Фитотоксичность почв, факторы ее формирования и реакции различных культур на загрязнение почв тяжелыми металлами в условиях степной зоны Алтайского края

• Автор: Шпис, Татьяна Эмануиловна
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 153 с.

Оглавление
Объекты и методы исследований Объекты исследований Методы исследований
Условия почвообразования и почвы Приалейской степи Условия почвообразования Почвы и их свойства
Фитотоксичность почв и факторы ее определяющие Фитотоксичность почв личных подворий и и полей колхозов
Влияние почвенных факторов на фитотоксичность почв Влияние содержания тяжелых металлов, в почвах на их фитотоксичность
Взаимодействие тяжелых металлов, определяющих фитотоксичность почв
Металлоспецифические реакции сельскохозяйственных культур и возможности фитомелиорации в степной зоне Алтайского края
Реакция сельскохозяйственных культур и их толерантность к тяжелым металлам
Аккумуляция тяжелых металлов растениями гречихи при разных уровнях наведенного загрязнения почв и вынос их биологическим урожаем
Возможности фитомелиорации в условиях степной зоны Алтайского края

ВВЕДЕНИЕ
Известно, что загрязнение почв различными поллютантами оказывает токсическое действие на возделываемые культуры, снижая количество и качество получаемой продукции. Поступление токсичных химических веществ и элементов из почв в растения выше предельно-допустимых концентраций делает невозможным использование продукции растениеводства животным и человеку.
Для контроля за состоянием окружающей среды, кроме классических и инструментальных методов анализа, необходимы экспресс-тест - методы, позволяющие достаточно точно и быстро определить неблагополучные в экологическом состоянии почвы разных сельскохозяйственных территорий. С этой целью разработаны методы определения общей фитотоксичности почв по реакции растений на ранних стадиях онтогенеза (корня, проростка), рекомендованы наиболее чувствительные к загрязнению тест-растения - редис Розово-красный с белым кончиком и др. (Методы изучения
Однако, этот метод не получил еще широкого распространения для экологической оценки почв в Алтайском крае, практически не изучены факторы, определяющие величину общей фитотоксичности, что особенно необходимо знать для определения путей устранения почвенной фитотоксичности.
В Алтайском крае может иметь место локальное загрязнение почв тяжелыми металлами (Бурлакова, Морковкин, 1992; Пудовкина, 1999). В этом случае необходимо решать вопросы выборочной консервации земель и их детоксикации. Важность данной проблемы предопределила цель настоящей работы.
Целью работы является определение фитотоксичности почв Приалей-ской степи Алтайского края, факторов ее формирования, изучение металло-
специфических реакций различных растений и разработка основных принципов и подходов к фитомелиорации.
Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:
1. Изучить влияние почвенных факторов, содержания тяжелых металлов и некоторых агротехнических приемов на фитотоксичность почв.
2. Установить взаимодействие тяжелых металлов и их влияние на фитотоксичность почв.
3. Определить металлоспецифические реакции ряда сельскохозяйственных культур.
4. Изучить влияние разных уровней загрязнения почв на продуктивность и металлоаккумуляционную способность растений гречихи.
5. Наметить пути устранения общей фитотоксичности почв степной зоны.
6. Разработать принципы и подходы к фитомелиорации почв.
7. Установить возможность использования растений гречихи в качестве фитомелиоранта.
Научная новизна. Впервые для пахотных почв Приалейской степи определена их общая фитотоксичность, оказывающая влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. Установлено, что на формирование общей фитотоксичности почв значительное влияние оказывают: содержание тяжелых металлов в почве на 39 %; почвенные факторы (включая микробный фитотоксикоз) на 34 %; применение пестицидов на 22 %; насыщение севооборота зерновыми культурами - 5 %.
Разработаны информационно-логические модели фитотоксичности по почвенным факторам, содержанию тяжелых металлов. На ранних стадиях и в процессе онтогенеза показана чувствительность сельскохозяйственных культур на загрязнение почв тяжелыми металлами. Наиболее чувствительными культурами являются салат-латук, люцерна синегибридная, просо кормовое, щитник онгудайский.

2). 20-40% - слабая фитотоксичность;
3). 40-60% - средняя фитотоксичность;
4). Более 60% - сильная фитотоксичность.
По данным информационно-логического анализа были получены специфичные состояния урожайности в зависимости от фитотоксичности почв, определенной по изменению роста салата-латука (табл. 7).
Таблица
Специфичные состояния урожайности пшеницы в зависимости
от фитотоксичности почв
Фитотоксичность почв Урожайность
% ранг ц/га ранг
<20 1 >10
20-40 2 5-10>10
40-60 3 <5
>60 4 <5
Влияние фитотоксичности почв на урожайность характеризуется обратной линейной связью. При очень сильной степени фитотоксичности почв формируется урожайность менее 5 ц/га. Урожайность яровой пшеницы более 10 ц/га отмечена на почвах, где фитотоксичность не проявляется.
Полученные данные показывают, что повышение фитотоксичности почв, обусловленной различными причинами, приводит к снижению урожайности яровой пшеницы.
Для изучения динамики фитотоксичности почв и влияния средств химизации и предшествующих культур на фитотоксичность были выбраны поля севооборотов ТОО "им. Гринько" с культурами, возделываемыми по интенсивной технологии с максимальным использованием средств химизации (удобрений, пестицидов). Это поля свекловичных севооборотов: сахарная свекла по пару; пшеница по сахарной свекле.
Кроме того, были включены поля с минимальным использованием средств химизации: пшеница, возделываемая бессменно по пшенице в течение трех лет (вносили только минеральные удобрения); пшеница по пару (орошение более 10 лет).