CC BY
27
МОНИТОРИНГ СОДЕРЖАНИЯ МЫШЬЯКА В ПОЧВАХ ЯРОСЛАВСКОЙ ОБЛАСТИ
В.М. Соловьев
Станция агрохимической службы «Ярославская»
Одна из форм современной деградации почв - химическое загрязнение, основными источниками которого служат выбросы и отходы промышленных предприятий, сточные воды и осадки сточных вод предприятий и коммунального хозяйства, а также автомобильный и железнодорожный транспорт. К существенному загрязнению земель сельскохозяйственного назначения может привести безграмотное применение химических средств защиты растений, минеральных и органических удобрений, химических мелиорантов, а также отходов и стоков с животноводческих ферм.
Тяжелые металлы (ТМ) поступают в почву в составе газообразных выделений и дымов, в виде техногенной пыли, с дождевой водой, всевозможными отходами, с выхлопными газами транспорта и т.д. Они накапливаются в почве, особенно в верхних слоях, медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции.
Мышьяк по степени опасности химических элементов (ГОСТ 14.4.1-83) относится к 1 классу опасности. Содержание мышьяка в окружающей среде, в том числе и почвах, подлежит нормированию и систематическому контролю.
Валовое содержание мышьяка в почвах определяли согласно Методическим указаниям по определению мышьяка в почвах фотометрическим методом (ЦИНАО, 1993). Вода питьевая. Метод определения массовой концентрации мышьяка (ГОСТ 4152-89). Сырье и пищевые продукты. Метод определения мышьяка (ГОСТ 2693086).
ПДК по мышьяку для супесчаных почв составляет 2,0 мг/кг, для легкосуглинистых и среднесуглинистых почв с рН менее 5,0-5,5 мг/кг и для легкосуглинистых и среднесуглинистых почв с рН более 5,5 ПДК составляет 10,0 мг/кг. По средним значениям валового содержания мышьяка превышения ПДК нет, а если взять конкретные реперные участки (РУ), то здесь есть превышение, особенно на супесчаных почвах. Так, на РУ-2 (СПК «Север», Ярославский район) и на РУ-5 (СПК «Заря», Борисоглебский район) превышение отмечено в 2003 г. и в 2005-2006 гг., на РУ-5 в 2005 г. превышение ПДК было в
2,4 раза, а на РУ-2 в 2006 г. в 2,6 раза. На данных полях
необходимо возделывать только технические культуры и ежегодно контролировать продукцию. На легкосуглинистых и среднесуглинистых почвах с рН менее 5,5 превышение ПДК по мышьяку незначительно, не более 7 мг/кг при ПДК 5,0 мг/кг, хотя из-за почвы с рН 4,5 среднее значение мышьяка за 2007 г. возросло (табл. 1). Для легкосуглинистых и среднесуглинистых почв с рН более
5.5 превышения ПДК по мышьяку нет.
Если привести характеристику метрового слоя почвы РУ по содержанию мышьяка, возьмем РУ-20, горизонты и содержание мышьяка: 0-20 см - 4,0 мг/кг, 20-40 см -
3.5 мг/кг, 40-60 см - 4,9 мг/кг, 60-80 см - 7,6 мг/кг, 80100 см - 7,9 мг/кг, то содержание мышьяка во всех горизонтах, кроме 20-40 см выше, чем в пахотном, поэтому контроль содержания мышьяка необходим и в подпахотных горизонтах.
Следовательно, на супесчаных почвах и почвах с рН менее 5,5 легкосуглинистых и среднесуглинистых по гранулометрическому составу контроль содержания мышьяка необходим как в пахотном, так и подпахотных горизонтах.
На 01.01.2007 г. в области имелось более половины площадей пашни кислых с рН менее 5,5, это 53,8% или 359,2 тыс. га, а ежегодное известкование с 1996 г. не превышает 1610 га, за 2005-2006 гг. произвестковано всего по 500 га. По гранулометрическому составу преобладают почвы песчаные, супесчаные и легкосуглинистые.
