40
AGRICULTURAL SCIENCES / «еЮУШШШМ-ЛШШаИ» #10(97), 2021
Шевчук В.Д.,
астрант
Вiнницький нацюнальний аграрний yHieepcumem, Украша
Мудрак Г.В.,
Науковий керiвник, доцент, кандидат географiчних наук
Вiнницький нацюнальний аграрний yнiверситет, Украша
Франчук М.О. аспiрант
Вiнницький нацюнальний аграрний yнiверситет, Украша DOI: 10.24412/2520-6990-2021-1097-40-46 ЕКОЛОГ1ЧНА ОЦ1НКА 1НТЕНСИВНОСТ1 ЗАБРУДЕННЯ ГРУНТ1В ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ
Shevchuk V.D.,
postgraduate
Vinnytsia National Agrarian University, Ukraine
Mudrak G. V.,
Supervisor, Associate Professor, Candidate of Geographical Sciences
Vinnytsia National Agrarian University, Ukraine
Franchuk M.O. postgraduate
Vinnytsia National Agrarian University, Ukraine ECOLOGICAL ASSESSMENT OF SOIL POLLUTION INTENSITY BY HEAVY METALS
Abstract.
Among the negative factors affecting agricultural land that require constant monitoring should be noted man-made soil contamination with heavy metals. A specific feature of soil contamination with heavy metals is a very low rate of soil self-cleaning. The established concentration of heavy metals in the soil on the studied agricultural lands where vegetable products are grown was within acceptable levels. The concentration of lead in the soil of the first and second fields was lower than the maximum allowable concentrations by 2.2 and 2.6 times, respectively. The concentration of cadmium in the soil of the firstfield was 1.03 times higher than the maximum allowable concentrations, while in the second it was 1.03 times lower. The concentration of zinc in the soil of the first and second fields was lower than the maximum allowable concentrations of 1.59 times and 1.68 times, respectively. The concentration of copper in the soil of the first field was 2.5 times lower than the maximum allowable levels, and the second was 1.39 times lower.
Аннотацш.
Серед негативних факторiв впливу на земельнi альськогосподарсьш землi, ят потребують постт-ного контролю aniд вiдзначити техногенне забруднення Tрyнтiв важкими металами. Специфiчною особ-ливютю забруднення tрyнтiв важкими металами е дуже низька швидюсть самоочищення Грунту. Вста-новлена концентрацiя важких металiв у грyнтi на до^джуваних стьськогосподарських yгiддях де виро-щуеться овочева продукщя була в межах допустимих рiвнiв. Концентращя свинцю у грyнтi першого та другого поля була нижча за гранично допyстимi концентрацИ вiдповiдно у 2,2 та 2,6 рази. Концентращя кадмт в грyнтi першого поля була вища за гранично допyстимi концентрацИ у 1,03 рази, тодi як у другому була навпаки нижча у 1,03 рази. Концентращя цинку у грyнтi першого i другого поля була нижча за гранично допyстимi концентрацИ вiдповiдно у 1,59 рази та 1,68 рази. Концентращя мiдi у грyнтi першого поля була нижча за гранично допyстимi рiвнi у 2,5 рази, а другого у 1,39 рази.
Keywords: heavy metals, soils, pollution, cadmium, copper, zinc, lead.
Ключовi слова: важш метали, грунти, забруднення, кадмт, мiдь, цинк, свинець.
Одне з проввдних мюць у свт належить нашш кра!ш завдяки яшсному складу земельних упдь, адже на територп зосереджено близько 9 % свгго-вих запаав чорнозем1в. Земельш ресурси i в цшому сприятлив1 ктматичш умови створюють потенщал для високоефективного ведения землеробства та розвитку вах галузей агропромислового комплексу. Украша мае сприятливi земельно -ресурсш умови значною мiрою завдяки грунтовому покриву, що бшьш як на 70% складаеться з чорноземiв i лу-чно-чорноземних грунпв, як характеризуються ви-соким рiвнем природно! родючосп. Украшсьш чо-рноземи складають 8,8 % ввд площi цих грунта у
свт. Ц грунти вiдрiзняе глибокий гумусовий шар, агрономiчно цшна зерниста структура, майже идеальна щ№нють будови, добрий запас поживних ре-човин. Потенщал родючосп грунпв Укра!ни дозво-ляе одержувати стал врожа! зерна та шшо! продук-цп рослинництва [2].
Укра!на мае сприятливi земельно-ресурсш умови значною мiрою завдяки грунтовому покриву, що б№ш як на 70% складаеться з чорноземiв i лу-чно-чорноземних грунпв, яш характеризуються ви-соким рiвнем природно! родючосп. Украшсьш чо-рноземи складають 8,8 % ввд площi цих грунпв у свт. Ц грунти вiдрiзияе глибокий гумусовий шар,
«ШУШМИМ-ЛШИПШУ» #10(97), 2021 / ЛОШСиЬТШЛЬ 8С1Б1ЧСБ8
41
агрономiчно цiнна зерниста структура, майже щеа-льна щiльнiсть будови, добрий запас поживних ре-човин. Потенщал родючостi грунтiв Укра!ни дозво-ляе одержувати сталi врожа! зерна та шшо! продук-ци рослинництва. Господарська дiяльнiсть людини часто призводить до забруднення довк1лля.
