CC BY
23
УДК 631.416.9(571.52)
МИКРОЭЛЕМЕНТЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВАХ ПАШНИ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА
А.Н. Белек, В.М. Соловьева, Д.С. Ондар
Государственная станция агрохимической службы «Тувинская», e-mail: [email protected]
Представлена агроэкологическая оценка содержания подвижных форм микроэлементов (Zn, Cu, Co, Mn, B) и тяжелых металлов (Cd, Pb, Ni) в пахотных почвах 13 районов республики Тыва. Работа выполнена на основании материалов сплошного агрохимического обследования и локального агроэкологического мониторинга по трем турам на различных типах почв, включая репер-ные участки степной и лесостепной зон. За 15-летний период изучения динамики микроэлементов в пахотных почвах по районам республики отмечается снижение загрязнения почвенного покрова, в связи с резким сокращением внесения органических, минеральных удобрений и деятельности промышленных предприятий в регионе.
Результаты агроэкологического мониторинга показали, что содержание в пахотном слое ре-перных участков марганца - высокое, меди, кобальта, цинка - среднее, ТМ не превышает ПДК.
Ключевые слова: микроэлементы, тяжелые металлы, почва, реперные участки, Республика Тыва.
MICROELEMENTS AND HEAVY METALS IN THE PLOUGH LAND SOILS OF TUVA
A.N. Belek, V.M. Solovieva, D.S. Ondar
State Station of Agrochemical Service «Tuvinskaya», e-mail: [email protected]
The point of the research is agro-ecological estimation of containing of extractable microelements forms (Zn, Cu, Co, Mn, B) and heavy metals (Cd, Pb, Ni) in the plough land soils of 13 districts of Tuva Republic. The work is done on the base of total agrochemical survey and three tours of local agro-ecological monitoring.
The containing of microelements and heavy metals in different kinds of soils was weighed, including the reference sector of steppe andforest-steppe zones.
Keywords: microelements, heavy metals, extractable forms, (PEL) permissible exposure limit, reference sectors.
Из большого числа разнообразных химических веществ, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников, особое место занимают микроэлементы и тяжелые металлы (ТМ). При их ничтожном количестве в организме они играют ведущую роль в обмене веществ, росте и развитии [14]. Избыточное или недостаточное содержание того или иного микроэлемента приводит к нарушению сбалансированного поступления в растения других элементов питания, понижает или повышает их усвояемость из-за нарушения соотношения в среде [5-9]. С практической точки зрения наибольший интерес представляют подвижные формы микроэлементов, как наиболее доступные для организмов. Почва служит основным источником микроэлементов в пищевых цепях. Поэтому изучение содержания и поведения микроэлементов, и в частности тяжелых металлов в почвах важное и актуальное направление современной почвенной науки.
Цель работы - изучить содержание и динамику подвижных форм микроэлементов (2п, Си, Со, Мп, В) и тяжелых металлов (Сё, РЬ, N1) в пахотных почвах по турам сплошного агрохимического обследования и локального агроэкологического мониторинга.
Объект исследований - почвы пашни 13 административных районов, 7 реперных участков, занятые зерновыми культурами и овощами, на загрязненных полях.
Содержание подвижных форм микроэлементов и тяжелых металлов определяли атомно-абсорбцион-ным методом по Крупской и Александровой: марганец - ГОСТ 50685-94; цинк - ГОСТ Р 50686-94; медь и кобальт - ГОСТ 50683-94; ТМ - МУ ЦИНАО; бор - по методу Бергера и Троуга (ГОСТ 50688-94).
По данным сплошного агрохимического обследования содержание микроэлементов в почвах низкое и недостаточное для интенсивного роста и развития сельскохозяйственных культур. Вся площадь пашни (135 тыс. га) имеет низкое содержание бора, площадь пашни с низким содержанием кобальта составляет 97%, цинка - 96%, меди - 94%. Лучше обеспечены почвы марганцем: 46% низко обеспечены, 42% - средне и 12% - высоко (табл. 1).
Средневзвешенное содержание микроэлементов в почве по районам низкое: бора - 0,69 мг/кг, кобальта - 0,08 мг/кг, меди - 0,11 мг/кг, цинка - 0,93 мг/кг, содержание марганца среднее - 11,8 мг/кг. Высокое (25,1-25,2 мг/кг) содержание марганца в
1. Средневзвешенное содержание подвижных форм микроэлементов и ТМ
в почвах пашни Республики Тыва (2009-2015 гг.)