На каждом реперном участке кроме отбора образцов почв весной и осенью проводят отбор растительной продукции и воды (снеговой, дождевой, поверхностной и грунтовой).
Образцы растений отбирают для определения качества и урожайности в период уборки методом пробных площадок. По многолетним травам минимальное содержание мышьяка составило 0,002 мг/кг, а максимальное - 0,048 мг/кг, по картофелю 0,02-0,06 мг/кг, по овсу в основной продукции 0,01-0,09 мг/кг, в побочной 0,010,08 мг/кг, по ячменю (зерно 0,01-0,02 мг/кг, солома 0,004-0,01 мг/кг), по озимой ржи (зерно 0,004-0,026 мг/кг, солома 0,01-0,02 мг/кг), по озимой пшенице (зерно 0,01-0,016 мг/кг, солома 0,0-0,01 мг/кг), по яровой пшенице (зерно 0,0-0,01, солома 0,01-0,03 мг/кг), по льну (семя 0,01-0,016 мг/кг, соломка 0,004-0,02 мг/кг), по однолетним травам 0,002-0,03 мг/кг.
Максимальное содержание мышьяка отмечено в овсе (зерно - 0,09 мг/кг, солома - 0,08 мг/кг), в картофеле (клубни - 0,06 мг/кг), в многолетних травах (зеленая масса - 0,048 мг/кг), при ПДК - 0,2 мг/кг. В снеговой и дождевой воде содержание мышьяка менее 0,01 мг/л, в грунтовой и поверхностной водах от менее 0,01 до 0,019-0,020 мг/л, ПДК для воды 0,05 мг/л.
Анализ поведения тяжелых металлов и мышьяка в снеге, воде, почве и растительной продукции показал, что не всегда высокое содержание мышьяка в почве приводит к высокому содержанию его в продукции. Это
Агрохимическая характеристика почв Ярославской области по содержанию валовых форм мышьяка
(среднее значение по реперным участкам, мг/кг)
Годы
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Супесчаные почвы
0,1 0,6 1,5 0,4 1,2 1,6 1,3 1,7 1,9 1,8
Легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы (рН < 5,5)
0,6 0,8 2,0 1,1 3,0 2,2 1,9 2,2 2,9 3,3
Легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы (рН > 5,5)
0,6 0,7 1,8 0,8 2,9 2,7 1,7 2,0 2,8 2,5
говорит о том, что сельскохозяйственные растения обладают избирательной способностью в отношении тяжелых металлов и мышьяка. Так содержание мышьяка в почве в пахотном горизонте на РУ-11 составляет 6,3 мг/кг (СПК «Волна-2», Тутаевский район), а в зерне овса значительно ниже, только 0,09 мг/кг (70-80 % общего количества ТМ, поступающих в организм человека, при-
ходится на растительную продукцию), в грунтовой воде 0,019 мг/л, а в снеговой и дождевой воде менее 0,01 мг/л.
Таким образом, исследования по мышьяку на реперных участках позволяют сделать следующий вывод: содержание мышьяка в окружающей среде (почва, вода, сырье, пищевые продукты) подлежит нормированию и систематическому контролю.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД
Л.Н. Александрова, Л.Н. Михайлов
Чувашская государственная сельскохозяйственная академия
По А.С. Кащенко (1994), сельское хозяйство энергетически следует рассматривать как особую форму деятельности по преобразованию солнечной радиации в энергию макроэнергетических связей (органическое вещество, пищевые продукты) посредством растений и животных. Указанный процесс получения полезного растительного продукта по происхождению разделяется на естественный и дополнительный. Первый - это солнечная радиация, обеспечивающая фотосинтез в растениях, второй - дополнительные затраты для получения конечного продукта в форме живой и овеществленной энергии.
