CC BY
117
Литература
1. Афанасьева, Т.В. Почвы СССР / Т.В. Афанасьева, В.И. Василенко, Т.В. Терешина [и др.]. - М.: Мысль,
1979. - 380 с.
2. Добровольский, В.В. География почв с основами почвоведения: учеб. / В.В. Добровольский. - М.: ВЛАДОС, 1999. - 384 с.
3. Очерк почвы совхоза «Искра», п/я Р-6241 и рекомендации по их использованию / Востсибгипрозем. -Красноярск, 1976. - 173 с.
4. Технический отчет по почвенным изысканиям совхоза «Искра» Рыбинского района Красноярского края / Востсибгипрозем. - Красноярск, 1991. - 109 с.
5. Почвенный и агрохимический очерк культурного многолетнего пастбища / Сибир. НИИ гидротехники и мелиорации. - Красноярск, 1975. - 39 с.
6. Пояснительная записка к материалам комплексного агрохимического обследования сельскохозяйственных угодий ПХ «Искра» ФГУП ПО ЭХЗ Рыбинского района Красноярского края / Федеральное государственное учреждение «Станция агрохимической службы «Солянская»». - Новая Солянка, 2005. - 21 с.
7. Сметанин, В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель / В.И. Сметанин. - М.: КолосС, 2003. -94 с.
8. Боголюбов, С.А. Земельное право: учеб. / С.А. Боголюбов. - М.: ТК Велби; Проспект, 2004. - 400 с.
9. Г ражданский кодекс РФ. Часть 1-2.
10. Земельный кодекс РФ.
11. Федеральный закон от 10 января 1996 г. «О мелиорации земель».
12. Федеральный закон от 21 февраля 1992 г. «О недрах».
----------♦-------------
УДК 631.416.8: 546.74(571.51) Е.И. Волошин
НИКЕЛЬ В ПОЧВАХ СРЕДНЕЙ СИБИРИ
В статье исследованы особенности распределения никеля в почвах и растениях Средней Сибири. Установлено, что оно определяется разными условиями их почвообразования, гранулометрическим составом и концентрацией элемента в почвообразующих породах. Почвы лесостепной и подтаежной зон обеднены никелем. Среднее фоновое содержание никеля в почвах на площади 2,36 млн га равно 23,8 мг/кг. Содержание никеля в растениях определяется погодными условиями и биологическими особенностями сельскохозяйственных культур.
Введение. Никель в соответствии с ГОСТ 17.4.1.02-83 относится ко второму классу опасности. Этот элемент является одним из приоритетных загрязнителей окружающей среды. Загрязнение почвенного покрова никелем происходит в результате выбросов предприятий цветной металлургии, машиностроения и металлообработки, стройматериалов, химических производств, а также при сжигании угля и мазута на тепловых электростанциях [7]. Одним из источников поступления никеля в почвы сельскохозяйственных угодий является систематическое внесение фосфорных удобрений [15]. Повышенные концентрации никеля оказывают токсическое воздействие на живые организмы и являются канцерогенными для здоровья человека и животных [36].
Валовое содержание никеля в почвах мира колеблется от 1 до 100 мг/кг при среднем значении 20 мг/кг [15]. В природных условиях встречаются естественные биогеохимические провинции с более высоким содержанием никеля в почвах. Примером такой провинции является Актюбинская область Казахстана. В почвах этой провинции, сформированных на горных породах-серпентинитах, обнаружено от 133 до 2400 мг/кг никеля, что в 12-52 раза выше по сравнению с эталонной черноземной почвой [30].
Кларк никеля в литосфере равняется 58 мг/кг и в почвах мира - 40 мг/кг [3-4]. Содержание никеля в почвенном покрове определяется многими факторами, среди которых важнейшим является литологический состав почвообразующих пород. Различия в содержании никеля в верхних горизонтах почв связаны с био-
Почвоведение
климатическими условиями их почвообразования. Больше всего никеля содержится в глинистых и тяжелосуглинистых почвах, при облегчении гранулометрического состава концентрация металла обычно уменьшается [8; 29]. Причина этого явления заключается в том, что с утяжелением гранулометрического состава и увеличением поверхности частиц усиливаются сорбция рассеянных элементов на их поверхности за счет электростатических сил, а также их включения в межпакетное пространство [10].
В поверхностном слое почв пределы колебаний содержания никеля составляют: для подзолистых 5-60 мг/кг, серых лесных 18-33, каштановых - 20-46, луговых - 27-75, черноземов - 26-72 [7; 12; 15-16; 2122; 26-27; 34].