Серед природних факторiв, грунт - джерело життя i достатку - вiдiграe основну роль у навколи-шньому середовищ! Без грунту неможливе життя на Землг Грунти - необх1дний чинник, як для тдт-римання еколопчно! рiвноваги, так i для життя людини, оскшьки вiн являе собою один з основних природних ресурав, що обумовлюють соцiальний i економiчний розвиток суспiльства. Основною вла-стивiстю грунту е И родючють [4].
Особливу небезпеку становить забруднення важкими металами, адже значна !х частина е над-звичайно токсичною навiть у мшмальних кшькос-тях. Важк1 метали не тддаються процесам розкла-дання, а здатш лише перерозподiлятися мiж приро-дними середовищами. Вони мають властивють концентруватися в живих органiзмах, викликаючи при цьому рiзнi патологи. Специфiчною особливь стю забруднення Iрунтiв важкими металами е дуже низька швидшсть самоочищення грунту. Що стосу-еться свинцю, то його надмiрний вмют у грунтi призводить до зменшення кiлькостi та рiзноманiтностi грунтових мiкробiоценозiв. У зв'язку з цим виникае серйозна загроза масово! деградацп укра!нських чо-рноземiв, зосереджених в областях з розвиненою промисловютю. Шшдливий антропогенний вплив на земельнi ресурси, розгул стихiй, розбуджених та посилених людиною, завдае грунтам величезно!, часом непоправно! шкоди. Це, насамперед, попр-шення грунтово! структури, механiчне руйнування та ущiльнення грунту, постiйне збщнення на гумус та поживнi речовини, водна та вггрова ерозп, забруднення грунту мшеральними добривами, токсикантами, отрутохiмiкатами, мастилом та пальним [10].
В Укралш крiм чорноземiв е грунти й iнших ти-пiв (сiрi лiсовi, дерново-шдзолисп, пiщанi i т. д.), у яких очищения в!д забруднення важкими металами вщбуваеться ще повiльнiше, а кумулящя !х, у зв'язку з цим - швидше. Тому навпъ невелик! кiлькостi важких металiв у грунтах можуть призвести до не-безпечного забруднення альськогосподарсько! продукцп. Грунти пiщанi, малогумуснi, стшш до за-бруднення, це значить, що вони слабо пов'язують важы метали, легко ввддають !х рослинам або про-пускають через себе з фiльтрацiйними водами.
Грунти е природними накопичувачами важких металiв у навколишньому середовищi i основним джерелом забруднення сум!жних середовищ, вклю-чаючи вищ! рослини. Грунт - iндикатор багатор!ч-них природних процеав, i його стан це результат тривалого впливу рiзноманiтних джерел забруднення. Близько 90% важких металiв, що потрапили в довшлля, акумулюються саме грунтами [5].
Важк метали в грунтах почали вивчати одними з перших. Вони надходять у грунт переважно з атмосфери з викидами промислових пвдприемств i транспорту, спчними водами, ввдходами промис-
ловосп, побутовим смптям, мiнеральними добривами i пестицидами. З атмосфери у грунт важк метали потрапляють найчастше у форм! оксид!в, де поступово розчиняються, переходячи в пдроксиди, карбонати або у форму обмшних катюшв.
Розподш важких метал!в та елеменпв-забруд-нювач!в у грунтах дуже складний процес, обумов-лений цшою низкою чиннишв, серед яких найваж-ливша роль належить типам грунпв, !х окисно-ввд-новним ! кислотноосновним властивостям, вмюту в них оргашчних речовин, гранулометричному складу, ! навть водно-тепловому режиму ! геох1мь чному фону регюну.
Важк1 метали фшсуються в поверхневому (020 см) шар! грунту, який е найбшьш родючим ! ви-значае врожай та склад альськогосподарських культур, корм!в ! продукпв. Важк1 метали видаля-ються при вилуговуванш, споживанш рослинами ! ерозшних процесах. Вони зв'язуються алюмосиль катами, несилжатними мшералами, оргашчними речовинами з допомогою р!зних реакцш взаемодп. У вигляд! яких сполук ! в як1й шлькосп утриму-ються катюни метал!в залежить в!д вмюту ! складу гумусу, кислотноосновних ! окисно-вщновних умов, сорбцшно! здатносл, штенсивносп бюлопч-ного поглинання. Частина !х утримуеться цими компонентами мщно ! не приймае учасп у мпраци по грунтовому проф!лю та становить небезпеку живим оргашзмам грунту [7].
