Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на мобилизацию подвижных питательных веществ в почве и их накопление в овощах и картофеле

• Автор: Григорьева, Татьяна Ивановна
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание:

ГЛАВА 1. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Климат, почвенный покров и его агрохимическая характеристика

1.2. Объекты и методы исследования

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ НА МОБИЛИЗАЦИЮ ПОДВИЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ

2.1. Содержание тяжелых металлов в пахотных почвах лесостепи Кузнецкой котловины

2.2. Влияние содержания тяжелых металлов на мобилизацию в почве нитратного азота

2.3. Влияние содержания тяжелых металлов на мобилизацию в почве подвижного фосфора

2.4. Влияние содержания тяжелых металлов на мобилизацию в почве обменного калия

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ В ОВОЩАХ И КАРТОФЕЛЕ
3.1. Влияние содержания тяжелых металлов в почве на урожайность и их содержание в свекле
3.2. Влияние содержания тяжелых металлов в почве на урожайность и их содержание в моркови
3.3. Влияние содержания тяжелых металлов в почве на урожайность и их содержание в картофеле
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ВНЕСЕНИЯ НАВОЗА II ИЗВЕСТИ НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПОЧВАХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ
ГЛАВА 5. СИНЕРГИЧЕСКОЕ И АНТАГОНИСТИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ОВОЩАХ И КАРТОФЕЛЕ
ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Актуальность темы. Кузнецкая котловина занимает центральное место Кемеровской области по геоморфологическому районированию. На ее территории расположена основная масса всех сельскохозяйственных угодий региона, из них 8935 га под овощными культурами и 66840 га под картофелем (Стат. бюллетень г. Кемерово, 2006 г.), здесь же сосредоточено и промышленное производство.
Рост промышленного производства пока не сопровождается, к сожалению, пропорциональным обновлением и введением природоохранного оборудования, что влечет за собой негативные последствия, связанные с увеличением выбросов в атмосферу и накоплению отходов производства, в результате чего еще больше усугубляются неблагоприятные условия обитания. Так только лишь за один 2004 год в атмосферу Кемеровской области было привнесено 980 тысяч тонн вредных веществ: 43.8% - углеводороды, 36.5% -оксид углерода, 10.1% - диоксид серы, 7.9% - оксиды азота, 1.7% - другие. (Экология Кемеровской области 2000-2004 гг., Стат. сб.) Технологические процессы предприятий черной и цветной металлургии не обеспечены надежными средствами очистки газовых выбросов, что приводит к сильному загрязнению атмосферы вокруг этих предприятий. Загрязненная атмосфера в этом случае является главным источником накопления тяжелых металлов в почве и растениях.
Накопление растениями тяжелых металлов необходимо рассматривать, как многофакторный взаимосвязанный процесс (содержание и их формы в почвах, тип и свойства почв, видовые и сортовые особенности растений и др.). Общепринято, что основную роль в загрязнении тяжелыми металлами растениеводческой продукции играют их подвижные соединения, доступные растениям. Необходимо отметить, что избыточные концентрации тяжелых металлов могут накапливаться в растениях при содержании тяжелых металлов в почвах в пределах ПДК и ОДК. Многие исследователи (Ильин, 1994, Овчаренко и др. 1997, и др.) отмечают полиметаллическое загрязнение почв, характерное для каждой отдельно взятой техногенно загрязненной территории

своим набором загрязнителей. Поэтому актуально проводить исследования по изучению поведения тяжелых металлов в системе почва-растение, проявления антагонизма и синергизма в условиях, характерных для определенной местности, а именно лесостепи Кузнецкой котловины. Также важно изучить воздействие тяжелых металлов на мобилизацию подвижных элементов питания и приемы детоксикации почв для получения экологически чистой продукции, что особенно актуально для промышленно-развитых регионов, каковым является Кемеровская область.
Исключительно актуальное значение эта задача имеет в овощеводстве, где на основании изучения проявлений антагонизма и синергизма в растениях можно повысить эффективность применения микро- и макроудобрений.
Цель и задачи исследований. Изучить влияние тяжелых металлов на мобилизацию подвижных элементов питания в почве, на урожайность овощных культур и картофеля, поступление в них тяжелых металлов, выявление синергизма и антагонизма. Предложить методы детоксикации почв овощеводческой продукции.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
- изучить влияние тяжелых металлов на мобилизацию подвижных питательных элементов питания (подвижного фосфора, обменного калия, азота нитратов) в почве;
- выявить влияние содержания подвижных тяжелых металлов в почве на их накопление в свекле, моркови, картофеле;
- выявить влияние тяжелых металлов на урожайность возделываемых овощных культур;
- выявить синергическое и антагонистическое взаимодействие тяжелых металлов в овощах и картофеле;
- исследовать влияние навоза и извести на содержание тяжелых металлов в почвах и овощеводческой продукции, как методов детоксикации;
Научная новизна. Впервые, в условиях Кузнецкой котловины с высоким
промышленным и угледобывающим потенциалом на основе многолетних

свеклы (рис. 16). Максимальной, в наших исследованиях, концентрации подвижного хрома в почве 1,27 мг/кг соответствует загрязнение свеклы свинцом в количестве 1,05 ПДК.
Зависимость содержания цинка, меди и кадмия в корнеплодах от содержания хрома в почве криволинейная. Содержание цинка в корнеплодах свеклы увеличивается до 5 ранга при концентрации подвижного хрома в почве от 0,48 до 1,11 мг/кг, дальнейшее его повышение снижает количество цинка в свекле до 7,23 мг/кг. Количество подвижного хрома в почве от 0,48 до 0,79 мг/кг способствует накоплению меди в корнеплодах свеклы, дальнейший его рост уменьшает концентрацию меди в свекле до 2 ранга.
РЬ, ранг (свекла)
п = 22 Г= 0,4582 К=0,2364
.ш:
Сг, ранг, почва
Рис. 16 Влияние содержания подвижного хрома в почве на содержание в свекле цинка,
свинца, кадмия и меди
Загрязнение свеклы кадмием на уровне 1,96 ПДК наблюдается при содержании подвижного хрома в почве от 0,64 до 0,79 мг/кг, увеличение его концентрации способствует снижению загрязнения исследуемой продукции кадмием до 0,5 ПДК. Влияние подвижного хрома почвы на накопление кадмия корнеплодами свеклы по нашим данным носит антагонистический характер.
В Кемеровской области 1181,6 тыс. га пашни с содержанием хрома менее 0,5 ПДК (менее 3,0 мг/кг), 60,2 тыс. га с содержанием 0,5-1,0 ПДК (3,0-6,0 мг/кг) (Просянников, 2004). Поэтому существует необходимость продолжения