Фоновое содержание никеля в почвах разных регионов России неодинаковое. Для черноземов целинных участков заповедных территорий Центрально-Черноземной зоны фоновое содержание никеля колеблется от 31 до 39 мг/кг [28], предгорной и степной зон Краснодарского края - 56 [12], Волгоградской области - 24 [22], Забайкалья - 28 мг/кг [16]. Аналогичная зависимость в изменении концентрации никеля прослеживается и в других типах почв сельскохозяйственных угодий. Для Западной Сибири фоновое содержание никеля равно 30-40 мг/кг [14] и для стран СНГ 12-58 мг/кг [18; 33].
Максимальное количество никеля обнаруживается в верхнем горизонте почв. Накопление его в гумусовом горизонте свидетельствует о биогенной аккумуляции [35]. Дифференциация никеля по профилю различных почв неодинаковая и является функцией их генетических свойств. Основные факторы, влияющие на распространение никеля по почвенному профилю, являются содержание глинистой фракции и величина рН, которые обуславливают процессы сорбции-десорбции элемента в почвах [16; 24].
Содержание никеля в почвах Красноярского края исследовано недостаточно полно [11; 32]. В опубликованных работах приводятся данные о том, что в Норильском промышленном районе [17] и в зоне про-мвыбросов электростанции [5] происходит техногенное загрязнение почв этим элементом.
Целью работы является изучение особенностей распределения никеля в почвах и растениях Средней Сибири.
Объекты и методы исследований. Отбор почвенных образцов проводился из 0-20 см слоя в 19932002 гг. в соответствии с «Методическими указаниями по проведению комплексного агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий» [19]. Распределение никеля в профиле почв и изучение содержания в растениях исследовали на реперных участках локального мониторинга [20]. Образцы растений отбирали во время уборки урожая сельскохозяйственных культур. В почвенных образцах определяли гумус по методу Тюрина, рН солевой вытяжки - потенциометрически, гранулометрический состав по Качинскому. Определение валового содержания никеля проводили по методике ЦИНАО [18]. Содержание никеля в растениях определяли после сухого озоления. В полученных вытяжках определение никеля проводили атомноабсорбционным методом на ДДЭ-30 в пламени ацетилен-воздух.
Результаты и их обсуждение. Для черноземов Средней Сибири характерна неоднородность в распределении никеля в верхнем горизонте (табл. 1). В черноземах Красноярской, Ачинско-Боготольской, Наза-ровской, Чулымо-Енисейской лесостепи и подтаежной зоне содержание никеля колеблется от 9,0 до 64,8 мг/кг. Отмеченные различия обусловлены физико-географическим положением этих зон, неодинаковой кон-тинентальностью климата и минералогического состава почвообразующих пород.
Среднее содержание никеля в черноземе выщелоченном Красноярской лесостепи составляет 25,8 мг/кг, Ачинско-Боготольской лесостепи - 27,0, Назаровской лесостепи - 31,6, Чулымо-Енисейской лесостепи
- 28,2 мг/кг. Близкие результаты по концентрации никеля в верхнем горизонте почв получены у чер-
ноземов оподзоленных и обыкновенных. Наиболее низкое количество никеля (20,3-23,6 мг/кг) характерно для черноземов карбонатных.
Содержание никеля в черноземах располагается в следующий ряд: обыкновенный - 28,9 мг/кг; выщелоченный - 27,8; оподзоленный - 27,5; карбонатный - 21,9 мг/кг. Среднее содержание никеля в черноземах равно 27,4 мг/кг, что ниже, чем в почвах Западной Сибири [14].
Серые лесные оподзоленные почвы в лесостепной и подтаежной зонах Средней Сибири располагаются на северных и восточных склонах и характеризуются лучшими условиями увлажнения. В пашне эти почвы чередуются с черноземами. Содержание никеля в этих почвах колеблется от 9,7 до 40,0 мг/кг (табл. 2). Среднее содержание никеля в серых лесных почвах Красноярской лесостепи составляет 23,4 мг/кг, Назаровской лесостепи - 30,4, Чулымо-Енисейской лесостепи - 25,4 и зоне подтайги - 26,1 мг/кг. Из разных подтипов почв более высокой концентрацией никеля выделяются темно-серые лесные и наименьшей - светлосерые лесные. Серые лесные почвы занимают промежуточное положение.
По концентрации никеля эти почвы распределяются следующим образом: темно-серые - 26,7 мг/кг, серые лесные - 25,5 и светло-серые лесные - 19,5 мг/кг, что составляет 0,5-0,7 кларка. Среднее содержа-
ние никеля в серых лесных почвах лесостепной и подтаежной зон края равно 25,7 мг/кг. Анализ полученных данных показывает, что концентрация никеля в серых лесных почвах Средней Сибири ниже, чем в черноземах, что связано с их более благоприятным водным режимом и возможным выщелачиванием этого элемента из верхнего горизонта почв. Дерново-подзолистые почвы подтаежной зоны по содержанию никеля не отличаются от серых лесных.