Потрапляючи з грунту в рослини через кореневу систему, важк метали можуть перем!щува-тися активно (метабол!чним шляхом) або пасивно. У першому випадку поглинання ! перемщення ю-тв метал!в здшснюеться за системою, що склада-еться з протопласпв клтшн, пов'язаних плазмодес-мами. При пасивному транспорт! юни, досягнувши поверхш кореня, потрапляють у в!льний проспр ко-реня ! дал! з трансшрацшним струмом пересува-ються по рослиш. З активним транспортом по рослиш пересуваеться частина метал!в, як1 виконують деяш бюлопчш функцп (мщь, цинк, кобальт ! ш.), а також метали, як! х1м!чно под!бш до необхвдних елеменпв (кадмш е х!м!чним аналогом цинку). Проте бшьшють метал!в, особливо п, як1 не е необ-хвдними для рослин (свинець), перемщуються за допомогою дифузп. Контактуючи з клтшнними сп-нками та рядом мшеральних ! оргашчних сполук, що мютяться у клгшнах, метали освдають ! втрача-ють б!олог!чну актившсть. В той самий час, коли ввдбуваеться забруднення грунту великою шльш-стю метал!в, деяка !х частина здатна обминати за-хисн! системи рослин ! токсично впливати на них [6].
При надходженш сполук метал!в до грунту в!-дбуваються наступн! процеси:
- розчинення в рщиннш фаз!;
- !онообм!нн! реакцп, поглинання метал!в у ви-гляд! коло!дних форм;
- утворення слабко розчинних неоргашчних сполук (фосфат!в, сульфщв, сил!кат!в, карбонат!в, тощо);
- утворення слабко розчинних комплексних сполук з оргашчною речовиною.
42
АОШСиЬТШАЬ 8С1Б1ЧСБ8 / «еЮУШШШМ-ЛШШаИ» #10(97), 2021
У результатi можлива поява вiзуальних ознак токсичностi. Основнi ознаки пригнiчення рослин щд впливом токсиканпв неспецифiчнi та проявля-ються в основному в зниженш схожостi насшня, уповiльненому зростаннi, ненормальному розвитку кореневих систем, хлороз^ в'яненнi, загибелi рослин. Однак у сшьськогосподарському виробницга слад враховувати, що вiзуальнi ознаки токсичносп починають проявлятися, коли концентраци токсич-них елементiв значно перевищують санггарно-ппе-нiчнi нормативи, встановленi для продукцп рослин-ництва. При цьому вмiст елементiв у грунтi, за якого з'являються ознаки фiтотоксичностi, також значно перевищують ГДК [1].
Негативш еколопчш наслiдки забруднення грунтiв пов'язаш з рухомими сполуками металiв i металощв. 1х наявнiсть у грунп зумовлена концен-труванням цих елеменпв на поверхнi твердих фаз грунпв з допомогою реакцп сорбцп-десорбцп, оса-дження-розчинення, iонного обмiну, комплексних сполук. Збiльшення кислотностi грунту супрово-джуеться тдвищенням розчинностi сполук металiв, але обмеженням розчинностi сполук металощв.
Сполуки металiв здатнi до мiгрування предста-вленi водно-розчинними, iонообмiнними та немщ-нозв'язаними адсорбованими формами. До потен-цiйного резерву входять фiксованi сполуки, що по-требують енергп активаци щодо переходу !х у першу групу (хемосорбованi iони, iони з добутком розчинносп <106).
Механiчний склад грунпв, а саме переважання в ньому глинистих часток, надае прямий вплив на закрiплення катiонiв металiв, у зв'язку з чим у важ-ких за гранулометричним складом глинистих грунтах юнуе менша небезпека можливо! абсорбци рос-линами надлишково! кiлькостi металiв.
Для того, щоб який-небудь метал був абсорбо-ваний кореневою системою рослини, вiн повинен знаходитися в розчиннш формi. Гiдроокиси i кар-бонати металiв слабко розчиннi, i з тдвищенням рН грунтового розчину зростае вiрогiднiсть утво-рення нерозчинних пдроокиав i карбонатiв. 1снуе едина думка, що для зниження до мшмуму досту-пностi токсичного металу в 13 грунтi необх1дно шд-тримувати величину рН близько 6,5 [8].
Проте, забруднення грунпв, як правило, супро-воджуються з надходженням значно! кiлькостi оки-сiв арки та азоту, в результат чого ввдбуваеться пi-дкислення грунтового розчину. Питомому зру-шенню рН у кислому напрямку сприяють i деяш метали, примiром, свинець. Внаслвдок знижуеться ступiнь насиченостi грунтiв основами, тдвищу-еться гiдролiтична кислотнiсть. Вiдбуваеться також збщнення грунту на тонко дисперсний матерiал i деструкцiя грунтового профiлю.
Метали можуть утворювати складнi i компле-кснi сполуки з оргашчною речовиною грунту i тому в грунтах з високим вмiстом гумусу вони менш до-ступнi для поглинання рослинами. Обмшна емкость катюшв залежить в основному ввд вмюту i мшера-логiчного складу глинисто! фракци i вмiсту оргаш-чно! речовини в грунтi. Чим вище обмiнна емкость катiонiв, тим бшьше утримуюча здатнiсть грунтiв
(у певних межах) щодо металiв, що виключае !х включения в трофiчнi ланцюги [3].
