почвы цинком в дозе 600 мг/кг. По-видимому, как считают некоторые авторы Gan-duli (1981) и Палавеев с соавт. (1975), это можно объяснить уменьшением проницаемости клеточных мембран при усилении цинкового питания. При загрязнении почвы медью (200 мг/кг) и никелем на всех уровнях загрязнения вынос калия с 1ц зерна был выше по сравнению с контролем. По-видимому, между калием и никелем, а также при более высоком уровне загрязнения почвы медью проявлялся синергизм ионов при поступлении их в растения (Н. Краснова, 1990).

Требования сахарной свеклы к элементам питания значительно отличаются от яровой пшеницы. Эта культура предъявляет более высокие требования к поглощению азота и калия (Смирнов, Муравин, 1984). В наших исследованиях на контроле вынос 1ц корнеплодов с соответствующим количеством ботвы азота, фосфора и калия составил соответственно 0,75: 0,18 : 0,84 кг. За-

грязнение почвы тяжелыми металлами оказало влияние на вынос элементов питания, как единицей продукции, так и с единицы площади.

Кадмий снижал вынос фосфора по сравнению с контролем на единицу продукции и с 1 га. По-видимому, как указывалось ранее, было затруднено поступление фосфора в результате антагонизма с кадмием, даже при уровне загрязнения этим элементом соответствующим 0,5 ПДК, хотя вынос азота и калия был выше по сравнению с контролем. Загрязнение почвы кадмием в дозе 3,0 мг/кг, снижало не только содержание фосфора, но и калия, но не сказалось на выносе азота, который был на 24 процента выше по сравнению с контролем. Следует отметить, что загрязнение почвы кадмием 3,0 мг/кг снижало соотношение корнеплодов к ботве и резко снижало урожайность корнеплодов, а, следовательно, и вынос всех трех элементов питания с 1 га. При уровне загрязнения почвы кадмием в дозе 6,0 мг/кг вынос всех трех элементов питания был самым низким, как на единицу продукции, так и на единицу площади. Следовательно, загрязнение почвы кадмием соответствующим 2,0 ПДК было самым токсичным для сахарной свеклы. Этот уровень загрязнения нарушал все метаболические процессы в растениях, угнетал их рост и развитие, и нарушал соотношение азота, фосфора и калия в растениях.

Медь, являясь необходимым микроэлементом и при невысокой дозе 50 мг/кг она стимулировала рост растений сахарной свеклы, повышала соотношение корнеплодов к ботве, и на 38 процентов увеличивала урожайность по сравнению с контролем. Но при этом снижала вынос азота, фосфора и калия на единицу продукции это, по-видимому, обусловлено разбавлением их в более высоком урожае корнеплодов. Вынос кг/га на этом варианте был самым высоким из всех изучаемых вариантов. Более высокие дозы меди (100 и 200 мг/кг) повышали вынос фосфора, как с 1ц продукции, так и с единицы площади, по сравнению с контролем, особенно при дозе 200 мг/кг, где вынос фосфора с 1 га составил 33,6 кг при выносе на контроле 24,89 кг/га. Следовательно, загрязнение почвы медью стимулирует поглощение сахарной свеклой фосфора.

Высокий вынос фосфора на единицу продукции и площади отмечен и под влиянием содержания в почве никеля в дозах 100 и 200 мг/кг, но следует отметить, что никель не оказал влияния на вынос сахарной свеклой азота при всех уровнях его внесения, и снизил вынос калия, по сравнению с контролем.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами оказало влияние не только на вынос азота, фосфора и калия, но и на соотношение этих элементов в растениях. Кадмий и никель при невысоких уровнях за1рязнения, соответствующих 0,5 ПДК, увеличивали содержание азота и калия по отношению к фосфору в 1,2 -2,6 раза.

ГЛАВА 6. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ПОЧВАХ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ.

В растительной продукции сахарной свеклы и яровой пшеницы определено содержание наиболее токсичных элементов кадмия и никеля. Определение

проводили на атомно - абсорбционном спектрофотометре в Государственном Центре агрохимической службы «Алтайский».

Установлено (табл. 9), что при внесении в почву кадмия, содержание его в корнеплодах и ботве сахарной свеклы увеличивалось прямопропорцио-нально внесенной дозе. При загрязнении почвы кадмием в дозе 6,0 мг/кг дальнейшее значительное увеличение этого элемента в корнеплодах и ботве не наблюдалось. Следует отметить, что в нетоварной части урожая (в ботве) накопление кадмия шло более интенсивно, чем в корнеплодах.

Таблица 9

Влияшю различных уровней загрязнения почвы кадмием и никелем на

его содержание в растительной продукции, мг/кг.

дозы загрязнения, почвы кадмием и никелем, ПДК сахарная свекла яровая пшеница

Сё № са №

корнеплоды ботва корнеплоды ботва зерно солома зерно солома

контроль 0,101 0,148 0,420 0,410 0,161 0,170 1,26 2,80

0,5 0,129 0,241 0,460 0,484 0,163 0,213 2,41 7,13

1,0 0,185 0,315 0,850 0,870 0,284 0,295 3,52 12,86

2,0 0,189 0,305 2,080 2,020 0,313 0,334 6,11 14,11

ПДК в продукции (по Юоске) 0,03 0,03 0,5 0,5 0,1 0,3 0,5 10,0

Содержание кадмия в растениях яровой пшеницы и сахарной свеклы значительно превышало (в 3 - 10 раз) ПДК даже на контроле. Культуры накапливали значительное количество кадмия, как товарной частью урожая, так и не товарной, и повышение содержания кадмия в растениях возрастало с увеличением уровня загрязнения почвы этим элементом.

С увеличением концентрации в почве никеля содержание его в растениях сахарной свеклы и яровой пшеницы также увеличивалось прямопропор-ционально уровню загрязнения. Яровая пшеница накапливала значительное количество никеля при загрязнении почвы этим элементом. Содержание никеля в зерне и соломе увеличивалось прямо пропорционально уровню загрязнения на всех вариантах (в том числе и на контроле) его содержание было в 2,5 - 12,0 раз выше предельно - допустимой концентрации.

Таким образом, загрязнение почвы тяжелыми металлами оказали влияние на содержание и соотношение основных макроэлементов (азота, фосфора и калия), а также и металлов - загрязнителей в растениеводческой продукции.