Колебания никеля в разных подтипах лугово-черноземной почвы составляют: оподзоленной - 31,2 мг/кг, обыкновенной - 28,1, выщелоченной - 27,8 мг/кг (табл. 3). Среднее содержание никеля в луговочерноземных почвах равно 28,5 мг/кг. Отличительной особенностью этих почв является несколько повышенное содержание в них никеля. Это объясняется миграцией никеля с повышенных элементов рельефа в пониженные, в которых происходит формирование лугово-черноземных почв.
В других типах интразональных почв содержание никеля колеблется от 15,2 до 38,0 мг/кг. Более высокой концентрацией никеля характеризуются темно-бурая оподзоленная почва, низкой - луговая карбонатная. Среднее содержание никеля в луговых, темно-бурых, темно-цветных и аллювиально-луговых почвах ниже, чем в лугово-черноземных. Различия в содержании никеля среди интразональных почв происходят из-за неодинаковых условий их почвообразования.
Таким образом, валовое содержание никеля в разных почвах пашни центральной и западной зон края изменяется от 8,2 до 64,8 мг/кг, или в 7,9 раза. Среднее содержание никеля в почвах на площади 842,8 тыс. га (п= 11960) равно 26,1 мг/кг. Почвы центральных и западных районов края меньше содержат никеля в сравнении с аналогами из Западной Сибири и Забайкалья [14; 16].
В Канской лесостепной зоне содержание никеля в поверхностном слое почв изменяется от 5,0 до 57,0 мг/кг. На площади 935,9 тыс. га (п= 4323) среднее содержание никеля в почвах равно 28,2 мг/кг. Почвы в этой зоне больше содержат никеля, чем в центральных и западных районах края. Различия в содержании никеля в почвах обусловлены неодинаковой концентрацией элемента в почвообразующих породах.
В Минусинской лесостепной зоне на площади 585,9 тыс. га (п= 3088) концентрация никеля в почвах колеблется от 5,9 до 43,4 мг/кг при среднем значении 17,2 мг/кг. В отличие от западной, центральной и восточной зон, в южных районах концентрация никеля в 1,5-1,6 раза ниже, что связано с облегченным гранулометрическим составом этих почв.
Результаты агрохимического картографирования показывают, что среднее фоновое содержание никеля в почвах Средней Сибири на площади 2,36 млн га (п= 19371) равно 23,8 мг/кг, или 0,6 кларка. Почвы лесостепной и подтаежной зон края обеднены никелем в сравнении с аналогами из других регионов страны [14; 16; 33].
Различия в содержании и распределении никеля по профилю почв во многом определяется направлением процесса почвообразования. В черноземах повышенная концентрация никеля наблюдается в верхней части иллювиального горизонта, что совпадает с увеличением фракции физической глины [22]. По данным В.Б. Ильина [13], на распределение тяжелых металлов по профилю почв Западной Сибири оказывают влияние генетические особенности: обедненность некоторыми элементами элювиального горизонта и обогащение ими иллювиального. Илистые частицы содержат никеля в 2-4 раза больше, чем почвенная масса отдельного горизонта почв. Обогащение илистых частиц тяжелыми металлами происходит не только за счет их накопления в минеральной основе, но и за счет аккумуляции в гумусовом веществе.
Распределение никеля в профиле почв лесостепной и подтаежной зон Средней Сибири неодинаковое (табл. 4). В пахотном горизонте темно-бурой и темно-цветной пойменной орошаемых почвах Красноярской лесостепи происходит биогенная аккумуляция никеля (Кэа>1). В то же время в пахотном горизонте других почв реперных участков наблюдается вынос этого элемента. Вниз по почвенному профилю в большинстве почв содержание никеля увеличивается, что связано с повышением концентрации элемента в почвообразующих породах. В профиле почв содержание физической глины (г= 0,29±0,12), гумуса (г= 0,19±0,12) и реакция среды (г=-0,28±0,12) оказывают слабое влияние на концентрацию никеля.
Никель относится к группе тяжелых металлов, которые слабо поглощаются растениями [25]. Интенсивность поглощения никеля растениями определяется типом почв, содержанием подвижных форм элемента, видовыми особенностями растений, их приспособленностью к различным факторам окружающей среды. Наибольшее количество никеля содержится в корнях и продуктивной части растений [23].
Среди сельскохозяйственных культур овес и фасоль обладает способностью к преимущественному накоплению никеля в генеративных органах [1-2; 9]. Это связано с биологическими особенностями данных культур и повышенной подвижностью никеля в почвах и растениях, особенно в условиях повышенной почвенной кислотности [22].
