Таблица 1 – Содержанию подвижных форм тяжелых металлов, извлекаемых ацетатно-аммонийным буферным раствором (градация уровней загрязнения)
Элемент
|
Фон
|
Градации уровней загрязнения, мг/кг почвы
|
слабый
|
умеренный
|
средний
|
повышенный
|
Высокий
|
очень высокий
|
Cd
|
<0,1
|
0,1
|
0,2
|
0,5
|
1,0
|
1,5
|
2,0
|
Pb
|
<0,8
|
0,8
|
1,5
|
2,3
|
3,2
|
4,0
|
5,0
|
Zn
|
<5
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
Загрязнение почв тяжелыми металлами естественным образом подразумевает разработку приемов санации таких почв. Санацию почв проводят методами очистки и детоксикации [9].
Как показали данные результаты полевых опытов при загрязнении почв тяжелыми металлами на уровне среднего и высокого при внесении минеральных удобрений отмечается тенденция к повышению исходного содержания в почве кадмия и свинца. (таблица 2). Выявлено, что к уборке содержание ТМ закономерно снижается за счет выноса этих элементов урожаем опытной культуры.
Таблица 2 – Содержание цинка и свинца в лугово-каштановой почве под посевами столовой свеклы, слой почвы 0-10 см, мг/кг
Вариант
|
Начало вегетации
|
Уборка
|
Pb
|
Cd
|
Cd
|
Pb
|
Фон – без удобрений
|
0
|
3,58
|
0,47
|
0,43
|
3,05
|
Cd5
|
3,29
|
1,65
|
1,11
|
3,30
|
Cd10
|
4,34
|
2,83
|
2,68
|
4,86
|
Pb100
|
25,26
|
2,18
|
1,97
|
23,40
|
Pb200
|
37,54
|
2,22
|
1,91
|
29,96
|
Фон – NРК
|
0
|
3,70
|
0,71
|
0,46
|
2,70
|
Cd5
|
3,71
|
1,92
|
1,74
|
5,02
|
Cd10
|
5,31
|
2,72
|
6,88
|
5,41
|
Pb100
|
28,70
|
3,84
|
3,40
|
23,12
|
Pb200
|
39,55
|
4,99
|
4,46
|
21,38
|
Фон – биогумус
|
0
|
2,21
|
0,29
|
0,42
|
1,79
|
Cd5
|
2,76
|
1,77
|
1,04
|
2,72
|
Cd10
|
2,73
|
2,70
|
1,02
|
2,43
|
Pb100
|
21,20
|
1,20
|
1,44
|
16,17
|
Pb200
|
24,96
|
2,41
|
1,43
|
13,76
|
В почве под посевами яровой пшеницы содержания цинка и железа находится в прямой зависимости от количества внесенных солей этих элементов (таблица 3).
Таблица 3 – Содержание цинка и железа в почве под посевами яровой пшеницы, мг/кг
Вариант
|
Перед посевом
|
Уборка
|
Fe
|
Zn
|
Fe
|
Zn
|
Фон – без удобрений
|
0
|
21,85
|
14,04
|
14,18
|
12,05
|
Zn 100
|
20,30
|
125,2
|
10,81
|
84,06
|
Zn 200
|
20,23
|
146,90
|
14,07
|
103,19
|
Fe 50
|
23,39
|
11,75
|
15,84
|
7,61
|
Fe 100
|
33,9
|
13,56
|
17,80
|
15,02
|
Zn100 + Fe50
|
30,95
|
126,10
|
18,97
|
61,74
|
Установлено, что наибольшее количество ТМ поступает в почву с фосфорными удобрениями. Выявлено, что в светло-каштановых почвах при применении тройных доз удобрений повышается содержание тяжелых металлов (таблица 4).
Таблица 4 – Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в орошаемых светло-каштановых почвах, мг/кг почвы
Варианты опыта
|
Тяжелые металлы
|
Cd
|
Pb
|
Zn
|
Cu
|
N0P0K0Н0
|
0,15
|
1,61
|
0,73
|
0,32
|
N1P1K1 Н1
|
0,23
|
3,38
|
1,42
|
0,60
|
N2P2K2 Н2
|
0,26
|
4,48
|
0,85
|
0,34
|
N3P3K3 Н3
|
0,30
|
4,93
|
1,47
|
0,38
|
В лугово-каштановых почвах повышение содержания тяжелых металлов отмечается при увеличении доз вносимых фосфорных удобрений. При этом на содержание ТМ наряду с нормами удобрений оказывает влияние и культура. Так, под посевами ячменя содержание ТМ выше и наблюдается прямая зависимость от норм удобрений. Под посевами столовой свеклы происходит снижение ТМ, причем на более удобренных вариантах их количество заметно снижается (таблица 5).