Средневзвешенное содержание подвижных форм микроэлементов, тяжелых металлов,
значение величины рНн2о в почвах пашни административных районов
Район Площадь, Подвижные формы химических элементов, мг/кг рНн20
га В Мп Си Со гп са РЬ N1
1. Бай-Тайгинский 7754 0,93 17,8 0,13 0,09 0,8 0,043 1,43 0,63 7,3
2. Барун-Хемчикский 6740 0,66 25,2 0,17 0,08 1,39 0,017 0,99 0,84 7,5
3. Сут-Хольский 5961 0,56 4,8 0,16 0,14 0,9 0,048 0,95 0,94 7,5
4. Дзун-Хемчикский 16224 0,51 7,7 0,06 0,05 0,57 0,045 0,86 0,53 7,3
5. Чаа-Хольский 2855 1,23 25,1 0,13 0,07 0,85 0,057 1,37 1,03 7,9
6. Улуг-Хемский 15200 1,06 14,7 0,12 0,08 0,63 0,040 0,80 0,46 7,8
7. Чеди-хольский 1373 0,75 16,9 0,09 0,07 0,71 0,059 0,81 0,56 7,6
8. Тандынский 24550 0,49 11,9 0,10 0,07 0,91 0,026 1,19 0,59 7,3
9. Пий-Хемский 6910 0,8 10,7 0,11 0,06 0,66 0,038 0,92 0,52 7,6
10. Каа-Хемский 24447 0,61 9,0 0,15 0,09 1,69 0,034 1,72 1,01 7,7
11. Тес-Хемский 9191 0,9 6,6 0,11 0,11 1,16 0,037 1,08 0,95 7,5
12. Эрзинский 1918 0,58 8,6 0,07 0,06 0,84 0,029 0,99 0,67 7,4
13. Кызылский 12150 0,59 12,2 0,09 0,06 0,67 0,044 0,79 0,82 7,5
По Республике 135273 0,69 11,8 0,11 0,08 0,93 0,037 1,14 0,73 7,5
2. Средневзвешенное содержание подвижных форм микроэлементов, тяжелых металлов,
значение величины рНн2о в почвах пашни реперных участков
Район № реперного участка Подвижные формы химических элементов, мг/кг рНн20
В Мп Си Со гп са РЬ N1
Кызылский 1 0,55 22,9 0,28 0,18 2,30 0,046 2,90 0,46 7,0
Пий-Хемский 3 1,60 21,0 0,26 0,16 0,88 0,046 2,35 0,51 7,0
Чеди-Хольский 6 1,82 29,8 0,12 0,12 3,80 0,241 2,50 1,87 7,4
Барун-Хемчикский 9 0,75 21,5 0,29 0,25 1,55 0,099 1,73 0,64 7,2
Тандинский 16 0,60 18,2 0,28 0,21 1,64 0,112 2,74 0,78 7,7
Каа-Хемский 20 0,65 30,9 0,38 0,36 6,93 0,240 3,90 2,50 8,0
По Республике 1,00 24,1 0,27 0,21 2,85 0,131 2,69 1,13 7,4
почвах пашни отмечается в Барун-Хемчикском и Чаа-Хольском районах на каштановых почвах.
Результаты третьего тура агроэкологического обследования (2008-2013 гг.) показали, что содержание меди, кобальта, цинка за 10 лет снизились в 1,3 раза, по четвертому туру также наблюдается тенденция к их уменьшению.
Содержание подвижных форм ТМ на всех типах и подтипах почв разного состава и разным содержанием гумуса, не превышает его предельно-допустимых концентраций. Содержание свинца по трем турам обследования остается стабильным 1,18 мг/кг. По сравнению с первым туром увеличивается содержание кадмия и никеля. В связи с выбросами газов от автотранспорта и угольных разрезов, сжигаемого угля в зимний период частным сектором, отопительный период длится в регионе девять месяцев, очистительных сооружений нет, промышленных предприятий в Туве мало. По районам Республики содержание ТМ варьирует: по кадмию 0,017-0,059 мг/кг, свинцу 0,79-1,72 мг/кг, никелю 0,017-0,059 мг/кг. Наибольшее количество кадмия (0,059 мг/кг) отмечается в Чеди-Хольском районе, где источником загрязнения служит бывший горно-обогатительный комбинат «Тувакобальт»; свинца и никеля - в Каа-
Хемском районе, характеризующимся гористым рельефом, сосредоточены рудные залежи.
По данным локального мониторинга содержание микроэлементов в почвах реперных участков выше по сравнению с результатами сплошного агрохимического обследования: марганца - высокое (24,1 мг/кг), меди (0,27 мг/кг), кобальта (0,21 мг/кг), цинка (2,85 мг/кг) - среднее. Содержание подвижных форм ТМ в почвах реперных участков находится в пределах ПДК.