74
Валовое содержание никеля в черноземах
Район Чернозем Обследованная площадь, тыс. га Гумус, % рНш Объем выборки, п Содержание, мг/кг
min-max X
Красноя рская лесостепь
Сухобузимский Выщелоченный 54,5 6,7 6,0 1296 13,6-52,9 26,1 ±0,04
Оподзоленный 4,7 6,5 5,6 80 17,3-41,2 26,3±0,60
Обыкновенный 13,6 7,8 6,3 292 17,3-53,0 25,2±0,20
Больше- Выщелоченный 19,6 6,6 5,9 179 14,1-42,1 25,6±0,20
Муртинский Оподзоленный 4,8 7,7 5,6 39 18,2-42,5 26,5±1,20
Ачинско-Боготольская лесостепь
Ачинский Выщелоченный 7,4 6,0 6,0 86 18,4-33,3 27,0±0,40
Оподзоленный 3,4 6,6 5,7 28 15,8-32,4 25,6±1,30
Назаровская лесостепь
Назаровский Выщелоченный 162,1 8,7 5,6 2027 18,9-48,2 31,6±0,02
Оподзоленный 12,7 8,0 5,4 149 18,5-37,0 31,0±0,30
Обыкновенный 7,6 8,1 6,2 91 23,9-48,7 34,1 ±0,60
Чулымо-Енисейская лесостепь
Ужурский Выщелоченный 46,9 9,2 6,0 573 14,5-64,8 30,7±0,10
Оподзоленный 2,4 9,3 5,5 32 9,6-34,4 30,8±1, 10
Обыкновенный 136,7 8,8 6,5 1606 9,8-55,1 30,7±0,03
Шарыповский Выщелоченный 70,6 7,5 5,7 805 9,0-33,2 26,2±0,04
Оподзоленный 10,5 8,3 5,4 127 13,5-36,5 24,6±0,30
Обыкновенный 20,2 7,3 6,2 234 12,4-37,3 27,8±0,20
Карбонатный 2,1 7,8 6,5 24 19,0-29,9 23,6±1,50
Новоселовский Выщелоченный 65,5 8,2 5,9 1577 10,0-40,4 27,8±0,03
Оподзоленный 0,4 7,7 5,5 11 25,9-29,4 26,8±3,70
Обыкновенный 40,5 8,3 6,4 732 9,0-40,1 26,8±0,06
Карбонатный 0,3 8,0 7,2 8 15,8-28,8 20,3±4,40
Подтаежная зона
Манский Оподзоленный 6,0 8,4 5,2 80 24,2-32,2 27,4±0,50
Ачинский Оподзоленный 5,8 6,8 5,5 60 21,5-39,6 28,2±0,70
75
Валовое содержание никеля в серых лесных и дерново-подзолистых почвах
Район Почва Обследованная площадь, тыс. га Гумус, % рНш Объем выборки, п Содержание, мг/кг
мin-max X
Красноярская лесостепь
Сухобузимский Темно-серая лесная оподзоленная 12,6 7,0 5,8 253 12,5-34,5 24,3±0,10
Серая лесная оподзоленная 1,2 4,5 5,7 30 9,7-31,2 24,3±1, 10
Светло-серая лесная оподзоленная 0,08 1,0 5,8 2 19,0-20,0 19,5±19,50
Больше- Темно-серая лесная оподзоленная 13,3 6,8 5,7 143 16,0-40,0 25,5±0,30
Муртинский Серая лесная оподзоленная 1,6 3,7 5,5 21 20,8-28,2 23,7±1,70
Назаровская лесостепь
Назаровский Темно-серая лесная оподзоленная 11,5 7,4 5,1 135 20,4-39,1 34,0±0,30
Серая лесная оподзоленная 0,8 4,0 5,1 9 20,2-35,6 26,9±4,80
Чулымо-Енисейская лесостепь
Ужурский Темно-серая лесная оподзоленная 2,4 8,2 5,8 28 12,4-36,5 27,8±1,40
Шарыповский Темно-серая лесная оподзоленная 5,5 7,5 5,8 61 18,1-34,0 25,1 ±0,60
Серая лесная оподзоленная 2,7 3,7 5,5 34 17,4-37,8 23,1±1,20
Новоселовский Темно-серая лесная оподзоленная 0,4 8,7 5,7 11 23,2-28,7 25,5±3,50
Подтаежная зона
Манский Темно-серая лесная оподзоленная 14,0 6,6 5,1 220 8,2-33,0 26,5±0,10
Серая лесная оподзоленная 3,0 4,8 4,8 45 21,1-27,9 25,7±0,80
