CC BY
0In the dry year 2021, the aftereffects of manure and PK fertilizers and their interaction accounted for 88.1% of the total variation without a reliable effect of nitrogen fertilizers. In acutely dry 2022 and wet 2023 grass yields of 90.9-91.1 and 94.5% were determined by the aftereffect of manure and the impact of nitrogen mineral fertilizers, the aftereffect of PK accounted for less than 2.6%. There was a significant decrease in the IK,O content in grass hay in an acutely dry year due to a decrease in the mobility of potassium in the soil and in a humid year due to the dilution effect. Annual grasses in the dry conditions of the 5th rotation used soil moisture and precipitation more efficiently than in the wet years of the 3rd and 4th rotations. Depending on weather conditions, a high variation in the proportion of the legume component was noted, its decrease from the aftereffect of phosphorus-potassium and nitrogen fertilizers, and a weak influence on this parameter from the aftereffect of cattle manure.
Keywords: grey forest soil, Vladimir Opole, hay yield, effect and aftereffect of fertilizers, removal of nutrients, use of soil moisture, share of legume component in the grass stand.
Author details: V.V. Okorkov, Doctor of Sciences (agriculture), chief research fellow (e-mail: okorkovvv@yandex.ru); L.A. Okorkova, senior research fellow; A.E. Lebedeva, junior research fellow; V.V. Schukina, junior research fellow.
For citation: Okorkov V.V., Okorkova L.A., LebedevaA.E., Schukina V.V. Use of the resource potential of grey forest soil of the Vladimir Opole by annual grasses // Vladimir agricolist. 2024. №2. pp. 19-26. DOI:10.24412/2225-2584-2024-2108-19-26.
DOI:10.24412/2225-2584-2024-2108-26-33 УДК 631.453/631.95
ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ И РАСТЕНИЯХ АГРОЦЕНОЗОВ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ
А.А. УТКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент агробиотехнологического департамента, (e-mail: aleut@inbox.ru)
Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы
ул. Миклухо-Маклая, 6, г. Москва, 117198, Российская Федерация
Резюме. Представлены результаты комплексного и локального мониторинга дерново-подзолистых почв сельскохозяйственного назначения и культурных растений на реперных участках Ивановской области за период 2013...2022 гг. на содержание в них цинка, свинца, кадмия, ртути и мышьяка. Валовое содержание ртути и мышьяка и подвижных форм цинка, свинца и кадмия в пахотных дерново-подзолистых почвах и почвах реперных участков не превышает допустимые концентрации, что свидетельствует о том, что исследуемые почвы области пригодны для возделывания основных сельскохозяйственных культур. По данным локального мониторинга установлена зависимость содержания подвижной формы цинка, свинца, кадмия и валового содержания мышьяка и ртути от гранулометрического состава дерново-подзолистых почв. Суглинистые почвы, в отличие от легких, имели значительно большее содержание подвижных форм свинца, валового мышьяка и ртути. Легкие почвы содержали больше подвижного цинка. Вся выращенная растительная продукция культур не содержала тяжелых металлов выше допустимых уровней, соответствуя по качеству ветеринарным и гигиеническим требованиям. Все зерновые культуры больше содержали цинка в зерне, чем в соломе по сравнению с кадмием, свинцом, ртутью и мышьяком на легких и на суглинистых почвах. Построены ряды культур для песчаных, супесчаных и суглинистых почв по убывающему содержанию в их продукции тяжелых металлов. Рассчитаны коэффициенты накопления тяжелых металлов растительной продукцией культур и проведен их сравнительный анализ. Корреляционным анализом определены взаимосвязи между содержанием металлов и мышьяка в почвах и продукции растениеводства.
Ключевые слова: тяжелые металлы, мышьяк, дерново-подзолистая почва, сельскохозяйственные культуры, гранулометрический состав, коэффициент накопления.
Для цитирования: Уткин А.А. Оценка содержания и накопления тяжелых металлов в дерново- подзолистых почвах и растениях агроценозов Ивановской области //Владимирский земледелец. 2024. №2. С. 26-33. DOI:10.24412/2225-2584-2024-2108-26-33.
В настоящее время, к основным факторам, загрязняющим природную среду, наряду с деятельностью промышленности, транспорта и топливно-энергетического комплекса, относят и химизацию земледелия, за счет нерационального применения различных агрохимсредств (удобрения, пестициды, агромелиоранты и др.). Вследствие этого в почве и растительной продукции могут в избыточных количествах аккумулироваться различные экотоксиканты, например, тяжелые металлы (ТМ) [1, 2, 3].