По результатам исследования была проведена экономическая оценка возделывания яровой пшеницы на почвах загрязненных кадмием и никелем. Убыток от выращивания яровой пшеницы на загрязненных тяжелыми металла-

ми почвах, обусловлен не только снижением урожайности, но и ценой ее реализации, т.к. загрязненную продукцию реализуют по ценам на фуражные цели. Загрязнение почв кадмием и никелем в дозах соответствующих 1,0 и 2,0 ПДК за счет снижения урожайности и качества продукции приносит экономический ущерб, который по кадмию составил 408,0 и 475,2, по никелю 513,6 и 523,2 руб. с 1 га. Продукцию, загрязненную кадмием и никелем выше ПДК можно использовать только при разбавлении чистой продукцией до ПДК по тяжелым металлам

ВЫВОДЫ

1. Исследования проведены в окрестностях г. Барнаула в зоне промышленных выбросов ТЭЦ, и др. источников возможного загрязнения почв тяжелыми металлами. Исследованные почвы - черноземы выщелоченные среднемощ-ные среднегумусные (с содержанием гумуса 6,21 %), среднесуглинистые, слабокислой реакцией среды (рН - 6,8), невысокой емкостью поглощения (18,7 мг-экв./100гр почвы), степенью насыщенности основаниями У= 93,4 %. Почвы среднеобеспечены подвижными формами азота и фосфора (3-й класс) и высоко обеспечены калием (6 кл).

Содержание в верхнем горизонте почвы (на контроле) валовых кадмия, меди и никеля находится в пределах допустимой концентрации (0,83, 23,0, 43,0 мг/кг соответственно), цинка - в 1,5 раза выше ПДК (470 мг/кг).

2. В опыте по загрязнению почвы тяжелыми металлами содержание их в почве по-разному оказало влияние на мобилизацию подвижных питательных веществ. Кадмий, медь и никель при содержании их в почве в пределах допустимых концентраций не оказали влияния на содержание подвижных форм азота, фосфора и калия. Концентрации тяжелых металлов выше предельно - допустимой концентрации действовали ингибирующе на мобилизацию нитратного азота и подвижного фосфора, особенно в период кущения. Содержание азота было на 6 и более мг/кг, и фосфора на 8 и более мг/100гр ниже контроля.

3. Загрязнение почвы тяжелыми металлами (за исключением цинка в 1-й год действия) способствовало мобилизации подвижного калия в почве, содержание которого увеличивалось по сравнению с контролем.

4. Зависимость содержания подвижных форм элементов питания от содержания в почве тяжелых металлов прослеживалась в следующем порядке: для азота нитратов - № > С(1 > Си > 2[п; для азота обменного аммония - С<1 > Си > № > Zn; для подвижнбго фосфора - 2п > № > Сс1 > Си; для подвижного калия -Ъа. > Си > № > Сс1.

5. Влияние тяжелых металлов на мобилизацию подвижных питательных веществ в почве зависело от сроков их действия, самый высокий эффект получен в год загрязнения (действия) тяжелыми металлами и затем в последействии он снижался.

6. Влияние тяжелых металлов на вынос растениями яровой пшеницы основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) происходило по-разному. По большинству вариантов тяжелые металлы снижали поступление азота и фосфора в основную продукцию с соответствующим количеством побочной

продукции по сравнению с контролем. Более высокий вынос азота наблюдался при загрязнении почвы медью в дозе 50 мг/кг, а калия - при внесении меди и никеля в дозе 200 мг/кг.

7. Тяжелые металлы повлияли на поступление основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) в растения сахарной свеклы, и по большинству вариантов тяжелые металлы снижали вынос азота, фосфора и калия 1ц корнеплодов и только при загрязнении почвы кадмием 1,5 и 3,0 и медью 100 мг/кг вынос азота 1ц продукции был выше по сравнению с контролем; вынос фосфора был выше на вариантах при повышенных уровнях загрязнения медью и никелем в дозе 100 и 200 мг/кг. Вынос калия по большинству вариантов был ниже.

8. Загрязнение почвы тяжелыми металлами в течение трех лет исследований повлияло на урожайность сельскохозяйственных культур как положительно, так и негативно. Медь и цинк как необходимые микроэлементы, при дозе внесения 100 и 300 мг/кг соответственно, повышали урожайность сахарной свеклы, яровой пшеницы и овса на 7,1 - 23,4 процента. При более высокой дозе внесения, соответствующей 2,0 ПДК, эти элементы были токсичными для растений, и снижение урожайности достигало 13,8 и 27,6 процентов. Кадмий и никель, как наиболее опасные загрязнители, снижали урожайность сахарной свеклы, яровой пшеницы и овса на 7,1 — 23,4 %. При загрязнении почвы кадмием и никелем в низких дозах, урожайность в первый год внесения повысилась по кадмию на 27,6 и по никелю на 3,2 процента.

9. Сахарная свекла по сравнению с яровой пшеницей менее устойчива к загрязнению почвы тяжелыми металлами, максимальное снижение урожайности сахарной свеклы составило 40,4, а яровой пшеницы 32,9 %.

10. Загрязнение почвы кадмием на всех уровнях снижало продуктивность культур обоих севооборотов, как в прямом действии, так и в последействии. Снижение продуктивности сахарной свеклы и яровой пшеницы находилось в прямой зависимости от уровня загрязнения.

11. Тяжелые металлы оказали влияние на соотношение основной и побочной продукции. Медь повышала массу зерна яровой пшеницы по отношению к соломе только при дозе внесения 100 мг/кг; цинк - на всех уровнях загрязнения. При загрязнении почвы кадмием и никелем соотношение снижалось только при высоких уровнях загрязнения почвы этими элементами соответствующих 2,0 ПДК.

12. Масса корнеплодов сахарной свеклы по отношению к массе ботвы при загрязнении почвы медью 50 мг/кг было выше по сравнению с контролем в связи с положительным влиянием меди на продуктивность этой культуры. Кадмий и никель повышали соотношение массы корнеплодов к массе ботвы при уровне загрязнения почвы этими элементами 6,0'и 200 мг/кг соответственно, это обусловлено снижением вегетативной массы.

13. Яровая пшеница выносила с 1 га азота больше на вариантах с внесением меди за счет более высокой урожайности. Вынос подвижного фосфора находился в обратной зависимости от уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами по всем изучаемым вариантам и был ниже, чем на контроле. Сниже-

ние выноса калия с 1 га наблюдалось только при внесении повышенных доз-тяжелых металлов.