При високих концентрацiях важких металiв (кадмiй, свинець, цинк, мщь) вiдбуваеться змен-шення кiлькостi хлороф^, внаслвдок подавлення синтезу магнiй-порфiрина. Щд впливом важких ме-талiв знижуеться вмют фосфору, калiю, магнiю в рослинах. Визначення ступеня забруднення важ-кими металами досить складне завдання. У грунтах важю метали е у формi рiзноманiтних сполук, як1 можуть трансформуватися i переходити з одних форм до шших. Контроль за забрудненням грунтiв важкими металами, в основному, здшснюеться за 3 елементами першого класу токсичностi (свинець, кадмiй, цинк) i 4 металами другого класу токсичносп (шкель, хром, 15 кобальт, мвдь).
Однiею з головних проблем грунтового пок-риву е його забруднешсть хiмiчними речовинами, особливо сполуками важких металiв, вмiст яких пе-ревищуе гранично допустиму концентрацш [9].
Токсичнiсть грунтiв спричиняють сполуки таких важких металiв, як: свинець, кадмiй, цинк та мвдь. 19 Канцерогеном, який згубно дiе на всi грун-товi органiзми, е свинець. Вiн надходить у грунт двома шляхами: природним - силiкатний пил, вул-кашчш аерозолi, вулканiчнi силiкати аерозолi, дим люових пожеж, морськ1 солi, метеоритний пил; ан-тропогенним - згорання етилованого бензину, ви-робництво свинцю, спалювання кам'яного вугiлля, яке мiстить свинець. Вш адсорбуеться гумусовим шаром грунту. Для ще! речовини характерна незна-чна мiграцiя в дерново -тдзолистих грунтах i тран-зитне перенесення з верхиiх шарiв у нижш на еро-дованих грунтах. Адсорбщя свинцю гумусом акти-вiзуеться в лужному середовищi. Свинець спричиняе появу важкорозчинних осадiв основних карбонатiв, фосфапв або гiдроокисiв, що вплива-ють на живлення рослин. Токсичнiсть грунпв для рослин зумовлюе концентрацiя свинцю в межах 2030 мг/кг.
Свинець також не належить до життево необ-х1дних мiкроелементiв. Вш е дуже токсичним для живих органiзмiв. З кожно! тони видобутого свинцю до 25 кг його надходить в навколишне середо-вище. Величезна к1льк1сть свинцю видшяеться в атмосферу разом з вихлопними газами автомобiлiв. Забруднення грунту i рослин свинцем вздовж авто-мобiльних дорiг поширюеться до 200 м, а рiвень за-брудненосп сягае 100-1000 мг/кг. Рослини, що ви-росли на грунтах, забруднених свинцем, поблизу тдприемств та автострад багатшi на цей елемент; овочi, злаки мютять свинцю щонайменше 0,2 мг/кг, до 1 мг/кг i бшьше.
Кадмш потрапляе у грунт при згорянш дизельного палива, при виплавщ руд та внесеннi добрив. Максимальна адсорбщя кадмiю вiдбуваеться в грунтах з великою емшстю вбирання, значним вмiстом гумусу та високим показником рН. Мiграцiя кадмш в глибину збiльшуеться iз зменшенням вмiсту гумусу, а також у грунтах з легким мехашчним складом. Кадмш не належить до бюмшроелеменпв. Вш вважаеться одним iз найнебезпечнiших металiв, що забруднюють !жу. У геохiмiчних провiнцiях
«шушмим-лшигмау» #10(97), 2021 / ЛОШСиЬТШЛЬ 8С1Б1ЧСБ8
43
вмют кадмш в рослинних продуктах становить в!д одиниць до десятшв мг/кг, р!дко сягають 100-180 мг/кг [5].
На думку багатьох вчених, концентращя кадмш в рослинах мае тенденцш до тдвищення, що, очевидно пов'язано з використанням добрив та пе-стицид!в, що мютять домшки кадмш. Доведено чь тку залежшсть м1ж вмютом кадмш в грунт! ! його концентращею в рослинах. Кадмш належить до сильно отруйних речовин.
Мщь проявляе такий токсичний вплив на лю-дину: належить до групи високотоксичних метал!в, здатних спричиняти гостре отруення, що мають широкий спектр токсично! ди з багатьма клшч-ними проявами. Клас небезпечносп за ппешчними нормативами: 1-Ш. Грунт: середнш вмют у грунтах 6-60 мг/кг. Мщь один !з найменш рухомих важких метал!в, хоча концентращя у грунтових розчинах довол! висока - 3-135 мг/л. Ус! мшерали здатш ад-сорбувати мщь !з розчину найб!льше шльшсть ок-сиди феруму ! мангану, аморфш пдрооксиди фе-руму ! алюмшш ! глинист! мшерали. Регюнальш кларки для грунпв Укра!ни: 8-83 мг/кг. ГДК: 3 мг/кг - рухом! форми, 55 - валов! форми (з ураху-ванням фону); 50 мг/кг + фон, валов! форми - 100, рухом! - 3; 100 мг/кг. Рухомють цинку та його над-ходження в рослини залежить в!д кислотносп грунту, вмюту ! рухомосп сполук шших елеменпв, ш-тенсивносп мжробюлопчних процеав. Кисл грунти характеризуються досить високим вмютом цинку. Рют рослин при цьому ослаблюеться, молод! пагони ввдмирають, листки вкриваються !ржаво-бу-рими плямами. За високого вмюту цинку в грунт! знижуеться засвоюванють мвд рослинами.
