CC BY
34АГРОЭКОЛОГИЯ
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИИ МОНИТОРИНГ ПАХОТНЫХ ПОЧВ
ПЕРМСКОГО КРАЯ
Е.А. Щеткова, Пермская ГСХА, А.Т. Кайгородов, ФГУГЦАС «Пермский», А.Е. Леснов, д.х.н.,
Институт технической химии УрО РАН
Агроэкологический мониторинг пахотных почв Пермского края не выявил значительного падения уровня плодородия почв. При этом происходит прогрессирующее увеличение концентрации поллютантов в почве, хотя на данный момент содержание их в почве не превышает ПДК.
Ключевые слова: агроэкологический мониторинг, тяжелые металлы, сельхозкультуры, продукция.
Современное состояние пахотных почв региона может служить важным показателем (индикатором) качества окружающей среды. Актуальность изучения содержания химических элементов в почвах и растениях повышается с каждым годом в связи с интенсификацией процессов антропогенного воздействия. Существующая тенденция накопления поллю-тантов в почвах сельскохозяйственных угодий вызывает необходимость проведения регулярного контроля состояния их в почвах, сельскохозяйственной продукции, агрохимических средствах для сельского хозяйства [1]. Оценка качества пахотных почв Пермского края и произрастающей на них сельскохозяйственной продукции основывается на анализе результатов мониторинга реперных участков, типичных по почвенному покрову и характеру землепользования. По геологическому строению, рельефу, климату, почвенному покрову и растительности территория расположения реперных участков очень разнообразна и находится в двух зонах: средне-русская провинция южно-таежной зоны и предуральская лесостепная провинция лесостепной зоны.
Методика. Все работы выполняли в ГЦАС «Пермский» в период 1991-2009 гг. в соответствии с методическими указаниями [2]. В программу исследований входило изучение агрохимических показателей почв, динамики содержания подвижных форм макроэлементов, микроэлементов, подвижных, доступных и валовых форм тяжелых металлов (ТМ), радионуклидов и остаточных количеств пестицидов. В качестве индикаторов техногенного загрязнения использовали снег, почву и растительную продукцию. Критерием качества продукции растениеводства служили санитарные нормы содержания токсических элементов СанПин 42-123-4086 от 31.03.1986 г., а также максимально-допустимые уровни (МДУ) химических элементов в кормах для животных (№ 123-41281-87 от 15.07.1987). Загрязнение почвы оценивали согласно ГН 2.1.7.020-94 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах» (дополнение № 1 к перечню ПДК и ОДК № 6229-91).
Результаты агроэкологического мониторинга по основным агрохимическим показателям за период 1998 по 2008 гг. (табл. 1) показали снижение гумуса в среднем на 0,2%. Увеличение подвижного фосфора на 73,4 мг/кг и подвижного калия на 70 мг/кг. Почвы реперных участков в основном относятся к группе с низкой степенью гумусированности. Исключением является реперный участок Пермского р-на, где содержание гумуса варьирует от очень высокого (>10%) до высокого (6-10%).
1. Средние значения агрохимических показателей в пахотном горизонте реперных участков в 1998 г. (1) и в 2008 г. (2)
Район Гумус, % Р2О5 | К2О рНкс1 Нг | Са2+ | Mg2+
мг/кг почвы мг-экв/100 г почвы
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Пермский 12,6 10,8 429 634 211 258 6,8 6,5 1,00 1,4 32,8 33,7 4,59 8,4
Краснокамский 2,7 2,6 160 235 154 249 6,3 6,0 1,03 1,7 9,8 9,2 0,89 1,9
Добрянский 2,7 2,9 101 165 135 120 5,0 5,4 3,5 3,1 7,8 4,2 1,72 2,0
Осинский 3,5 3,9 68 54 101 231 4,8 5,0 5,51 4,7 13,0 17,2 2,55 7,1
Ординский 5,2 4,2 523 434 235 162 5,8 6,2 3,15 1,6 16,0 20,0 3,01 6,9
Кудымкарский 2,0 2,6 39 20 53 84 4,2 4,4 4,86 5,2 8,2 8,1 1,56 2,7
Усольский 2,2 1,9 217 233 103 100 5,8 5,2 1,67 2,4 10,9 10,6 0,83 1,4
Суксунский 3,9 4,4 180 110 133 120 6,3 5,0 1,07 5,1 24,8 21,8 3,87 4,0
Очерский 6,5 1,9 53 177 75 175 4,9 5,4 6,74 1,8 18,2 7,6 4,82 1,2
Б-Сосновск 1,6 3,2 141 218 129 422 5,2 6,7 2,11 1,1 6,2 6,7 0,78 3,2
Чайковский 2,0 2,4 122 392 268 245 6,1 6,0 1,41 1,6 12,8 8,6 1,86 1,4
Нытвенский 1,6 3,0 212 394 164 158 6,3 6,6 0,82 0,9 9,1 16,1 1,21 4,2
Кунгурский 2,4 2,6 335 584 190 365 6,2 6,6 1,28 1,0 16,8 6,5 2,4 3,4
Соликамск 2,1 1,8 595 553 244 487 6,6 5,8 0,91 1,6 8,9 4,2 1,55 0,4
Среднее 3,64 3,44 227 300 157 227 5,74 5,77 2,50 2,37 13,95 12,46 2,26 3,44
По показателю кислотности почвы реперные участки относятся в основном к близким к нейтральным и нейтральным группам, хотя и встречаются среднекислые, как в Кудымкар-ском р-не (pH 4,2-4,4). В среднем рН почвы за последние 10 лет остался неизменным, но на некоторых участках произошло слабое подкисление. Хотя в последнее десятилетие сократилось применение агрохимических средств, но значительного падения уровня плодородия не произошло. Локальным мониторингом в незначительной степени подтверждается тенденция снижения уровня плодородия почв, выявленная результатами сплошного агрохимического обследования. Это, вероятно, связано с тем, что большая часть реперных участков расположена на полях с интенсивным применением агро-химикатов в прошлые годы, где проявляется последействие известкования, фосфоритования и органических удобрений.
