Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКЕ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКЕ"



На правах рукописи ЧЕРНЫХ Наталья Анатольевна

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКЕ

06.0J.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

МОСКВА 1095

Работа выполнена во Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени иаучно-исслсдовательском институте удобрений и arpo почвоведения им. Д. Н. Прянишникова и на Центральной опытной станции ВИУА.

Научный консультант — доктор биологических наук, профессор, член-кор. РАСХН Ладонин В. Ф.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор, академик РАСХН Ягодин Б. А., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Шильников И, А., доктор биологических наук, профессор Поляков А. Н.

Ведущая организация — Всероссийский научно-исследовательский просктно-технологнческий институт химической мелиорации (ВНИПТИХИМ).

Защита состоится . . . У$. , _ 1595 года

в ,*Х . часов на заседании диссертационного совета Д. 020.09,01 при Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвовсдения им. Д. Н. Прянишникова по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31, диссертационный совет ВИУА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.

Автореферат разослан 12 мая 1995 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Воллейдт Л. П.

з -

ОВД ХАРАПВШСПОи гавот ' ШГДДЬЯОСГЬ 1ВЧКЛЕН1 Химическое воздействие человека на биосферу я нестоящее врем носит глобальный характеров связи с чем весьма актуальными стали вопросы локального, регионального к глобального вагрязнения биосферы многими токсичндаи ггри высокой концентрации ве пествами,в том числе тяюлши металла»«. Все возрастающий "металлический пресс" на биосферу становится,таким образом,постоянно действующим вко логическим фактором. Основными источниками антропогенного поступления тяжелых металлов на земную поверхность являются; сжигание жидкого к твердого топлива; промышленное производство;сбрасывание сточных вод,содержащих металлы; внесение в почву средств химивации. Только в результате работы металлургических предприятий на поверхность земли ежегодно поступает не менее 121500 т цинка,№000 т свинца, 18Э0 т кадмия (Радо,Вт^Ьат, 1973) ,154№8 Т меди, 12090 т никеля (Ыинеев, 1988).Вследствие сжигания утл и нефти поступает : ежегодно ЭбОО т свинца. 7000 т цинка, 87, г кадмия; с выхлопнымигазами автотранспорта наповерхность попадает 260000 т .свинца,;что'почти'в три раэа'превосходит количество этого эле-Ыента, пост'упакщрго впочву ва счет выбросов штвллургическх предврият!«.(Большаков^ и. др. ¡1978) Лак, добавление свинца в бензин в качестве5 антидетонационных ' добавок приводит к тому, что при сгорании 1 л бензина в"воздух попадает 200-300 мг ' свинца (Гришина,1980). При сельскохозяйственном яспольвовании почв Центральной Нечерноземной гоны России только с фосфорными удобрениями в 1990 году поступило 30 т цинка, 29,7 т свинца, 10,8 т меди, 2,9 т кадмия.

. Значительная доля тяжелых металлов, эагряэкящкх природную среду, попадает в почву, которая служит, мощным их аккумулятором к практически не теряет со временем. Особенно прочно фиксирупг 711 верхние гумуссодержаще горизонты,то есть наиболее плодородный слой. Ы9хщу тем.почва, являясь природным телом,обладавдш плодородием и обеспечиващим. человечество продуктами питания, при вагрнэнешад становится вторичньы источником загрязнения приземшзга воздуха, природных вод й растениеводческой продукции, что приводит к поступлении СОлывих количеств металлов в организм животных и человека, К сожаление, охране почв уделяется значительно меньше' внимание;чем это требуется в настоящее врет да.'Так,в нашей стране устэдоздены ПДК ддя ВОР . различных ве-

Г~ Щ-^гральнлн НАУЧЧДН СИ&яиотена

х'лск. гадьзмхоз академии) Инв. ыЛ^^&Л

- 4 - ч .

иеств.вагрязняших воду,для 400 - эагрязняицюс атмосферный вое дух, но для аначительно меньшего количествавепрств.еагряэ-нящнх почву,иа них 9 ЦЦК по тяжелым металлам (Евдокимова, 199D). А. ведь почвы районов разнещния промышленных предприятий и автодорог большой интенсивности часто служат базой производства кормовых и пищзБЫХ продуктов. При этом возделывание . . сельскоховнйственных культур часто проводится бее учета степени загрязнения почв,что приводит к получению продукции,со- ' держаний количества ТЫ, вкачите лъно превышающе ПИК. В конечной итоге снижается качество получаемой продукции,являвшейся кри- . терием ее испольвования. Опасность еагрявнения почв усугубляет- . се тем,что химическое вагрязнение длительное время может не проявляться в сяду высокой буферности почв и при атом слу-кить иэщнш фактором разрушения биосферы а целом.

ЦШ> РАВОТЛ Комплексное ив учение и оценка закономерностей «вменения функционировании системы почва-растение при интенсивном сельскоховяйственном использовании в про «явленно развитых районах Шсковской области как основы для разработки мето- -дов охраны почв от вагрязнения хаяелымк металлами,приемов восстановлений плодородия загрязненных почв в целях предотвращения изменения тс экологических функций.

ЗАДАЧИ мпсдздмшаа. Для достижения поставленной цели на-обходимо решение ряда конкретных вадач; 1. Оценить состояние и степень загрязнения тяжелыми металлами естественных и окультуренных почв дерново-подзолистого типа. 2. йвучктъ вакономериас-тн поступления Pb,Cd,2n,Cu и N1 в почву при промешенном и сельскохозяйственном производстве. 3. Оценить токсико-экологическую ситуацию, складывающуюся в естественных я агроландшафтах : ивучаемого района. 4. Исследовать деградационные процессы в поч-вах,связанные с накоплением ТИ - »вменение химических свойств и биохимической активности почв. Б. Научить ответные реакции сельскохозяйственных культур на различные формы к степень антропогенного воздействия,вчастности на загрязнение тяжелыми металлами (механизмы воздействия различных концентраций металлов иа растения). 6.Составить баланс содержания Pb,Cd,Zn,Си и: Hi в естественном биоценозе и агроценоз«: выявить основные статьи прквноса и выноса данных элементов. ?. Изучить пост техногенную трансформацию соединений ТЫ на специально подобранных пространственно-временных моделях (а условиях микрона левых и

вегетационных опытов). 8, йввить наиболее чувствительные индикаторы загрязнения почв тяжадыми металлами с целью мониторинга природной среды. 9. Научно оОосновать и разработать рекомендации по ликвидации отрицательных последствий антропогенного воздействия и рекультивации поча,подверженных загрязнению ТМ,а также по подбору культур,наиболее пригодных для вовделыввния на еагряэненньа почвах.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В работе впервые проводится комплексное исследование ди^ференцируюирго воэдействия промышленных и сельскохозяйственных источников загрязнения системы почва-растение тяжелыми металлами. При этом детально рассматривается вопросы качества йодуч&едай растениеводческой продукции. Одновременно большое внимание уделается раскрытию механизмов воздействия ТЫ на ряд жизненно важных функций растительных органиемов с целью получения закономерностей накопления металлов различными культурами'в зависимости от уровня плодородия я свойств почв, а также изучению процессов синергизма и антагонизма TU с другими макро-и микроэлементами. Впервые непольвоввя комплексный подход в изучении поведения тяжелых металлов в системе почва-растение и разработке приемов снижения их фитотоксичности. Больше место отводится оценке прямых и обратных связей,величин потока и уровня накопления ТМ в естественных экосистемах н агроценовах.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦККНОСТЬ РАБОТЫ. Установленный особенности . трансформации соединений ТИ в почвах дерново-подзолистого типа и закономерности их поступления в растения следует использовать при оценке экологического воздействия вьСросов промышленных предприятий и сельскохозяйственного производства на окружающую Среду. Проведена экологическая оценка различных систем удобрения дерново-подзолис той яочвы, а также работа по выявлению защитных механизмов почв, противостоял^* ватряенения ТМ. Изучение миграционных процессов соединений PD,Cd,Zn,Cu и Ni дает возможность прогнозировать; поступление данных элементов из почвы в сопредельные среды, в частности воды,служащие источников коммунального водоснабжения, Разработаны приема снижения ■ фитотоксичности тяжелых металлов на основе эффективности действия различных мелиорантов. Проведено' ивученне способности различных видов сельскохоэййс твенньк культур кшешшшать в своих тканях Tli, что служит основой ; для разработки рекомендаций по подбору культур,наиболее пригодных для возделывания в конкрет-

- 6 -

наЛ зкалоишескяА обстановке.

МРОЗДЦИН. Результаты исследований, изложенные в дисеерта-цю^.Дрдожеаы и обсуждены на следующих научных собраниях; на Пятин Всесоюзном Совещшии "Миграция вагряэняювдх вещгств в почвах а сопредельных средах" (Обнинск, 1993),на Восьмой научной конференции шло дых ученых факультета почвоведения МГУ (Иоск-Wk.tsee) ,на Второй Республиканской научно-проиеводетвенной конференции молодых ученых и специалистов Украины (Харьковом) ,на Второй Всесоюзной конференции "Тяжелые металлы в ; оквИлаийЙ! среде и охрана природы"(Москва,МГУ,1987) ,на конфе-Ввяцдек мвлодмх. ученых и специалистов: ВИУА (Москва»,МШУ; 1Й0Э), на. Всесоюзной шкода-конфренции» молодых ученых ; СКдогк^иаОД, на Шждународном Симпозиуме "Проблемы зкоинфориа-тижй" ('Звенигород,1S92),на Всероссийской конференции "Тяшлые металлов« arpoйиоценоаах"( Москва,1992),на школах-семинарах ученых факультета почвоведения МГУ (Красновидово,1993.1994),на конференции "Моделирование и управление почвенными процессами (Таввсент,,1393),на Первом Международном Совещании-"Геохимия биосферы" (Новороссийск, 1994) ,на евседаикях Ученых советов ВИУА и Филиалов института (ДОС,Белгород,19в8-1в94гг.).

ШГВДДЦЦНН. По материалам диссертации опубликовано и сдано в, печать 2В работ,в том числе 3 в международных изданиях.

СТРУКТУРА Н 0Б1Ш PÍBOTH. Диссертация состоит ив введе-ниЯ|9 глав,выводов,научно-практических рекомендаций,сдискали-терагуры ( 299 источников,ив них 139 - иностранных),39 приложений. Она включает 285 страниц машинописного тексте,02 ряери-ка, и ВО таблиц.