Таблица 5 – Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в лугово-каштановых почвах, мг/кг почвы
Варианты опыта
|
Cd
|
Pb
|
Cu
|
Zn
|
Столовая свекла
|
Ячмень
|
Столовая свекла
|
ячмень
|
Столовая свекла
|
ячмень
|
Столовая свекла
|
ячмень
|
Контроль б/у
|
0,22
|
0,43
|
3,25
|
3,74
|
0,35
|
0,41
|
2,41
|
2,0
|
P150
|
0,22
|
0,28
|
4,32
|
5,88
|
0,54
|
0,58
|
3,22
|
3,28
|
P150 + N60P60
|
0,35
|
0,33
|
5,99
|
6,07
|
0,77
|
0,78
|
3,68
|
5,25
|
Это обусловлено, по всей видимости, биологической особенностью растения, корневые выделения которого имеют, кислую реакцию среды. На удобренных вариантах формируется более высоких урожай и мощная корневая система, которая, по всей видимости, и снижает негативное влияние ТМ несмотря на высокий уровень применения удобрений – 210 кг д.в. фосфора на 1 га. Определено содержание гумуса, общих и подвижных форм NPК в светло-каштановой и лугово-каштановой почвах: N-NО3 – 48-56 и 18,3-21,2 мг/кг, Р2О5 – 14,0-17,1 и 41-43 мг/кг, К2О – 450 и 650 м/кг почвы и гумуса – 2,15 и 4,47%, с модельных площадок отобраны почвенные образцы и проводится анализ содержания в них остаточного количества тяжелых металлов (таблица 6,7).
Таблица 6 – Содержание гумуса и подвижных форм азота, фосфора в светло-каштановой почвы в зависимости от содержания цинка и железа, слой почвы 0-20 см
Вариант
|
N-NO3
|
P2O5
|
гумус, %
|
0
|
56,5
|
14,0
|
2,15
|
Zn100
|
99,8
|
18,0
|
2,10
|
Zn200
|
61,6
|
18,4
|
2,11
|
Fe50
|
70,6
|
18,0
|
2,10
|
Fe100
|
84,8
|
16,0
|
2,13
|
Zn100 + Fe50
|
61,0
|
20,0
|
2,10
|
Таблица 7 – Содержание гумуса и подвижных форм азота, фосфора в лугово-каштановых почвах в зависимости от содержания свинца и кадмия, мг/кг почвы
Вариант
|
N-NO3
|
N-NH4
|
P2O5
|
гумус, %
|
0
|
13,0
|
8,0
|
12,3
|
4,38
|
Cd5
|
12,8
|
7,0
|
31,5
|
4,26
|
Cd10
|
10,0
|
8,0
|
22,5
|
4,27
|
Pb100
|
15,0
|
10,0
|
28,0
|
4,36
|
Pb200
|
9,8
|
9,0
|
20,5
|
4,32
|
Следует отметить, что в светло-каштановых почвах на посевах яровой пшеницы токсичность почв выше. Чем на посевах столовой свеклы. Влияние тяжелых металлов на сельскохозяйственные растения. Так, по данным Плесцова В.М. [10] овощные культуры сеяные травы, луга и пастбища должны располагаться только с наветренной стороны от источников выбросов. По результатам исследований в опытах изучение распределения тяжелых металлов в растениях показало, что овощная культура (столовая свекла) основная часть тяжелых металлов накапливается в корнеплодах (таблица 8).
