CC BY
64
УДК 631.416.9
КОБАЛЬТ В ЧЕРНОЗЁМАХ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
Р.М. ХИЖНЯК, зав. лабораторией ФГБУ ЦАС «Белгородский» E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили с целью определения обеспеченности пахотных почв Белгородской области подвижными формами кобальта. В работе использованы материалы сплошного агрохимического обследования пахотных почв, проведенного в 2010-2012 гг. в 17 районах Белгородской области на площади более 835 тыс. га. Концентрацию подвижного кобальта - определяли по ГОСТ Р 50683-94 (с использованием ацетатно-аммонийного буферного раствора с рН 4,8). Среднее валовое содержание кобальта в пахотном слое чернозёма выщелоченного в западной части Белгородской области (Ивнянский район) составляет 6 мг/ кг, в чернозёме обыкновенном (Ровеньский район) - 10 мг/кг. В целом 92,7 % пахотных почв относятся к категории низкообеспеченных подвижными формами кобальта (менее 0,15 мг/кг), 7,2 % - к среднеобеспеченным (0,16. ..0,30 мг/кг) и только 0,1 % - к высокообеспеченным (более 0,30 мг/кг). Средневзвешенное количество подвижных форм изучаемого элемента в почвах обследованных районов составляет 0,1 мг/ кг. Наиболее низкая величина этого показателя характерна для Борисовского района, где 100 % пашни относится к категории низкообеспеченных почв. Более высоким содержанием подвижных форм кобальта характеризуются почвы Алексеевского и Губкинского районов, где соответственно 26 и 21,3 % пашни соответствуют категории среднеобеспеченных. За годы наблюдений на территории области не выявлено пахотных почв с превышением ПДКподвижного кобальта. Четкихзакономер-ностей в его распределении по почвенному профилю, как и взаимосвязи между величиной этого показателя и рНсол не установлено. В чернозёме выщелоченном его содержание по глубине существенно не изменяется, а в чернозёме обыкновенном - достоверно возрастает.
Ключевые слова: кларк, кобальт, микроэлементы, подвижные формы кобальта, тяжёлые металлы, чернозём.
На современном этапе один из факторов, снижающих продуктивность земледелия, - слабая обеспеченность пахотных почв микроэлементами [1]. К их числу относится и кобальт (Со), недостаток которого вызывает серьезные нарушения метаболизма. Кобальт входит в состав витамина В12, участвующего в процессах образования гемоглобина, белков, нуклеиновых кислот. Постоянный дефицит кобальта в кормах приводит к развитию эндемического заболевания - акобальтоза, для которого характерно разрушение волосяного покрова (сухотка или «лизуха») и нарушение функции печени, одновременно развивается анемия, приводящая к малокровию.
В растительных организмах кобальт участвует в процессах фотосинтеза, активирования ферментов белкового обмена - аргиназы, лецитиназы, аминопептида-зы. Он положительно влияет на устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды. Кроме того, этот минеральный элемент необходим для бобовых культур и играет важную роль в процессе фиксации атмос-
ферного азота. Под действием кобальта возрастает содержание сахара в корнеплодах сахарной свеклы, крахмала - в клубнях картофеля, аскорбиновой кислоты и белка - в зерне кукурузы.
Поскольку атомная масса кобальта составляет 58,9 а. е. м. его относят к тяжёлым металлам (2-го класса опасности) и в избыточных концентрациях он токсичен для живых организмов.
В земной коре валовое содержание кобальта составляет 2-10-3 %, а средняя его концентрация в почве [3] - 8 мг/кг. В пахотных почвах ЦЧО валовое содержание кобальта изменяется в пределах 8...16 мг/кг, причем меньшая величина этого показателя характерна для серых лесных почв, а самая высокая - для обыкновенных чернозёмов [4]. Как правило, чем тяжёлее гранулометрический состав почвы, тем больше в них кобальта. Среднее валовое содержание этого элемента в пахотных почвах Белгородской области составляет 7,8 мг/кг, в целинном чернозёме типичном - 8,3 мг/ кг [5, 6]. Для валового содержания кобальта в почвах предельно допустимая концентрация (ПДК) не установлена, для подвижных форм она составляет 5 мг/кг.
Цель нашей работы - определить обеспеченность пахотных почв Белгородской области подвижными формами кобальта.