CHURU К кЕТОДи ЛОСЛКДОвАНКЯ. ОСъектамнисследовзний' явились окультуренные и естественные дерново-шд&олиотые лочвы шаого и северо-еападкого районов Московской, области (Домодедовскою и Оолнеч(Гогорского);Дю^офнкн дифференцирующего воэ- . действия,средств химизации-различной интенсивности,используемыхв оельскохоеявственном провдводстве, выявления степени загрязнения - почв химическими элементами,» частности тяжелыми металлами, а также для иэучени*. баланса ТМ в дерново-подзолистой почве при длительном применении средств хиыиаацки под влиянием близости промышленных ц&нтров исследования проведены на Case полевых стационарных опытов (длительность проведения- опытов : 25-30 , лет) i мкнрроолевых.. и вегетационных опытов. В течение acero

периода исследования проводилось определение поступления ТМ т атмосферы: поток металлов на поверхность оценивался с помодо модели вымывания и осаждения примесей ив атмосферы (Иэразль и др. ,1989).Процессы миграции соединений тяжелых металлов проводили в почвах,сопряженных с различными элементами ландшафта.

В условиях ыикрополевых и вегетационных опытов проведено изучение процессов трансформации соединений ТЫ в почвах с различными фигико-химическнмн свойствами , процессов транслокацп ш в растения,» также влияния различных количеств TU на биоло-: гическув активность почв и на качество растениеводческой продукции. В качестве тестовых использованы элаковые.боОовью сельскохозяйственные культуры и корнеплоды, № загрязненных данным металлами почвах-проведена сравнительная оценка эффективности действия различных мелиорантов и их сочетаний на фитотокпич-^ НОСТЬ Ш

Определение содержания микроэлементов в почвах,водах,растениях и удобрениях проводили по методика, разработанной на кафедре химии почв факультета почвоведения ИГУ пламенным вариантом атомно-абсорбционного метода (Зырин.Обухов, 1977; Обухов, Плеханова, 1991). Зорш соединений ТЫ в почвах определяли, испольауя следующие екстрагентш 1н. раствор НКОэ^ацетат-но-амшннйвый буферный раствор, рН 4,8; 1 н. раствор Са(Шэ)е.и бидистидлированную воду. Соотношение почва: экстрагент - 1:10. Бодну» вьгтяжку: фильтровали черев мембранный фильтр "Спинор", концентрировали на водяной бане в кварцевых чашках. Содержание ТМ в растениях определяли после сухого оволеиия при 45DC.

В растительном материале определено содержание макроэлементов (Лршсгикум по агрохимии,1в89),45»кционный и аминокислотный состав белков ( Шишков,1976;Ермаков^.972),В свежем материале определено: содержание. виташта С, каротина, нитратов, хлорслЬшда,сумма растворимых Сахаров (Практикум по агрохимии, 1980;Третьяков,1990),активность нитратредуктавы и каталаеы (Плесков,1905).

i Для изучения сорбцнонной способности почв и ме-- лиорантов образцы обрабатывали раствором азотнокислой соли кадшя с различной концентрацией в соотношении 1:10, взбалтывали 1 чи отстаивали в течение суток. Надоеадочную жидкость фильтровали через мембранный фильтр с диаметром пор 0,25-0,50 мкм и определяли в ней содержание, кадмия. Сопряженно в получен-

ном растворе определяли рЕ Количество поглощенного кадмия вычисляли по разности между содержанием кадмия в исходном растворе и равновесном. По полученным результатам строили изотермы сорбции.

Анализы почв, характеризуйте их химические и биологические свойства,проведены по методикам,описанным в "Агрохимических исследованиях почв,,(1675) и "Практикуме по агрохи-мии"( 1989).Содержание ТЫ в различных фракциях гумуса определяли по Гримме (Степанова,1978).

Хотелось бы выразить благодарность сотрудникам ЦОС ВИУА Кирпичникову Я А. .Ефремову а Ф. и Човжик а П. эа помощь . в проведении исследований в длительных полевых опытах. Особую признательность приносу научному консультанту д. б. и., проф. Ладонину В. Ф. и |к. б. н. Обухову А.И-1

СОДКтНКЕ РАБОТ и.

1. содержание тямшк ывталив а дкрноио-нидэолксшх

ПОЧВАХ ЮГА УОСЮВСЯОв ОГЛАСГИ.иаЮЛЬЭУЕШХ в С&ЛЬСЯШ КОЗЯЯСТВй

Для выяснения региональных особенностей распределения тяжелых металлов и обнаружения мест их возможной вторичной аккумуляции в почвах естественного и антропогенных ландшафтов (хвойно-широколиственный лес,опытно-производственный полигон и территория, аанятая частными огородами) были заложены ландшафтно-гео-химические профили (от вершин холмов к местным депрессиям). Следует подчеркнуть,что выбранные для изучения катены являются типичными для южных районов Московской области.

ГЬд влиянием почвообразовательного процесса,связанного с физико-химическими и географическими условиями данного района, а также под влиянием антропогенных факторов (близость крупных промышленных предприятий,автодорог большой интенсивности, аэропорта ?&эмодедово,интенсивное развитие сельскохозяйственного производства) происходит перераспределение металлов в системе порода-почва-вода-биомаеса. Для более.наглядного представления о перераспределении тялвдых кйталлов по профилю почв рассматриваемых ландшафтов- рассчитаны злювиально-аккумулятив-ные коэффициенты. Для всех естественных почэ обнаружен вьшос элементов в иллювиальный горизонт,так что подзолистый горизонт

обеднен этим элементами, Двя неокультуреяньи почв характерен eos одни . максимум содержания данных элементов - гумусовый горизонт. В пахотных почвах идет перештваяяе гумусового и под-еолистого горизонтов, поэтому дифференциации по содержание ш-та&лов в верхней части прочая не происходит. Верхние горивонты глеевш яочв обеднены кадмием,свинцом и никелем по сравнению с элювиальными почвами. Длн цинка данной ваюномерности не наблюдается. Огшчено некоторое обогащение данных почв шдьв по сравнении с породой (таблица 1).

Црк подборе почв для изучения преследовалась цель не только оценить распределение металлов в почвах рееличного режима увлажнения,но и самое главное - проследить изменение содержания элементов в почвах под влиянием антропогенной нагрузки, а именно сельскохозяйственного их использования различной интенсивности на фоне раевитоГо в данном регионе промышленного производства. На основании анаша а подученных результатов выявлена общая для всех металлов вакономерноетъ - обогащение ими верхних горизонтов щ>чв,ксшодауешх под огороды.

Для оценки выноса соединений TU с поверхности водосборов в водоемы и черев почвенную толщу в подвеыкые воды рассчитаны коэффициенты аккумуляции в отложениях прибрежной зоны водоемов и коэффициенты водной миграции по Шрельману (1976).Как видно из значений данных ковффициентов (таблица 2),миграционная способность Pb,Zn,Ni и Си в антропогенных ландшафтах возрастает, наиболее ярю данное увеличение выражено под огородами. В отличие от большинства яэучаешх элементов кадмий не накапливается в прибрежных отлохешвд антропогенных ландшафтов по сравнении с естественными (На его практически не изменяется) . Максимальное накопление в отложениях под огородами по сравнении с естественным отмечено для меди (в 2,2 раза) и цинка (а 2,1 раз).Значительно и увеличение содержания свинца. Накопление никеля происходит в меньшей степени. Несколько иная закономерность содержания Til отмечена для грунтовых вод. Хотя наибольшее увеличение также приходится на содержание меди (в в рае) и цинка (в 2,8 раза), содержание никеля при этом вначи-тельно выросло (в 4,8 раза),а содержание кадмия в грунтовых водах под огородами удвоилось по сравнении с водами под лесом и полигоном.

-10' Таблиц» 1. ' Валовое содержание ряда тяжелых металлов а почвах лесного и антропогенных ландшафтов

Гориаокт,_Cd Pb Mi_ Zn Cu .. .

cu 1 2 1 2. 1 2 12 12

ЛЕС. Дерново-подаолнстая почва А 3-13 0,63 4,85 23,3 1,77 26,7 0,44 62,0 0,76 39,7 0,85 Е 13-22 0,41 3,15. 17,1 1,07 19,6 0,34 46,3 0,55 19,3 0,41 Евгг-аг? 0,7Б Б,77 27,8 1,74 34,6 0,60 77,6 0,93 30,0 0,64 ВС120-140 0,63 4,86 20,4 1,23 33,4 0,58 62,8 0,75 М,4 0.07 С 100 0,63 4,85 20,4 1,28 33,4 0,63 62,8 0,76 27,0 0,57

ЛЕС, Дерново-подзолистая глеевая почва А 10-1Б 0,47 3,62 17,3 1,08 17,6 0,30 61,0 0,73 49,6 0,99 АЕг16-18 0,40 3,08 17,1 1,07 16,3 0,28 43,3 О,Б2 10,7 0,44 ВО 80-90 0,62 4,00 21,4 1,34 28,6 0,49 58,2 0,70 24,7 0,53 Q 90 0,69 4,54 22,6 1,41 31,8 0,55 63,9 0,77 27,6 0,59

ШЛКГОН. Дерново-подзолистая глеевагая почва . Ал 0-23 0,69 4,84 21,5 1,34 30,1 0,52 67,9 0,82 33,6 0,71 ЕВг23-Э0 0,77 5,92 28,9 1,81 41,9 0,72 67,8 0.82 33,6 0,71 БСЙ110-130 0,70 5,39 28,9 1,81 41,9 0,72 85,4 1,03 30,8 0,66 С 155 0,63 4,85 23,0 1,44 33,6 0,60 65,8 0,79 25,1 0,БЗ

1ШИГ0Н. Дврново-подаолнстая гдеевая почва А 12-23 0,53 4,08 20,7 1,29 27.8 0,48 74.3 0,90 35,1 0,77 AEg «3-30 0,43 3,31 17,8 1,10 17,9 0,31 40,7 0,49 19,7 0,42 Ю 76-85 0,66 4,31 24,8 1,55 £4,7 0,43 84,8 0,78 24,1 0,51 G 85 0,49 3,77 20,9 1,31 30,9 0,БЗ 68,1 0,80 26,9 0,57 огород Т&рново-подзолистая хоровоокульт уренкая почва Ал 0-30 0,84 6,« 40,2 2,51 38,7 0,87 88,7 1,07 50,0 1,06 АВ30-40 1,05 8,06 48,7 3,03 48,4 0,60 110,4 1,33 62,4 1,32 ВСЯНМЭБ 0,78 6,00 30,9 1,93 42,9 0,74 91,0 1,10 70,6 1,60 0 160 0,63 4,86 19,8 1,24 33,0 0,57 64,9 0,78 27,4 0,58 ОГОРОДА Дэрново-подеолидтаЛ глеевая хородаокуль туренная почва AQ 0*30 0,72'5.54 38,9 2,43 30,9 0,64 83,4 1,01 66.8 1,42 АВ? 30-48 1,25 9,82 47,А 3,00 28,0 0,43 102,3 1,23 74,8 1,59

аа 70-щ о.во 6,16 зв.ог.гз зо,в о,вз 123.a 1,49 68,9 1,47

а 86 0,50 3,86 22,4 1,40 32,3 0,50 65,0 0,78 26,8 0,57

Примечание: в графе-1- содержание, ыг/кг; 2- КЙ/КР.

