Агроэкологические аспекты транслокации тяжелых металлов в почве и растениях : На примере дерново-подзолистых почв Ивановской области

• Автор: Раскатов, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 06.01.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Содержание
♦
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
П. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Природные условия исследуемой территории
2.2. Объекты исследований
2.3. Условия и методика проведения исследований
ПР. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3,1. Влияние извести и навоза на миграцию и поглощение
Zn и Сё растениями овса в супесчаной дерново-
подзолистой почве
3.2. Трансформация фракционно-группового состава
гумусовых кислот дерново-подзолистой
легкосуглинистой-гючвы 88
3.3. Транслокация тяжелых металлов в загрязненном
агроценозе при выращивании корнеклубнеплодов
3.4. Влияние агрохимических приемов на аккумуляцию
тяжелых металлов растениями картофеля, моркови
* и столовой свёклы
IV. ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Среди тяжелых элементов приоритетными загрязнителями являются Щ, РЬ, Аэ, Сб, Ъг, Си, Сг, №. Они поступают в организм человека и с.-х. животных в основном с растительной пищей, воздухом и водой. Опасными являются высокие концентрации тяжелых металлов в почве и их избыточное поступление в организм, откуда они выводятся очень медленно, накапливаясь, главным образом, в почках и печени. Постоянное потребление растительной продукции даже со слабо загрязненных почв может приводить к кумулятивному эффекту, то есть к постепенному увеличению содержания тяжелых металлор в живом организме
Ведение земледелия на загрязненных тяжелыми металлами почвах становится одной из актуальных практических задач, так как выявлены сотни тысяч гектаров пахотных почв, загрязненных тяжелыми металлами, на которых уже сегодня необходимо проводить специальные мероприятия, -предотвращающие загрязнение растительной продукции токсическими элементами.
Почвенная экосистема обладает существенной буферностъю по отношению к токсикантам, которая связана с такими_ее характеристиками, как реакция среды, содержание органического вещества и другими. Большое значение приобретает использование извести и органических удобрений, влияющих иа данные характеристики и повышающих устойчивость к загрязнению. Однако данные, полученные в ряде исследований, неоднозначны. Это связано с химическими, физико-химическими свойствами почв, особенностями растений и другими факторами. Это в свою очередь отражаетсяя на эффективности указанных премов. В связи с этим большой практический интерес представляет изучение эффективности агрохимических приемов по снижению подвижности ТМ в почве и их поступления в растения. Важное практическое значение имеют исследования

по определению форм нахождения ТМ в почвах, их подвижности, трансформации, размеров выноса из почвы и оценке количеств, переходящих в пищевые цепи. В связи с этим необходимо усилить исследования по всем аспектам проблемы тяжелых металлов в биосфере. Получение такой информации позволит разработать рекомендации по предотвращению и снижению загрязнения продукции растениеводства и животноводства и, в конечном счете, оздоровить окружающую среду человека.
Целью настоящих исследований является изучение транслокации тяжелых металлов, Сб, 7x1, РЬ и Си, в системе почва-растение, и, как следствие, производство экологически безопасной растениеводческой продукции, поскольку эта вопросы слабо изучены, чем и определяется новизна и актуальность данной проблемы.
Для достижения конечной цели решались следующие задачи: а) изучение динамики изменения концентрации и степени трансформации тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве; б) изучение влияния тяжелых металлов нагурожай и качество картофеля, моркови, столовой свеклы и овса; в) определение воздействия навоза и извести на подвижность тяжелых металлов в почве и их миграцию; г) изучение фракционно-группового состава гумуса почвы, загрязненной тяжелыми металлами, после известкования и внесения удобрений.
Научная новизна. Впервые на дерново-подзолистых почвах, искусственно загрязненных тяжелыми металлами, в полевых условиях проведено сравнительное изучение действия известкования и применения органических и минеральных удобрений на транслокацию Сб, РЬ, 2п и Си в почве и в растениях картофеля, моркови, столовой свеклы и овса (Сб, 7п) и их влияние на урожай и его качество. Показано, что существенного снижения подвижности металлов в почве и их поступления в растения можно достичь при использовании извести и одновременном ее внесении с навозом. Показано двойственное влияние навоза на подвижность металлов и их
происходит снижение урожая на 10 или 25%. В некоторых работах выявляется также содержание токсикантов, снижающее урожай на 50%, однако эти данные имеют меньшее практическое значение, поскольку загрязнение, вызывающее такое падение урожайность, встречается крайне редко (Кузнецов А.В. и др., 1988; Бингам Ф.Т. и др., 1993).
Наименьшей устойчивостью к повышенному содержанию кадмия в субстрате обладают листовые культуры. Снижение урожайности на 25% отмечалось у шпината при 4 мг/кг кадмия в почве, у кресс-салата - при 8 мг/кг. При этом коэффициент накопления элемента (отношение содержания в растительной массе к содержанию в субстрате) составлял 10-19. Напротив, для такого же снижения урожайности томатов, огурцов, капусты, свеклы потребовалось содержание металла в почве 160 мг/кг. Однако при этом они накапливают значительное его количество, близкое к концентрации в субстрате. Рис, пшеница, бобы снижают урожай от значительно меньших доз кадмия -17-50 мг/кг почвы, однако накопление элемента в них гораздо менее выражено (Бингам Ф.Т. ндр.,1993)
В литературе неоднократно отмечалось, что эффективность биологических механизмов иммобилизации свинца в растении выше, чем кадмия. В опыте Скрипченко и Золотаревой с зерновыми культурами показано, что зерно содержит только 0,02-0,004% свинца от количества, внесенного в питательный раствор. В корнях и стеблях' отмечалось соответственно 21 и 1,2% (цит. по Минеев В.Г. и др., 1993). Каплунова Е.В. (1983) указывает на превышение накопления свинца салатом в 1,5-2 раза по сравнению с ячменем. Опыт на дерново-подзолистой почве показал тот же результат -салат в 1,5-2 раза интенсивнее ячменя аккумулирует свинец (Химия тяжелых металлов
Информация о критических концентрациях токсических элементов в надземной части растений полезна для прогноза потерь урожая. Bingham F.T. et al. (1983) предложили уравнение, с помощью которого можно определить