Как правило, при необходимости контроля над антропогенным загрязнением, принято определять валовое содержание тяжелого металла. Однако валовое содержание металлов не всегда может характеризовать степень опасности загрязнения ими почвы, поскольку почва способна связывать соединения металлов, переводя их в недоступные растениям соединения и, таким образом, ограничивать их переход из почвы в культуры [2].
С целью эколого-токсикологической оценки состояния почв в стране, агрохимической службой ежегодно проводится обследование их на содержание подвижных форм тяжелых металлов наиболее доступных для культур, которые могут накапливать эти элементы.
В результате неправильного использования почв в процессе производства, многие параметры их плодородия и экологического состояния могут ухудшаться. В качестве индикаторов загрязнения почв Ивановской области ТМ нами выбраны следующие химические элементы: кадмий (Сс1), свинец (РЬ), цинк ^п), ртуть и мышьяк (Дб), которые, согласно СанПиН 2.1.7.1287-03, относятся к элементам I класса химической опасности и подлежат первоочередному исследованию. Содержание данных элементов в почве является важнейшим показателем, характеризующим ее санитарно-гигиеническое состояние, т.к., они способны накапливаться в организме сельскохозяйственных животных и человека и оказывать на него негативное воздействие.
№ 1 (107) 2024
g/iaduMipckiü ЗемдеШецТ)
Объектом исследования являлись дерново-подзолистые почвы, доля которых в почвенном покрове пахотных земель Ивановской области составляет 92,1% или около 500 тыс. га [4].
Цель исследования - оценить возможные масштабы и степень загрязнения пахотных дерново-подзолистых почв Ивановской области по валовому содержанию в них ртути и мышьяка и подвижных форм металлов (СД РЬ и Zn), установить параметры их содержания и накопления растительной продукцией основных сельскохозяйственных культур.
Условия, материалы и методы. Эколого-токсикологическое обследование пахотных дерново-подзолистых почв и культур на содержание в них ТМ и As проводилось в период 2013...2022 гг., в рамках комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и локального мониторинга на 11 реперных участках, расположенных в отдельных районах Ивановской области.
Ежегодная площадь с 2013 по 2022 гг. обследуемых пахотных дерново-подзолистых почв области на содержание в них ТМ и As при комплексном мониторинге плодородия почв составляла в среднем 60.70 тыс. га. Общая ежегодная площадь обследуемых почв реперных участков - 207,7 га.
Отбор почвенных и растительных образцов при эколого-токсикологическом обследовании проводился согласно действующим методикам [5, 6].
Анализы почв и растительной продукции были выполнены по принятым в агрохимической практике методикам: подвижные формы Zn, РЬ и Сd в почве - в вытяжке ацетатно-аммонийного буфера с рН 4,8 [7]; содержание Zn, РЬ и Сd в растениях - в вытяжке НNO3 (1:1) [7] методом атомно-абсорбционной спектрометрии; валовое содержание As в почве и растениях - фотометрически в вытяжке из HNO3 и Н^04 (1:1) [8]; валовое содержание ^ в почве и растениях - методом беспламенной атомно-абсорбционной спектрометрии [9].
Для оценки накопления металлов культурами из почвы реперных участков рассчитывался коэффициент накопления (КН), равный отношению содержания отдельного элемента в растениях (мг/кг) к содержанию его подвижной ^п, РЬ и Сd) формы или валового (^ и As) содержания в почве (мг/кг).
Для выявления взаимосвязей между содержанием ТМ и As в почве и растительной продукции рассчитывали коэффициенты парной линейной корреляции Пирсона с использованием статистической программы «^аййюа».
Результаты и обсуждение. Анализ данных комплексного мониторинга за период 2013.2022 гг. показывает, что по средневзвешенному валовому содержанию As и содержанию подвижных форм
Владимирски Земледелец*
соединений Zn, РЬ и Cd в дерново-подзолистых почвах в соответствии с принятой группировкой, обследуемые почвы относятся к I группе, в которой содержание металлов значительно ниже ПДК или ОДК (табл. 1). Это свидетельствует об удовлетворительной экологической ситуации в Ивановской области. Дерново-подзолистые почвы пригодны для возделывания основных сельскохозяйственных культур при обязательном контроле продукции на содержание ТМ и As.