Таблица 2

Содержание ряда тяжелых металлов в грунтовых водах и отложениях прибрежной ионы водоемов.

Тип Содержание Коэффициент Содержание Коэффициент б ко це нова металла в водной миг- металла в от- аккумуляции во да, кг/л рации-Кх доквниях, мг/кг - Ка

Медь

Л9С 0,010 0,87 36,8 1,37

Полигон 0,034 2,81 64,6 2,04

Огорода о.оео 5,00 80,0 2,99

Цинк

Лес 0,210 в, 91 54,0 0,83

Полигон 0,360 е,зг 70,8 1,09

Огороды 0,680 12,78 112,4 1.74

Кадмий

Лео 0,002 7,62 0,76 1,30

Полигон 0,002 7,46 0,64 1.14

Огороды 0,004 11,87 0,82 1,46

Свинец

Лес 0,040 3,20 42,8 1,99

Полигон 0,040 з.вз 39,8 1,86

Огороды 0,060 4.Б4 70,0 3,27

Никель

Л?с 0,012 0,62 42,8 1.32

Полигон 0,027 ' 1,49 39,0 1,20

Огороды 0,053 3,83 69,6 1,83

Таким образом, на основании полученных данных можно сделать вывод, что наибольший вынос ТМ из почва в воды происходит под агробиоценозаш повшенной интенсивности, в каша исследованиях -под огородами при ненормированном применении средств химизации Следовательно необходим тщательный контроль аа качеством вод в агробкоцввоэая,так как яри концентрациях ТМ в почвах, не превышающих ЩК.есть опасность эагряэнення данными металлами подземных вод и сад бдизлеяшщст водоешв. Большую роль в миграции металлов играм органические соедцне-

- - 12 - ■.,■; нин, поэтому одной йв задач было выявление вакономэрностей распределения ТЧ в органической веществе почв веависимости от влияния антропогенных факторба. органическое вещество дерново-подзолистой естественной почвы (под лесом) содержит 13-14 X цинка и В-101 меди от общего содержания в почве,при атом основная часть давних элементов приурочена к ОК. Интенсивное ведение сельского хозяйства приводит ктовывешш содержания еле-/, ментов в органическом веществе почв,однако содержание их в, фульвокислотах изменяется в меньшей степени, чем в гумкиовых кислотах.

Распределение содержании тяязлшс металлов по профилю дер-ново-подволистой почвы дает возможность оценить относительное накопление или выкос металлов в генетических гориаоитах почв. Для получения более полной картины распределения ТМ в почвах иеучаеюй территории выявлены еаданомерности в камене-нни их содержания по отношение к мировому кларн^Ктаблица 1). По сравнение с мировым кларком (Виноградов,1062) данные почвы обеднены и Си, что характерно для рассматриваемого регио-

на. Однако на всей изучаемой территории содержание и 2п довиваю по сраьненяю с фоновый содержанием дли данного региона. Валовое содержание Си в верхней части профиля почв внада-тельно превышает содержанке в породе. РЬ во всех квучаемых почвах имеет концентрации, приближенные к мировом?;кларку,в то врем» как приближение концентраций си к 2п ккларку идет только при Оольюй антропогенной нагрузке. Кадмий концентрируется ж данных почвах, о чем свидетельствуют высокие коэффициенты ноя-цмтрвцки (КК- 3-0), то есть по'чвм исследуемой территории несколько обогащены кадмием. Наиболее ярко это выражено в почмх с интененвно* сельскохозяйственной нагрузкой.

«.ншас гшлых доияав в дтюво ждаолистсв шит ш джшыш тмвааш вдет хммшща в маош швмога япишшют прсмэвояааа.

Волыаое акачение дли получения достоверной информации о поведении металлов в конкретном биоценозе имеет лвуданА их баланса с испольвовааием ряда лвндввфгко-геохямичеекмх критериев. При расчете баланса ТЫ в работе испольвовано уравнение, наиболее полно отражаюв&е статьи прихода и расхода метол-лов: в статье прихода принимали во внимание поток мокрого и

-..о" ■■■■ - 13 - ■

сухого атмосферного осаждения, поступление .«»ментов со ;орвцат-ваш химювцин и сешяами; статья расхода включает в ое&я нос с ин фильтрующимися черев почвенный профиль «одам >и ошс

.с основной и побочной продукцией.

. ¿налив данных по поступлении тяжелых шатшиов ¡ив «пос$е-ры на неучаецу» территории (таблица 3) лкжвэывае!1,"ЧТО шоотзга-лениз Си на 80 X происходит с -жидки*« осадками,* «го т вреия РЬ и N1 поступает на поверхность а основном'С оухш щогошш (Б7 и 60 X).

Таблица 3

. Поступление тяяелых металлов с атмосферными осадками

Элемент ■ _Шладешга, г/га в год

Жидюте Твердые Всего

ЦЖЕК Ш 500 ■641

Иедь. : 120 83 ■ КОЗ

Свинец . . 12 1В £3

Кадмий - 0,4 0,4 0.8

Никель в 12 20

: Сопоставление полученных аначений атмосферных выпаде«* с дшшаэоном концентраций указанных элементов в фоновых ра*ова* страны укаенвает на существенный пркавоа изучаема метал** как с идкш.так и с сулш пототм.

Сравнение содержания металлов в удобрениях,применяемых в длительных стационарных ошгах ШЗ ЙСА,показывает,что потенциально опасными с точки зрения накопления гп являются органический удобрения, РЬ -фосфорные удобрения и иэвесть, Ой -фосфорные й калийные» Н* - фосфорные.калийные удобрения ж невесть,Си - органнчесяяа и фосфорные удобрения.,

Шкоторов количество ТМ поступает в почву с пестицидами. Однако расход пестицидов яри проведении занятных мероприятий небольшой, поэтому они не представляй серьезной опасности как источник загряанения почв тяжелыми металлами.

На основании подученных при анализе удобрений данных по содержанию в вих примесей ТН проведена оценка поступления иэу-чаешх металлов в почву Яри различных системах удобрения. Ос-

. " Г14'-

новной привнес цинка и шли в почву происходит с атиосферныии выпадениями,поступление этих злементов с удобрениями и иэ-вестьв составляет только 2-105 от общего поступления^ йсклвче-ние составляет применение оргакитосюа удобрений, где процент ' от суммарного поступления составляет: для .'2п - для Си -БЯ. совершенно иная закономерность характерна для свннца.кад-мия и никеля.Основная масса этих элементов поступает в изучаемые почвы с удобрениями и иввестыо (Таблица 4). 7 ..

Таблица 4Л

Поступление ряда тяжелых металлов в почву с удобрениями . и мелиорантами.";

Оют, вариант ■ ,,- Шдиааствда^ш'идмбЯйГО». -

» от*1 о^шчшото' поступления:. - - Ди Ш; ■ РЬ ОД'

.«¡■кг«-' ; й

Ц-АДволжштйВЛ* ■' - ■ - ' '■'..'. т.'' ■:, : ~ ' /

Ь1«44иг7нееснь»» ■ 12/эо 1,4/в4 ю/зз

авйн*ииюл<гкя;)) «/в,В 17/7,7 68/71 1.8/69 58/74

/¿•иишмтсак»)} «/в}7 га/ю, г «/77 г. а/то аг/ао

Ошгг. ;■;,-""

11*ВвСГь(1Г.К.)'-*рЯ; 4Ь'41&>11/б<1; 49/64 0,3/27 ' 42/06'. 2. «£)1Н-ВВВ0в( 50т/га) 1444/611 286/©»' М/78> 2,8/77 1В1/вГ.

з^вга+дак /' ■ '■:';■ -".;-'■■ ' .

(аи.бО т/га н*вом) та/Б,а13/в,о бв/вг 1\з/в»' 4«тг

Опт 3. ■ " "^'у

14Ивввсть(1г.к.)-фовВб/е,в 6/2,9 28/60 0,2/20: 24/66

2.«Я4ЖВ2Рва(Ж860 Б0/6,В 13/0.0 49/84 2,7/77 42/68

авОН+Н6Б2К8в0 -28/2,8 7/3,3:31/Б3> Ч;о<бв; /Яв/ввУ

4*вСЖ+*вЭОВВОО -V 50/6,2 13/6,0 4в/еЗ>-2;7/77 41/67

.' ЮГ при Р*0,«5 в - 3; - 7:,- * 0,2 - б -

С«е дутар*. с*юь« прихода, вбвлансе штаиов - поступление с посевным мвтеркиом, Вхлад ее- менее существенен, чем вьшерас-сштрекщд статей,в составотетменве 1 X от об®го поступления В$юс эдамвиев ив почв с основной и побочной продукцией Для цинка и «ди составляет-основную отатъп расхода (70-®6Хот суммарного вшюаЬД№ свинца,кадмия и никеля вынос с урожаем

приблизительно равей потерям элементов я ревуливге внутркпоч-веиного стока. Величина потерь металлов аависмт от типа почвы, ее свойств i интенсивности и продолхительшктн увлаяне-шш,состава растительного покрова, норм, видов к способов вне сякая удобрений. Биологический вынос элементов в вначнгелъной т~ : ре обусловлен величиной урожая и содержанием металлов в свл»-оЬховяйственных культурах, что ярко иллюстрируется шиимн его величина по вв^иветш оивов. :

ЯВ бавеполучешси* рввулмагов подвезен niiinii iiiij ни muí sa»-мвотов в длнгелыяк аолешк шш (Таблица 5). Рассчишна* баланс показывает, vi» дм все* »уча««* металлов скорость аккумуляции в ; говержмнтм слое до «вы шмт положительное гаа-; ченив,то есть приаикмемеятоа вреывазт вшос. Однако при атомсодержаюшдашявтма аочае я м«еяю 25-30 лет веде-ннн сельскаховяйствеиого дажаводства сохраняется ка уровне фонового.фи сравнен* ввпагпв ТМ в ааасогам cao» ммаостм Я) ом с поступлением их а дашг »* счет положим лъвогсбадаяса ао-лучаеи.что я почве монет происходит» еиегодвое увеличение оо- .. держания СУ -на 0,06-0,16 «0,0002-0,0005ыг/кг),Р& -на 0,1* (0,01мг/кг),М1 -на 0,1%(0,01мг/кг),гп-на 0,4-0,61(0,15-0,20 мг/кг),Си-на 0.2Х (0,035 мг/кг) от обаего sanaca.