Ачинский Темно-серая лесная оподзоленная 17,8 6,2 5,4 186 15,1-34,7 27,0±0,20
Серая лесная оподзоленная 2,1 4,6 5,3 24 28,2-30,3 29,8±1,80
Дерново-подзолистая 15,3 4,7 5,1 165 11,4-32,0 24,9±0,20
Больше- Темно-серая лесная оподзоленная 14,3 6,3 5,1 136 17,0-28,2 24,4±0,20
Муртинский Серая лесная оподзоленная 2,7 4,4 5,3 25 22,0-28,2 24,8±1,50
Дерново-подзолистая 0,7 6,0 5,0 7 24,6-26,7 26,3±5,60
76
Таблица 3
Валовое содержание никеля в интразональных почвах _____________________________________
Район Почва Обследованная площадь, тыс. га Гумус, % рНш Объем выборки, п Содержание, мг/кг
мin-max X
К расноярская лесостепь
Сухобузимский Лугово-черноземная обыкновенная 3,5 6,9 6,2 64 18,4-55,4 27,6±0,90
Луговая оподзоленная 0,03 9,0 5,3 1 28,0 28,0-
Пойменная слоистая 2,52 5,0 5,2 37 20,0-38,0 29,0±1,20
Темно-бурая оподзоленная 0,39 4,2 5,3 6 29,4-32,0 30,7±7,90
Темно-цветная оподзоленная 0,18 3,4 5,3 6 21,6-33,7 28,2±7,30
Больше- Лугово-черноземная выщелоченная 2,7 8,5 6,0 28 22,3-32,7 29,9±1,40
Муртинский Луговая карбонатная 0,04 10,0 6,5 1 15,2 15,2-
Темно-цветная карбонатная 0,68 6,1 6,6 10 24,5-34,0 29,5±4,40
Темно-бурая карбонатная 0,96 6,0 6,8 3 23,5 23,5±9,60
Н азаровская лесостепь
Назаровский Лугово-черноземная оподзоленная 1,7 7,1 5,3 20 15,9-36,1 31,2±2,00
Чулымо-Енисейская лесостепь
Ужурский Лугово-черноземная обыкновенная 2,7 9,7 6,1 24 19,4-39,6 28,7±1,90
Шарыповский Лугово-черноземная выщелоченная 2,4 7,9 5,6 28 21,4-36,6 29,0±1,50
Новоселовский Лугово-черноземная выщелоченная 0,6 7,4 5,5 8 23,1-28,7 24,6±4,90
Подтаежная зона
Ачинский Темно-бурая карбонатная 1,52 6,0 6,0 29 19,4-28,1 22,8±1,20
Темно-цветная карбонатная 1,13 6,5 6,5 10 19,1-25,1 20,6±3,30
Больше- Луговая оподзоленная 1,11 7,8 5,3 12 23,0-28,2 25,1 ±3,20
Муртинский Аллювиально-луговая насыщенная 0,17 4,1 6,8 2 15,2-28,6 22,1 ±22,10
77
Профильное распределение валового никеля в пахотных почвах реперных участков
Зона
Почва, место расположения
Горизонт, глубина, см
Гумус, %
РН солевой
Физическая глина, %
Никель, мг/кг
2
3
4
5
6
7
Темно-бурая пойменная; СПК «Березовский», Березовский район
Красноярская
лесостепь
Апах
В1
В2
Ск
0-20
40-50
70-80
90-100
3,3
0,6
0,5
0,5
Темно-цветная пойменная; АО «Солонцы», Емельяновский район
Апах 0-20
АВ 28-38
Вк 45-54
Вск 60-70
СДК 77-87
6,7
4,3
2,1
0,7
0,7
6.9
6.9 7,3 8,0
6,9
6,6
7,3
7.6
7.6
30.8 20,1 16,0
7.8
36,7
38.4 37,6
37.5
28.5
31,4
31,0
24,7
28,3
31,7
31,9
34,1
35,4
28,6
Подтаежная
Серая лесная среднеоподзо-ленная; д. Игнатово, Пировский район
Апах
А1А2
А2В
В1
В2Д
СКД
0-20
25-35
41-47
50-60
75-85
110-120
3,8
3,1
2,0
1,0
0,7
0,9
Серая лесная сильнооподзо-ленная; ст. Чернореченская, Козульский район
Апах 0-20
А1А2 26-36
А2В 40-50
В1 65-75
В2 90-100
ВС 110-120
Ск 130-140
3,6
3,2
1,0
0,7
0,5