Известно, что содержание различных форм ТМ во многом зависит от содержания органического вещества, гранулометрического состава и кислотности почвы [10, 11].
При анализе результатов комплексного и локального мониторинга дерново-подзолистых почв, было произведено разделение исследуемых почв на две группы, с выделением в одну группу почв легкого гранулометрического состава (песчаные и супесчаные), в другую - всех разновидностей суглинистых почв. Это разделение позволит установить влияние гранулометрического состава на поведение различных форм ТМ в почве и переход металлов в растения.
В таблице 2 приведены средневзвешенные данные содержания ТМ и As по 11 реперным участкам области. Они свидетельствуют, что в верхнем горизонте пахотных почв участков не обнаружено превышения величины ПДК по валовому содержанию ПДК по содержанию подвижных форм Zn и РЬ, ОДК валового содержания As и содержания подвижных форм Сd (с учетом гранулометрического состава и уровня рНКС1). По группировке почв для эколого-токсикологической оценки по содержанию ТМ и As обследованные почвы всех реперных участков относятся к I группе.
Мониторинг почв показывает, что в последние годы отмечается тенденция снижения содержания в дерново-подзолистых почвах региона многих ТМ, что также подтверждается результатами других исследований [12, 13]. Вероятно, это результат существенного снижения применения различных средств химизации в сельском хозяйстве и спад развития промышленного производства.
Полученные пределы колебаний и средние значения Zn, РЬ и Cd полностью соответствуют данным, характерным для не подверженных антропогенному загрязнению дерново-подзолистых почв [14].
Значительная вариабельность содержания ТМ на легких почвах отмечалась для Zn и Cd, на суглинистых почвах -для As и Zn, наименьшая изменчивость - для Hg (табл. 3). Высокая вариабельность содержания металлов связана не только с различием в проявлении антропогенной нагрузки на почвы, но и в различиях между свойствами почв. Данные локального мониторинга установили зависимость содержания подвижной формы Zn, РЬ, Cd и валового содержания As и Hg от гранулометрического
№ 2 (108) 2024
8 N0
1. Эколого-токсикологическая группировка дерново-подзолистых почв Ивановской области, га
№ п/п Район области Группа РЬ Сс1 н§ 1п АБ
сугл.* п.суп.** сугл. п.суп. сугл. п.суп. сугл. п.суп. сугл. п.суп.
1 В. Ландеховский 1 1839,9 22761,9 2004,9 22596,9 2329,5 22272,3 2774,3 21827,5 1999,5 22602,3
2 Вичугский 1 26100,3 1664,7 24193,4 3571,6 26300,8 1464,2 24988,4 2776,6 25099,3 2665,7
3 Г. Посадский 1 67399,4 8229,6 65983,4 9645,6 70034,1 5594,9 71020,3 4608,7 68419,9 7209,1
4 Заволжский 1 3079,8 1035,1 3002,7 1112,2 - - 3396,5 718,4 - -
5 Ивановский 1 38269,7 2010,3 38890,6 1389,4 38834,7 1445,3 38379,9 1900,1 39001,6 1278,4
6 Ильинский 1 3200,5 27392,5 3796,5 26796,5 3093,8 27499,2 4034,1 26558,9 3794,3 26798,7
7 Кинешемский 1 19351,5 3104,5 19699,4 2756,6 21035,1 1420,9 20341,9 2114,1 19855,1 2600,9
8 Комсомольский 1 39045,1 6358,2 42884,5 2518,8 41048,2 4355,1 43048,3 2355,0 44018,4 1384,9
9 Лежневский 1 12671,2 1580,1 11988,4 2262,9 13021,4 1229,9 11083,4 3167,9 12090,3 2161,0
10 Лухский 1 4592,4 46427,6 2998,5 48021,5 4602,4 46417,6 3966,1 47053,9 4003,2 47016,8
11 Палехский 1 30995,9 4586,0 29381,5 6200,4 30948,1 4633,8 32892,1 2689,8 31845,2 3736,7
12 Пестяковский 1 1014,1 9255,6 744,3 9525,4 810,8 9458,9 702,4 9567,3 735,2 9534,5
13 Приволжский 1 18538,2 952,8 17982,4 1511,6 17932,0 1559,0 18922,3 17598,7 18330,0 1161,0
14 Пучежский 1 26099,3 1005,7 25944,2 1160,8 25988,3 1116,7 25567,9 1537,1 24784,0 2321,0
15 Родниковский 1 47984,2 4819,8 46222,4 6581,6 45988,1 6815,9 49459,3 3344,7 46984,8 5819,2
16 Савинский 1 459,2 4431,8 500,1 4390,9 341,5 4549,5 299,6 4591,4 400,2 4490,8
17 Тейковский 1 36002,4 2384,5 35988,6 2398,3 35362,0 3024,9 34998,5 3388,4 36761,3 1625,6
18 Фурмановский 1 22911,3 2266,7 21683,8 3494,2 22091,4 3086,6 21773,1 3404,9 21347,9 3830,1
19 Шуйский 1 58455,4 8134,6 59451,9 7138,1 60025,1 6564,9 59464,3 7125,7 60981,1 5608,9
20 Южский 1 1393,4 11188,6 1980,5 10601,5 1278,5 11303,5 1874,7 10707,3 2392,1 10189,9
21 Юрьевецкий 1 6529,5 1005,6 6734,1 801,0 - - 5990,5 1044,6 - -
Итого 1 465932,7 170596,2 462056,1 174475,8 461065,8 163813,1 474977,9 178081,0 462843,4 162035,5
Примечание, сугл. * - суглинистые почвы; п. суп. ** - песчаные, супесчаные почвы.