Надлишкова к1льк1сть важких метал!в у грунтах - це дуже небезпечний еколопчний фактор, д!я якого посилюеться через проникнення сполук важких метал!в в грунтов! води, накопичення в оргаш-змах рослин, негативний вплив на грунтов! оргаш-зми та вирощування еколопчно небезпечно! продукций.
Велику небезпеку представляють важк метали, як1 потрапляють у грунт у вигляд! аерозол!в !
пилу. Аерозол! е основними нос!ями розаяних важких метал!в у атмосфер!. Речовини в атмосферу надходять внаслщок антропогенно! д!яльносл на-селення на навколишне природне середовище. Зок-рема, з промисловим димом у атмосферу потрапля-ють мщь, свинець, манган та шкель. £ калька спо-соб!в виведення аерозол!в !з атмосфери, наприклад, дифуз!я та мокре осадження, тобто виведення з осадами [12].
Свинець, який надходить у грунти, дуже шви-дко втрачае рухливють в результат! х1м!чних реак-цш, яш супроводжуються утворенням малорозчин-них сполук. Але цей процес залежить в!д рН грунту. Так як на Вшниччиш переважна б!льшють грунпв кисл!, то ! майже весь свинець знаходиться у рухли-вш форм!. Наявнють у грунт! шших метал!в (мол!б-дену, хрому) знижуе рухливють свинцю ! його пог-линання рослинами. Концентращя свинцю в грунт! також залежить в!д рельефу мюцевосп, на як1й знаходиться дана автомагютраль.
Забруднення грунту важкими металами приз-водить до зниження врожайносп ! якосп сшьсько-господарсько! продукци. Важк1 метали в орних грунтах становлять серйозну загрозу ! для здоров'я людей, осшльки з грунту вони потрапляють в рослини, а з них - в оргашзм. Потрапляючи в оргашзм, важк1 метали накопичуються в основному в нирках ! пе-чшщ, викликаючи серйозш порушення обм!ну ре-човин. З оргашзму перестають виводитися токсини, розвиваеться цший ряд важких захворювань. Наприклад, свинець негативно впливае на функцюну-вання нервово! системи, шлунково-кишкового тракту, кровообп-. Особливо небезпечний свинець для дитячого оргашзму, що мае шдвищену чутливють. Важк1 метали можуть провокувати розвиток анеми, руйнування кютково! тканини, проблеми з! щитовидною залозою.
Тому анал!з грунту на важю метали мае важ-ливе значення не тшьки для мониторингу стану грунпв, а й для людського здоров'я [11].
Концентращя важких метал!в у грунтах, та по-р!вняння !! з гранично допустимим концентращями зазначено у табл. 1.
Таблиця 1
Концентращя важких металiв у грунтах культур, мг/кг
Важш метали ГДК Фактична концентращя
Поле 1 Поле 2
Свинець 6,0 2,7 2,3
Кадмш 0,7 0,72 0,68
Мдь 23,0 14,5 13,7
Цинк 3,0 1,2 2,2
Виходячи з отриманих даних таблиц! 1 необхь дно вадмиити, що концентращя важких метал!в у грунт! на дослвджуваних сшьськогосподарських упддях де вирощуеться була в межах допустимих р!вшв. Концентращя свинцю у грунт! першого та другого поля була нижча за гранично допустим! концентрацп вщповвдно у 2,2 та 2,6 рази. Концентращя кадмш в грунт! першого поля була вища за гранично допустим! концентрацп у 1,03 рази, тод! як у другому була навпаки нижча у 1,03 рази. Кон-центращя цинку у грунт! першого ! другого поля
була нижча за гранично допустим! концентрацп ввдповщно у 1,59 рази та 1,68 рази. Концентращя мвд у грунт! першого поля була нижча за ГДК у 2,5 рази, а другого у 1,39 рази.
1з дано! таблиц! ми можемо побачити, що концентращя важких метал!в у грунт! колективних го-сподарств, в принцип! не перевищуе гранично допустим! концентрацп (кр!м кадмш).
Пор!вняльна характеристика концентрацп важких метал!в у грунтах дослщжуваних пол!в зазна-чена на рис.1.
44
АОШСиЬТШАЬ 8С1Б1ЧСБ8 / «еЮУШШШМ-ЛШШаИ» #10(97), 2021
Рис. 1. Порiвняльна характеристика концентраци важких металiв у грунтi до^джуваних nолiв
Виходячи з отриманих даних дiаграми встано-влено, що концентращя свинцю у грунтах першого поля у 1,17 рази бшьша за концентрацш свинцю другого поля. Концентрацiя кадмiю у першому полi становила у 1,05 раз бiльше шж у грунтах другого поля. Фактична концентрацiя мiдi у грунтах першого поля у 1,05 раз бшьша порiвняно з концентра-щею цього ж елемента у другому полг А от конце-нтращя цинку у другому полi у 1,83 рази вища за концентрацш цинку у першому полг
Знизити вмют важких металiв (якщо !х конце-нтрацiя перевищее гранично допусташ концентра-цi!) у грунтах е досить складною проблемою. Для !! вирiшения необх1дно пiдходити комплексно. По-перше необхвдно врахувати елементи-антагонiсти важких металiв, при внесеннi яких грунт ввд даного виду важкого металу буде очищатись шляхом замь щення. Цей споаб е ефективним, але надто дорогим, тому що необхвдно вносити дорогi хiмiчнi ре-човини у великий кiлькостi [11].