14. Вынос макроэлементов с урожайностью сахарной свеклы на 1 га зависел от уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами: вынос азота был выше по сравнению с контролем на вариантах с кадмием и медью при невысоком (1,5 и 50 мг/кг соответственно) уровне загрязнения, на остальных вариантах снижение выноса было прямопропорционально уровню загрязнения. Вынос фосфора с 1 га был выше контроля на всех уровнях загрязнения медью за счет высокой урожайности и при повышенных уровнях загрязнения никелем за счет повышения содержания фосфора в растительной продукции. Вынос калия с 1 га на всех изучаемых вариантах (за исключением загрязнения кадмием 1,5 мг/кг) был ниже по сравнению с контролем, выше снижался прямопропорционально уровню загрязнения.

15. Загрязнение почвы кадмием и никелем в дозах соответствующих 1,0 и 2,0 ПДК за счет снижения урожайности и качества продукции приносит экономический ущерб, который по кадмию составил 408,0 - 475,2, по никелю 513,6 - 523,2 руб. с 1 га. При учете получения уже загрязненной (выше ПДК) продукции на контроле (без внесения тяжелых металлов) экономический ущерб равен 239,7 руб. с 1 га при возделывашш яровой пшешщы.

РЕКОМЕНДАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В пригородных хозяйствах, в зонах действия промышленных выбросов и возможного загрязнения почв тяжелыми металлами необходимо: 1. Составить картограмму уровней загрязненности почв тяжелыми металлами, определить участки почв, подлежащих консервации и ограниченного использования в производстве. 2. Организовать и осуществлять регулярный мониторинг за загрязнением почв. 3. Осуществлять подбор культур с барьерными функциями по отношению поступления в них тяжелых металлов, и не возделывать безбарьерные культуры. 4. Осуществлять контроль за качеством сельскохозяйственной продукции, содержанием в ней тяжелых металлов, с соответствующей сертификацией.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Хурчакова C.B. Влияние различных уровней загрязнения почвы некоторыми тяжелыми металлами на урожайность сахарной свеклы и яровой пшеницы // Тез. докл. Междунар. студ. конф. - Санкт-Петербург, 1997.-С.141.

2. Хурчакова C.B. Влияние уровня загрязнения почв тяжелыми металлами на содержание подвижных форм азота, фосфора и калия в почве и продуктивность растений яровой пшеницы // Тез. докл. Всерос. паучн. конф. студентов и молодых ученых. - Красноярск, 1998.-С.37.

3. Хурчакова C.B. Применение информационно - логического анализа при обработке почвенных данных // Тез. докл. Докучаевских молодежных чтений '99.- Санкт-Петербург, 1999.-С.195.

4. Бурлакова Л.М., Хурчакова А.И., Хурчакова C.B. Зависимость содержания подвижных форм азота, фосфора и калия в почве от уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами // Сб. н. тр. к 100-летию проф. Н.В. Орловского, вып.1.- Барнаул, 1999.-С.71-81.

5. Хурчакова А.И., Хурчакова C.B. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание и динамику подвижных питательных веществ в почве // Сб. н. тр. к 100-летию проф. Н.В. Орловского, вып.2.-Барнаул, 1999.-С.129-135.

6. Хурчакова C.B. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на качество яровой пшеницы // Сб. н. тр. к 100-летию проф. Н.В. Орловского, вып.3.- Барнаул, 1999.-С.32-34.

Подписано в печать 13.04.2000 Печать ризографная. Объем УД п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 56 Печатный цех АГАУ

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Жандарова, Светлана Викторовна

Введение.

Глава 1. Тяжелые металлы в системе почва - растение (Литературный обзор).

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Условия проведения исследований.

2.2. Метеорологические условия проведения исследований.

2.3. Объекты исследований.

2.4. Методы исследований.

Глава 3. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию подвижных питательных веществ

3.1. Роль отдельных элементов в жизни растений.

3.2. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию подвижных форм азота.

3.3. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию подвижного фосфора.

3.4. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на мобилизацию подвижного калия.

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

4.1. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание азота в растениях яровой пшеницы.

4.2. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание фосфора в растениях яровой пшеницы.

4.3. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на содержание калия в растениях яровой пшеницы.

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

Глава 5. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на урожайность и вынос азота, фосфора и калия сельскохозяйственными культурами

5.1. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на урожайность сельскохозяйственных культур.

5.2. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на вынос азота, фосфора и калия сельскохозяйственными культурами.

5.2.1. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на вынос азота, фосфора и калия растениями яровой пшеницы.

5.2.2. Влияние уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами на вынос азота, фосфора и калия растениями сахарной свеклы.

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

Выводы.

Рекомендации производству.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на питательный режим и вынос основных элементов биофилов сельскохозяйственными культурами"

Главным доминирующим процессом в биосфере является круговорот химических элементов. Производственно - бытовая деятельность человека в XX веке приобрела геологический масштаб. На Земле не остается территорий, которые в той или иной степени не подвергались бы антропогенному загрязнению химическими элементами. Объемы и темпы техногенного загрязнения окружающей среды настолько возросли, что требуют все большего внимания ученых и общественности.

Особую актуальность приобрело загрязнение почв. Именно почвенный покров в конечном итоге принимает на себя давление потока промышленных и коммунальных выбросов и отходов, выполняя роль буфера и детоксиканта. Почва аккумулирует тяжелые металлы, пестициды, углеводороды и другие химические загрязняющие вещества, предупреждая тем самым их поступление в природные воды и очищая от них атмосферный воздух. В почве многие химические вещества претерпевают глубокие изменения.

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. 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 ингибирует процесс нитрификации, снижает фиксацию молекулярного азота бобовыми культурами, подавляет активность уреазы, фосфатаз и общую биологическую активность почвы. А это может существенно влиять на метаболизм в растениях, а, следовательно, и на качество урожая (Минеев, 1984).

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 не пригодность 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.

В связи с этим необходимо всестороннее изучение влияния тяжелых металлов не только на продуктивность сельскохозяйственных культур и качество урожая, но и на мобилизацию основных макроэлементов в почве и растениях.

Цель данной работы установить влияние различных уровней загрязнения почв тяжелыми металлами (кадмием, медью, никелем, цинком) на мобилизацию подвижных питательных веществ, характер поступления и вынос основных элементов биофилов (азота, фосфора, калия) сельскохозяйственными культурами.