г а
2. Валовое содержание As и концентрация подвижных форм Zn, РЬ, Cd в дерново-подзолистых почвах реперных участков, мг/кг (в среднем за 2013...2022 гг.)
№ р. уч.* Район области, название хозяйства Zn Cd Pb Hg As
1 Ивановский район, ОПХ «Борогод-ское» 0,93 0,031 0,63 0,022 2,07
6 Пучежский район, СПК «Русь» 0,92 0,044 0,73 0,023 1,33
8 Верхнелан-деховский район, СПК «Ландех» 0,68 0,038 0,57 0,019 1,61
9 Вичугский район, СПК Луч» 0,92 0,058 0,97 0,022 3,44
11 Кинешемский район, СПК «Пригородный» 1,05 0,059 0,69 0,025 3,45
12 Комсомольский район, СПК «Бутово» 0,75 0,037 0,54 0,022 1,54
14 Родниковский район, СПК «Колхоз им. Фрунзе» 1,01 0,053 0,72 0,023 2,73
15 Тейковский район, ООО СП «Нельша» 1,54 0,052 0,66 0,018 1,19
17 Палехский район, СПК «Колхоз Луч» 1,07 0,059 0,68 0,022 1,47
18 Шуйский район, АО «Трудовик» 1,09 0,047 0,75 0,024 2,38
21 Приволжский район, МУП «Волжский» 1,44 0,055 0,68 0,026 2,75
Lim 0,681,54 0,0310,059 0,540,97 0,0180,026 1,193,45
M 1,04 0,048 0,69 0,022 2,18
±m 0,08 0,003 0,03 0,001 0,25
V, % 25,0 20,2 16,2 10,4 37,9
Примечания. № реп. уч.* - номер реперного участка; Lim - пределы значений; М - среднее арифметическое значение); m - ошибка среднего арифметического; V-коэффициент вариации, % (то же в таблице 3).
состава дерново-подзолистых почв (табл. 3). Установлено, что суглинистые почвы, в отличие от легких почв, имели значительно большее содержание подвижных форм РЬ и валового As и Легкие почвы содержали больше подвижного Zn. В основном, наибольшая вариабельность содержания элементов отмечалась для суглинистых почв.
Дифференциация выборок для легких и суглинистых почв была необходима для установления валового содержания в них As.
Элементный состав растений отражает химический состав почвы. На эту закономерность оказывают воздействие многие факторы, поэтому содержание ТМ в растительной продукции культур может сильно изменяться, особенно на не загрязненных почвах. При стрессах, вызванных избытком ТМ, растения в ходе своей эволюции выработали механизмы защиты против загрязнения [2].
Анализ качества растительной продукции в период 2013...2022 гг. показал, что по содержанию ТМ и As превышения допустимых уровней по всем видам выращенной продукции культур отмечено не было (табл. 4), что характеризует продукцию, как соответствующую гигиеническим требованиям к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов [15] и временному максимально-допустимому уровню химических элементов в кормах сельскохозяйственных животных [16].