: Исходя ие полученных сведений о величине ежегодного поступления тяжелых металлов в агроцэаов и оценки верхней и нкж-ней границ средних еапасовелементов с помощью критерия 36 (X+3ff «где ff - среднее квадратичесное отклонение для sanaca TU а слое почвы Q-ZQ см,кг/ra),рассчитано нолжшегво лет,через которое южно будет при изучаемых система удобрения дерново-подзолистой почвы зафиксировать значнюе (с вероятности) N0,95) увеличение валового содержания металлов;

В эгой части исследований затронута" весьма актуальная; проблема.свявавная.с одной стороны,с часто необоснованными ут-Ввраденинмн о вагрявнения шчв Ти в результате пришве нкя -минеральных удобрений к мелиорантов,с другой стороны,о вопросами разработки -рекомендаций по внесении в почвы дерново-лодэолис-того типа микроадамэнгов (8 частности Си'и Zrt). Дая получения достоверных результатов необходима комплексная оценка данной проблемы, И в том, и в другом случае необходимо опираться на балансовые расчеты, основыва*юр»ся на практически? результатах. Часто б«з учета ряда приходных или расходных, статей скдадыва-

Таблица Б.

Баланс ряда тяжелых металлов в агроценовах

Опыт,вариант Поступление,г/га в год» Баланс, г/гавгод»

Ьшос,г/га в год** Баланс,г/га ва время опытов«»

1 1 _ ' -

2n Си РЬ Cd К1 Zn Си РЬ И N1 ?

СШ1 1

Абс.КОКТр, 944» 204 28 0,8 20 +690» +190 +21 +О.Э.+14

68»- 12 7,3 0,6 6,4-+2314&нЧ«4аг+64Г+8' :+366,' Ю40е270К300 960 208 40 '2,2 30 +в9вг.+И«Ь +8®J +117+20 -Щ, 67 16 8,8 О,Б 101 +838¡raj+«£»0lj+44< +620 ,

АМйгювесгь 1010 £21' 66 2,№ 78В +§8ВЬ +206 ' +90 +1|7"+68

(noi?8r»№) 87 1в . е,о a,=9J9v0»l+24oeo+6330 +2340+44что

«эн+иаввсть. IG3& 227.12*» 2;:Па> +060 +210 +116 +1<8 +03 • (по Зл К ) ' 84i. ir SíiOU ОР9--9.8 +24700 +6460 +2990+44 +2420

огыг:■

Ив*есть(по 988;' 777 1)11 62 +926 +200 +71 +0,6 +ББ

1г.К.)-фон 64 141 в<?44 Ov«fí7,2. +26900 +5600 +1990+14"'+1б40 '

фой+иавов 1268 - 270 8?/ 80 +1170 +260 +80 +0,7-+69 ;

(60r/ra) 96 19 6;11 i+32760 +7000 +2е4О+гО"+10Я*'

toH+NPK(9KB. 097 217 84 2,1' 69 +870.. +t№ hfQL ' +t)

БОт/га яавова)131 28 8,5 0,9' 11 ■+24360' .+5S2Q':+2t(K№SÍ 0ШГ 3 ;■ ■'.

Иввесть(по 970 210 Б6 1,0 • 44; +816. +196 +49 ' +0,6 +37

lr.tt)-4oH 64 17 6,8 0,6 7,2 +20130 +4290 +1080 +11 +816

<fc>H+N862P63Q 994 217 77 3,6 62 +890 +190 +66 +2,5 +52

K860 106 28 11 1,0. 10 +19680 +4190 +1460+66 +1146

«OH+M662P630 972 21i 69 1,8 49 +880 +»90 +60 .. +1,1 +40

$2 24 8,8 0,7 0 +19Э60 +4180 +1100 +24 +880

«он+реэокаао 904 217 76 з,б ai . +910 • +ise +sa +2,6 +60

88, 23 10 1,0 11 +20020 +4290 +1450+66 +1100

ется совертекно наварное представление о реальной необходимое-' тв внесения микроэлементов в почв/,в результате чего положительного эффекта от шофоудобрений ве наблюдается. Так, в почвах исследуемой территории о системами удобрения, широко распространенными для дерново-подэолистыг почв Московской области и других регионов,сложился положительный баланс гп н Си.при этои ежегодный прирост содержания Ъп составляет 870-1170 г/га в ва-, внсимости от применяемых удобрений; для Си значении прироста ; г изменяется от;190 до 250 г/га. Приведенные цифры указывает на обогащенность рассматриваемы! почв данндаи элементами, к нет ; необходимости их внесения в качестве микро удобрений.

а.*огш опкдишпа тяжшх «тшое в почвах при разных

УРОВНЯХ ЗАГРШНКНШ К ИХ ТРАЖЖХЧШР&

Степень негативного действия ТЫ на растения определяется не столько валовым их количеством, сколько содержанием мобильных соединений,присутствупщи* в почве. Формы же соединений металлов и процессы их трансформации а большой мере обусловлены свойствами почв: родом и концентрацией анионов в почвенном раство-- ре,способных оСраеовывать с катионами металлов равные по растворимости соединения,и сорбцнонными Процессами на поверхности твердой фвеы почвы, а также свойствами самих металлов. При прогнозировании накопления ТЫ в сельсхохоэ яйственныг культурах важной характеристикой служит направление трансформации попа-даддих в почву соединений элементов,изменение степени их доступности для корневых систем растений. Почва проявляет свои буферные свойства,переводя воднораствориыые соединения металлов в труднорастворимые Форш, в трудкораствориьые -в более мобильные,то есть прослеживается конвергенция внесенных соединений элементов, их превращение в соединения, свойственные самой почве юикретного состава к свойств. Однако буферная способность почвы не беспредельна,и с возрастанием экзогенных концентраций металлов постепенно увеличивается и количество тех соединений, в которых' они поступают в почву. Выделение Форм соединений 'элементов и количественное.их определение представляет собой трудную задачу. Это выделение носит условный характер,но позволяет судить' о групповом составе соединений металлов в разных почвах.-Содержание .кислоторастворимых соединений металлов близко к их количествам, внесенным в почву и составляет 78-901 №.

- 16 - . V,.

B8-100I Cd и 78-961 Zn от дозы внесения. Четко прослеживается вависимость содержания подвижных соединений металлов от типа дачв. Как а для обменных и воднорастворимья фор« сохраняется тенденция повышения количества аодвижйых ооединеюй металлов в кислой почве.причем подвижность 2л и Cd визе,чем №. Количество кадмия, извлекаемое СВЬСООМНч (рН 4,8) вытяжкой, составляет в дерново-подеолистой сдабоокультуренной почве 90-96* от дозы внесения,в среднеокульту^нной -70-7вХ,в черновеме-44-46%, Кот : - ( личества Zn и РЬ,переходящие в данную вытяжку, равны соответственно: 57-71 Z и 42-67% в слабо- и неокультуренной почве, 49-70% и 27-48% в среднеокультуренной и 48-65% и £0-42% от доэ внесения в черноземе. Аналогичная: зависимость характерна для содержания в различных почвах обменных соединений TU.

Наиболее активная и доступная растениям часть соединений TU в почве - это их содержание в почвенном растворе. Изучение выхода ионов металлов в почвенный раствор важно для решения вопросов токсикологии данных элементов в почве. Состояние равновесия в системе твердая фаза-раствор в большой мере определи-иг сорбциоквые процессы,характер и направленность которых обусловлены свойствами почв. Дерново-лодаолистая слабо- и нео- .' культуренаая почва содержит наибольшие количества воднораство-риыых соединений металлов: 10-18% от дозы Cd, 6-9% Zn, 0,00-0,32% Pb. Окультуривание почв снижает подвижность металлов. Для чернозема характерно самое кивков из перечисленных почв содержание воднорастворюлк соединений Zn.Pb и Cd. Совместное внесение трех элементов приводит к увеличении относительной мобильности Zn и Cd в шчве,чго,по-видимоиу,о6гясняет-ся увеличением конкуренции данных элементов сосвикцом.ванима-ещгш наиболее активные ,прочнофиксируищке центры. Так, содержание водворастворимых соединений Zn u 03 в почвах при одновременном Присутствии TU выше,чем при раздельном внесении алементов: в дерново-подзолистой слабоокультуренной почве составляет 9,4-10% Zn и 16-20 % Cd от внесенного количества,» черноземе -4,8-7,0% и 4,3-11%. Полученные результаты подтверждают выводы. ЕС.Горбатова (1983),который установил,что совместное нахождение Zn.Pb ц Cd в почве.практически не кзмгняет поглощгние РЬ.в то время как последний подавляет адсорбцию Zn ц С<3,и Н.V.Schmttt, H.Stlcher (1986),изучавших взаимодействие между Pb u Cd при их совместном внесении в почву.