Содержание микроэлементов на большинстве реперных
участков осталось в пределах прежней степени обеспеченности. За исключением содержания цинка и меди, их количество уменьшилось вдвое на реперных участках в Соликамском и Суксунском р-нах.
Основное внимание обращено на динамику содержания ТМ в почвах (рис.). Подвижные формы тяжелых металлов как в пахотном, так и в метровом горизонтах реперных участков не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК). В 2008 г. по отношению к первому году исследований средневзвешенное значение содержания кадмия и свинца заметно увеличилось, а цинка и меди снизилось.
По результатам 2008 г. для определения интенсивности накопления ТМ различными сельскохозяйственными культурами рассчитаны коэффициенты биологического накопления, характеризующие соотношения содержания ТМ в растениях к их доступному содержанию в почве (табл. 2). Наибольшее
количество тяжелых металлов поглощают зерновые культуры, в особенности яровая пшеница. Наименьшим КБН обладают многолетние травы, поэтому их часто рекомендуют выращивать на территориях, загрязненных ТМ.
8,0 -7,0 -6,0 -5,0 -4,0 -3,0 -2,0 -1,0 -0,0 -
0,09 0,26
0,11 0,016 0,201
1998 2008 1998 2008 1998 2008 2000 2008
Zn Cd Pb Hg
были обнаружены в почвах хлорорганические инсектициды, ртутьсодержащие фунгициды и гербициды группы 2,4 Д (особо опасные при поступлении в растения).
2. Интенсивность перехода тяжелых металлов из почвы
Рис. Содержание подвижных форм ТМ и валовых форм мышьяка и ртути (мг/кг) в пахотном горизонте реперных участков
Практическое значение анализа биологического поглощения ТМ заключается в выявлении избирательной биологической приоритетности растений к микроэлементам - чем больше КБН, тем больше его биологическое значение (в качестве микроэлемента) для данной культуры на данных почвах. Кроме того необходимо учесть, что растения способны поглощать ТМ не только через корневую систему, но и через листовую поверхность. Но поступление их в почву через атмосферные осадки крайне незначительно.
Проблема загрязнения почвы и растений остаточными количествами пестицидов связана в основном с применением хлорорганических препаратов и отдельных классов гербицидов, остатки которых, вследствие их высокой персистентно-сти сохраняются длительное время в почве, где их широко использовали с нарушением рекомендаций по их применению. При мониторинге остаточных количеств пестицидов не
Район Культура Продукция Cu Zn Pb Hg Cd As
Пермский Морковь Корни 0,45 4,89 0,02 0 1,43 0,021
Ботва 0,28 6,64 0,05 0,007 3,33 0
Красно- Морковь Корни 1,75 8,69 0,10 0,002 1,11 0,004
камский Ботва 2,46 12,64 0,18 0,003 4,44 0
Осинский Многолет. травы Сено 0,65 2,78 0,10 0,010 0,71 0,010
Ордин- Пшеница Зерно 1,17 7,64 0,09 0,001 4,55 0,014
ский Солома 0,29 1,94 0,12 0,002 3,64 0,021
Кудым-карский Естеств. травы Сено 0,77 9,72 0,23 0 3,89 0,022
Очерский Пшеница Зерно 2,10 7,50 0,05 0,006 4,00 0,024
Солома 0,30 1,70 0,12 0,008 2,67 0,053
Кунгур- Пшеница Зерно 1,11 10,58 0,20 0 5,56 0,030
ский Солома 0,51 2,88 0,29 0,008 3,33 0,038
Соликам- Овес Зерно 1,65 9,62 0,07 0 3,64 0,008
ский Солома 1,26 6,92 0,15 0,003 3,64 0,015
Основой радиационного контроля почв и растений являются систематические наблюдения на реперных участках. За время обследований радиоактивность почв и растений не претерпела существенных изменений в сторону ее повышения или понижения - она находится примерно на одном и том же уровне, который считается низким в пределах ее естественного радиоактивного фона. В пахотном горизонте почвы концентрация долгоживущих радионуклидов соответствует первой группе эколого-токсической оценке - они самые низкие.
Литература
1. Результаты агрохимического мониторинга на реперных участках. -М.: Агроконсалт, 2001.
2. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных и контрольных участках. - М.: Росинформагротех, 2006.
7,04
4,71
458
3,45
1,36
AGROECOLOGICAL MONITORING OF ARABLE SOILS IN PERM KRAI E.A. Stchetkova, A.T. Kaigorodov*, A.E. Lesnov** Perm State Agricultural Academy, ul. Kommunisticheskaya 23, Perm, 614000 Russia *Permskii State Center of Agricultural Service, ul. Promyshlennaya 83, Perm', 614065 Russia **Institute of Technical Chemistry, Ural Division, Russian Academy of Sciences, ul. Lenina 3, Perm', 614013 Russia
E-mail: Elena Schetkova@mail.ru
Agroecological monitoring of arable soils in the Perm krai revealed no significant decrease in soil fertility. At the same time, a progressive increase in the concentration of pollutants in the soil is observed, although their current content does not exceed the MPC level. Key words: agroecological monitoring, heavy metals, agricultural crops, production.