Исследованием установлены биологические особенности накопления ТМ и As культурами. Отмечена общая для всех зерновых культур особенность, связанная с большим содержаниемвзерне Zn, и меньшим содержанием его в соломе по сравнению с Cd, РЬ, Hg и As, как на легких, так и на суглинистых почвах (табл. 4).
Культуры по содержанию Zn в основной продукции в порядке убывания на легких почвах располагались в следующей последовательности: горох > зерновые культуры > однолетние травы > яровой рапс > многолетние травы > картофель; содержанию Cd: яровой рапс > горох > зерновые культуры > многолетние травы > картофель = однолетние травы; содержанию РЬ: однолетние травы > многолетние травы > картофель > яровой рапс > зерновые культуры > горох; содержанию однолетние травы > многолетние травы > зерновые культуры > горох = картофель > яровой рапс; содержанию Аз: картофель > многолетние травы > зерновые культуры > горох > однолетние травы > яровой рапс (табл. 4).
Утяжеление гранулометрического состава почв оказывало заметное влияние на содержание ТМ и Д$ в основной продукции культур. Культуры по содержанию Zn и Cd в порядке его убывания располагались в ряд: зерновые культуры > многолетние травы > яровой рапс; содержанию РЬ и Аз: многолетние травы > зерновые культуры > яровой рапс; содержанию зерновые культуры = многолетние
3. Валовое содержание Аs, ^ и содержание подвижных форм Zn, РЬ, Сd в дерново-подзолистых почвах реперных участков, мг/кг (в среднем за 2013...2022 гг.)
Показатели Zn Cd Pb Hg As
Песчаные и супесчаные почвы
Lim 0,75...1,54 0,037.0,059 0,54.0,73 0,018.0,023 1,19.1,54
M±m 1,07±0,17 0,048±0,005 0,65±0,04 0,021±0,001 1,38±0,08
V, % 31,7 19,9 12,3 10,4 11,2
ПДК (ОДК) 23 - 6 - 2
Число наблюдений, n 64 79 80 75 79
Суглинистые почвы
Lim 0,68.1,44 0,031.0,059 0,57.0,97 0,019.0,026 1,61.3,45
M±m 1,02±0,09 0,049±0,004 0,72±0,05 0,023±0,001 2,63±0,26
V, % 22,6 21,9 17,7 10,0 25,8
ПДК(ОДК) 23 - 6 - (5)
Число наблюдений, n 114 141 132 129 127
4. Содержание ТМ и As в продукции сельскохозяйственных культур, мг/кг (в среднем за 2013.2022 гг.)
Культуры Число наблюдений, п Продукция Zn Cd Pb Hg As
Песчаные и супесчаные почвы
Зерновые 57 зерно 19,10 0,017 0,306 0,006 0,023
солома 6,39 0,050 1,166 0,008 0,026
Горох 12 зерно 27,5 0,020 0,250 0,003 0,019
Картофель 41 клубни 2,03 0,010 0,370 0,003 0,069
Яровой рапс 11 зеленая масса 4,80 0,042 0,350 0,001 0,009
Многолетние травы 5 зеленая масса 4,03 0,016 0,438 0,005 0,028
Однолетние травы 39 зеленая масса 6,57 0,010 0,770 0,010 0,016
Суглинистые почвы
Зерновые 91 зерно 17,57 0,019 0,314 0,005 0,025
солома 7,19 0,048 1,234 0,007 0,032
Яровой рапс 19 зеленая масса 1,25 0,002 0,170 0,001 0,002
Многолетние травы 68 зеленая масса 4,51 0,019 0,666 0,005 0,028
травы > яровой рапс (табл. 4). Следует отметить, что, в основном, в группе зерновых культур наибольшее накопление металлов на легких и суглинистых почвах было свойственно яровым, наименьшее - озимым зерновым.
№ 2 (108) 2024
Для картофеля, многолетних трав, ярового рапса (суглинистые почвы) и зерновых культур, значения Кн ТМ и As, снижались в ряду: Zn > РЬ > Cd > Hg > As; горох и яровой рапс (легкие почвы): Zn > Cd > РЬ > Hg > As и однолетние травы: Zn > РЬ > Hg > Cd > As. Значения Кн ТМ и As основной (зерно) и побочной (солома) продукцией зерновых культур на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах полностью совпадали (рис. 1-5).
Наибольшие значения Кн Zn у изучаемых культур объясняются высокой физиологической ролью этого элемента в процессах роста и развития растений. Наименьшие значения КН, в проведенном обследовании, получены для As, являющегося типичным и опасным экотоксикантом. Предположительно, растения использовали различные защитные механизмы, препятствующие проникновению металлоида в их ткани.
