Изучение транслокации и баланса тяжёлых металлов в почвах при выращивании овощных культур

• Автор: Эфоакондза, Даниэль
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тяжёлые металлы в агроэкосистеме
1.1. Распространённость тяжёлых металлов в природе
1.2. Элементы баланса тяжёлых металлов в почвах
1.2.1. Поступление тяжёлых металлов в почву из атмосферы
1.2.2. Поступление тяжёлых металлов в почву с агрохимикатами и мелиорантами
1.2.3. Поступление тяжёлых металлов в почву с пестицидами
1.2.4. Поступление тяжёлых металлов со сточными водами и бытовым мусором
1.2.5. Поступление тяжёлых металлов в почву с посевным материалом
1.3. Содержание и поступление тяжёлых металлов в растения
1.4. Вынос тяжёлых металлов за пределы пахотного горизонта
1.5. Защита почв от загрязнения тяжёлыми металлами
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2. Объекты, условия и методы исследований
2.1. Климатические условия
2.2. Объекты исследования
2.3. Методы проведения опытов
2.4. Агрохимическая характеристика почв
3. Результаты исследований и их обсуждение
3.1. Удобрения и мелиоранты как фактор, влияющий на подвижность и доступность тяжёлых металлов растениям
в. дерново-подзолистой почве и обыкновенном чернозёме
3.1.1. Содержание различных форм тяжёлых металлов и их трансформация в почве
3.1.2. Влияние тяжёлых металлов на урожайность овощных культур
3.1.3. Влияние извести, навоза и совместного применения их на поступление тяжёлых металлов в овощные культуры
3.2. Баланс тяжёлых металлов в опытах с картофелем
ВЫВОДЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Избыточная концентрация тяжёлых металлов, относящихся к приоритетным загрязнителям, обнаружена в почвах многих индустриальных районов, а также в почвах земель сельскохозяйственного назначения. Тяжёлые металлы поступают в организм человека и сельскохозяйственных животных в основном с растительной пищей, воздухом и водой.
Главнейшими источниками загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами являются промышленные предприятия и автомобильный транспорт. Некоторые исследователи отмечают возможность накопления в почве токсичных элементов, в том числе и тяжелых металлов, в результате применения удобрений. И связывают это с определенным количество тяжелых металлов, находящихся в качестве примесей в фосфорных и других удобрениях.
Ведение земледелия на загрязненных тяжелым металлами почвах становится одной из актуальных практических задач, так как только в России, по данным ЦИНАО (2002), выявлено сотни тысяч гектаров пахотных почв, загрязненных тяжелых металлами, на которых уже сегодня необходимо проводить специальных мероприятия, предотвращающие загрязнение растительной продукции токсическими элементами.
Почва обладает буферностью по отношению к тяжёлым металлам, которая связана с такими ее характеристиками, как реакция среды, содержание органического вещества, минералогический и гранулометрический состав и другими. Большое значение приобретает использование извести и органических удобрений, влияющих на данные характеристики и повышающих устойчивость почвы к загрязнению.
Однако данные, полученные в ряде исследований, неоднозначны. Это связно с химическими и физико-химическими свойствами почв, особенностями растений и другими факторами. В связи с этим большой практический интерес представляет изучение эффективности
агрохимических приемов по снижению подвижности тяжелых металлов в почве и их поступления в растения. Важное практическое значение имеют исследования по определению форм нахождения тяжелых металлов в почвах, их подвижности, трансформации, размеров выноса из почвы и оценке количеств, переходящих в пищевые цепи. Получение такой информации позволит разработать рекомендации по предотвращению и снижению загрязнения продукции растениеводства и животноводства и, в конечном счете, оздоровить окружающую среду.
Цель исследований. Целью настоящих исследований является изучение транслокации и баланса тяжелых металлов (кадмия, цинка, свинца и меди) в системе почва-растение при выращивании овощных культур на различных системах применения удобрений и известковых материалов.
Для достижения данной цели нами выполнены следующие исследования:
1. Изучено действие извести, дефекага и навоза на подвижность и поступление тяжёлых металлов в растения на дерново-подзолистых почвах и на обыкновенном черноземе.
2. Составлен баланс тяжёлых металлов на дерново-подзолистой почве и обыкновенном черноземе.
3. Проведена сравнительная характеристика эффективности навоза, извести и дефеката на поступление свинца, кадмия, цинка и меди в растениеводческую продукцию на дерново-подзолистой почве и обыкновенном черноземе.
4. Установлена концентрация свинца, кадмия, цинка и меди в дерново-подзолистой почве и обыкновенном чернозёме, при которой не происходит загрязнение растениеводческой продукции до значений, превышающих ПДК.
5. Изучена зависимость между уровнем загрязнения почвы свинцом, кадмием, цинком, медью и содержанием тяжелых металлов в растениях

гранулометрического состава, плотности сложения, интенсивности и продолжительности увлажнения почвы, уровня применения удобрений, известкования и других факторов. Принято считать, что 1/5 часть общего количества осадков, выпавших в бесснежный период, просачивается с внутрипочвенным стоком. Массовая информация об инфильтрационных потерях тяжёлых металлов накапливается в паспорте реперных участков агрохимслужбы Минсельхоза Российской Федерации. Как показывают экспериментальные данные, с внутрипочвенным стоком из корнеобитаемого слоя выщелачивается от 0,3 до 14,0 г/га в год тяжёлых металлов. Особенно интенсивно вымываются такие элементы как цинк, марганец, медь, железо из кислых почв (с pH менее 6,5).
А.Н. Аристархов (2000) рекомендует определение баланса тяжёлых металлов на исследуемом объекте и за определенный период проводить по следующей формуле:
±Б, = [Пм + Порг +ПШВ + Пф„ + П0св + Пдо] - ПУу + УР] (2) где 1 - тяжелые металлы РЬ, Хп, Си, Сй, №, Бе, Мп и т.д.;
Пм - поступление 1-го элемента в почву с минеральными удобрениями,
г/га;
Порг - поступление 1-го элемента в почву с органическими удобрениями,
г/га;
Пша - поступление п-го элемента в почву с известковыми материалами,
г/га;
Пфм- поступление 1-го элемента в почву с фосфоритной мукой, г/га;
Поев - поступление 1-го элемента в почву с осадками сточных вод, г/га;
ПАо - поступление 1-го элемента на поверхность почв с атмосферными осадками, г/га;
- вынос 1-го элемента с урожаем основной и побочной продукции сельскохозяйственных культур, г/га;
Vpi- вымывание 1-го элемента внутрипочвенным стоком, т/га.