- 18 -

Большая продолжительность вегетационных опытов позволяет ивучить киветкку трансформации соединений ТЫ ■ почве. Поступающие а почву соединения ТМ подвергается частичному или полному мемененкл под действием многообразных факторов. Кроме того происходит преврадевие оОрогущихся в почвах форм соединений элементов. Окиси и растворимые в воде соединения металлов могут подвергаться гидролизу« йереходить в нерастворимые гндрокси-Ды, сорбироваться на илистых частицах равного состава,оСраэовы- . вать растворим« комплексы с органическими н неорганическими лигандами, Таким образом, трансформация сочинений металлов происходит по следующей схеме:

Взднорастворимые_я_0бменнш и непрочно-__ Прочнофикскрован-

формы соединений"*" связанные формы " ные формы

Нислогорасгворимые формы соединений

С течением времени достигается динамичное равновесие между равными Г формами соединений тяжелых металлов. Форма внесения :элементов влияет на трансформацию только на начальных этапах этого ороцесса(в дальнейшем она определяется типом почвы и свойствами самнг элементов,что подтверждено исследованиями в условия! микрополевых и вегетационных опытов,

. . 4. нлняюш разлнчншс кшценградия тяждшк штанов НА

Среди равлиадых биологических критериев оценки токсичности ТМ в почве наиболее перспективным представляется использование микробиологических и биохимических показателей,в число которых входят ферментативная активность почв и численность различных групп микроорганизмов (Галет ян, 1974; Паникова, Перцовс-кая, 1982;Вайига et а1,1980;Гельцер, 1В80;Евдокимова, 1900 и др.).

В вегетационных' и иккрополевых опытах изучено влияние различных количеств 2п,РЬ,Сс1 и Си на активность ферментов,катализирующих продессы окисления-восстановления и гидролиза в почвах.таких как каталаза,уреаза,иквертаэа и фосфатаэа. Показано, что высокие концентрации металлов подавляет активность всех перечисленных ферментов,но различные ферменты неодинаково реа-гирухгг на различные дозы ТИНаиболее чувствительна к присутс-

твии металлов уреавкая и инвертааная активность. Так,при содержании Cd 100 мг/кр уреавкая активность в дерново-подаолмстой слабсюкулътуренной почве снизилась на 76 X по сравнению с контролем (за контроль принята ферментативная активность в почвах с фоновый содержанием металлов) j при содержания Zn u № 2000 мг/кг уреааная активность в данной почве уменьшилась на 70Х -ДЛЯ Zn от 2? до 8 мг ЫЯв на 100 Г П0Ч8Ы,Д®1 Из -от Щ ДО И мг. Дая инвертазной активности соответствуш>ге значения сое-; тавляст: И -381 (от 120 до 74 мг глюкозы на 100 г почвы), R> -40 X (от 134 ДО 81мг), Zn -28Х (от/98 до 71 мг).Квга!ВВНеи * фосфатавная активность проявляют меньшую чувствительность к действию больших количеств металлов в почве: падение каталав-ной активности в дерново-подволистой среднеокулътуренной почве при содержании Cd 100 мг/кг составляет 22Х (от 0,91 до 0,71 ил 0,1н.ЯШ0чна 1г почаы) «фосфат азной активности - 24Х '(о* 2,80 до 2,12 мг PjtOsHa 100 г почвы): при содержании Zn 2000 мг/кг снижение активности данных ферментов не достоверно; при содержании РЬ 2000 мг/кг -18* (от 0,08 до 0,80 мл) и 1И (ОТ 3,02 до 2,58 мг) соответственно. Црк совместном внесения элементов в почву иэ меняется ряд чувствительности ферментов к негативному действия их боль них количеств: катала» ная активность подавляется в вольдай степени, чем инвертазнвя Лак, в дерново-подзолистой елаСоокультуренной почве при концентрациях Zn.Pb и Cd равных 2000,1200 н 4 мг/кг уреавная активность снижается от 40 до 20 мг ШЬ на 100 г почвы (яа «К),1ивертавная активность -от 129 до 116 мг глпковы на 100 г (на 11Х),шдеяие ка-талавной активности составляет 14,4Х (от 0,91 до 0,78 мл ШЛчна ir), падение фосфатаеной apf-твности незначительно.

Подученные результаты исследований позволяет расположить ферменты по их чувствительности к действие большее количеств ТН, внесенных в почву раздельно, в ряд: ypeasa > тшертаааь- ка-талааа > фосфатава. При совместном внесении металлов ряд чувствительности имеет сдедутациА вид: уреаза%- каталаэа> инзертааа> фосфатава. Наиболее отзывчивой на присутствие высоких концентраций Zn,Pb u Cd во всех почвах опыта является уреавкая активность, что позволяет использовать ее в качестве диагностического Ьоказателя состояния почв при их техногенном загрязнении.

Для оценки токсичного действия TU в почве всполъауют также показатель численности равных таксономических или . фиеиоло-

. . , -.21 -гнческих групп микроорганизмов. В работе сделана попытка мето-дои прямого микроскопяроваиия (световой микроскоп) охарактеризовать микробные сообщества, раввиваюирюся на частицах дерно-во-подволнстой почвы равной степени окулгтуренности,еагряенен-ной цинком,свинцом и кадмием (применялся метод стекол обрастания Н.Г,Холодного в.модификации К Н.Скворцовой ).Сопоставление полученных микробиологических характеристик почв дает возможность оценить' степень вое действия на них каждого ив металлов. Лри внесении 100 мг/кг кадмия не наблюдается квмененнЯ я частоте встречаемости вегетативного мицелия грибов,однако значительно интенсивнее (90Х по сравнению с 0Х от 200 полей ерения микроскопа) образуется спороновения пеницкллов.что способствует, закреплению их как доминирующих при вагрявнекии почв микроорганизмов. Шесение № снижает развитие вегетативного мицелия грибов (ва 70Х при доае РЬ 1000 мг/кг).В отличие от Od и Fto, Zn при содержании в почве 600 мг/кг вызывает увеличение частоты встречаемости актнкомшртов до 100Х. Совместное присутствие металлов стимулирует раввнтие грибных споронове-ний»однако при атом не проявляется стимулирующе действие цинка ва рост актиноыицетов.

Таким обравом,вагря8нение почвы lli способствует доминантному развитию определенных групп и видов микроорганизмов,устойчивых к действие металлов и угнетению чувствительных видов; наблюдается увеличение обилия грибов,интенсивности образования органов спороновения у пеницкллов к подавление роста актнномицетов. '

Б.ТЯМВ NCMUI (Cd,Pb,Zn и Си) В РДСШШЯХ.

Ш мнению А. НЫноградава (1952),все химические зле менты в той или иной степени участвуют а жизнедеятельности растений,« если многие ив них не считаются физиологически екачиш-ыи,то только потому,что для втого пока нет доказательств. Поступая в растения в небольшом количестве и становясь в них составной частью или активаторами ферментов, микроэлементы выполняют сервисные функции в процессах метаболизма. Когда № в среду поступают .непривычно высокие концентрации элементов,они становятся токсичными для растений. Проникновение ТМ в ткани растений в избыточном количестве приводит к нарушению нормальной работы их органов,й это нарушение будет тем сильнее,чем

больше избыток токсикантов. Продуктивность при атом издает.

Токсическое действие ТЫ начинает проявляться с ранних стадий развития растений,но в различной степени на равных почвах и для разных культур.Зерновые культуры {ячмень,овес) более устойчивы к действии больших количеств Zn, Pb.Cd и Си,чей бобовые (вика,люпин,клевер) и корнеплоды (редис).Так,статистически вначимое падение уро«я соломы овса в вегетационном опыте (через 8-10 лет после внесения металлов в почву) на дерново- подзолистой среднеокультуренной почве происходило при дове Cd 60 мг/кг, а вики и лшина -20 мг/кг; при содержании Сй 100 мг/кг бобовые культуры погибли. Такая же закономерность обнаружена в вариантах с другими металлами: на дерново-подзолистой неокультуренной почве вика и люпик погибли уже при дозе Zn 1000 мг/кг,тогда как падение урожая овса происходило только при дозе 2000 мг/кг; в вариантах с РЬ статистически значимое падение урожая бобовых на сдабоокультуренной почве произошло ■при дове 500 кг/кг,зерновых -1000 иг/кг. При совместном внесении трех элементов снижение урожая овса и ячменя на дерново- подзолистой сдабоокультуренной почве наблюдалось при доеах Zn -1000, РЬ-ВОО, Са-2 мг/кг, урожая вики и лшина -Zn-БОО, РЬ-300, Cd-1 мг/кг. В микрополввом опыте (через 2-4 года после внесения металлов) в вариантах с внесением меди на дерново-подзолистой неокультуренной и среднеокультуренной почве зерно у растений ячменя отсутствовало уже при доэе во мг/кг,при этой же дозе произошло снижение урожая клевера и редиса. Б вариантах с внесением РЬ на неокультуренной почве верно отсутствовало при дозе 500 мг/кг,снижение урожая клевера и редиса произошло при дозе 250 мг/кг,для кадмия соответствующие дозы составляют 20 и б мг/кг. На дерново-подзолистой окультуренной почве и черноземе растения в меньшей,чем на неокультуренной почве подвержены негативному действию высоких концентраций ТЫ,что подтвердили фенологические наблюдения за ростом и развитием растений и анализ качества растениеводческой продукции.

Полученные результаты свидетельствуют о том,что степень угнетения растений под действием высоких концентраций металлов зависит от свойств почвы,от свойств металлов,от времени транс-* формации поступивших соединений TU, а также от физиологических особенностей отдельных культур. Устойчивость растений к одно-

цг металлу,как правило, яе адекватна для других, itorao предположить,^ такое свойство организма находится под генетическим контролем и иожт быть использовано при выведении новых сортов сельскохозяйственных культур,способных давать урожаи невагряз-ненной продукции на почвах, содержащих Til в количествах, значительно превшавдих фоновые.

