Эколого-агрохимический мониторинг состояния и научные основы охраны агроэкосистем от химического загрязнения в Центральном Предкавказье

• Автор: Подколзин, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 03.00.16, 06.01.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 416 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Химические загрязняющие вещества, классификация, свойства.

1.2. Источники химического загрязнения агроэкосистем.

1.3. Влияние химических загрязняющих веществ на агроэкосистемы.

1.4. Экологические функции агрохимии.

1.5. Методы мониторинга и охрана агроэкосистем

от химического загрязнения.

2. Условия, объекты и методы проведения исследований.

2.1. Агроклиматические условия Центрального Предкавказья.

2.2. Объекты, методология и методы проведения исследований.
2.3. Место проведения и схемы сопутствующих опытов.
2.4. Производственноэкономические условия в период исследований
3. Источники химического загрязнения агроэкосистем Центрального Предкавказья
3.1. Промышленные источники химического загрязнения.
3.2. Транспорт
3.3. Сельское хозяйство.
3.4. Коммунальное хозяйство городов.
3.5. Атмосферные осадки.
4. Экологоагрохимический мониторинг агроэкосистем Центрального Предкавказья
4.1. Масштабы и уровень содержания в почве
химических загрязняющих веществ.
4.1.1. Масштабы загрязнения почв тяжелыми металлами.
4.1.2. Масштабы загрязнения почв радионуклидами.
4.1.3. Масштабы загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами.
4.2. Агроэкологическая оценка продукции растениеводства.
4.3. Гидрохимический мониторинг поверхностных и грунтовых вод Центрального Предкавказья
5. Влияние интенсификации сельскохозяйственного производства на поступление химических загрязняющих веществ в агроэкосистемы
5.1. Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в почве
5.2. Изменения химического состава продукции растениеводства
при применении удобрений.
5.3. Влияние мелиорантов на химическое загрязнение агроэкосистем.
6. Экологическое нормирование и фоновое содержание химических загрязняющих веществ в почвах Центрального Предкавказья.
6.1. Основные принципы экологического нормирования.
6.2. Фоновое содержание тяжелых металлов, радионуклидов и нефтяных углеводородов в почвах агроэкосистем.8
6.3. Нормы допустимого остаточного содержания нефти
в почвах агроэкосистем.
7. Исследование техногенных аномалий в Центральном Предкавказье
8. Пути совершенствования охраны агроэкосистем
от химического загрязнения.
8.1. Совершенствование систем земледелия, воспроизводство плодородия, улучшение свойств и гумусного состояния почв, примы детоксикации.
8.2. Обеспечение оптимального круговорота биогенных элементов
8.3. Повышение устойчивости агроэкосистем к химическому загрязнению
8.4. Совершенствование методов экологоагрохимического мониторинга .
9. Экономическая, экологическая и социальная эффективность охраны
агроэкосистем от химического загрязнения.
Выводы.
Предложения производству.
Список литературы


Кислая среда способствует увеличению подвижности и доступности большинства тяжелых металлов для растений. Это указывает на то, что агротехнические приемы, такие, как внесение органических и минеральных удобрений, известкование, могут снижать или усиливать токсический эффект металлов. По данным . i, . , загрязненные растения могут содержать кадмия даже до 0 мгкг. Медь, являясь важным элементом для растений, в высоких концентрациях оказывает токсическое действие на них. Увеличение ее содержания в почве в раз приводит к увеличению содержания в зерне и соломе в 2 раза. Токсическое действие на растения могут оказывать двухвалентные марганец и железо. Особенно это проявляется при высокой кислотности почвы и возникновении анаэробных условий. При ниже 5,5 марганец находится в растворимой форме, а при 7,5 превращение Мп2 в Мп4 ограничивается его подвижностью. Поэтому фитотоксичность Мп в полевых условиях наступает только на сильнокислых почвах Власюк П. П., Лейденская Л. А., Школьник М. ., Макаров Н. Л., и др. Токсичность ртути зависит от вида ее химических соединений. Наиболее токсичны органоминеральные соединения ртути метил, диметил и этилртуть. Ионы ртути и металлическая ртуть менее токсичны. Концентрация ртути в большинстве растений варьирует от 0, до 0,2 мгкг. В вегетационных опытах . , . . нарушение ростовых процессов отмечено при содержании в почве ртути выше мгкг, а при количествах, превышающих мгкг, были обнаружены отравления растений. Умеренную опасность для растений представляет свинец. Допустимое содержание его в кормах не должно превышать мгкг. Обычное содержание свинца в сельскохозяйственных культурах, используемых в пищу, находится в пределах 15 мгкг сухого вещества. Невысокую фитотоксичность свинца можно объяснить хорошо действующей в растениях системой инактивации. Основная часть свинца задерживается в корнях растений. Так, в опытах Н. Ю. Гармаш , в солому пшеницы и ботву картофеля поступало менее 1 содержащегося в корнях свинца. Фитотоксичность некоторых металлов зависит от валентности. В опытах М. . при добавлении в питательную среду хрома 6валснтный хром проявлял токсичность при концентрации в питательной среде 0,5 мгкг, в то время как в суглинистой почве признаки угнетения растений хромом появились начиная с концентрации мгкг. ПетрунинаЫ. С., . При избыточном содержании в почве химических элементов они могут оказывать взаимное влияние при поступлении в растения воПгшк Т. ИеиЬсгй Р. У1е1ешеугН. Р., . Так, цинк и молибден способствуют накоплению в растении азота, марганецфосфора, медькадмия. То есть взаимное влияние элементов усиливает или уменьшает фитотоксичность друг друга. Анализ золы различных частей растения показывает, что тяжелых металлов больше содержится в корнях, затем идут стебли и листья, наконец, клубни, корни, плоды, семена. Наиболее чистыми от тяжелых металлов являются клубни. Это объясняется тем, что они не имеют проводящих пучков ксилемы. Одну из самых важных функций в защите растений от избытка тяжелых металлов берет на себя корневая система. Один из первых высказал идею о защитной функции корневой системы при избыточном количестве ионов Е. Ратнер . Задержка поглощения тяжелых металлов корнями является приоритетным путем детоксикации у растений. Вместе с тем в большинстве случаев у металлоустойчивых форм усилено поглощение металлов, которые, как правило, накапливаются в корнях ИаЫп . Ковда В. А. и др. По данным Г. А. Гармаш , в центральной части корнеплода моркови на загрязненных кадмием почвах содержалось 5, мг, а во флоэме только 0, мг кадмия на 1 кг сухого вещества. Опытами К. XV. БтШбе , изучавшего фиготоксичность кадмия, хрома, цинка, никеля и свинца, который добавлял их по одному в среду, установлен следующий убывающий ряд фитотоксичности Сб Си 2п Сг РЬ. Одновременно было установлено, что токсичность тяжелых металлов в чистом виде меньше, чем в сочетании с другими металлами. Реакцию растений на тяжелые металлы определяли по образованию сухого вещества.