Тому б№ш перспективним способом е не ви-лучення важких металiв, а переведення у малору-хомi та малоактивнi сполуки. Цього можна досягти шляхом пiдвищения емностi вбирного комплексу грунту внесенням певних добрив, переважно орга-нiчних, сидератiв, послiду та мжродобрив.
В умовах iнтенсивного антропогенного впливу спостерiгаеться високий рiвень надходження важких металiв у агроекосистеми в окремих випадках понад допусташ рiвнi. Це призводить до зниження якостi продукцi! рослинництва, робить Г! небезпеч-ною для населения [10].
Антропогенний вплив на забруднених грунтах важкими металами останнiми роками вивчаеться багатьма ученими, тому що питання виробництва як1сно! екологiчноí продукцi! для харчування лю-дини мае важливе значения у сучасних екологiчних умовах.
Для зниження штенсивносп забруднения гру-нпв важкими металами розроблено ряд заходiв, зо-крема, i застосувания мшродобрив та iнших, за-мiсть мшеральних добрив, як1 е потужиим джере-лом важких металiв.
Нами виявлено вплив внесення мiкродобрив з метою зниження концентраци свинцю, кадмш, цинку та мвд.
Мiкродобрива - це добрива, як мають у своему складi мiкроелементи, так1 як бор, марганець, за-лiзо,цинк, мвдь та iншi. Мiкроелементи необхiднi для нормально! життедiяльностi рослин, викорис-товуються у мжрокшькостях i не можуть бути замi-ненi iншими речовинами. Нестача !х у грунтi не призводить до загибелi рослин, але е причиною зменшення швидкостi й узгодженосп протiкання бiохiмiчних реакцiй [4].
Значения мшродобрив для медоносних культур:
- використания мiкродобрив забезпечуе висок1 прибавки врожаю та значно полшшуе як1сть сiльсь-когосподарсько! продукци;
- внесения мiкродобрив рiзко активуе розвиток i роботу коренево! системи, збшьшуючи доступ-нiсть сполук фосфору у грунтц
- мiкродобрива ютотно впливають на ефектив-нiсть надходжения основних елементiв живления (азот, фосфор, калш) у рослини. Надходжения азоту значно збшьшуеться за наявностi залiза, мар-ганцю i цинку, а надходжения фосфору - кальцш i мiдi;
- мiкродобрива потрiбнi для повноцшного росту i розвитку рослин оскшьки оптимiзують мiне-ральне живлення рослин;
- мжродобрива вiдiграють важливу роль у щд-вищеннi стiйкостi рослин до грибкових збудникiв, бактерiальних i вiрусних захворювань.
Найбiльш виправданим з економiчноí точки зору е внесения мшроелемеипв пiд час позакорене-вого тдживления через листя, яке гараитуе майже 100 % !х засвоения. Мшроелементи за листкового внесения в 10 разiв ефективнiшi, нiж за внесения !х у грунт, де вони можуть зв'язуватись у недоступш сполуки [8].
Для забезпечения найбiльшоí ефективносп по-закореневого пiдживления, його слад поводити в критичш фази розвитку, яш характернi для кожио! культури.
«c©yl©qyaym-j©yrmal» mm а agricultural sciences
45
Кpiм того, пpи зaстосyвaннi мiкpодобpив для позaкоpеневого пiдживлення спостеpiгaлось значне зниження piвня ypaження pослин xвоpобaми.
Отже, зaстосyвaння мiкpодобpив y сyчaсниx системax yдобpення e основним шляxом виpiшення пpоблеми дефiцитy мiкpоелементiв та зaбезпечye нaйкpaщy вlддaчy в1д вкладент мaтеpiaльниx pе-сypсiв.
Нaйцiннiше оpгaнiчне добpиво y сaдiвникiв -кypячий посл1д. Зм1ст в ньому коpисниx pечовин не зpiвняeться з гноeм або пеpегноeм. На в1дм1ну в1д iншиx вид1в добpивa, посл1д б1льш ефективне i еко-лог1чно чисте тдживлення. Кypячий посл1д добpе зaсвоюeться pослинaми. Вносити його можна ^ак-тично п1д вс1 кyльтypи [5].
Вмщеш в кypячомy посл1д1 pечовини ^акти-чно не вимиваються з rpyrny, пpискоpюють дозpi-вання плод1в i п1двищують вpожaйнiсть. Коpеневa система pослин добpе вбиpae вс1 необидт поживн1 pечовини. Основн1 коpиснi pечовини, що вxодять до складу кypячого посл1ду: азот, кал1й, фосфоp, за-л1зо, магн1й, кальц1й.