Для достижения поставленной цели намечено решение следующих задач: 1. Установить влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на мобилизацию подвижных форм питательных веществ. 2. Выявить влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на продуктивность изучаемых сельскохозяйственных культур. 3. Изучить возможность влияния различных уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на поступление в растения основных макроэлементов - азота, фосфора и калия, и вынос их с урожайностью.

Впервые изучено влияние техногенного загрязнения на питательный режим чернозема выщелоченного колочной степи Алтайского края. Установлены наиболее вероятные состояния содержания и динамики азота обменного аммония, подвижного фосфора и подвижного калия в почве в зависимости от уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами. Выявлены критические уровни загрязнения почвы тяжелыми металлами (в т.ч. медью и цинком) на содержание и вынос азота, фосфора и калия растениями яровой пшеницы и сахарной свеклы и их продуктивность. Установлено, что сахарная свекла и яровая пшеница по-разному реагировали на уровни элементов загрязнителей почвы.

Защищаемые положения диссертационной работы: 1. Существуют критические уровни загрязнения почвы тяжелыми металлами, которые влияют на содержание в почве подвижных форм азота, фосфора и калия. Разные тяжелые металлы оказывают различное влияние на процессы мобилизации в почве подвижных питательных веществ. 2. Невысокий уровень загрязнения почвы медью и цинком стимулирует рост и развитие растений и повышает их продуктивность, а при более высоком уровне загрязнения этими элементами в два раза выше предельно - допустимой концентрации (ПДК), происходит угнетение растений и снижение их продуктивности. 3. Содержание тяжелых металлов в почве выше 0,5 ПДК никеля, кадмия и меди выше 1,0 ПДК, и цинка выше 2,0 ПДК, влияют на условия поступления в растения и вынос основных элементов питания азота, фосфора и калия сельскохозяйственными культурами с единицей продукции.

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 вынос азота, фосфора и калия с урожаем. Результаты исследований будут использованы в учебном процессе по курсу «Агрохимия» в Алтайском государственном аграрном университете.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Жандарова, Светлана Викторовна

1. Исследования проведены в окрестностях г. Барнаула в зоне промышленных выбросов ТЭЦ, и др. источников возможного загрязнения почв тяжелыми металлами. Исследованные почвы - черноземы вьщелоченные среднемощные среднегумусные (с содержанием гумуса 6,21 %), среднесуглинистые, слабокислой реакцией среды (рН 6,8), невысокой емкостью поглош;ения (18,7 мг-экв./ЮОгр почвы), степенью насыщенности основаниями У= 93,4 %. Почвы среднеобеспечены подвижными формами азота и фосфора (3-й класс) и высоко обеспечены калием (6 кл).Содержание в верхнем горизонте почвы (на контроле) валовых кадмия, меди и никеля находится в пределах допустимой концентрации (0,83, 23,0,

43,0 мг/кг соответственно), цинка - в 1,5 раза выше ПДК (470 мг/кг).2. В опыте по загрязнению почвы тяжелыми металлами содержание их в почве по-разному оказало влияние на мобилизацию подвижных питательных веществ. Кадмий, медь и никель при содержании их в почве в пределах допустимых концентраций не оказали влияния на содержание подвижных форм азота, фосфора и калия. Концентрации тяжелых металлов выше предельно - допустимой концентрации действовали ингибирующе на мобилизацию нитратного азота и подвижного фосфора, особенно в период кущения. Содержание азота было на 6 и более мг/кг, и фосфора на 8 и более мг/1 ООгр ниже контроля.3. Загрязнение почвы тяжелыми металлами (за исключением цинка в 1-

й год действия) способствовало мобилизации подвижного калия в почве, содержание которого увеличивалось по сравнению с контролем.4. Зависимость содержания подвижных форм элементов питания от содержания в почве тяжелых металлов прослеживалась в следующем порядке: для азота нитратов - N1 > Сё > Си > 2п; для азота обменного аммония - Сё > Си > N1 > 2п ; для подвижного фосфора - 2 п > М > Сс1 > Си; для подвижного калия - 2 п > Си > М > Сс1.5. Влияние тяжелых металлов на мобилизацию подвижных питательных веществ в почве зависело от сроков их действия, самый высокий эффект получен в год загрязнения (действия) тяжелыми металлами и затем в последействии он снижался.6. Влияние тяжелых металлов на вынос растениями яровой пшеницы основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) происходило по-разному.По большинству вариантов тяжелые металлы снижали поступление азота и фосфора в основную продукцию с соответствующим количеством побочной продукции по сравнению с контролем. Более высокий вынос азота наблюдался при загрязнении почвы медью в дозе 50 мг/кг, а калия - при внесении меди и никеля в дозе 200 мг/кг.7. Тяжелые металлы повлияли на поступление основных макроэлементов (азота, фосфора и калия) в растения сахарной свеклы, и по большинству вариантов тяжелые металлы снижали вынос азота, фосфора и калия 1ц корнеплодов и только при загрязнении почвы кадмием 1,5 и 3,0 и медью 100 мг/кг вынос азота 1ц продукции был выше по сравнению с контролем; вынос фосфора был выше на вариантах при повышенных уровнях загрязнения медью и никелем в дозе 100 и 200 мг/кг. Вынос калия по большинству вариантов был ниже.8. Загрязнение почвы тяжелыми металлами в течение трех лет исследований повлияло на урожайность сельскохозяйственных культур как положительно, так и негативно. Медь и цинк как необходимые микроэлементы, при дозе внесения 100 и 300 мг/кг соответственно, повышали урожайность сахарной свеклы, яровой пшеницы и овса на 7,1 -

23,4 процента. При более высокой дозе внесения, соответствующей 2,0 ПДК, эти элементы были токсичными для растений, и снижение урожайности достигало 13,8 и 27,6 процентов. Кадмий и никель, как наиболее опасные загрязнители, снижали урожайность сахарной свеклы, яровой пшеницы и овса на 7,1 - 23,4 %. При загрязнении почвы кадмием и никелем в низких дозах, урожайность в первый год внесения повысилась по кадмию на 27,6 и по никелю на 3,2 процента.9. Сахарная свекла по сравнению с яровой пшеницей менее устойчива к загрязнению почвы тяжелыми металлами, максимальное снижение урожайности сахарной свеклы составило 40,4, а яровой пшеницы 32,9 %.10. Загрязнение почвы кадмием на всех уровнях снижало продуктивность культур обоих севооборотов, как в прямом действии, так и в последействии. Снижение продуктивности сахарной свеклы и яровой пшеницы находилось в прямой зависимости от уровня загрязнения.11. Тяжелые металлы оказали влияние на соотношение основной и побочной продукции. Медь повышала массу зерна яровой пшеницы по отношению к соломе только при дозе внесения 100 мг/кг; цинк - на всех уровнях загрязнения. При загрязнении почвы кадмием и никелем соотношение снижалось только при высоких уровнях загрязнения почвы этими элементами соответствующих 2,0 ПДК.