Шглощэнне химических еле ментов растениями - активный процесс. Пассивная диффузия составляет всего 2-31 от всей массы усвоенных минеральных компонентов (Алексеев,1887). Цри содержанки металлов в почве на уровне фона происходит активное поглощение ионов,и если учитывать малую подвижность этих элементов в почвах,то этому поглощении должна предшествовать мобилизация лрочиосвязанных металлов. При содержании 1)1 в корнеобитаемом сдое в количествах,значительно превышающих предел,который может быть закреплен за счет внутренних ресурсов почвы,в корни поступают такие количества металлов,которые мегрелы удержать уже ве могут. В результате этого поступление ионов или соединений элементов перестает регулироваться клеточными механизмами. На кислых почвах идет более интенсивное накопление TU, чем на почвах с нейтральной или близкой к нейтральной реакцией среды. Регрессионный анализ установил,что количественная зависимость между содержанием изучаемых металлов в растении (У) и содержанием их подвижных соединений Опереходячих в ацетатно-аммонийный буферный раствор с рН 4,0 - .X) в почве имеет следутаций

ВИД:

1. КАДМИЙ Ячмень{ солоьа) Вта

Jfe рново-по даолистая *

неокульт, почва (ДЛИ) У-3,2в+0,74Х У—О, 49+1, В5Х

Дерново-подзолистая

окульт. почва (ДГЮ) У-5,17+0,741 У-Б,21+1,20Х

Чернозем типичный

(ЧГ) У-3,87+1,04Х У"-0,34+1,Б0Х

2. ЦИНК

ЖШ У-4в,7-Ю,7бХ " У-08,1+2,21Х

дао y-88,4+d,69X У-197+1,23Х

чт У-60,6+0,64Х У-264+0,BOX

3. СВИНЕЦ-

ДПН У«5,в7-Ю,03Х У-Э.Зв+0,17Х

- 24

ДПО У-2,69+0,01Х У«2,73+0,0ех ЧГ У-2,20+0,01* У«0,2в+0,06Х Содержание шталлов в почвенном растворе -непосредственный источник поступления кх в растения,вависядей прежде всего' от свойств почвы. Однако мерой реального участия юнов ТК в химических реакциях является их активность. Ившнеяда коаффяцивн-тов активности ионов кадмия и свинца при рагдвльноы и совместном внесении элементов повводяет сделать вывод о том,что с увеличением дозы внесении элементов идет увеличение активности их ионов в равновесной водной вытяяке га почв (таблица в).

Таблица в.

Коэффициенты активности ионов свинца и кадмия в равновесной водной вотяяне ив.почв

Дэва ые- Коэффициенты активности

.41.

РЬ . га РЬ ОЛ РЬ си РЬ са

* Раздельное внесение элементов

0 0 0,40 0,50 0,30 0,40 0,018 0,33

250 5 0,66 0,64 0,61 -

600 10 0,61 0,87 . 0,77 0,80 0,050 0,61

1000 БО 0,69 0,95 0,60 0,78 0,073 0,42

2000 100 0,61 0,91 0,56 0,84 0,071 , 0,4В

Совместное внесение зле ментев

0 ' 0 0,42 0,56 0,32 • , 0,60 0,015 0,33

600 2 . 0.63 0,68 0,60 0,60 0,063 0,67

1200 4 ,0,75 0,63 0,57 0,78 0,080 0,35

2500 8 0,77 0,94 0,62 0,83 0,092 0,75

5000 15 0,80 0,95 0,70: 0,90 0,126 0,86

При совместном присутствии 1п,РЬ ц ЗД в почве активность ионов кадмия гораздо выше,чем при раздельном внесении: коэффициенты активности ионов кадмия равны и составляют 0,95 как при дозе 50 иг/кг в вариантах о одним элементом, так и при дозе 15 шУкг в вариантах с тремя элементами. Активность ионов свинца при атом изменяется незначительно. Установлена количественная зависимость между содержанием металлов в растении и концентрацией их в равновесной водной вытяжке из почв,а также мелит содержа-

шеи в растения и активностью ионов № u Od в водной вытяжке. Она покваам, что именно активная концентрация элементов в почвенном растворе определяет их доступность растениям.

Специфическое распределение РЬ по органам растений ив учено на примере ячменя и редиса Аналив ревультатов сзтетельст-вует о том, что по степени насыщенности элементом растительной ткани основные органы растений расположены ь следупдей последовательности; коршостеЛвн и лисгья> семена и корнеплоды. Однако,по данным ряда псследоватедей (Гермаш,1вв2; Алексеев, 1987 и др.),иногда содержание fИв корнеплодах сопоставимо с их содержанием.в листая* и стеблях,что объясняется наличием на корнеплодах корней с лронодячвй euerem»,рровизю^ш^Л ях тел-■У. . : .V

растений- Токсическое действие высших концентраций TU на рас- " тения ноже? проявляться в нарушении поступления и распределения других химических элементов. Характер взаимодействия Tit о другими элементами «вменяется в вависимооти dt их вносимых концентраций. Так, увеличение концентрации Od в вегетационном опыте до В taVxr.Zn -до2Б0 мг/кг,РЬ-до 1Й6 мг/кг в почве m приводило к нвыешнив поступления других элементов в расте-* ния. Однако при дальнейшем увеличении количества металлов процессы погяофотш и передаишкия алешнтов нарушаются. Изшкенто минерального состава берцовых и бобовых культур при атом имеет сходный характер,но у бобовых оно горавдо вначктельнее,чем ■ у верновых. Увикии лшина отчетливее вмраяено снижение накопления Р,Ca,Mg,Qu,F« гфк увеличении содержания TU. В ощяах со асе . wi культурами адкдвилси аитагонивм Od u P,Ca,m,tt\,2n,Fe; Zh u Р,К,Оа,Цг,СЦ,Ге[ Fb U P,Ca,Pe,Cu,Zn (Рис. При увеличении 1 количества Zn и РЬ я растениях воврастает содержание № u Na. Однако ш »ре накопления эшгейшмггалв вых данных становится очевидно, что нет влемактов-аСсолюткых антагонистов. Вваимодействие имов-даеит-одв«в><#1йШ1^рЧ«Г0р1 только при м определенных соотношу ню« • и^дийЛв^'^ЬШМ-йости яоа действия. Й вари-' антах с дерновй-подзолистой 'йоЧйдй Отчетливо наблцдается воэ-; растакке содержания: fch'B растения* tJ; увеличением дсаы Zn.e'' ва-' риантах же с черноземом эта вйконодарность выражена слабо дли11' . вики и овса, а для ячменя и лшина отсутствует*

Взаимодействие элементов происходит в почве,в процессе-

СНИ*ШЕ,*=ог контроля .'■ -.•"■' .О''..';.-.-''.'.-"- ; ■ УВЯЛ'ЛЧКНМЕ.1 от •

г '■■■■■:■ '/-■.■;■ ,"::'■ '.'■■ * *:'■ ''■'■. '■'.■' контроля :: ■ .;■ .■

Рисунок 1.Изменение .'содеркачия ряда химических элементов в соломе ячменя под действием нксоки-с лоз каичин в дерново-иодэолис- . той слаОоокультуренной почве. 1.-поза капмил 10 мг/кг, :

2 -доза каачгля 00 мг/кг. ..

Доэа свинца

; с:г.шя;;г«;,^0т контроля ® УВЕЛИЧЙШЕ^'от контроля""'

Рисунок 2. Изменение солержачя-г ряда: химических элементов в соло-мз;'яччайя по деЛстькоч вчооких лоз свинца а дерново-подэолис-тоИ сласоокультуреиноЛ псчио. 1-ко'эа сшшцп-5;<0 мг/кг, ; : . ^-доза сшшДа'гООО мг/кг;

,р9гловения,ближнего ii дальнего трансаорта, в отдельных ввеньяк ¿{¿бдеяа веществ. Конкуренция между конами при поглощении может ¡Проявляться как при фивико-химической вдсорбции, при поступле-ДОК к передвижении по апоплнсту,так и прк «миазматическом ^1ути передвижения за валентности систем-переносчиков (Лар-,pfftP.197fl).Увеличение содержания )*i u Na в растениях на почвах высоким содержанием Zn и № является ревультатом деворгшш-¿ацни процессов поглощения и транспорта. Ш отношению к Са и Р ТЫ проявляют взаимодействия так навиваемого внешнего характера. Они проявляются в антагонистических отношениях ионов Pb.Cd uZn о ионами Са и обраэовшти труднораотворимых соединений с фос фат-ионом ira пзртяе этапах паступлзкш: их s квркевуп систе-. му, что приводит к дефициту Р u Са.

Токсическое действие металлов на растения я природе ие-редко с трудом поддается объяснен^ будучи результатом сложит ввшшоотиовений металлов, находящихся в ■ивбкцка в раоте1щях,с другими необходимыми минеральнши элементами. Этот слоллый процесс еще больше усложнят факторы окружающей среды: температура и влажность воздуха, состав и свойства почвы, интенсивность освещения и др. «которые мэгут изменять- ослаблять или ' усиливать реакцию растений ва токсическое действие TU.

Маменек» качества растеншждоесяай продукции под лейп-«нам мсапа концентраций TU. При вагряенении почв тяжелыми металлами происходит снижение пищевого и биологического качества выращенной на зтих почвах растениеводческой продукции,в первую очередь га счет высокого содержания в ней данных металлов.Прослеживается увеличение обврго содержания N и буммы аминокислот, которые выполняет защитную функцию, связывай экаогенно поступающий ашиак (Плевков и др. ,19£9).Изменяется фракционный и аминокислотный состав белков. Выявлено,что высокие концентрация Zn,Pb, Cd u Cu не влияют на содержание в белке зерна ячменя альбуминов и . глобулинов. Увеличение общего содержания белка происходит за счет проламинов и гдотелинов.то есть за счет менее ценных в пищевом отношении фракций спирта- и щадочерасгво-ркмше белков. При изменении общего количества аминокислот в сторону увеличения сумма незаменимых аминокислот снижается. Цри содержании Cd БО мг/кг в дерново-подеолнетой среднеоцультурен-■ ной почве (в зерне 3,05 мг/кг) сумма всех аминокислот составляет 10,89 г7. (на контроле 17,27),а сумма незаменимых амино-

кис ют-4,73 rt [на «tíwrpoie 6,60). Увеличен ов*го количества ам1щокнслот происходит а основном аа счет увеличения содержания пролина, глута»юояой и аспарагиновой кислот: снижение » количества незаменимых аминокислот идет аа счет лиеина, лейци-иа,юолейцина,ыетионина.

Избыточные количества ТЫ замедляю течение фотосинте-ва,действуй прежде всего на синтез хлорофилла. Снижение содер-,-вния хлорофилла отмечено во всех вариантах опыта. а*эств с тем происходит нарушение синтееа витаминов -аскорбиновой кислоты и каротина. Избыток металлов в питательной среде приводит также к снижению содержания растворимых Сахаров в клевере и корнеплодах редиса, '

На примере каталаэы и нитрат ре дуктааы погашено токсическое действие металлов на активность данных ферментов. Подавление активности квталаеы под действием ТЫ связано с нарушениями bl обмене Fe. Растения лишаются способности использовать этот металл для построение активных центров ферментных систем,в результате чего системы утрачивают свои каталитические свойства. Активность нитратредуктаеы подавляется ва счет конкуренции металлов с Мь ,на последуххоос стадиях восстановительного процесса 2л,РЬ u Cd могут вступать во взаимоотношения с Cu,Fe,14r и Uhl Инактивация ийтратредуктавы приводит к замедлению восстановительного процесса, что влечет ва собой накопление нитратов в тканях растений.