0,5
0,5
Серая лесная среднеоподзо-ленная; д. Игнатово, Пировский район
Апах
А^и
А2В
В
Ск
0-15
30-40
60-70
80-90
110-120
4,4
2,0
1,2
0,8
0,6
Темно-серая лесная оподзолен-ная; пос. Первоманский, Ман-ский район
Апах
А1А2
А2В
В1
0-20
35-45
51-61
65-75
10,6
4,5
1,3
1,2
4,5
4.2
4.2 5,4 6,7 7,1
5.9 5,4 4,2
4.1 4,6
6.9
7.1
5,6
4,3
4,0
4,2
6,9
5.7
5.7
5.6
5.6
60,1
59,0
59.4
69.4 65,2
66.4
60,6
61,6
73.3
79.4 75,1 72,6
73.4
61.3 66,5 68,9
71.3
68.4
52,2
54,6
52,5
61,0
28,1
27,7
30,0
32.4 36,9
38.4
28.5
27.1
32.3
37.2
42.6 39,5
39.4
23.9 26,6
28.9 32,4
33.9
28,6
32.2
33.3 33,8
1
78
Окончание табл. 4
3
4
5
6
7
В2
ВС
Ск
90-100
110-120
140-150
1,1
1,0
0,9
5,4
7,0
7,2
60,0
67,7
67,4
32,2
34,1
34,7
Назаровская лесостепь
Чернозем выщелоченный; АО «Ададымское», Назаровский район
Апах 0-20
АВ 28-38
Вк 40-50
В1 58-68
Ск 100-110
10.9
7.9 8,4 1,3 1,1
6,0
5.6
5.7
6.7 6,9
56,6
57,9
56,4
70,2
67,1
28,0
28.7 31,5
29.7 34,4
Ачинско-Боготольская лесостепь
Чернозем выщелоченный; д. Журавлиха, Боготольский район
Апах
АВ
В1
Вк
Ск
0-20
26-33
40-50
70-80
100-110
6,2
4,6
1,1
0,7
0,5
6,0
6,4
5,9
7.0
7.0
58,8
59,7
66,0
64,1
66,0
30.0
31.0 35,2
28.5
28.6
Назаровская лесостепь
Чернозем выщелоченный; пос. Степной, Назаровский район
Апах
АВ
В1
Вк
Ск
0-20
35-45
70-80
100-110
130-140
9,8
3,7
1,3
0,8
0,6
6,0
4,9
5,5
7.0
7.1
50,7
70.1
69.1 66,4 71,0
27,9
27.4
35.5 29,1 29,4
Чулымо-
Енисейская лесостепь
Чернозем выщелоченный; пос. Балахта, Балахтинский район
Апах
АВ
В1
Вк
Ск
0-20
30-40
50-60
70-80
100-110
10,5
9,8
1,4
0,7
0,6
6,1
5,6
5.1
7.1 7,4
45,8
47,4
59,1
51,7
53,0
24.6 25,3 28,8
27.7
24.8
Чернозем выщелоченный; пос. Большая Мурта, Больше-Муртинский район
красноярская
лесостепь
Апах
А1
АВ
В1
В2
Ск
0-20
30-40
50-60
73-83
90-100
140-150
8,8
7,9
5.2
1.3 0,8
1.4
Чернозем обыкновенный; АО «Солонцы», Емельяновский район
Апах
А1
АВ
Вк
Ск
0-20
28-38
41-51
53-63
80-90
7.2
6.3
4.3 1,8 0,8
6,0
5,9
5.3
5.3 6,1 7,1
6,6
6.5 6,4 7,0
7.6
52.4
48.8 59,1
57.4
54.8 57,0
38,3
40.0
41.0 38,6 35,2
30,1
33.5
33.5 31,3
31.0
32.0
30,5
29,2
32.1
34.1 37,7
1
2
На содержание никеля в основной и побочной продукции зерновых культур оказывает влияние уровень плодородия почв [31]. Наиболее высокие концентрации никеля в зерне овса отмечаются при низком уровне плодородия почв и кислой реакции почвенного раствора. В этих условиях соединения никеля становятся более доступными для растений.
Содержание никеля в растениях колеблется от 1 до 10 мг/кг. Границы избыточного и токсичного уровней никеля для большинства видов растительности изменяется от 5,0 до 30,0 мг/кг [15]. Критические концентрации никеля по негативному действию на урожай зерновых и зернобобовых культур на окультуренной почве составляют 100-150 мг/кг и на неокультуренной - 25-30 мг/кг [31].