Условия, материалы и методы. Территория Белгородской области включает лесостепную (около 75 % площади) и степную почвенные зоны. Площадь пашни составляет 1651 тыс. га, в ее структуре преобладают типичные чернозёмы (44,8 %), выщелоченные чернозёмы (25,7 %) и серые лесные почвы (6,2 %), распространенные в основном в лесостепной зоне. Чернозёмы обыкновенные и остаточно-карбонатные занимают 14,1 % пашни, преимущественно в степной зоне. Доля чернозёмов солонцеватых составляет 3,6 % площади пашни [2].
В статье использованы материалы сплошного агрохимического обследования пахотных почв, проведенного в 2010-2012 гг. Одну объединенную почвенную пробу (состоящую из 20.40 точечных) отбирали из пахотного (0.25 см) слоя почвы с площади 20 га.
Таблица 1. Распределение пахотных почв Белгородской области по обеспеченности подвижными формами кобальта, % от обследованной пашни
Группировка почв по содержанию подвижно- Средне-
го кобальта, мг/кг почвы взвешен-
Район низкое среднее высокое ное со-
(менее 0,15) (0,15.. .0,3) (более 0,3) держание,
га I % га I % га % мг/кг
Алексеевский 61643 74,0 21678 26,0 20 0,0 0,13
Борисовский 28140 100,0 - - - - 0,1
Валуйский 27838 98,5 417 1,5 - - 0,07
Вейделевский 71585 95,5 3271 4,4 72 0,1 0,11
Волоконовский 66425 93,1 4757 6,7 183 0,3 0,1
Грайворонский 35423 95,4 1711 4,6 - - 0,1
Губкинский 62360 78,6 16908 21,3 75 0,1 0,13
Ивнянский 41822 98,7 450 1,1 89 0,2 0,1
Красненский 31371 87,1 4451 12,4 171 0,5 0,1
Красногвардейский 53157 98,7 725 1,3 - - 0,1
Краснояружский 23515 92,6 1866 7,4 1 0,0 0,1
Новооскольский 41440 92,1 3571 7,9 - - 0,11
Прохоровский 60774 98,4 999 1,6 - - 0,09
Ракитянский 50868 96,0 2097 4,0 26 0,0 0,11
Ровеньский 56981 97,2 1599 2,7 40 0,1 0,1
Старооскольский 43038 98,7 180 0,4 374 0,9 0,1
Шебекинский 79344 99,6 348 0,4 - - 0,09
Всего 835724 92,7 65028 7,2 1051 0,1 0,1
Таблица 2. Содержание подвижного кобальта в профиле пахотных черно зёмов Белгородской области в 2012 г., мг/кг
Глубина отбора, см
Чернозём выщелоченый
x ± t05s-
05 x
lim
V,%
Чернозем обыкновенный
x ± t05s-
05 х
lim
V%%
0...20 20...40 40...60 60...80 80...100
0,09±0,01 0,08±0,01 0,08±0,01 0,08±0,01 0,07±0,01
0,07...0,10 0,07...0,10 0,07...0,10 0,05...0,10 0,05...0,09
7,8 8,8 9,6 15,3 12,8
0,10±0,01 0,11±0,02 0,15±0,05 0,19±0,03 0,21±0,02
0,09...0,12 0,09...0,17 0,08...0,22 0,11...0,22 0,19...0,24
9,2 22,6 32,6 17,9 7,1
Все аналитические исследования выполнены в аккредитованной лаборатории ФГБУ «ЦАС «Белгородский» в соответствие с «Методическими указаниями по определению ТМ в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства» (МСХ, ЦИНАО, 1992), концентрацию подвижного кобальта определяли по ГОСТ Р 50683-94 (с использованием ацетатно-аммонийного буферного раствора с рН 4,8).
Результаты и обсуждение. Среднее валовое содержание кобальта в пахотном слое чернозёма выщелоченного в западной части Белгородской области (Ивнянский район) составляет 6 мг/кг, а в чернозёме обыкновенном в восточной (Ровеньской район) - 10 мг/кг. Причина такого различия в более тяжёлом гранулометрическом составе чернозёмов обыкновенных.
В 2010-2012 гг. в Белгородской области впервые началось сплошное обследование пахотных почв на содержание подвижных форм кобальта. На сегодня оно проведено в 17 районах на площади более 835 тыс. га. В результате установлено, что 92,7 % пахотных почв относятся к категории низкообеспеченных по содержанию подвижных форм кобальта (менее 0,15 мг/кг), 7,2 % - к среднеобеспеченным (0,16...0,30 мг/кг) и только 0,1 % - к высокообес-
печенным (более 0,30 мг/ кг). Средневзвешенное количество подвижных форм изучаемого элемента в почвах обследованных районов составляет 0,1 мг/кг. Наиболее низкая величина этого показателя характерна для Борисовского района, где 100 % пашни относится к категории низкообеспеченных почв. Более высоким содержанием подвижных форм кобальта характеризуются почвы Алексеевского и Губкинского районов, где соответственно 26 и 21,3 % пашни соответствуют категории среднеобеспеченных (табл. 1).