По типам почв менее обеспечены микроэлементами светло-каштановые почвы, наиболее обеспечены каштановые и аллювиальные почвы региона, что обусловлено химическим составом материнских пород. Содержание подвижных форм ТМ в аллювиальных и каштановых почвах выше, чем в черноземах южных и темно-каштановых почвах, в связи с их легким механическим составом. Из ТМ большей подвижностью обладает свинец, кадмий, менее подвижен никель.
Таким образом, по результатам агрохимического обследования установлено, что по содержанию в пахотном слое подвижных форм микроэлементов почвы Республики относится к категории низкообеспеченных. Для устранения дефици-
та микроэлементов целесообразно применять минеральные удобрения, содержащие микроэлементыы которы>1е рекомендуем использовать для обработки семян и внекорневы,1х подкормок растений. Один из основны,1х источников поступления мик-
роэлементов в почву и растения - органические удобрения. Содержание подвижны,1х форм ТМ на всех типах и подтипах почв не превы,шает его предельно-допустимы,1х концентраций.
ПАМЯТИ УЧЕНОГО
1 сентября 2016 г. после продолжительной болезни на 86 году жизни не стало Василия Григорьевича Минеева - академика РАН, профессора, доктора сельскохозяйственных наук, заведующего кафедрой агрохимии и биохимии растений факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова, Заслуженного деятеля науки, лауреата Государственной Премии Российской Федерации в области науки и техники, члена редколлегии журнала «Агрохимический вестник» и других научных изданий.
Видный ученый-агрохимик В.Г. Минеев в 1954 г. окончил Азово-Черноморский СХИ. С 1972 по 1985 г. работал во ВНИИ удобрений имени Д.Н. Прянишникова заместителем, а затем директором института, одновременно (с 1979 г.) возглавляя кафедру агрохимии в МГУ имени М.В. Ломоносова.
В 1990 г. В.Г. Минеев создал Международную ассоциацию «Агроэколас», которая в настоящее время преобразована в Содружество ученых агрохимиков и агроэкологов стран СНГ «Аг-рохимэкосодружество». Его энтузиазм и талан организатора -пример для последующих руководителей этой организации, которая своим решением установила отмечать ежегодно «День агрохимика» 10 июня.
В.Г. Минеевым опубликовано более 400 научных работ, ряд которых издан за рубежом. Многочисленные ученики Василия Григорьевича работают во всех регионах России и республиках бывшего СССР. Память об учителе они навсегда сохранят в своих сердцах.
Коллектив редакции и редколлегия журнала «Агрохимический вестник» выражают глубокие соболезнования семье В.Г. Минеева и агрохимической науке.
Литература
1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. - Л.: Агропромиздат, 1987. - 142 с.
2. Ягодин Б.А., Кидин В.В., Цвирко Э.Л. и др. Тяжелые металлы в системе почва - растение // Химия в сельском хозяйстве, 1996, № 5. - С. 43-45.
3. Ягодин Б.А. Тяжелые металлы и здоровье человека // Химия в сельском хозяйстве, 1995, № 4. - С. 18-20.
4. Овчаренко М.М., Шильников И.А., Вендило Г.Г., Черных H.A., Аканова Н.И., Графская Г.А., Сопильняк Т.Н., Аристархов А.Н., Кузнецов A.B., Никифорова М.В. Тяжелые металлы в системе почва - растение - удобрение. - М.: Пролетарский светоч, 1997. - 290 с.
5. Даутов Р.К., Минибаев В.Г., Каллимулина С.Н. Микроэлементы в почвах Чувашской АССР и рациональное использование микроудобрений. - Чебоксары: Чувашское книжное изд-во, 1979. - 62 с.
6. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. - М.: Изд-во МСХ, 2000. - 473 с.
7. Лукин С.В. Микроэлементы в почвах ЦЧО // Земледелие, 2015, № 6. - С. 26-28.
8. Черных H.A., Овчаренко М.М. Тяжелые металлы и радионуклиды в биогеоценозах. - М.: Агроконсалт, 2002. - 198 с.
9. Просянников В.И. Оценка аккумуляции биогенных и токсичных микроэлементов в почвах пашни Кемеровской области // Агрохимический вестник, 2014, № 2. - С. 8-10.
10. Середа Н.А., Баязитова Р.И., Нафикова М.В., Баязитова Л.Р. Содержание и баланс микроэлементов в почвах Республики Башкортостан // Агрохимический вестник, 2014, № 1. - С. 15-17.
11. Носин В.М. Почвы Тувы. - М.: Изд-во Академии наук СССР, 1963. - 341 с.
