Влияние средств химизации на содержание тяжелых металлов в почве, растениях и промывных водах Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

ИНТЕГРАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

і •

Мерой массовой профилактики явля- предмет не преподается ни в одном меди

ется также широкая пропаганда генетиме- цине ком вузе, не говоря уже о другю

ских знаний среди населения, особенно учебных заведениях,

молодежи, тем более что тератология как

ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ РАСТЕНИЯХ И ПРОМЫВНЫХ ВОДАХ

Ш.И. Ахметов; директор Аграрного института МГУ им. Н.П.Огарева,

Н.В. СМОЛИН\ зав. кафедрой общего земледелия, профессор

С,В, 11}Та€В, зав. лабораторией ФГУ ГЦАС

В течение многих десятилетий человечество практически игнорировало экологическое образование и просвещение, тогда как экологическая ситуация окружающей среды в ряде регионов планеты и нашей страны стала угрожающей. Этому в немалой мере способствовало зачастую необоснованное активное антропогенное воздействие на природу. Целью современных ученых и педагогов является ликвида-[я всеобщей экологической безграмотности населения. Необходимо в научной и популярной форме широко пропагандировать результаты влияния хозяйственной деятельности человека на природные процессы и явления. Эту задачу постарались решить авторы предложенной работы о влиянии тяжелых металлов на экологическое состояние окружающей нас сре,

Пути и механизмы поступления тяжелых металлов (ТМ) в растения и закономерности их поглощения из почв еще мало изучены. При сложном многообразии взаимоотношений в растениях металлов с другими элементами эти процессы с трудом поддаются объяснению. Кроме того, на них влияют факторы окружающей сре-[. Основной путь снижения содержания тяжелых металлов в растительной продукции видится в разработке совершенных технологических приемов снижения их подвижности в почве.

Проблема загрязнения агроэкосистем ТМ является актуальной, сего няла глобальный характер. Переход к аль тернативному земледелию не решает про блемы экологической чистоты

Считается необходимым проведение исследований в

конкретных природно-климатических условиях регионов.

Почвы обладают ответной реакцией на загрязнение ТМ, что позволило их систематизировать по этому признаку (см.: Г лазовская М. А. Принципы классификации почв по о

»к

сности их загрязнения тяжелыми металлами // ДВШ. Биологические науки. 1989. № 7. С. 38 — 46).

Из всех агрохимических свойств почв на поступление тяжелых металлов прежде всего оказывают влияние кислотность и содержание гумуса. В нейтральных почвах с высоким содержанием гумуса тяжелые металлы переходят в неподвижное состояние и почти не поступают в биомассу растений.

Исследования проводились в лизиметрическом опыте, заложенном в 1987 г. На опытном поле учхоза Мордовского университета построена лизиметрическая лаборатория, состоящая из восемнадцати бетонных лизиметров. Гидроизоляция выполнена с внешней стороны битумом, с внутренней — эпоксидной смолой. Размер лизиметров: длина и ширина — 2 м, глубина — 1 м. Объем почвы в лизиметре — 4 м3 Такой значительный объем позволил максимально приблизить заложенную в лизиметры почву к природному сложению. В конусообразное дно лизиметра вмонтирована воронка из нержавеющей стали, с которой соединена трубкой емкость для сбора лизиметрической воды. Фильтрационный слой представлен несколькими

© Ш.И.Ахметов, Н.В.Смолин, С.В.Пугаев, 2000

фракционными слоями хорошо промытой речной гальки.

На лизиметрах заложен двухфакторный опыт в трехкратной повторности. Первый фактор (минеральные удобрения)

изучался в трех вариантах: 0 — контроль

(без удобрений), 1 — умеренная доза, 2 — высокая доза. Вторым изучаемым фактором было комплексное применение химических средств защиты растений. Сравнивался контрольный вариант с блоком за-тгных мероприятий. В 1995 г. в лизимет-

ІЯ

Ї

рах выращивали просо. Дозы удобре! под него были следующие: умеренная

ЫбоРбоКбо, высокая — N120P120K120. Система защиты состояла из трех обработок: гербицидом ковбоем (150 мл/га), инсектицидом сумицидином (300) и фунгицидом тилгом (250 мл/га).

Проведенный в 1995 г. анализ содержания тяжелых металлов в почве показал, что уровни некоторых нз них имели между собой тесную прямую зависимостью (табл.1)

Таблица 1.