Таблица 8 – Содержание тяжелых металлов в растениях столовой свеклы
Вариант
|
Корнеплоды
|
Ботва
|
Fe
|
Zn
|
Pb
|
Cd
|
Fe
|
Zn
|
Cd
|
Pb
|
Фон – без удобрений
|
0
|
35,5
|
11,08
|
1,25
|
0,29
|
19,87
|
17,67
|
0,37
|
0,39
|
Cd50
|
26,53
|
10,62
|
1,44
|
0,41
|
51,9
|
22,5
|
1,11
|
2,67
|
Cd100
|
30,09
|
12,22
|
1,55
|
0,79
|
19,45
|
8,7
|
1,05
|
1,43
|
Pb100
|
39,64
|
12,17
|
1,82
|
1,96
|
21,7
|
10,9
|
2,05
|
1,63
|
Pb200
|
39,85
|
9,58
|
1,59
|
3,35
|
38,4
|
10,5
|
11,0
|
-
|
Фон – NРК
|
0
|
44,46
|
10,38
|
2,09
|
0,3
|
79,89
|
25,1
|
0,82
|
1,88
|
Cd50
|
42,10
|
10,53
|
1,52
|
0,93
|
44,6
|
13,7
|
1,55
|
0,83
|
Cd100
|
31,7
|
8,4
|
0,95
|
1,53
|
43,7
|
19,65
|
1,47
|
1,53
|
Pb100
|
50,77
|
14,00
|
2,72
|
4,78
|
34,0
|
11,5
|
6,24
|
-
|
Pb200
|
41,40
|
10,24
|
1,90
|
4,85
|
15,5
|
3,51
|
17,33
|
-
|
Фон – биогумус
|
0
|
31,37
|
9,91
|
1,90
|
0,29
|
38,85
|
28,6
|
0,72
|
1,17
|
Cd50
|
31,41
|
10,35
|
1,65
|
0,89
|
36,95
|
30,75
|
1,23
|
1,71
|
Cd100
|
32,73
|
9,91
|
1,33
|
0,75
|
46,85
|
30,55
|
2,66
|
1,43
|
Pb100
|
34,32
|
12,20
|
2,38
|
2,07
|
46,5
|
10,2
|
4,27
|
1,72
|
Pb200
|
|
|
|
|
28
|
7,9
|
3,7
|
-
|
ПДК
|
-
|
10,0
|
0,5
|
0,03
|
|
|
|
|
На фоне с минеральными удобрениями содержания тяжелых металлов в среднем находится на одном уровне с контролем, то есть минеральные удобрения не препятствуют поступлению их в растения в течение вегетации. Определение накопления и миграции загрязнителей в организме представителей мезофауны почв. Известно, что представители мезофауны выступают активными их накопителями Большинство исследований проводился вблизи аэропорта. Беспозвоночные – подстилке, тесно связаны с одной стороны с растениями и с подстилкой. За время проведения исследований нами были зарегистрированы представители Carabidae, Scarabaeidae, Elateridae, Formicidae, в организме которых и определялось содержание тяжелых металлов. В порядке уменьшения содержания отдельно взятого микроэлемента у представителей различных трофических групп все металлы можно расположить в следующей последовательности: Cu: С > З > Ф; Zn: С > З > Ф; Pb: З > Ф > С; Cd: С > Ф > З; где Ф – фитофаги, З – зоофаги, С – сапрофаги [11].
Результаты исследований показали, что представители сапрофагов по сравнению с зоофагами и фитофагами в наибольшем количестве аккумулируют кадмий, индекс его биологического накопления для представителей этой трофической группы остается, тем не менее, наиболее низким среди всех изученных микроэлементов. Полученные данные свидетельствуют о потенциальной опасности беспоз-воночных в зоне исследования. По степени накопления элементов почвенной мезофауны можно расположить в следующим образом: медь – Жужелицы (Carabidae); Божьи коровки (Coccinellidae); Муравьи (Formicidae); цинк – Щелкуны (Elateridae), Пластинчатоусые (Scarabiedae); свинец – Долгоносики (Curculionidae, Sitona), Чернотелки (Tenebrionidae, Agriotes); кадмий – Черви дождевые (Lumbricidae, Diptera). В связи с тем, что дождевые черви в процессе питания пропускают через кишечник, накопление металлов связано с их морфо-физиологическими характеристиками. Поэтому концентрация зольных элементов в тканях этих видов соответствует концентрации в почве [12,13].
Таким образом, состав почвенных беспозвоночных исследуемого района (аэропорт) зависит от присутствия тяжелых металлов в почвенных горизонтах.
Выводы. Содержание свинца колеблется в пределах 2,68-6,15 мг/кг почвы и его можно считать потенциально опасным, так как по категории загрязненности эти почвы относятся от среднего до очень высокого уровня загрязнения. Установлено, что в растениях столовой свеклы основная часть тяжелых металлов накапливается в корнеплодах. У растений яровой пшеницы отмечен устойчивый отрицательный эффект при совместном внесении цинка и железа. Цинк больше накапливается в зерне, стимулирует накопление массы зерна с 1 растения на 7,6-24,6%, а также и урожай в целом. Кадмий представителями почвенной мезофауны в данных условиях накапливается в наименьших количествах. Аккумуляция же другого высокотоксичного элемента – свинца – представителями сапро-, зоо-, и фитофагов оказалась в десятки раз выше, чем кадмия [14-15].
Выявлено, что представители сапрофагов по сравнению с зоофагами и фитофагами в наибольшем количестве аккумулируют кадмий, индекс его биологического накопления для представителей этой трофической группы остается, тем не менее, наиболее низким среди всех изученных микроэлементов.
5>
Достарыңызбен бөлісу: |