На реперных участках локального мониторинга содержание никеля в растениях характеризуется большим разнообразием (табл. 5). На концентрацию никеля в урожае сельскохозяйственных культур оказали влияние погодные условия и биологические особенности растений. Максимальное количество осадков (400600 мм) выпадает в подтаежной и таежной зонах края. В Ачинско-Боготольской и Назаровской лесостепных зонах влагообеспеченность растений выше (400-500 мм), чем в Красноярской и Чулымо-Енисейской (300400 мм). Резко континентальный климат, частые весеннелетние засухи создают неблагоприятный водный и температурный режимы и оказывают влияние на степень подвижности химических элементов в почвах и концентрацию в растениях. Из зерновых культур более высокое содержание никеля (1,6 мг/кг) наблюдается в овсе. У этой культуры концентрация никеля в 3,2-4,2 раза была выше, чем у яровой пшеницы и превышала МДУ [6]. Повышенное содержание никеля в зерне овса отмечается и в других зонах края, удаленных от каких-либо источников загрязнения [11]. Вероятно, что способность овса накапливать никель в продуктивной части урожая связана с биологическими особенностями этой культуры. Из многолетних трав повышенное содержание никеля отмечается в зеленой массе клевера. В урожае всех культур средняя концентрация никеля (1,2 мг/кг) была ниже в сравнении с средним содержанием этого элемента в растениях - 1,8 мг/кг [10].
Таблица 1
Содержание никеля в растениях на черноземах, серых лесных и пойменных почвах реперных участков
Культура Исследованная n Никель, мг/кг воздушно сухой массы
часть Пределы колебаний Среднее
Черноземы выщелоченный и обыкновенный, содержание никеля 22,6-34,9 мг/кг
Пшеница (Triticum aestivum) Зерно 12 0,2-0,8 0,5±0,08
Ячмень (Hordeum distichon) Зерно 6 0,2-0,6 0,4±0,10
Овес (Avena sativa) Зерно 7 1,1-1,9 1,6±0,40
Кострец безостый (Bromus inermis) Зеленая масса 4 0,3-0,9 0,6±0,30
Темно-серые и серые лесные, содержание никеля 21,8-32,9 мг/кг
Клевер луговой (Trifollium pretense) Зеленая масса 6 2,4-2,8 2,6±1,50
Залежь: мятлик луговой (Poa pratensis), пырей ползучий (Agropyron penens), тимофеевка луговая (Phleum pretense) Зеленая масса 7 2,0-2,8 2,4±0,40
Темно-бурая и темно-цветная пойменные, содержание никеля 27,1-33,2 мг/кг
Капуста(Brassica oleracea) Кочан 6 0,4-0,7 0,5±0,30
Морковь (Daucus carota) Корнеплод 4 0,4-1, 1 0,7±0,30
Выводы
1. Фоновое содержание никеля в почвах Средней Сибири на площади 2,36 млн га колеблется от 5,0 до 64,8 мг/кг при среднем значении 23,8 мг/кг.
2. Распределение никеля в почвах определяется разными условиями их почвообразования, гранулометрическим составом и концентрацией элемента в почвообразующих породах. Почвы лесостепной и подтаежной зон обеднены никелем. Низкая концентрация никеля в почвах обусловлена пониженным содержанием этого элемента в почвообразующих породах в сравнении с литосферой. Наиболее низкое содержание никеля отмечается в почах Минусинской лесостепной зоны.
Почвоведение
3. Содержание никеля в растениях определяется погодными условиями и биологическими особенностями сельскохозяйственных культур. Наибольшее его количество наблюдается в зерне овса и травах.
Литература
1. Динамика накопления и распределения никеля в растениях овса / И.В. Андреева, В.В. Говорина, Б.А Ягодин [и др.] // Агрохимия. - 2000. - № 4. С. 68-71.
2. Динамика накопления и распределения никеля в растениях фасоли / И.В. Андреева, В.В. Говорина,
Б.А. Ягодин [и др.] // Изв. ТСХА. - 2001. - Вып. 1. - С. 102-112.
3. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах / А.П. Виноградов. - М.: Изд-во АН
СССР, 1957. - 279 с.
4. Войткевич, Г.В. Справочник по геохимии / Г.В. Войткевич, А.В. Кокин, А.Е. Мирошников. - М.: Недра, 1990. - 480 с.
5. Волкова, В.Г. Техногенез и трансформация ландшафтов / В.Г. Волкова, Н.Д. Давыдова. - Новосибирск: Наука, 1987. - 190 с.
6. Временный максимально-допустимый уровень (МДУ) содержания некоторых химических элементов и
госсипола в кормах для сельскохозяйственных животных и кормовых добавках. - М., 1987. - 5 с.
7. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин [и др.]. - М.: Недра, 1990. - 334 с.
8. Глазовская, М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР / М.А. Глазовская. - М.: Высш.
шк., 1988. - 328 с.
9. Говорина, В.В. Накопление никеля некоторыми сельскохозяйственными культурами при разных уровнях его содержания в дерново-подзолистой почве / В.В. Говорина, И.В. Андреева, Н.К. Сидоренкова // Агрохимия. - 2003. - № 7. - С. 60-69.
10. Добровольский, В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеивание / В.В. Добровольский. - М.: Мысль, 1983. - 272 с.
