Трансформация соединений кобальта в почвах при различных условиях увлажнения и внесения органического вещества

• Автор: Савельева, Вера Александровна
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Содержание:
1 .Введение
2. Обзор литературы
2.1.Физические и физико-химические свойства кобальта и его соединений
2.2.Основные источники кобальта в почвах и его содержание в почвообразующих породах, почвах и природных водах
2.3. Состояние и трансформация соединений кобальта в почвах
2.4. Физико-химические и биологические процессы в переувлажненных
почвах
2.5. Биологическая роль кобальта
2.6. Содержание кобальта в растениях
2.10.Действие повышенного содержания кобальта в почвах на растения
3. Объекты и методы исследования
4. Обсуждение результатов
4.1. Окислительно-восстановительные процессы в исследованных почвах
4.2. Кислотно-основные свойства исследованных почв
4.3. Изменение содержания водо-растворимых форм соединений кобальта в почвах
4.4. Динамика содержания обменных форм соединений кобальта, железа и марганца в почвах опыта
4.5.Формы соединений кобальта, связанные с органическим веществом
4.6. Трансформация соединений кобальта, связанных с аморфными и окристаллизованными соединениями железа и марганца
4.7. Изменение содержания кобальта в остаточной фракции
4.8. Влияние мелиорантов на подвижность кобальта в почвах
4.9. Влияние повышенного содержания кобальта в почве на развитие растений и активность почвенных микроорганизмов и вопросы нормирования содержания
кобальта в почвах
Выводы
Литература
Приложение

1 .Введение.
Кобальт - микроэлемент, широко распространенный в природе и являющийся незаменимым для человека, животных и растений. Он участвует в таких физиологически важных процессах как фотосинтез, азотный, белковый обмен. Недостаток кобальта в почве приводит к угнетенности роста растений, снижению урожаев и развитию опасных заболеваний животных и человека -авитаминозу, анемии, сухотке крупного рогатого скота.
В связи с этим многие ученые уделяли большое внимание изучению содержания кобальта и различных форм его соединений в почвах и растениях (Виноградов, 1959; Пейве,1960; Титова, 1971; Forbs, 1976; Мс Laren, 1986; Bibak, 1994).
В настоящее время загрязнение окружающей среды принимает глобальный характер и рост концентраций элементов превращает их из микроэлементов, необходимых растениям, в токсиканты, вызывающие нарушение функционирования экосистем и снижение их продуктивности. В связи с этим особенно важно изучение закономерностей, определяющих состояние и поведение микроэлементов в почвах в различных физико-химических условиях.
Загрязнение почв кобальтом происходит под влиянием предприятий рудо перерабатывающей промышленности, транспорта, при внесении твердых осадков сточных вод. Большие количества кобальта содержатся в отвалах рудо перерабатывающих предприятий (Ильин, 1991; Махонина, 1987).
Повышенное содержание кобальта в почвах районов, прилежащих к предприятиям, а также в районах естественных биогеохимических аномалий приводит к различным патологиям развития растений, например, многоцветковости, межжилковому хлорозу, угнетенности роста.

Хотя кобальт, как правило, не поступает в больших количествах в окружающую среду, он является одним из опасных загрязнителей, так как потенциально токсичен и является канцерогенным элементом (Adriano, 1986; Доминго Хосе JL, 1993). По уровню фитотоксичности кобальт занимает третье место среди металлов после кадмия и меди (Katagishi, Yamane, 1981).
Сведения о том, в каких количествах кобальт может поступать в растения при его повышенном содержании в почве крайне немногочисленны. Максимальное содержание кобальта в тканях растений превышает фоновую концентрацию в 17 раз для различных видов растений (Ильин, 1991). Обнаружены также величины больше 100 мг/кг сухого вещества для растений райграса. Таким образом, данные очень противоречивы, если считать, что нормальное содержание кобальта для различных видов растений колеблется в пределах от 0,01 до 1,47 мг/кг сухой массы ( Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Вероятно, с этим связано и отсутствие ПДК кобальта в почвах РФ. Слабо изучены пути восстановления плодородия почв, загрязненных кобальтом и влияние различных мелиорантов на состояние кобальта в системе почва- растение.
Кобальт является металлом с переменной валентностью, следовательно, его поведение в почвах зависит от окислительно-восстановительных условий. В настоящее время имеется мало данных о влиянии окислительновосстановительного режима почв на трансформацию соединений кобальта. Противоречивы сведения о том, какие почвенные компоненты оказывают приоритетное влияние на подвижность соединений кобальта в почве.
Цель работы в связи с вышеизложенным заключается в исследовании влияния физико-химических условий на трансформацию соединений кобальта в почвах и воздействия повышенного содержания кобальта в почвах на

2.7. Действие повышенного содержания кобальта в почвах на растения.
Установлено, что кобальт может поступать в растение в значительно больших количествах, чем требуется для их нормального развития. Токсичность кобальта показана для многих растений. В частности установлена возможность появления хлорозов у растений вследствие избытка кобальта (Ильин, 1991; Доминго Хосе Л., 1993). При избыточном потреблении кобальта корнями растений этот элемент включается, главным образом в транспирационный ток, что приводит к обогащению им кончиков и краев листьев. Начальная реакция растения на избыток кобальта - это межжилковый хлороз молодых листьев. Хлороз, вызванный кобальтом, похож на Ре-недостаточность. При хлорозе, вызванном избытком кобальта, в листьях кормовых бобов, одновременно со снижением содержания хлорофилла, в 2,5 раза уменьшается количество высокомолекулярных белков. Хлороз при избытке кобальта характеризуется резким торможением роста растений, нарушением процессов биосинтеза хлорофилла, он не сопровождается снижением содержания железа и таких физиологически важных соединений железа, как ферридоксин и железопорфирины. Тем самым хлороз, вызванный избытком кобальта при обработке семян, отличается от хлорозов при прямом недостатке железа, а также от хлороза, вызванного избытком тяжелых металлов -марганца и никеля в питательной среде. По-видимому, хлороз, вызванный избытком кобальта, определяется конкуренцией между ионами кобальта и магния за место в порфириновом комплексе, входящем в состав хлорофилла (Школьник, 1974). Морфологические исследования листьев растений, пораженных хлорозом, показали, что кобальт в повышенных концентрациях вызывает уменьшение клеток палисадной паренхимы, причем клетки эти тем мельче, чем сильнее выражен хлороз. У хлорозных растений изменена флоэма клеток палисадной паренхимы,