12. Масса корнеплодов сахарной свеклы по отношению к массе ботвы при загрязнении почвы медью 50 мг/кг было выше по сравнению с контролем в связи с положительным влиянием меди на продуктивность этой культуры.Кадмий и никель повышали соотношение массы корнеплодов к массе ботвы при уровне загрязнения почвы этими элементами 6,0 и 200 мг/кг соответственно, это обусловлено снижением вегетативной массы.13. Яровая пшеница выносила с 1 га азота больше на вариантах с внесением меди за счет более высокой урожайности. Вынос подвижного фосфора находился в обратной зависимости от уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами по всем изучаемым вариантам и был ниже, чем на контроле. Снижение выноса калия с 1 га наблюдалось только при внесении повышенных доз тяжелых металлов.14. Вынос макроэлементов с урожайностью сахарной свеклы на 1 га зависел от уровней загрязнения почвы тяжелыми металлами: вынос азота был выше по сравнению с контролем на вариантах с кадмием и медью при невысоком (1,5 и 50 мг/кг соответственно) уровне загрязнения, на остальных вариантах снижение выноса было прямопропорционально уровню загрязнения. Вынос фосфора с 1 га был выше контроля на всех уровнях загрязнения медью за счет высокой урожайности и при повышенных уровнях загрязнения никелем за счет повышения содержания фосфора в растительной продукции. Вынос калия с 1 га на всех изучаемых вариантах (за исключением загрязнения кадмием 1,5 мг/кг) был ниже по сравнению с контролем, вынос снижался прямопропорционально уровню загрязнения.15. Загрязнение почвы кадмием и никелем в дозах соответствующих

1,0 и 2,0 ПДК за счет снижения урожайности и качества продукции приносит экономический ущерб, который по кадмию составил 408,0 - 475,2, по никелю 513,6 - 523,2 руб. с 1 га. При учете получения уже загрязненной (выше ПДК) продукции на контроле (без внесения тяжелых металлов) экономический ущерб равен 239,7 руб. с 1 га при возделывании яровой пшеницы.Рекомендации производству В пригородных хозяйствах, в зонах действия промышленных выбросов и возможного загрязнения почв тяжелыми металлами необходимо:

1. Составить картограмму уровней загрязненности почв тяжелыми металлами, определить участки почв, подлежащих консервации и ограниченного использования в производстве.2. Организовать и осуществлять регулярный мониторинг за загрязнением почв.3. Осуществлять подбор культур с барьерными функциями по отношению поступления в них тяжелых металлов, и не возделывать безбарьерные культуры.4. Осуществлять контроль за качеством сельскохозяйственной продукции, содержанием в ней тяжелых металлов, с соответствующей сертификацией.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Жандарова, Светлана Викторовна, Барнаул

1. Абашеева Н.Е., Ревенский В.А. Биопродуктивность сеяных трав, содержание биофильных микроэлементов и свинца в фитомассе при орошении сточными водами// Агрохимия. - 1995. № 4. 59 - 64.

2. Абуталыбов М.Г. Значение микроэлементов в растениеводстве.Баку, 1961.С.249.

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

4. Агроклиматические ресурсы Алтайского края. Л.: Гидрометеоиздат,1971. 155.

6. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.:Агропромиздат, 1987. 142.

7. Ананьева Ю.С. Факторы формирования фитотоксичной активностимикрофлоры черноземов засушливой и умеренно засушливой степи Алтайского края.: Дисс. канд. хим. наук. - Барнаул, 1996.

8. Антонова О.И. К вопросу о фосфатном режиме выщелоченныхчерноземов в условиях колонной степи и типичной лесостепи Алтайского края в связи с применением удобрений. Автореф. дис. к.с.-х.н. - Барнаул, 1969. 21.

9. Антонова О.И. Формы фосфора в почвах Алтайского края. - В кн.Фосфор в почвах Сибри (Сиб. отд-ние ВАСХНИЛ), Новосибирск, 1983. 21-23.

10. Аштаб И.В. Взаимодействие цинка с другими элементами какпоказатель его экологической активности. — Агрохимия. - 1994. № U . C . 114-128.

11. Байдина Н.Л. К вопросу о техногенном загрязнении огородныхпочв и культур тяжелыми металлами в г. Новосибирске.// Эколог. Пробл. земледелия Сред. Урала.: Матер. Конф. Екатеринбург, 1995. 54-59.

12. Балацкий О.Ф., Мельник Л.Г,, Яковлев А.Ф. Экология и качествоокружающей природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.

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

14. Барсукова B .C . , Гамзикова О.И. Реакция пшеницы на присутствиекадмия// Сиб. эколог, ж. - 1995. - 2. № 6. 515-521.

15. Богданов Н.И. Гумус и фосфор целинных и старопахотныхчерноземов. - Тр. Омского с. х. ин-та им. Кирова, 1957, Т. 22. вып. 1. 173-189.

16. Богданов Н.И. Валовой и органический фосфор в сибирскихчерноземах. - Почвоведение, 1954. 27-37.

17. Богдановский Г.А. Химическая экология. М.: Изд-во МГУ, 1994. 237.

18. Бондарев Л.Г. Ландшафты, металлы и человек. М.: Мысль, 1976. 153.

19. Большаков В.А. Загрязнение почв и растительности тяжелымиметаллами. - М . : ВНИИТЭМСХ, 1978.

20. Бурлакова Л.М., Сухих Т.П. Содержание обменного калия ввыщелоченном черноземе в опыте с удобрениями./ Вопросы химизации с.х. Алтая, Барнаул, 1967. 17-19.

21. Бурлакова Л.М. Плодородие алтайских черноземов в системеагроценоза. Изд.: Наука, Сибирское отд., Новосибирск, 1984. 184.