Кypячий посл1д aктивiзye циpкyляцlю води в rpyrni, допомaгae pослинaм пеpеносити посyxy. Ро-слини, як1 п1дгодовують кypячим посл1дом, менше сxильнi до гpибковиx i бaктеpiaльниx зaxвоpювaнь. Кpiм цього, кypячий посл1д покpaщye склад гpyнтy, зaбезпечye xapчyвaння пpaктично для всix овоче-виx i плодово-ягiдниx кyльтyp. Вносять добpиво за-звичай один paз в 2-3 pоки.
Посл1д сл1д обов'язково закладати в гpyнт. За-стосовують посл1д в piдкомy вигляд1: на 10 лiтpiв води знадобиться 1,5 кг добpивa. Залишити ^иго-товане добpиво на калька дн1в для бpодiння. Пеpед застосуванням сл1д обов'язково pозводити водою. Концентpaцiя pозчинy i ноpмa поливу для кожно1' pослини буде вiдpiзнятися. Зазвичай на ква^аший метp потpiбно 2-3 кг добpивa [3].
Пpи полив1 сл1д уважно стежити, щоб ^m^TO-ваний pозчин не потpaпив на листя pослини, так як це може ^извести до оп1ку. П1сля пpоцедypи вс1 гpядки, як1 yдобpювaли посл1дом, потpiбно pясно полити водою. Це зменшить концентpaцiю добpивa i очистить листя в1д можливого попадання pозчинy. Сл1д знати, що вносити пташиний посл1д на д1лянку потpiбно piвномipно. Неxтyвaння цим пpaвилом може ^ивес™ до загибел1 pослини.
Гн1й - найбшьш пошиpене оpгaнiчне добpиво. Викоpистовyвaти св1жим його не бажано - ^аще потpимaти в куп1, щоб солома та шш1 pослиннi pе-штки нaпiвpозклaлись (стали бypо-коpичневого ко-льоpy i легко ламались). На важкт за меxaнiчним складом rpyffrax його внес1ть по 30-35 кг на 10 м2 , на легкм - 4G-60. Якщо гною достатньо, його но-pмy можна збшьшити в 2-З paзи. Свинячий гнш обов'язково тpебa компостувати не менше pокy.
Пеpегнiй - гнш, що добpе pозклaвся п1сля одно чи двоpiчного компостування. Нaйкpaщий пеpегнiй - сипець. Його сл1д вносити нaсaмпеpед 39 у теп-лиц1 i пapники, пpи виpощyвaннi овоч1в i кв1т1в у кiмнaтax, для тдживлення суниць, бaгaтоpiчниx овочевиx pослин.
Тоpф - випpобyвaне, дуже пошлете добpиво в paйонax, де в болота i велика заплави prn. Готувати його потpiбно заздалег1дь, компостуючи з фекал1-ями, гноeм, поливаючи гно1'вкою та бовтанкою з пташиного посл1ду. Для зменшення кислотност1 на 100 кг тоpфy додайте 2-3 кг вапна або 3-4 кг попелу. Для шдвищення поживност1 в тоpф п1дм1шайте до 2 % в1д його маси фосфоpитного боpошнa або 1нш1 фосфоpнi добpивa i таку ж к1льк1сть кaлiйниx. П1сля тако1' п1дготовки тоpф можна вносити тд пеpекопy-вання гpaнтy восени, для тдживлення i мульчу-вання [2].
Сидеpaти (зелен1 добpивa) - pослини, як1 тим-часово в^ощують на вiльниx дiлянкax rpyнтy з метою полшшення стpyктypи rpyrny, збагачення його азотом та пpигнiчення pостy бyp'янiв. Зазвичай, си-деpaти виpощyються в окpемий пеpiод часу, а пот1м пpооpюються та зм1шуються з rpyнтом у недозpi-лому вид1, або незaбapом п1сля цвтння асоц1ю-ються з оpгaнiчним сшьським господapством i вва-жаються необxiдними для систем з однол1тн1ми ку-льтypaми, як1 xочyть зpобити стшкими. Тpaдицiйно пpaктикy викоpистaння сидеpaтiв можна в1днести до циклу пapyвaння земл1 в с1возм1н1, який викоpи-стовyeться для в1дпочинку земл1.
Сидеpaтaми можуть бути бобов1, так1 як соя, лагута, однол1тня конюшина, гоpошок, а також не бобов1, так1 як ^осо, соpго, гpечкa. Бобов1 сиде-paти часто вживаються завдяки ïx азотоф1ксуючим зд1бностям, в той час як небобов1 вживаються пеpе-важно для пpидyшення бyp'янy та збшьшення бю-маси в rpyнтi. Сидеpaти зазвичай виконують дек1-лька функцш, як1 м1стять в соб1 по^ащен^ rpyнтy та його зaxист:
- бобов1 сидеpaти, так1 як конюшина та гоpо-шок м1стять азотоф1ксуюч1 бaктеpiï в коpеневиx бу-льбax, як1 пеpетвоpюють aтмосфеpний азот на фо-pмy, пpидaтнy для вживання pослинaми; 40 - сиде-para зб1льшують в1дсоток оpгaнiчниx pечовин (бюмаси) у rpyнтi, таким чином по^а^ючи за^и-мування води, aеpaцiю та шш1 xapaктеpистики rpy-нту;
- коpеневi системи деякиx вид1в сидеpaтiв пpо-pостaють глибоко у rpyrn та витягують нaгоpy ко-p^rn pечовини, недоступн1 для pослин з м1лкою ко-pеневою системою;
- деяк1 сидеpaти п1д час цвтння надають коpм для зaпильниx комax [б].