Содержание тяжелых металлов в почве, мг/кг

Вариант опыта Слой почвы, см Jk Металл

Доза удобрений Комплекс защиш Свинец Цинк Медь Никель Кобальт Хром

Контроль Контроль 0Д0 14 107 17 54 53 123

0,10 14 101 19 45 52 119

Комплекс 0,20 18 97 15 70 72 131

0,10 15 100 20 52 61 123

Умеренная Контроль 0Д0 14 92 17 48 60 125

0,10 15 91 23 50 62 121

Комплекс 0Д0 14 69 17 34 41 102

0,10 12 97 18 48 60 119

Высокая Контроль 0Д0 16 89 17 69 68 121

0,10 16 104 23 60 68 127

Комплекс одо 14 96 17 55 67 115

0,10 20 107 25 59 67 123

ПДК 30 100 50 85 50 200

V,% 30 і 5 50 11 9 2

В частности, обнаружена сильная взаимосвязь между свинцом и медью (г - 0,92), никелем и кобальтом (г = 0,93).

^ ж г - ’

Из тяжелых металлов наибольшему варьированию подверглись медь (50 %) и свинец (30 %). Наименьший коэффициент вариации отмечен у хрома (2 %).

Следует отметить, что содержание свинца как в пахотном, так и в метровом слое почвы не превышало предельно допустимого количества. Количество цинка и хрома также находилось в пределах допустимой нормы. Меди обнаружено в 2,0 2,5 раза ниже ПДК, а никеля — в 1,5 — 1,8 раза. Проведенный анализ количества ко-

бальта показал некоторое превышение его в почве в сравнении с ПДК.

С внесением минеральных у добре*

уровень тяжелых металлов существенно не изменялся. Можно отметить лишь тенден-

цию некоторого повышения содеря свинца, никеля и кобальта в почве в зависимости от применения минеральных удобрений и увеличения доз. Средства за-цггы на изменение содержания тяжелых металлов в почве заметного действия не оказывали.

Определенный интерес представляют исследования содержания тяжелых металлов в растительной продукции. Так, прове-

ИНТЕГРАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

1 и4 г I/ • і

► і

р

данный в 1995 г. анализ измене» жания тяжелых металлов в зерне и соломе проса под влиянием средств химизации показал, что их количество в растениях не превышало предельно допустимой концентрации (табл.2). При этом некоторые эле-

Таблица 2.

менты имели между собой сильную зависимость. Уровень цинка в зерне проса был в сильной прямой взаимосвязи от меди (г = 0,89) и никеля (г = 0,82), в соломе — от меди (г = 0,88) и хрома (г = 0,79).

Содержание тяжелых металлов в растениях проса, мг/кг

Вариант опыта Металл

Доза удобрений Комплекс защиты Свинец Цинк Медь Никель « ✓ Хром

Зерно |

Контроль Контроль 0,6 13,6 7,1 од од

Комплекс 14,5 6,4 1,7 0,1

Умеренная Контроль 1,1 142 5,5 4. 2,9 0,3

Комплекс 21,8 13,9 4,5 од

Высокая % Контроль о д 15,9 4,9 2,6 од

Комплекс 0,2 14,5 5,0 0,9

ПДК 0,5 50*0 10,0

. V,* 122 і 9 48 74 62

* Солома

Контроль Контроль 9,2 4,0 0,5 0,5

Комплекс 4,5 3,5 0,9

Умеренная Контроль 4,5 3,5 0,1 0,4

Комплекс 6,3 5,9 0,2

Высокая Контроль 0,7 15,1 17,3 0,3 1,9

Комплекс' ► 0,9 4,5 5,1 0,9 од

пдк 5,0 50,0 30,0 3,0 0,5

У,% 158 57 81 117 84

С внесением минеральных удобрений

и повышением их доз достоверного увеличения концентрации тяжелых металлов в зерне и соломе проса не происходило. Наиболее высоки^ коэффициент вариации отмечался при содержании свинца в зерне (V = 122 %) и соломе (V = 158 %) никеля в зерне (V = 74 %) соломе (V = 117 %).

При длительном внесении удобрений и средств защиты растений закономерных изменений содержания тяжелых металлов в промывной воде не наблюдалось. Со-

держание цинка, меди и хрома в инфильт-рационных водах при отборе в разные сроки существенно не изменялось. Их количество не превышало предельно допустимой концентрации, установленной для питьевой воды

Из вышесказанного следует, что систематическое внесение минеральных удобрений и средств защиты не приводит к загрязнению агроэкосистемы тяжелыми металлами.

.......л

59

№2, 2000

Таблица 3

Содержание тяжелых металлов в инфилътрационной воде

в зависимости от сроков отбора, мкг/л

Вариант опыта Лето 1995 г. Осень 1995 г. 9 ► Весна 19% г.

Доза Удобрений Комплекс защиты Цинк і Хром Цинк т Г Хром Цинк 4 9 Хром

медь медь медь

Контроль Контроль 44 105 15 137 шй 52 123 1

Комплекс 65 148 3 18 154 8 40 142 1

Умеренная Контроль 47 128 39 166 33 161 3

Комплекс 31 136 15 34 165 44 111

Высокая Контроль 13 151 17 78 61 86 5

Комплекс 57 149 34 173 5 41 144 1

ПДК,мг/л 5,0 1,0 1,0 4

V, % 3 12 2 68 44 160 22 21 105

у