CC BY
32
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 633.63; 631.4; 631.95
Е.А. Высоцкая
канд. геогр. наук, доцент, кафедра безопасности и медицинских знаний, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный педагогический университет»
ВЛИЯНИЕ ДИНАМИКИ СОДЕРЖАНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ НА ЕЕ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗА ВЕГЕТАЦИОННЫЙ ПЕРИОД СВЕКЛОВИЧНОГО АГРОЦЕНОЗА
Аннотация. В статье рассматривается влияние тяжелых металлов (цинк, кадмий) на продуктивность сахарной свеклы по фазам вегетации.
Ключевые слова: сахарная свекла, тяжелые металлы, цинк, кадмий, микроэлементы,
почвы.
E.A. Vysotskaya, Voronezh state pedagogical university
THE INFLUENCE OF THE DYNAMICS OF SELECTED HEAVY METALS IN THE SOIL AT ITS
PRODUCTIVITY DURING THE VEGETATION PERIOD OF SUGAR BEET AGROCENOSIS
Abstract. The article examines the impact of heavy metals (zinc, cadmium) on the productivity of sugar beet in phases of vegetation.
Key words: sugar beet, heavy metals, lead, zinc, cadmium, trace elements, the soil.
Тенденция накопления тяжелых металлов в черноземах способна привести к массовому загрязнению больших территорий, однако этого не происходит, т. к. значительная часть тяжелых металлов поглощается растениями. При этом часть подвижных форм усваивается растением в виде микроэлементов, необходимых для нормального физиологического функционирования, часть накапливается в форме балласта, а в отдельных случаях, при превышениях концентраций тяжелых металлов в растениях, они вступают в химические взаимодействия и могут изменять направленность физиологического обмена веществ [1, 4].
По данным большинства авторов, накопление токсических элементов имеет место в верхних, гумусных горизонтах. Это явление происходит вследствие ассоциации ионов тяжелых металлов с органическим веществом почвы, максимум накопления которого в почвах черноземного типа приходится на 0-30 см [2, 3].
При изучении концентрации подвижных форм микроэлементов в почве под сахарной свеклой по фазам развития было выявлено, что вследствие интенсивного потребления сахарной свеклой микроэлементов происходит снижение в почве концентраций тяжелых металлов, однако характер этого снижения различен. Содержание марганца в почве снижается в 2-3 раза. К уборке сахарной свеклы происходит некоторое увеличение содержания железа и цинка (относительно середины вегетационного периода) на всех вариантах опыта, что объясняется снижением pH почвенного раство-
ра в этот период вследствие интенсивного поглощения сахарной свеклой положительно заряженных ионов основных элементов питания из удобрений.
В результате этого процесса происходит увеличение подвижности микроэлементов в почвенном растворе. Концентрация кадмия мало изменяется в течение вегетации, однако сохраняются превышения ПДК вдоль дороги на ширину 0-20 м. Незначительное снижение кадмия и свинца в почве наблюдается вследствие того, что поступления от автотранспорта и удобрений способствуют увеличению содержания этих элементов в почве.
Таким образом, изучение динамики тяжелых металлов и микроэлементов в течение вегетационного периода позволяет сделать выводы, что концентрации железа, марганца, никеля, кобальта, меди и цинка в почве изменяются по фазам вегетации сахарной свеклы, а кадмия и свинца - не изменяются. Динамика содержания подвижных форм тяжелых металлов в течение вегетации зависит от доз и соотношений вносимых удобрений и техногенных загрязнений.
По данным наших исследований, максимальное количество подвижного цинка в почве в слое 0-30 см наблюдалось в начале вегетации сахарной свеклы. В этот же период отмечается и максимальная концентрация в почве на делянках с внесением М150Р140К120 и Ы150Р140К120 + гербициды в слое 30-60 см.
К периоду смыкания листьев в междурядьях происходит некоторое увеличение концентрации этого элемента на вариантах с внесением удобрений, а на не удобренных почвах, наоборот, имеет место снижения содержания цинка.