22. Бурлакова Л.М. Элементы плодородия черноземов АлтайскогоПриобья и их оценка в системе господствующего агроценоза. Автореф. дне. д.с.-х.н., Новосибирск, 1975. 31.

23. Важенин И.Г. Почва как активная система самоочищения оттоксического воздействия тяжелых металлов - ингредиентов техногенных выбросов. - Сельское хозяйство за рубежом. - 1982. № 3 . 3-5.

24. Виноградов А.Н. Основные закономерности в распределениимикроэлементов между растениями и средой.// Микроэлементы в жизни растений и животных. М.: Изд-во А Н СССР, 1952. С 7-20.

25. Виноградов А.Н. Геохимия редких и рассеянных химическихэлементов в почвах. Изд. 2-е. М.: Изд-во АН СССР, 1957. С 239.

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

27. Галиулин Р.В. Индикация загрязнения почв тяжелыми металламипутем определения активности почвенных ферментов.// Агрохимия, - № 1 1 , 1989. 133-142. no

28. Гамзиков Г.П. Особенности действия азотных удобрений попочвенно-климатическим зонам Западной Сибири. - Науч. тр. СибНИИСХ, 1971, №2(17). 61-67.

29. Гамзиков Г.П. Применение азотных удобрений под зерновыекультуры в севообороте. - Науч. тр. СибНИИСХ, 1974, №22. 7075

30. Гамзиков Г.П. Азот в системе удобрения полевых культур начерноземах Западной Сибири. - В кн.: Пути повыпхения эффективности удобрений в Сибири и на Дальнем Востоке. - Сб. науч. тр. СО ВАСХНИЛ, вып. 2, Новосибирск, 1976. 11-21.

31. Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири. М.: Наука,1981. 266.

32. Гамзикова О.И. Состояние исследований в области генетикиминерального питания.// Агрохимия. - 1992. - №4. 132-150.

33. Гамзикова О.И. Влияние кадмия и никеля на устойчивость яровойпшеницы.// Сибирский экологический журнал. - 1994. - № 3 .

34. Гамзикова О.И., Барсукова B .C . Изменение устойчивости пшеницык тяжелым металлам.// Докл. РАСХН. - 1996. - №2. 13-15.

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

36. Гармаш Н.Ю. / Химия в с.-х. 1987. № 3. 57-60.

37. Горбунов Н.И. Минералогия и коллоидная химия почв. - М.: Наука,1974.

39. Добровольский В.В. География микроэлементов и глобальноерассеивание. М.: Изд-во МГУ, 1983. 271.

40. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1982.1.l l

41. Джубелиьсян X . A . Техногенное загрязнение черноземов тяжелымиметаллами.// Природ, ресурсы Воронеж, обл., их воспр-во, мониторинг и охрана. - Воронеж, 1995. 174-176.

42. Евдокимова Г.А. Мозгова Н.П. Критерии и приемы снижениятоксичности почв, загрязненных медью и никелем.//Тез. и докл. Всерос. конф. Т.2. М.: Почвен. Ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 1998. 132-138.

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

44. Ильин В.Б. Биогеохимия микроэлементов (Мп, Си, M o , В) в южнойчасти Зап. Сиб., Новосибирск: Наука, Сиб. Отделение, 1973.

45. Ш ь и н В.Б., Степанова М.Д. Распределение свинца и кадмия врастениях пшеницы произрастающей на загрязненных этими металлами почвах.//Агрохимия. - 1980. - №5. 114-115.

46. Ильин В. Б., Степанова М.Д. Тяжелые металлы - защитныевозможности почв и растений - урожай и химические элементы в системе почва - растение. - Новосибирск: Наука, 1982. 73-92.

47. Ильин В.Б. Химические элементы в системе почва - растение. Отв.редактор, Новосибирск, Наука, 1982.

48. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. Новосибирск: Наука, 1985. 129.

49. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва - растение.Новосибирск. Наука. 1991. 150.

50. Ильин В.Б. Агрохимия. 1992. № 2.

51. Кабата-Пендиас А., Пендиас X . Микроэлементы в почвах ирастениях. - М . : Мир. 1991. 439.

52. Карпачевский Л.О. Агрохимическая характеристика почвАлтайского края. - В кн. Агрохимическая характеристика почв СССР. М.: Наука. 1968. 32-92.

53. Карпачевский Л.О. Изменчивость свойств почв в зависимости отструктуры биогеоценоза. - В кн.: Почвенные комбинации и их генезис. М.: Наука, 1972. 138-149.

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

55. Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения. М. - Л.:Химия, 1965. 30.

56. Киселева Н.К. Варьирование содержания обменных кальция,магния и алюминия в дерново-подзолистых почвах, широколиственно - еловых лесов. - В кн.: Почвенные комбинации и их генезис. М.: Наука, 1972. 131-138.

57. Ковалевский А.Л., Чимитдоржиева Г.Д. О подвижных формаххимических элементов в растениях.// Инф. бюл. Микроэлементы в Сибири. - Улан-Удэ. Бурят. Кн. изд-во, 1968. 48-65.

58. Ковалевский А.Л. Основные закономерности формированияхимического состава растений.// Биогеохимия растений. - УланУдэ: Бурятское кн. изд-во, 1969. С 6-28.

59. Ковалевский А.Л. Биогеохимия растений. - Новосибирск: НаукаСиб. отд., 1991.

60. Ковда в.А. Основы учения о почвах. - М.: Наука, 1973. - Кн. 2. 468.

61. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М., «Наука», 1985. 211.

62. Ковда В.А. Проблемы защиты почвенного покрова и биосферыпланеты. - Пущино ОНТИ НЦБИ А Н СССР, 1989.

63. Котельников В.И. Формы гумуса, азота и фосфора в основныхпахотно-пригодных почвах равнинной части Алтайского края. — Автореф. дис. к.с.-х.н., Омск, 1964. 23.

64. Кочергин А.Е., Остроумова O.A. Динамика аммиачного инитратного азота в Прииртышском черноземе под посевами яровой пшеницы.// Почвоведение. - 1957. - №8. 86-92.

65. Кочергин А.Е. Повышение эффективности азотных и фосфорныхудобрений на черноземах Западной Сибири. - Тр. 2-й Сибирской конф. почвоведов, Новосибирск: изд-во АН СССР, 1964. 508-513.

66. Кочергин А.Е. Проблема азота в земледелии Западной Сибири. Вкн.: Земельные ресурсы Сибири. Новосибирск: Наука, 1974. 101111.