Возделывание культур на суглинистых дерново-подзолистых почвах приводило к некоторому снижению величин Кн ТМ и As по сравнению с песчаными и супесчаными почвами. Наиболее отчетливо это проявлялось при накоплении металлов продукцией зерновых культур и, особенно ярового рапса, и менее выражено - многолетних трав (рис. 1-5).
Как было отмечено выше, определяющее влияние на накопление культурами ТМ также оказывает и содержание в почвах органического вещества [1, 17]. Так, за рамками данного исследования, нами было установлено, что при содержании гумуса в дерново-подзолистых почвах области на уровне 1,0% значения Кн Си, Zn и Cd зеленой массой многолетних трав составляли 8,50, 3,91 и 0,34 соответственно, а при содержании органического вещества 1,9% соответственно 8,05, 1,88 и 0,23. Однако увеличение содержания органического вещества не влияло на снижение поступления РЬ и ^ в продукцию трав. Зерно озимой пшеницы при обеспеченности почвы гумусом 1,9...2,2%, в среднем в 1,66 раза меньше накапливало Zn, чем при содержании гумуса 0,9...1,1%.
В нашем исследовании мы решили выявить взаимосвязь
g/iaduMipckiü Землейлод
Рис.1 Кн Zn основной и побочной продукцией культур на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах
Рис.3 Кн РЬ основной и побочной продукцией культур на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах
Рис.2 Кн Cd основной и побочной продукцией культур на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах
валовых концентраций и содержания подвижных форм изучаемых поллютантов в почве с содержанием металлов в продукции сельскохозяйственных культур, которую оценивали по величинам коэффициентов корреляции (табл. 5).
В большинстве случаев, между формами содержания ТМ и As в дерново-подзолистой почве и их содержанием в растениях отмечались обратные корреляционные взаимосвязи слабой и средней силы, реже - высокой.
Выводы. 1. Экологическая ситуация по содержанию в пахотных дерново-подзолистых почвах Ивановской области, в т.ч. в почвах реперных участков, валового содержания As, Нд и подвижных форм Ял, РЬ, Сс! характеризуется как удовлетворительная. Исследуемые почвы пригодны для возделывания основных сельскохозяйственных культур при обязательном контроле продукции на содержание ТМ и Лб.
2. Дерново-подзолистые суглинистые почвы реперных участков, в отличие от песчаных и супесчаных почв, имели значительно большее содержание подвижных форм РЬ и валового Лв и Нд. Легкие почвы реперных участков содержали больше подвижного Ял.
3. Вся выращенная растительная продукция сельскохозяйственных культур не содержала ТМ и Лб выше допустимых уровней и соответствовала
Рис.4 Кн Нд основной и побочной продукцией культур на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах
Рис.5 Кн Лв основной и побочной продукцией культур на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах
ветеринарным требованиям к кормам для животных и гигиеническим требованиям к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов.
4. Утяжеление гранулометрического состава почв оказывало заметное влияние на содержание ТМ и Лв в основной продукции культур.
5. Для картофеля, многолетних трав, ярового рапса (суглинистые почвы) и зерновых культур (основная и побочная продукция) значения Кн ТМ и Лб, снижались в ряду: Ял > РЬ > Сс! > Нд > Лб; горох и яровой рапс (легкие почвы): Ял > Сс! > РЬ > Нд > Лб и однолетние травы: Ял > РЬ > Нд > Сс! > Лв.
5. Коэффициенты парной линейной корреляции между содержанием ТМ и As в дерново-подзолистой почве и в продукции культур
Культуры Продукция Zn Cd Pb Hg As
Песчаные и супесчаные почвы
Зерновые зерно -0,48 -0,60 0,69 0,19 -0,23
солома 0,31 0,05 0,40 0,29 -0,30
Горох зерно 0,43 -0,77 -0,41 -0,25 -0,32
Картофель клубни 0,49 -0,30 -0,62 -0,44 -0,51
Яровой рапс зеленая масса 0,21 -0,59 -0,32 -0,18 -0,33
Многолетние травы зеленая масса -0,28 -0,20 -0,02 0,28 0,09
Однолетние травы зеленая масса 0,51 -0,87 -0,33 0,17 -0,45
Суглинистые почвы
Зерновые зерно -0,40 0,22 -0,47 -0,55 0,15
солома -0,02 0,17 -0,22 0,20 0,17
Яровой рапс зеленая масса -0,81 -0,65 -0,37 -0,41 -0,45
Многолетние травы зеленая масса -0,29 0,13 -0,09 0,18 0,24
Примечание. Полужирным выделены значимые коэффициенты корреляции при р < 0.05.