Коефiцieнт зниження 1нтенсивност1 зaбpyд-нення гpyнтiв важкими металами за aгpоxiмiчниx зaxодiв наведений в таблиц1 2.
46
AGRICULTURAL SCIENCES / «еЮЦШШШМ-ЛШШаИ» #10(97), 2021
Таблиця 2
Ефективнiсть зниження концентраци важких металiв у rpyHTi сiльськогосподарських уг1дь за ви-_користання агрохiмiчних заходiв, |);niit_
Заходи Коефiцieнт зниження забрудне! за використання аг шя груш!в важкими металами ротехшчних заходiв
Pb Cd Zn Cu
Використання оргашчних добрив 0,9 0,4 0,7 0,7
Використання мшродобрив 2,3 2,1 0,7 0,8
Використання послщу 3,2 2,7 0,8 0,7
Використання сидерапв 3,1 2,3 2,9 1,8
Так, найвищi показники коефiцieнта зниження штенсивносп забруднення у грунтi виявлено за свинцем та кадмieм при використанш послiду, цинку i мiдi при використаннi сидератiв.
Внесення послвду у грунт знижувало коефщь ент iнтенсивностi забруднення свинцем на 2,3, 6i-льше порiвняно з оргашчними добривами на 0,9 по-рiвняно з мiкродобривами.
Найбiльший вплив на зниження кадмш у гру-нтi було за використання послвду, порiвняно з орга-нiчними добривами , мшродобривами i сидератами, даний коефiцieнт був вищим на 2,3, 0,6 та 0,4 ввдпо-вщно.
Внесення у грунт органiчних i мiкродобрив та последу мало майже однаковi показники по зни-женню iнтенсивностi забруднення цинком (0,7-0,8) i порiвняно з ним використовувався сидерат зни-зило вмiст цинку найкраще - на 2,1-2,2.
Аналогiчно впливало внесення цих добрив i на зниження мщ у грунтi. Внесення сидерапв знижу-вав вмiст мщ на 1,0 - 1,1 порiвняно з iншими добривами [6].
Список лггератури:
1. Бондарева О. Б., Коноваленко Л. I., Мшгула О. М. Шгращя та накопичення свинцю i кадмiю у грунп i рослинах пiд впливом добрив. Агроеколоп-чний журнал. Ки!в. 2012. №3. С. 20-23.
2. Гришко В.М., Сищиков Д.В., Пiскова О.М., Данильчук О.В., Машталер Н.В. Важк метали: на-дходження в грунти, транслокацiя у рослинах та еколопчна безпека. Донецьк: Донбас, 2012. С. 304.
3. Дегодюк Е.Г., Сайко В.Ф., Коршйчук М.С. та ш. Вирощування екологiчно чисто! продукцii ро-слинництва. Ки!в. Урожай, 2012. С. 320.
4. Дмитрук Ю.М. Еколого-геохiмiчний аналiз грунтового покриву агроекосистем.Чернiвцi. Рута. 2006. С. 328.
5. Сгорова Т. М. Еколого-геохiмiчнi процеси мпрацп цинку в агроландшафтах Укра!ни. Агрое-кологiчний журнал. Ки!в. 2014. №3. С. 14-22.
6. Кошкалда I.B. Ефективнiсть використання сiльськогосподарських земель у контексп сучас-ного господарювання. Агро1нКом. 2011. № 10. С. 38-43.
7. Кузьменко С. I., Кузьменко А. С. Оцшка фь тотоксичносл важких металiв в умовах моно- i полi елементного забруднення грунту. Агроеколопчний журнал. Ки!в. 2013. №1. С. 33-35.
8. Мислива Т. М. Свинець i кадмш у грунтах агроландшафпв Житомирського Полiсся. Вюник Сумського нацiонального аграрного унiверситету. Вип. 3 (25). 2013. С. 43-50.
9. Панас Р. М. Грунтознавство : навч. поаб. Львiв : Новий Свгг, 2014. С. 372.
10. Симканич О. I., Сухарев С.М. Розподш важких металiв по профiлю грунтiв нацiонального природного парку «зачарований край». Екологiчна безпека та збалансоване ресурсокористування. 1вано-Франшвськ. 2013. № 1 (7). С. 53-59.
11. Шевчук В.Д., Мудрак Г.В. Оцшка шгенси-вностi забруднення важкими металами грунтiв за-дiяних пiд вирощування овочевих культур. Scientific Collection «InterConf», (44): with the Proceedings of the 8 th International Scientific and Practical Conference «Scientific Research in XXI Century» (March 6-8, 2021). Ottawa, Canada: Methuen Publishing House, 2021. 676-682 p.
12. Шувар I. Про родючють грунту треба дбати постшно. Аагробiзнес сьогодш. 2011. № 20. С. 3434.