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

68. Ладонин В.Ф. Влияние комплексного применения средствхимизации на содержание тяжелых металлов в почве и растениях.//Химия в с.х. - 1995, - №4. 32-35.

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

70. Либберт Э. Физиология растений. - М . : Мир, 1976, С 580.

71. Майборода Н.М. О вымывании элементов питания из злаковыхкультур атмосферными осадками.// Агрохимия, - 1971, - №8. 135145.

72. Макаров М.И., Недбаев Н.П., Окунева P . M . Закономерностиповедения микроэлементов при воздействии на почву кислотных осадков (Модельный эксперимент)// Вестник Моск. ун-та серю 17 Почвоведение. - 1993. - №4. 38-44.

73. Малахов Г., Сенилов И.Б. Зависимость содержания металлов впочве и в снежном покрове от расстояния до места их выбросов.// Почвоведение, - 1992, - №9. 141-144.

74. Маслова И.Я. Агрохимическая характеристика выщ;елоченныхчерноземов. - В кн.: Плодородие почв Новосибирского Приобья, Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1971. 5-56.

75. Методические указания по определению тяжелых металлов впочвах и продукции растениеводства. М., ЦИНАО, 1989, 62.

76. Минеев В.Г., Егоров B .C . Баланс меди, цинка и марганца в дерновоподзолистых почвах с разными уровнями содержания подвижного фосфора// Агрохимия. - 1997. - №8. 5-9.

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

78. Минеев В.Г., Алексеев A . A . , Гришина Т.А. / Агрохимия. 1984. № 3.С. 94-104.

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

80. Морковкин Г.Г. Завалишин С И . Изучение динамики подвижностисвинца и меди в зависимости от уровня загрязнения и срока взаимодействия с черноземной почвой/ Сб. науч. тр. к 100-летию проф. Н.В. Орловского вьш.1. - 1999. 57.

81. Наплекова H . H . Нитрифицирующие микроорганизмы иинтенсивность процесса нитрификации в почвах Сибири. - В кн. Микрофлора почв Западной Сибири, Новосибирск: Наука, 1970. 171-205.

82. Нестерова А.Н. Изменение организации меристемы главных корнейпроростков кукурузы при действии некоторых тяжелых металлов.// Совр. пробл. эколог, анатомии раст.: Тез. докл. 12 Всесоюз. совещ. Владивосток, 1991. 109-111.

83. Нетребенко H.H. , Богомазов Н.П., Акулов П.Г. Тяжелые металлы навыщелоченных черноземах Белгородской области// Химия в с.х. 1995. - № 5 . 27-28.

84. Обухов А.И., Бабьева И.П., Гринь A . B . Научные основы разработкипредельно - допустимой концентрации тяжелых металлов в почвах. - В кн.: Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980.

86. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва - растениеудобрение.// Химия в с/х - 1995. - №4. 8-16.

87. Овчаренко М.М., Графская Г.А., Щильников И.А. Почвенноеплодородие и содержание тяжелых металлов в растениях.// Химия в с/х. - 1996. - № 5 . 40-43.

88. Оглуздин A . C . , Алексеев Ю.В., Вялушкина Н.И. Сапропель какмелиорант почв, загрязненных тяжелыми металлами // Химия в с/х.1996. - № 4 . 5-7.

89. Ониани О.Г. Агрохимия калия. - М . : Наука, 1981.

90. Осипов А.И., Алексеев Ю.В. Биологические приемы снижениязагрязнений растений тяжелыми металлами // Химия в с/х - 1996. № 4 . 4-5.

91. Палавеев Т., Паратински Н., Икономова Е., Баров В. // Почвознаниеи агрохимия. 1975. Т. 10. № 2. 64-73.

92. Пейве Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов. М., «Наука»,1980. 357.

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

94. Петербургский A . B . Корневое питание растений. М.:Россельхозиздат, 1964. 253.

95. Петербургский A . B . Круговорот и баланс питательных веществ вземледелии. М.: Наука, 1979. 105.

96. Петербургский A . B . Агрохимия и физиология питания растений.М.: Россельхозиздат, 1971. 334.

97. Петербургский A . B . Агрохимия и физиология питания растений.2-е изд. - Россельхозиздат, 1981. 184.

98. Петраш СЛ., Жудина В.И., Шафран Л.М. Тяжелые металлы впочве городской территории.//Р.Ж. Охрана природы. - 1994. - № 3 .

99. Петрунина Н.С. Геохимическая экология растений в провинцияхс избыточным содержанием микроэлементов. М.: Наука, 1974. 523.

100. Пикалов М.А., Островлянчик М.Ф. К вопросу о характереминерального питания яровой пшеницы на темно - серых лесных почвах и выщелоченных черноземах лесостепи. Тр. Алт. с.х. ин-та, Барнаул, 1966, вьш.З. 16-22.

101. Полевой В.Ф. Физиология растений., Учеб. для биол. спец. вузов.- М., Высш. шк., 1989. 464.

102. Простаков П.Е., Носов П.В. Агрономическая характеристикапочв Северного Кавказа. М.: Россельхозиздат, 1964. 201-206.

103. Протасова H . A . , Щербаков А.П., Копаева М.Г. Редкие ирассеянные элементы в почвах Центрального Черноземья, Изд. Воронежского университета, 1992. 168.

104. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения, Т.1. Агрохимия. М.:Колос, 1965. 767.

105. Пузаченко Ю.Т., Мошкин A . B . Информационно - логическийанализ в медико-географических исследованиях.// Итоги науки, сер. мед.-геогр. вып.З. М.: ВИНИТИ, 1969. 5-71.

106. Пчелкин В.У. Почвенный калий и калийные удобрения. М.:Колос, 1966. 366.

107. Растениеводство под ред. Вавилова. - М.: Агропромиздат, 1986.

108. Ратнер Е.И. Пути приспособления растений к условиям питаниякатионами в почве.// Проблемы ботаники. М., 1950. - Вып. 1. 427-448.

109. Ратнер Е.И. Минеральное питание растений и поглотительнаяспособность почв. Изд. А Н СССР. М.-Л., 1980.

110. Рахно П., Аксель М., Сирп Л., Рийс X . Динамка численностимикроорганизмов и соединений азота в почве. - Таллин: Изд-во А Н СССР, 1917. 207.

111. Ринькис Г.Я. Оптимизация минерального питания растений.Рига: Зинатне, 1972. 355.