6. Возделывание культур на суглинистых дерново- проявлялось при накоплении металлов продукцией
подзолистых почвах приводило к некоторому снижению зерновых культур и, особенно ярового рапса, и менее
величин Кн ТМ и As по сравнению с песчаными и выражено на многолетних травах. супесчаными почвами. Наиболее отчетливо это
Литература.
1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987.140 с.
2. Овчаренко М.М. Тяжёлые металлы в системе почва - растение - удобрение / под общей ред. М.М. Овчаренко. М.: Пролетарский светоч, 1997.290 с.
3. Уткин А.А., Мазиров М.А. Эффективное применение органических удобрений в сельскохозяйственном производстве: учеб. пособие. Иваново: Ивановская ГСХА, 2022. 80 с.
4. Гордеев А.В., Клещенко А.Д., Черняков Б.А., Сиротенко О.Д. Биоклиматический потенциал России: теория и практика. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006.509 с.
5. Методические указания по проведению комплексного мониторинга почв земель сельскохозяйственного назначения / под ред. Л.М. Державина, Д.С. Булгакова. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. 240 с.
6. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных и контрольных участках. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. 76 с.
7. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства (изд. 2-е). Министерство сельского хозяйства РФ, ЦИНАО. М., 1992. 61 с.
8. Методические указания по определению мышьяка в почвах фотометрическим методом. М.: ЦИНАО, 1993.13 с.
9. Методические указания по определению содержания ртути в твердых биоматериалах животного и растительного происхождения, почвах, придонных отложениях, осадках. МУК 4.1.007-94 Определение содержания ртути в объектах окружающей среды и биологических материалах (утв. Госкомсанэпиднадзором России 16.02.1994).
10. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: Высшая школа, 1998. 411 с.
11. Чернова О.В., Бекецкая О.В. Допустимые и фоновые концентрации загрязняющих веществ в экологическом нормировании (тяжелые металлы и другие химические элементы)//Почвоведение. 2011. № 9. С. 1102-1113.
12. Уткин А.А. Мониторинг плодородия и экотоксикологического состояния реперных участков дерново-подзолистых почв Ивановской области // Агрохимия. 2023. № 4. С. 19-31.
13. Уткин А.А. Плодородие и экотоксикологическое состояние реперных участков дерново-подзолистых суглинистых почв Владимирской области // Агрохимия. 2022. № 6. С. 3-13.
14. Шихова Л.Н., Егошина Т.Л. Тяжелые металлы в почвах и растениях таежной зоны Северо-Востока Европейской России. Киров: Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2004.264 с.
15. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов», 2001 г.
16. Временный максимально-допустимый уровень (ВМДУ) содержания некоторых химических элементов и госсипола в кормах для сельскохозяйственных животных и кормовых добавках, 1987г.
17. Ягодин Б.А., Кидин В.В., Цвирко Э.А. и др. Пути снижения накопления тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции: рекомендации. М.: МСХА им. К.А. Тимирязева, 1993. 20 с.
№ 2 (108) 2024
g/iaduMipckiü Землейлод
References.
1. Alekseev Yu.V. Heavy metals in soils and plants/ Yu.V. Alekseev. L.: Agropromizdat: 1987.140 p.
2. Ovcharenko M.M. Heavy metals in the soil - plant -fertilizer system / Under the general editorship of M.M. Ovcharenko. M.: Proletarian svetoch, 1997. 290 p.
3. Utkin A.A., Mazirov M.A. Effective use of organic fertilizers in agricultural production : textbook. stipend. Ivanovo: Ivanovo State Agricultural Academy, 2022.80 p.
4. Gordeev A.V. Bioclimatic potential of Russia: theory and practice / A.V. Gordeev, A.D. Kleshchenko, B.A. Chernyakov, O.D. Sirotenko. M.: Association of Scientific publications KMK, 2006. 509 p.
5. Guidelinesfor conducting comprehensive monitoring of soils on agricultural lands / Edited by L.M. Derzhavin, D.S. Bulgakov. M.: Federal State Budgetary Institution "Rosinformagrotech", 2003.240p.