МПДШШ ВОда

Разработка Мероприятий по восстановлении плодородия ваг-рнвненных тяжлымк металлами почв является весьма .слояшой и актуальной .задачей. Дм решения ряда вопросов а рамках данной проблем! проведено изучение вффектнвностя действия различных мелиорантов (извести,торфа,навоза,минеральных удобрений,цеолита и их сочетаний) на подвижность кадмия в дерново-подзолистой почве к поступление его в растения.

В первый год после внесения мелиорантов наибольшей эффективность!) обладала иввесть,наименьшей -минеральные удобрения.К более значительному снижению подвижности Cd привело комплексное применение мелиорантов. Следует отметить высокую эффективность применения торфа и навова в сочетании с известковали-

ем. Полученные закономерности наиболее ярко выражены при дове кадмия в почве Б0 мг/кг. На второй год после внесении действие мелиорантов аналогично. Только на третий год исследований прослеживается некоторое изменение: действие иввестковвния стало л менее эффективно,однако повысилась эффективность действия цео-"., лита при доеах И 10 и 20 мг/кг; при содержании 0(1 60 мг/кг увеличения положительного действия цеолита не отмечено. Вне се- -ние же только минеральных удобрений усугубило токсичность ТН вследствие подкис ления почвы. То есть в данном случае дополнительное минеральное питание не способствовало уменьшению транс ' локации кадмия в растения,решаацее екачение для дераово-подэо-лнстой почвы имело изменение кислотности.

Результаты проведенных исследований подтверждает теснуп связь между поступлением металлов в растении и содержанием их подвижных соединений в почве. Закономерности по эффективности применения различных мелиорантов,полученные при изучении подвижности металлов в почве,применимы и при изучении их поступи ления в растения (Рис.3),а также урожайности сельскохозяйственных куль-ур.

Таким образом, для мелиорации почв дерново-подзолистого типа, загрязненных ТЫ,аффективно использование сочетания известкования с применением органических удобрений. Применение двойных доз минеральных удобрений оправдано только при известковании - улучшая питание растений,они способствует снижении в них ТЫ благодаря эффекту "разбавления". Эффективность применения цеолита при высоких концентрациях ТЦ уступает эффективности известкования и внесения органических удобрений,однако при небольших уровнях загрязнения продолжительность положительного действия цеолита больше. Б связи с этим целесообразность использования цеолитов в качестве мелиорантов при загрязнении почз ТИ в ряде случаев не доказана и будет определяться конкретной обстановкой, зависяшй от свойств почвы, свойств металлов,их концентрации,а такгез от свойств самих цеолитов.

7. ШРШРОВШК ООДЕРМНИЯ ТЯИКЛШС МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ,

В настоящее время предпринято множество попыток решить ■ проблему нормирования воздействия ТИ,однако для успешного решения необходимо иметь систему взаимосвязанных показателей. При

Рисунок 3. Влияние различных челиопантоа на содержание кадмия

в клевере.

1-Îoh /(JPK/, 2-фон+известь, З-рон+назоэ, 4-Фон+торф,

Ь-Фон+цеолит, VPK, 7-(юн+ 2 À PK, Р-:|юн+чзввсть+

нааоэ,

9~фон+известь*торф, 10-фон+иэвесть*цеолит. 11-рон+начоэ+

торф,

12-{он+найо з+ца олит, 13-Хои* тот/^ цеоля т, 14—Ьоч+игаесть+

наво э * го р in- це о ли т.

■ . ■ - 32 -

втом почвенное нормирование должно представлять собой набор показателей, характеризующих состояние почвы как системы в целом, ее физико-химических свойств,так я состояние обгектов,сопряженных с почвой { растений, воды, воздуха). Сдельно-допустимые концентрации металлов в почвах будут сильно варьировать в зависимости от конкретной почвеино-вкологической обстановки,так как в различных почвах поведение поступающих в них тяжелых металлов будет вависеть от свойств почв (реакции почвенного раствора,ОШ,состава и количества гумуса, Оуферности и т.д.), современной динамики почвенных процессов к химических свойств металдов-еагрязнителеЛЛаким образом,в основе научных разработок ЩК TU в почвах должны лежать почвенно-экологические принципы, нормативы тяхелых металлов должны разрабатываться согласно конкретной почвенно-экологическоА обстановке(Обухов и . др. ,1980).

lia основе экспериментальных данных по ивученню поведения TU в дерново-подзолистой почве равной степени окультуренности, влияния их различных количеств на показатели биологической активности по>'в,& также транс локации в сельскохозяйственные культуры проведено нормирование содержания Zn,Pb,Od и Си в изучаемых почвах. Выявлены толерантные концентрации TU в почвах, концентрации,приводящие к гибели растений,снижению их урожайности и биологической ценности, а также к накоплении а растениях металлов на уровне ГОШ- Получены зависимости чувствительности ряда биохимических процессов и микробиологических показателей к TU от свойств дерново-подзолистой почвы с целью выбора наиболее представительных и чувствительных методов биологической индикации загрязнения почв Zn,Pb,Cd и Си.

выводи.

1. Установлено,что интенсивное ведение сельского хозяйства, базируемое на научных разработках,не представляет опасности загрязнения дерново-подзолистых почв тяжелыми металлами. Содержание цинка,меди,свинца,кадмия и никеля сохраняется на уровне фонового в течение 25-30 лет проведения полевых опытов. 1Ь категории опасности почвы относятся к 1-ой категории независимо от видов и доз удобрений, Ш оценке экологической опасное- -ти степень загрязнения характеризуется как допустимое загрязнение, что безопасно для возделывания всех сельскохозяйственных

культур.

2. Во всех тгачвзх исследуемых агроСиоценоэов складывается положительный баланс щшкд,шди,свинца,кадии к никеля. При атом вклад сельскохозяйственного производства составляет по цинку и меди не более 10 % от вклада промышленных предприятий (за исключением органических систем удобрения почв). Поступление в почву свинца,кадмия и никеля с'удобрениями и мелиорантами близко или несколько превышает прмвнос с атмосферными осад-

3. Доказано,что при сущэствуодгй интенсивности поступления тяжелых металлов в почву в результате положительного баланса можно будет зафиксировать значимое увеличение запасов кадмия,свинца и никеля через 2DO лет,цинка-20 лет,меди-40 лет. При этом валовое содержаний металлов в изучаемых почвах достигнет предельно-допустимых уровней .через сотки лет. Однако необходи- ■ мостъ постоянного контроля ва их содержанием не выз'лвает сомнения. Q

4. Сельскохозяйственное использование дерново-подзолистых почв приводит к изменению содержания и трансформации в них соединений тяжелых металлов. При ненормированном применении средств химизации может происходить обогащение пахотных горизонтов тяжелыми металлами. Цри этом возрастает миграционная спо-

.собкость металлов,что представляет опасность вагрявкення их соединениями подземных вод и вод близлежащих водоемов.

5. Получены закономерности трансформации соединений твжзлых ■ металлов в почвах в зависимости от уровня их плодородия. Установлено, что процессы трансформации активно протекают во времени; снижается подвижность элементов в почве и уменьшается их токсическое действие на растения. Форма поступления металлов влияет на трансформацию только на начальных этапах этого процесса, в дальнейшем она определяется типом почвы и свойствами самих элементов. ■ "' " ■

6. Подвижность тяжелых металлов в почвах,а следовательно и транслокация их а растения, определяется химическими свойствами элементов и свойствами почв. По способности инактивировать металлы изучаемые почвы можно расположить в ряд: чернозем типичный дерново-подзолистая окультуренная почва> дерново-подзолистая не о куль туренная почва.

7. Показано, что поступление тяжелых металлов в растения

<орределяется в большей степени активностью их ионов в растворе, $ем концентрацией. Совместное поступление цинка,свинца и кадмии увеличивает подвижность цинка и кадмия в почве,тем самым усиливая их поступление в растения.

8. Следствием поступления избыточные количеств тяжелых металлов' в растения являются нарушения в поступлении макро- и микроэлементов. Взаимодействие элементов при поступлении может бить антагонистическим и синергетическим,что определяется свойствами почв и физиологическими особенностями растений.

В опытах проявляется антагонизм СИ и Р,Са,Мг,Ре,Тп; гп и Р,Са,Ме,Ре; РЬ и Р,Са,2п,Ге,Си.

9. Высокие концентрации тяжелых металлов приводят к снижению качества растениеводческой продукции: падает содержание витаминов,хлорофилла,Сахаров,повышается содержание нитратов. При этом происходит, повышение количества белка за счет увеличения фракций запасных белков,но снижается его ценность в результате уменьшения количества незаменимых аминокислот.

10. Установлено,что для определения степени загрязнения и нормирования содержания тяжелых металлов в почве наиболее чувствительным является показатель поступления металлов в растения.

11. Система мероприятий по восстановлению плодородия загрязненных тяжелыми металлами почв должна быть дифференцирована в зависимости от степени загрязнения почв,их окулиуреннос-ти и общих физико-химических свойств. В основе ее должно лежать повышение устойчивости почв и растений к тяжелим металлам и уменьшение миграционной способности металлов в сопредельные среды.

12. При мелиорации дерново-подзолистых почв,загрязненных тяжелыми металлами,эффективны такие мероприятия как известкование, внесение органических удобрений и цеолитов. Наиболее эффективно использование сочетания органических удобрений,цеолита и извести. По способности переводить кадмий в .недоступное для растений состояние изучаемые почвы с внесенными в них мелиорантами можно расположить следувдш образом: дерново-подзолистая окультуренная почва +иэвесть+цеолит+органические удобрения > дерново-подзолистая окультуренная почва -шзвесть+орга-• нические удобрения > дерново-подзолистая окультуренная почва* це о лит -юрг ан иче с кие удобрения > дерново-подзолистая окульту-

ренная почва+известь !> дерново-подаолистая окультуренная почва + цеолит V дерново-подзолистая окультуренная почва + навов > дерново-подзолистая окультуренная почва4^РК > дерново-подзолистая окультуренная почва > дерново-подзолистая неокульту-реннан почва. -

. 13. Одним на приемов использования сельскохозяйственных еемель при небольших уровнях загрязнения тяжелыми металлами является подбор сельскохозяйственных культур о целью получения, товарной продукции,содержащей тяжелые металлы ниже предельно- допустимых концентраций, и использование растений в технических целях. При высоких уровнях вагряэнения кислых дсрно-во-подзолистых почв целесообразно их исключение их сельскохозяйственного производства.