К уборке происходит снижение содержания цинка по всем вариантам опыта, включая контроль. Максимальная концентрация этого элемента отмечена в слое 0-30 см, что объясняется более высоким содержанием здесь органического вещества и более низким значением рН, чем в нижележащих горизонтах. Повышение содержания цинка к фазе смыкания листьев в междурядьях в слое 0-30 см обусловлено его подтягиванием с восходящим током почвенной влаги в засушливый период.
В целом к середине вегетации более значительное снижение концентрации цинка имело место в слое 30-60 см. На контрольных вариантах гибрида сахарной свеклы Фрейя также произошло снижение цинка в почве от 3,9 до 2,76 мг/кг, что составляет 1,8 раза. Это доказывает активное поглощение цинка растениями. Такая же закономерность отмечена по кадмию.
При использовании гербицидов выявлено снижение концентраций кадмия к периоду уборки в 1,6-1,8 раза, вне зависимости от изученных сортов. На вариантах с внесением удобрений отмечена закономерность снижения концентраций цинка в почве за период вегетации в 1,5-1,8 раза. Таким образом, на глубине 0-30 см цинк интенсивно выносится растениями, вследствие чего происходит снижение его концентраций в 1,5-2,0 раза. Однако следует отметить, что внесение удобрений увеличивает концентрации цинка в почве почти в 2 раза по сравнению с контролем. Это связано с его поступлением именно с минеральными удобрениями. Так как основная масса корнеплодов находится именно в этом слое, идет активное поглощение данного элемента из почвы. Внесение удобрений в целом обеспечивает более высокое количество подвижного цинка в почве, чем без них.
Таким образом, концентрация подвижного цинка в течение вегетационного пе-
риода сахарной свеклы в слое 0-30 см определяется дозами удобрений, а также расположением вариантов относительно автомагистрали.
Подвижность меди, как и других элементов этой группы, ее токсичность, участие в биогеохимических циклах в значительной мере определяются способностью почвы связывать этот элемент в малоподвижные и малодоступные соединения и тем самым обеспечивать низкий уровень ее концентрации в почвенном растворе.
На основании проведенных нами исследований можно сделать следующие выводы: проблема загрязнения почв актуальна в условиях современного сельскохозяйственного природопользования. При этом важным является факт поиска оптимальных приемов, методов и средств детоксикации на основе данных динамики содержания отдельных тяжелых металлов в почвенном компоненте агроценоза, а также подбора сортов и гибридов сахарной свеклы не только толерантных к техногенному загрязнению, но и показывающих в экологически неблагоприятных почвенных условиях высокую продуктивность.
Список литературы:
1. Минакова О.А. Продуктивность культур зерносвекловичного севооборота при длительном применении удобрений : дис. ... канд. с.-х. наук / О.А. Минакова. - Рамонь, 2000. - С. 32-143.
2. Орлова Л.П. Атомно-абсорбционное определение кадмия в природных объектах с высоким содержанием железа и алюминия / Л.П. Орлова, В.В. Горшкова, М.А. Воронкова, В.С. Воскресенская // Почвоведение. - 1981. - № 4. - С. 104-109.
3. Орловский Н.И. Основы биологии сахарной свеклы / Н.И. Орловский. - Киев: Госсельхозиздат УССР, 1961.
4. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений / М.Я. Школьник. - Л. : Наука, Ленингр. отд-ние, 1974.
List of references:
1 .Minakovs O. A. Efficiency of cultures of a beet bin crop rotation at long application of fertilizers: yew. ... edging. page - x. sciences / Island. A. М^^а. - Ramon, 2000. - Page 32-143.
2 .Orlova L.P. Nuclear and absorbing definition of cadmium in natural objects with the high content of iron and aluminum / L.P. Orlova, V. V. Gorshkova, M.A.Voronkova, V.S. Voskresenskaya // Soil science. - 1981 . - No. 4. - Page 104-109.
3 .Oryol N.I. Base of biology of sugar beet / N. I.Orlovsky. - Kiev: Gosselkhozizdat of USSR, 1961.
4 . Shkolnik M.Y. Microelements in life of plants / M. Y.Shkolnik. - L. : Science, Leningr. otd-ny,
1974.