При разработке энергосберегающих технологий необходимо анализировать расход антропогенной энергии в культивируемых агроценозах с возможно полным учетом прямых (трудовые затраты, ГСМ, расход топлива, электроэнергии, газа и т.п.) и косвенных (изготовление средств производства, удобрений, ядохимикатов, гербицидов и др.) затрат. Это дает возможность количественного сравнения альтернативных технологий по энергозатратам и выбора той, которая обеспечивает наименьшую энергоемкость без снижения продуктивности возделываемых культур (Кащенко, 1994). Главное преимущество энергетического анализа в сельском хозяйстве заключается в том, что энергия рассматривается в нем в качестве связующего звена между многочисленными компонентами сложной системы АПК (Жученко, 1990).
Коэффициент энергетической эффективности (Кээ) определяют путем сравнения полученной биологической энергии всего растения или его части с затратами на их производство. В наших исследованиях Кээ характеризует
окупаемость энергии, затраченной на получение коноплеводческой продукции.
Опыт проводили на однодомных сортах конопли (Ин-греда, Диана, Антонио). Схема опыта: 1) контроль, 2) 0СВ-10 т/га, 3) ОСВ-15 т/га, 4) 0СВ-20 т/га, 5) 0СВ-10 т/га + (№^20, 6) ОСВ-15 т/га + (МРК)т 7) 0СВ-20 т/га + (№К)120, 8) 0СВ-10 т/га + (№К)расчет, 9) ОСВ-15 т/га + (КРК)расчет, 10) 0СВ-20 т/га +(МРК)расчет; два фактора: А -растения без чеканки, Б - с чеканкой. Расчетную дозу №К определяли, исходя из химического состава почвы и запланированного урожая. Учетная площадь делянки 50 м2.
Наибольшая урожайность сформировалась в варианте 9 при внесении ОСВ-15 т/га + (№К)расчет (сорт Ингреда 15 ц/га - фактор А и 45,9 ц/га - фактор Б, соответственно с. Диана 16,4 и 44,2 ц/га, с. Антонио 14,9 и 42,8 ц/га), а наименьшая - в варианте 2 при внесении ОСВ-10т/га (Сорт Ингреда 6,0 ц/га - фактор А и 14,2 ц/га - фактор Б, соответственно с. Диана 6,3 и 13,0 ц/га, с. Антонио 5,6 и 11,9 ц/га).
Данные таблицы 1 показывают, что наибольший Кээ в контроле у всех сортов, как в факторе А, так и в факторе Б. В вариантах 2-4 возникают дополнительные затраты на внесение ОСВ, в вариантах 5-10 - на внесение ОСВ и минеральных удобрений.
Наибольший Кээ получен в варианте 7: ОСВ-20 т/га + (ЫРК)120, а наименьший - варианте 2. При внесении ОСВ-15 т/га + (№К)расчет (вариант 9) урожайность семян наибольшая у всех сортов, в двух факторах, но Кээ несколько ниже.
Интенсивный путь развития производства конопли предусматривает возделывание перспективных (высоко-
1. Коэффициент энергетической эффективности в зависимости от ОСВ и минеральных
удобрений
Вариант Сорт Ингреда Сорт Диана Сорт Антонио
фактор А фактор Б фактор А фактор Б фактор А фактор Б
1. Контроль (без удобрений) 1,73 3,7 1,87 3,88 1,47 3,19
2. ОСВ-10 т/га 0,43 0,85 0,49 0,85 0,37 0,66
3. ОСВ-15 т/га 0,44 0,9 0,49 0,91 0,38 0,72
4. ОСВ-20 т/га 0,45 1,03 0,48 1,02 0,37 0,81
5. ОСВ-10 т/га + (ЯРК)120 0,69 1,71 0,75 1,62 0,60 1,27
6. ОСВ-15 т/га + (КРК)!20 0,73 1,96 0,81 1,93 0,61 1,60
7. ОСВ-20 т/га + (ЯРК)™ 0,75 1,95 0,83 1,96 0,64 1,62
8. ОСВ-10 т/га + (ЯРК)расчет 0,58 0,71 0,56 0,61 0,41 0,48
9. ОСВ-15 т/га + (ЯРК)расчет 0,65 0,77 0,62 0,67 0,47 0,53
10. ОСВ-20 т/га + (ЯРК)расчет 0,49 0,65 0,48 0,57 0,36 0,45