11. Ерышова, О.В. Загрязнение тяжелыми металлами окрестностей Красноярска / О.В. Ерышова //Агрохим. вестн. - 1996. - № 3. - С. 37-38.
12. Жуков, В.Д. Оценка содержания валовых форм тяжелых металлов в агроландшафтах Краснодарского края / В.Д. Жуков, А.Я. Ачканов // Тяжелые металлы в окружающей среде. - Пущино, 1996. - С. 73-74.
13. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири / В.Б. Ильин // Почвоведение. - 1987. - № 11.
- С. 87-94.
14. Фоновое количество тяжелых металлов в почвах юга Западной Сибири / В.Б. Ильин, А.И. Сысо, Н.Л. Байдина [и др.] // Почвоведение. - 2003. - № 5. - С. 550-556.
15. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях: пер. с англ. / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас.
- М.: Мир, 1989. - 439 с.
16. Кашин, В.К. Никель в почвах Забайкалья / В.К. Кашин, Г.М. Иванов // Почвоведение. - 1995. - № 10. -С.1291-1298.
17. Особенности почв Норильского промышленного района: тез. докл. / Х.А. Кутыев, О.М. Терещенков, В.М. Игамебердиев, Е.Н. Попова. - М., 1996. - С. 78-79.
18. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства. - М.: ЦИНАО, 1989. - 61 с.
19. Методические указания по проведению комплексного агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий. - М.: МСХ РФ, 1994. - 96 с.
20. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных участках. - Изд. 2-е, пере-раб. и допол. - М.: ЦИНАО, 1996. - 14 с.
21. Никонов, В.В. Биогеохимические циклы Си и Ы1 в лесных экосистемах Севера / В.В. Никонов,
В.П. Горяинова, Н.В. Лукина // Тяжелые металлы в окружающей среде. - Пущино, 1996. - С. 42-43.
22. Оголева, В.П. Никель в почвах Волгоградской области / В.П. Оголева, Л.Н. Чердакова // Агрохимия. -
1980. - № 9. - С. 105-108.
23. Оголева, В.П. Закономерности распределения никеля в растениях Волгоградской области / В.П. Оголева, Л.Н. Чердакова // Агрохимия. - 1981. - № 12. - С. 90-92.
24. Панасин, В.И. Распределение никеля в агроэкосистемах Калининградской области / В.И. Панасин, О.П.Сержант // Агрохим. вестн. - 2004. - № 2. - С. 13-15.
25. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман. - М.: Высш. шк., 1975. - 342 с.
26. Протасова, Н.А. Почвенно-геохимическое районирование Воронежской области / Н.А. Протасова, М.Т. Копаева// Почвоведение. - 1995. - № 4. - С. 446-453.
27. Протасова, Н.А. Микроэлементы в ландшафтах Тамбовской области и биохимическое районирование
ее территории / Н.А. Протасова, И.М. Голубев, Н.И. Коробейников // Почвоведение. - 1996. - № 12. -
С. 1459-1466.
28. Протасова, Н.А. Макро и микроэлементы в почвах Центрально-Черноземной зоны и почвенногеохимическое районирование ее территории / Н.А. Протасова, А.Б. Беляев // Почвоведение. - 2000. -№ 2. - С. 204-211.
29. Реуце, К. Борьба с загрязнением почвы: пер с румын. / К. Реуце, С. Кырстя. - М.: Агропромиздат, 1986.
- 221 с.
30. Сидоренко, Г.И. Никель (гигиенические аспекты охраны окружающей среды) / Г.И. Сидоренко, А.И. Щу-кова. - М.: Медицина, 1980. - 176 с.
31. Тихомиров, Ф.А. Действие никеля на растения на дерново-подзолистой почве / Ф.А. Тихомиров, Н.Н. Кузнецова, Л.Г. Магина // Агрохимия. - 1987. - № 8. - С. 74-80.
32. Токовой, Н.А. Препараты плодородия / Н.А. Токовой, Н.М. Майборода. - Красноярск: Кн. изд-во, 1975. -75 с.
33. Тяжелые металлы в системе почва - растение - удобрение / под ред. М.М. Овчаренко. - М., 1997.
- 290 с.
34. Черных, Н.А. Экотоксикологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами / Н.А. Черных, Н.Э. Милащенко, В.Ф. Ладонин. - М.: Агроконсалт, 1999. - 176 с.
35. Шакури, Б.К. Никель, ванадий, хром и стронций в почвах Нахичеванской АССР / Б.К. Шакури // Почвоведение. - 1978. - № 4. - С. 49-54.
36. Ягодин, Б.А. Никель в системе почва - удобрение - растение - животные и человек / Б.А. Ягодин, В.В. Говорина, С.Б. Виноградова // Агрохимия. - 1991. - № 1. - С. 128-138.
♦'