6. Guidelines for conducting local monitoring at reference and control sites. Moscow: FGNU Rosinformagrotech, 2006. 76 p
7. Guidelines for the determination of heavy metals in soils of farmland and crop products (2nd edition). Ministry of Agriculture of the Russian Federation, TSINAO. M.: 1992. 61 p.
8. Guidelines for determining arsenic in soils by the photometric method. Moscow: TSINAO, 1993.13 p.
9. Guidelines for determining the mercury content in solid biomaterials of animal and plant origin, soils, bottom sediments, sediments. MUK 4.1.007-94 Determination of mercury content in environmental objects and biological materials (approved by the State Committee for Sanitary and Epidemiological Supervision of Russia on February 16,1994).
10. Dobrovolsky VV. Fundamentals of biogeochemistry. Moscow: Higher School, 1998. 411 p.
11. Chernova O.V., Beketskaya O.V. Permissible and background concentrations of pollutants in environmental regulation (heavy metals and other chemical elements) //Soil science. 2011. No. 9. pp. 1102-1113.
12. Utkin A.A. Monitoring the fertility and ecotoxicological state of reference plots of soddy podzolic soils in the Ivanovo region // Agrochemistry. 2023. No. 4. pp. 19-31.
13. Utkin A.A. Fertility and ecotoxicological state of reference plots of soddy podzolic loamy soils in the Vladimir region // Agrochemistry. 2022. No. 6. pp. 3-13.
14. Shikhova L.N., Egoshina T.L. Heavy metals in soils and plants of the taiga zone of the North-East of European Russia. Kirov: Zonal Research Institute of the North-East, 2004. 264 p.
15. Sanitary and epidemiological rules and regulations SanPiN 2.3.2.1078-01 "Hygienic requirements for the safety and nutritional value of food products"
16. Temporary maximum permissible level (TMPL) for the content of certain chemical elements and gossypol in feed for farm animals and feed additives, 1987.
17. Yagodin B.A., Kidin VV., Tsvirko E.A. Ways to reduce the accumulation of heavy metals in agricultural products: recommendations. Moscow: K.A. Timiryazev Agricultural Academy, 1993. 20 p.
ASSESSMENT OF CONTENT AND ACCUMULATION OF HEAVY METAL IN SODDY-PODZOLIC SOIL AND PLANTS IN AGROCENOSIS OF THE IVANOVO REGION A.A. UTKIN
Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, ul. Miklukho-Maklaya 6, Moscow, 117198, Russian Federation Abstract. This research highlights the results of comprehensive and local monitoring of soddy podzolic soil for agricultural purposes and cultivated plants in reference areas of the Ivanovo region between 2013 and 2022. It aims to define the content of zinc, lead, cadmium, mercury and arsenic. The gross content of mercury and arsenic and labile forms of zinc, lead and cadmium in arable soddy podzolic soils and soils of reference plots does not exceed permissible concentrations. It indicates that the soils under study of the region are suitable for cultivating basic agricultural crops. According to local monitoring data, there is a dependence of the labile form of zinc, lead, cadmium and the total content of arsenic and mercury on the granulometric composition of soddy podzolic soils. Loamy soils, in contrast to light soils, had a significantly higher content of labile forms of lead, total arsenic and mercury. Light soils contained more labile zinc. All grown plant products did not contain heavy metals above permissible levels, meeting the quality veterinary and hygienic requirements. All grain crops contained more zinc in grain than in straw compared with cadmium, lead, mercury and arsenic in light and loamy soils. Crops were characterized according to the decreasing content of heavy metals in their products for sandy, sandy loam and loamy soils. This research also provided the coefficients of accumulation of heavy metals in plant and their comparative analysis. Correlation analysis determined the relationships between the content of metals and arsenic in soils and crop production.
Keywords: heavy metals, arsenic, soddy podzolic soil, agricultural crops, granulometric composition, accumulation coefficient. Author details: A.A. Utkin, Candidate of Sciences (agriculture), docent of the Department of Agrobiotechnology, (e-mail: aleut@inbox.ru) For citation: Utkin A.A. Assessment of content and accumulation of heavy metal in soddy-podzolic soil and plants in agrocenosis of the Ivanovo region // Vladimir agricolist. 2024. №2. pp. 26-33. DOI:10.24412/2225-2584-2024-2108-26-33.