112. Ринькис Г.Я. Микроэлементы в комплексе минерального питаниярастений. Рига. 1975. 16.

113. Ринькис Г.Я., Ноллендорф В.Ф. Сбалансированное питаниерастений макро - и микроэлементами. Рига: Зинатне, 1982.

114. Розанов Б.Г. Тяжелые металлы в окружаюгцей среде. - М., 1980.С. 131.

115. Сабинин Д.А. Физиологические основы питания растений. - М.:Изд-во А Н СССР, 1955. 205.

116. Садовникова Л.К. Проблемы использования и рекультивациипочв загрязненных тяжелыми металлами// Химия в с.х. - 1995. № 1 . 37-38.

117. Славнина Т.П. и др. Запасы и формы азота в серых лесныхпочвах Томской области. - В кн.: Вопросы биологии. Томск, Изд-во ТГУ, 1978. 116-123.

118. Спицына Ф. Изучение возможности сельскохозяйственныхкультур на различных уровнях питания под влиянием стимуляторов роста и микроэлементов. - Барнаул, 1984.

119. Степанок. В.В., Голенецкий С П . // Агрохимия. - 1991. - № 7. С60-66.

120. Столяров А.И., Кирейчева A . B . , Глазунова И.В. М.: Повенный инт им. В.В. Докучаева РАСХН, Т.2. Тез. и докл. Всерос. конф., 1998, С 224.

121. Титлянова A . A . Биологический круговорот азота и зольныхэлементов в травянистых биогеоценозах. Новосибирск, 1979. С 150.

123. Химическое загрязнение почв и их охрана.: СловарьСправочник. - М . : Агропромиздат, 1991. 303.

124. Хромов С. Экологические проблемы применения удобрений.М., 1984. 214.

125. Хурчакова A . M . Обеспеченность почв подвижными формамипитательных веществ в связи с применением удобрений в севообороте. - Тр. Алт. с.х. ин-та, Новосибирск. 1983. 85-90.

126. Хурчакова А.И. Питательный режим черноземов выщелоченныхколонной степи Алтайского края и продуктивность сельскохозяйственных культур в севообороте в связи с применением удобрений. Автореф. дисс. к.с.-х.н., Новосибирск, 1988. 4-6.

127. Черных H . A . / Агрохимия. 1991. № 3. 68-76.

128. Черных H.A. , Ладонин В.Ф. Нормирование загрязнения почвтяжелыми металлами.// Агрохимия. - 1995. - JN26. 71.

129. Чириков Ф.В. Агрохимия калия и фосфора. - М.: Сельхозиздат,1956.

130. Чумаков A . B . Биологическая роль микроэлементов. М., 1983. 120-127.

131. Шильников И.А., Аканова Н.И. Проблема сниженияподвижности тяжелых металлов при известковании// Химия в с.х. 1 9 9 6 . - № 5 . 29-31.

132. Шильников И.Ф., Лебедев Л.А., Лебедев Н. Факторывлияющие на поступление тяжелых металлов в растения.// Агрохимия. - 1994. - №10. 94-101.

133. Школьник М.Я., Алексеева - Попова Н.В. Растения вэкстремальных условиях минерального питания. Л.: Наука, 1983. 177.

134. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Л.: Наука,1974. 324.

135. Шконде Э. П., Королева И.Е. Запасы и формы азота в почвах. - Вкн.: Проблемы азота и урожай на Полесье. Киев, 1967. 31-39.

136. Шмук А.А. Динамика режима питательных веществ в почве.Труды 1913-1945 гг. М.: Пищепромиздат, 1950. Т. 1. 370.

137. Щербаков А.П., Рудай И.Д. Плодородие почв, круговорот ибаланс питательных веществ. М.: Колос, 1983. 133.

138. Экологические проблемы использования водных и земельныхрсурсов на юге Западной Сибири. - Сб. науч. тр., Барнаул, 1997.

139. Эмсли Д. Элементы. М.: Мысль, 1993. 256.

140. Ягодин Б.А. Агрохимия, Агропромиздат, 1989.

141. Ягодин Б.А., Кидин В.В., и др. Тяжелые металлы в системе почва- растение.// Химия в с/х, - 1996, - № 5 . 43-45.

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

145. Bockheim J.G., Leide I.E. Foliar nutrient dynamics and nutrient - useeffeciency of oak and pine on a low - fertility soil in Wisconsin// Can. J. Forest Res. 1991. V o l . 21. №6.P.925-934.

146. Bremner I .M. , Show K . Determination of ammonia and nitrate insoil.- J. Agr. Sci., 1955. Vo l . 46. P.319-328.

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

148. Dev S., Shukla J.// Ind. Soc. Sei. 1980. V . 28. N 3. P. 336-341.

149. Gandiuli T. et. al.// Indian Dairyman. 1981. V.33. №6. P.357-360.

150. Gollmik F. et al. // Fortschrittsberg fur die Landwirts. 1970. Bd . 8. Н.4. S. 5-83.

151. Haghiri F.J.// J. Environ. Qual. 1974. V .3 . №2. P.180.

152. Kitagishi K . , Yamane J. Heavy Pollution in Soils of Japan/ Tokyo,1981. P. 302.

154. Kozel P., Holoubek J., Pavlova Z., Mensik P. Konzentrace tezkychkovuvpudach nekterych lokalit Jablunkvska// Acta Vniv . palack. Olomuc. rerum natur. biol., 1988. T.93. №28.8.59-77.

155. Moffat A . S . Растения способные очищать среду от загрязнениятяжелыми металлами//Р.Ж. Растениеводство. - 1996. - №8.

158. Singh N . et. al//Ind. J. Agric. Sei. 1980. V.50. №6. P.513-515.

159. Singh J.P., Dahiya D.J. , Narwal R.P.// Fertilizer Res. 1990. V.24. №2.P.105-110.

161. Stojanovic D. et. al.// Zemliste Bil ika. 1980. Т. 29 .№3. S.279-286.

163. Va l J., Monge Е. Revision actualizada del papel de los oligoelementosen plantas superiores. 2. Cinc// A n . Estac. exp. Aula Dei . 1990. Vol.20. №1-2. P. 91-101.

164. Viets F. G . Ir.et al. // Soil. Sei. Soc. Amer. Proc. 1957. V . 21. P. 197201.

166. Wallace A . , Romney E., Alexander GJI J. Plant. Nutr. 1980 b. V . 21.R 5 1 .