14,Ферментативная активность почв - чувствительный показатель загрязнения почв тяжелыми металлами. По чувствительности к действию больших количеств цинка, меди, свинца и кадг.ия ферменты располагаются в следующей последовательности: в вариантах с одним элементом - уреаэа> инвертаэа^ каталаза > фосфатааа; в вариантах с сочетанием элементов- уреаеа >✓ каталаэа> инвертаеа > фосфатаза. -

Возможно применение показателя уреазной активности при диагностике вагряэнения дерново-подаолистой почвы тяжелыми металлами.

16. Действие высоких концентраций тяжелых шталдов на численность микроорганизмов в почве проявляется в доминантном развитии одних видов (в стимулировании развития'грибных споро-ноиэний) и угнетении других (акпшомицетов).В почве кадмий по сравнению с цинком и свинцом проявляет повышенную токсичность ло!отношению к различным группам микроорганизмов.

16. Показано,что дерново-подзолистые почвы южных районов Московской области испытывают значительную антропогенную нагрузку, результатом чего является перераспределение тяжелых металлов" &< системе порода-почва-вода-биомасса,сопровождающееся шдекекием и форм нахождения отдельных элементов.

VI'. По сравнению с мировым кларком данные почвы обеднены никелем;цинком и медью,однако ка-всей'Изучаемой территорий содержание цинка и меди повышено по сравнению с фоновым для данного региона. Валовое содержание данных элементов в верхней части профиля значительно превышает содержание в породе,что1

связано,главным образом,с большим их привносом с атмосферными осадками, являющимися также причиной малой эффективности медных и цинковых микроудобрений. Исследуемые почвы обогащены кадмием, о чем свидетельствуют высокие коэффициенты концентрации СКК-3-9).содержание свинца в них находится на уровне кларка.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКШШД ЩНХ.

1. Шдученныв закономерности поступления и перераспределения тяжелых металлов в почве при различных системах удобрения позволяют прогнозировать их накопление в почвах и сельскохозяйственных культурах. Рассчитаны уравнения регрессии,представлявшие зависимость содержания металлов в различных культурах от уровня плодородия дерново-подзолистой почва

2. Проведенная оценка выноса тяжелых металлов из почвенного профиля в грунтовые воды и воды близлежащих водоемов в зависимости от интенсивности сельскохозяйственного производства Может быть использована при контроле еа качеством вод.

3. Установленные особенности трансформации соединений цинка, меди,свиРЧа и кадмия и закономерности их поступления в растения предложено применять при, оценке экологического воз- <■ действия выбросов промышленных предприятий, на окружашую среду.

4. Предложенные показатели загрязнения цинком, шдьс.свкн-цом и кадмием системы почва-растение рекомендуется .использовать при нормировании содержания этих металлов в почве,а также для оценки качества растениеводческой продукции.

Б. В качестве критерия при диагностика аагряэнения дерново-подзолистой почвы тялелшн металлами предложено изменение активности почвенных ферментов (в частности уреазной и инвер- . тазной активности).

Б. Разработанное приемы снижения фиготсксичносги дерново-подзолистых почв,загрязненных тяжелыми металлами,рекомендуется применять при их мелиорации. :

основное адармпв диссертации атамшкно в сддуши ■ РАБОТАХ: "

1. Черных Н.А. .Вырин Н. Г. Пути устранения негативного действия больших концентраций свинца на плодородие дерново-подзолистой почвы// Тез. докл. 2-ой республ. конференции молодых ученых и специалистов Украины-Харъков, 19BS-C. 180.

Z. Черных К, А. Содержание и трансформация соединений свинца« дерново-подеолистой почве// Труды 8-ой ковф. молодых ученых, ф-та почвоведения ЦГУ~1Ьсква, 19бв-деп. в ВИНИТИ.

3. Черных Н. А. ,№ршиова Г. Е ,Эырин Е Г. и др. Оценка фонового ейдержания свинца и кадмия в почвах Сихота-Алинекого ва-поведнкка//Почвоведение,1986-N 8.

4. Черных Н. А., Ефремова. Л. Л. Зашита ; почв и растений от аагрявкения тяжелыми металлами. //Тр. Почвенного нн-та -1988.

.. Б.Черных Н. А. ^Ефремова . JL Д Цуги устранения негативного : действия свинца на растения. //Бюллетень ЕИУА-10&Э-Н 92.

в. Черных Н. А/, Зырин Н.Г. Трансформащи соединений свинца а дерново-пода о лист ой почве. //Нитрация еагрвэняицих ведэств в почвах и сопредельных средах: Тр. 5 Всесопе. оовец. ^JL: Гкдромете-оиэдат, 1989-N16-C. 179-183.

7. Черных Н.А. Изменений содержания ряда химических элементов в растениях под действием различных количеств тяжелых металлов в почве.//Агрохимии-19Й1-Н 3-й 68-75.

в. Черных а А. Влияние тялельк металлов на ферментативную активность почв//Дшиаация сельского хозяйства-1991-N1-C. 40-42.

9. Черных Н. А., Кирпичников Н.А., Черных И.Н.,Цыганок С. И. Качество зерна озимой пшеницы при систематическом применении разных форм фосфорных удобрений и извести.//Агрохимия-1991-К9 -С. 21-29. / . ."■ ■'■'

Ю.Черных & А. .Черных И. Н. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на качество растениеводческой продукции,//Тез. докл. Всесоюз. школы-конф. молодых ученых-Курск-1991-С. 9-11.

11. Черных а А. .Черных И. Н. .Гомонова tt Оценка накопле-

ния тяжелых металлов в агроценоэе при pasличных системах удобрении почвы. //Tea. докл. Всесоюа. аколы-конф. молодых ученых-Курск -19Ô1-C. 100-103.

12. Черных К. А.,Кирпичников Е А. .Червы* И.Н. .Цыганок С. К Контроль sa поступлением микроэлементов в растения. //Химизация сельского хозяйства-1991-N 10-С. 45-49.

. 13. Chernykh H. A. Alteration . if the Concentrations of Certain Elements m Plants by Heavy Metals in the Soil.//; Soviet soli science -1991-vol. 23(6)-P.45-63.

14. Черных IL А. .Комиссарова И. Ф., Коте лева Е Е. »Черных И. H Экологическая экспертиза сельскохозяйственных территорий,ваг-рязненных тяжелыми металлами. //Материалы междунар. сиипоэ, "Проблемы вкоинформвтиюГ, Звенигород, декабрь 1992. - Ы. ,1992-с. 138-140. ■.■■.■;■

15. Черных НА. (Комиссарова Я.Ф,, Кош лева RE. .Черных И. &, Большакова JL С. прикладная модель накопления тяжелых металлов в яекоторыхкультурахнадерново-подаолистых почвах. //Докл. Все рос. ковф. "Тяжелые металлы в агробиаценоэах"-и ,

■ 1992. .; .

16. Черных R А. , Кирпичников Е А., Че рных И. R. Влияние антропогенных факторов на распределение тяжелых металлов а почвах ландшафтов юга Уэсмовской области.У/Агрохимия-1993-Нг-С. 9Э-101.

17.Черных H.À.,Черных И.R Шкоторые аспекты экологической оценки содержания тяжелых металлов в почвах 'сельскохозяйственного производства. //Джл. шкода-семинара .' молодых ученых ф-та почвоведения ИГУ, Красновидово- U., 1993-С. 06. ;

16. Черных R А. .Кирпичников R А. ¿Мергель С.Е.Чврных КЕ К вопросу оптимизации фосфатного режима дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв. //Агрохимия-1993-N8-C, 12-20,

19. Черных R А. .Бабкин Е Е и др. Рост и развитие сельскохозяйственных культур на почвах, загрявненных тяжелши металла* ми. //Докл. конф. молодых ученых БКУА-1993.

20. Черных R А., Коше лева H. Е., Комиссарова И.Ф., Черных И. К Компьютерная система для . экологической оценки и обоснования мелиорации сельскохозяйственных. угодий,загрязненных тяжелыми металлами. //Джл. конф. "йэделирование и управление почвенными процессами",Ташкент-1S93.

21. Черных Н. А., Ладоиин В. Ф. Черных И. Н. и лр. Баланс тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве при длительном применении средств химизации в районе развитого промышленного производства. // Агрохимия — 1994 — № 5 — С. 56—65.

£2. Черных Н. А„ Бабкин В. В, Некоторые аспекты изучения физиологических функций сельскохозяйственным растений в условиях загрязнения тяжелыми металлами, П Докл. школы-семинара молодых ученых ф-та почвоведения МГУ, Красновидово— М., 1994.

23. Черных Н. А., Комиссарова И. Ф„ Сердюкова А, В.. Кошелева Н. Е. Оценка пороговых значении концентраций свинца в почве при моделировании его трзнслокацип в растения И Геохимия биосферы, Тез. докл. Ьму Междунар. со вещ. — Новороссийск, 1994— С, 70—71,

24. Черных Н. А., Черных И. И. К вопросу о качестве растениеводческой продукции при различных уровнях загрязнения почв тяжелыми металлами. // Агрохимия — 1995. — № 5 — С. 105—109.

25. Черных Н. А., Оечаренко М, Л1„ Поповичева Л. Л., Черных И. Н. Приемы сниження ф итого к си ч ноет и тяжелых металлов. //Агрохимия — 1995.

26. Черных Н. А., Ладонин В. Ф. Нормирование загрязнения почв тяжелыми металлами. // Агрохимия — 1995,—Хг 6 — С. 76—85,

27- СЬегпукК N. A., Kosheleva К. Е„ Komissarova 1. F. The assess-m:nt of long-term effekts of heavy mehl loads, on soils and crops: balance approach//2 nd International 1AWQ Specialized Cjnfcrfiice and Symposia on Diffuse Pollution, August 14—18, 1995, Brno and Prague, Czech Republic,

28. CKtrnykh N, A., Komissarova I, F., Koslieleva N. E., Lebcdev S. N. Response ol plant spccies to conc utration lev b of Zn, Pb and Cd as influenced by soil conditions//Third International Con I степс с on the BiogtochemisUy of Traci Elements, Paris—France, 15—19 May, 19Э5.

Заказ 469

Тираж 100

Объем 2l/< n, л.

Типография издательства МСХА им, К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул„ 44