За годы наблюдений на территории области не выявлено пахотных почв с превышением ПДК подвижного кобальта. Никогда не фиксировалось фактов сверхнормативного загрязнения этим элементом кормов [7, 8].
Четкие закономерности в распределении подвижного кобальта по почвенному профилю, как и взаимосвязь между величиной этого показателя и рНсол не установлены. В чернозёме выщелоченном его содержание по глубине существенно не меняется, а в чернозёме обыкновенном - достоверно возрастает (табл. 2).
Выводы. Таким образом, среднее валовое содержание кобальта в условиях Белгородской области в чернозёме выщелоченном (6 мг/кг) значительно ниже, чем в чернозёме обыкновенном (10 мг/кг). Подавляющая часть пахотных почв региона (92,7 %) относится к категории низкообеспеченных по содержанию подвижных форм этого элемента, на которых целесообразно применять кобальтовые микроудобрения.
Литература.
1. Лукин С.В. Мониторинг содержания микроэлементов в пахотных почвах//Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2011. - №5. - С. 23-25.
2. Лукин С.В., Хижняк Р.М. Географические закономерности распределения микроэлементов в почвах Белгородской области //Достижения науки и техники АПК. - 2012. - №5. - С. 55-58.
3. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. - М.: изд-во АН СССР, 1957. - 238 с.
4. Протасова Н.А., Щербаков А.П. Микроэлементы (Сг, V, N1, Мп, Яп, Си, Со, Т1, Яг, Ga, Ве, Sr, Ва, В, I, Мо) в чернозёмах и серых лесных почвах Центрального Черноземья. - Воронеж: изд-во Воронежского государственного университета, 2003. -368 с.
5. Лукин С.В. Мониторинг содержания микроэлементов Яп, Си, Мо, Со, РЬ, Сб, Лэ, Нд в пахотных чернозёмах юго-запада Центрально-Чернозёмной зоны//Агрохимия. - 2012. - №11. - С. 52-59
6. Лукин С.В., Авраменко П.М. Микроэлементы в почвах Белгородской области // Земледелие. - 2008. - №7. - С. 21.
7. Пучков В.В., Лукин С.В. Обеспечение экологической безопасности в АПК Белгородской области //Достижения науки и техники АПК. -2006. - №5. - С. 26-28.
8. Лукин С.В., Авраменко П.М., Корнейко Н.И. Кобальт и молибден в почвах Белгородской области // Агрохимический вестник. - 2008. - №2. - С. 10-12.
COBALT IN THE BLACK EARTH OF BELGOROD REGION
R.M. Khizhnyak
Summary. The aim of the investigations was to determine the provision of arable soils in Belgorod region with the mobile forms of cobalt. Data of the total agrochemical survey of arable soils carried out in 2010-2012 were used in the work. The concentration of mobile cobalt was determined according to all-Union State Standard R 50683-94 (with the use of acetate-ammonium buffer solution, pH 4.8). The average total cobalt content in the plowing layer of the leached black earth in the western part of Belgorod region (Ivnya district) was 6 mg/kg, and in the typical black earth (Roven'ki district) it was 10 mg/kg. The results of total survey of arable soils carried out in 17 districts of Belgorod region over the area of more than 835 thousand ha indicate, that 92.7 % of arable soils are low-provided with the mobile forms of cobalt (less than 0.15 mg/kg), 7.2 % are middle-provided ones (0.16...0.30 mg/kg), and only 0.1 % are high-provided soils (more than 0.30 mg/kg). The weight-average content of the studied element in the soil of the inspected region is 0.1 mg/kg. The lowest value of this index is characteristic for Borisovka district, where 100 % of tilled field belong to the category of low-provided soils. The soils of Alekseevka and Gubkin districts are characterized by higher content of the mobile forms of cobalt, 26 and 21.3 % of tilled soils correspond to the category of middle-provided soils, respectively. In the years of observation in the territory of the region there were not found out tilled soils with exceeding MPC of mobile cobalt. Clear regularities in its distribution along the soil profile as correlation between this index and pHsalt were not determined. In leached black soil its content in the depth does not change significantly, while in typical black earth it grows significantly.
Key words: clark, cobalt, microelements, mobile forms of cobalt, heavy metals, black earth.
