Введение к работе
гуальность темы Проблеме загрязнения почв тяжелыми металлами сейчас :ляется особое внимание. Это обусловлено тем, что за последние 20-30 лет ивное вмешательство человека в природные циклы ряда элементов приве-к дисбалансу между поступлением их на поверхность в зону повышенной хтогическои активности и оттоком в осадочные отложения. Большая часть гаотантов аккумулируется в почвенном покрове и крайне медленно удаля-я при выщелачивании, потреблении растительными и животными орга-і.мами. эрозии, дефляции. Поскольку почва является основным средством [ьскохозяйственного производства, накопление в ней избыточных КОЛИ-ТВ тяжелых металлов представляет собой крайне нежелательное явление и бует мер как по предотвращению поступления данных элементов в почву, и по снижению токсичности уже имеющихся концентраций поллютантов. Почвенная экосистема обладает существенной буферностью по отношению оксическим элементам. Эта способность переводить их в малоактивную эму тесно связана с такими ее характеристиками, как реакция среды, ЕКО. [ержание органического вещества и другими. В сельском хозяйстве в на-ящее время активно используется ряд приемов, влияющих на данные ха-ггеристики и повышающих устойчивость почв к загрязнению. К таковым осятся известкование, внесение органических удобрений, природных и усственных сорбентов.
Целью работы является сравнительная характеристика различных агрохи-геских приемов по действию на поступление РЬ и Cd в растениеводческую дукцию и определение их эффективности на светло-серых лесных средне-линистых почвах. В задачи исследований входило:
-
Изучить возможность использования сорбента (этилсиликаната на-я) в качестве инактиватора тяжелых металлов в почвах.
-
Установить уровни содержания № и Cd в почве, при которых проис-ит загрязнение растениеводческой продукции до значений, превышающих К.
-
Дать сравнительную оценку эффективности внесения навоза, извест-ого материала, цеолита по снижению поступления в растения РЬ и Cd на [мере различных культур.
-
Исследовать зависимости между уровнем загрязнения почвы, исполі зованием различных агрохимических приемов и параметрами качества щх дукции.
-
Изучить влияние агрохимических приемов на формы содержания F и Cd в почвах.
Научная новизна. Впервые на светло-серой лесной среднесутлинисто почве в полевых условиях проведено сравнительное изучение действия ряд агрохимических приемов на поступление РЬ и Cd в растительную продукции Показано, что существенного снижения поступления тяжелых металлов продукцию можно достичь лишь при высоких нормах внесения известковы материалов. Положительно влияет также внесение навоза в агрономичесг обоснованных нормах. Показаны уровни содержания свинца и кадмия в по1 ве. при которых происходит накопление элементов в растениях в количества превышающем предельно допустимое значение. В полевых и вегетационны опытах показана возможность использования этилсиликаната натрия в кач< стве инактиватора тяжелых металлов в почве.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и научно-практической конференции преподавательского состава Нижегоро; ской государственной сельскохозяйственной академии (Н.Новгород. 1996 научно-практической конференции «Проблемы экологии Ульяновской обла< ти» (Ульяновск. 1997г.): научной конференции, посвященной 90-летию со д рождения В.П.Нарциссова (Н.Новгород. 1997).
Публикации. Результаты, полученные в ходе исследований по теме ди< сертации. опубликованы в трех печатных работах
Объем работы. Диссертация изложена на 159 страницах, состоит v введения, обзора литературы, трех глав, выводов, содержит 51 таблицу. 1 рисунков. Список использованной литературы насчитывает 141 источник, v них 51 на иностранных языках. В приложении содержится 7 таблиц.
Условия и методика проведения исследований
Исследования проводились в полевых мелкодедяночных. вегетационных лабораторных опытах.
Полевые опыты. Для сравнительного изучения известкования, несения органических удобрений, цеолита и сорбента в 1994 году на опытом поле учхоза "Новинки" НГСХА в условиях светло-серых лесных средне-углинистых почв были заложены полевые мелкоделяночные опыты. Агрохи-іическая характеристика опытных участков приведена в таблице 1.
Схема первого опыта включала следующие фоны: 1) NPK. 2)NPK+ зв.1.5Нг, 3)№К+изв.ЗНг, 4)навоз. 5)NPK+neo.Tirr. 6)навоз+цеолит. Опыт роводился в трех повторностях. Учетная площадь делянки - 2 м:. Дозы ми-еральньгх удобрений - из расчета по 200 кг д. в. каждого элемента: органиче-ких - 40т/га подстилочного навоза+минеральные удобрения для уравновеши-ания с количеством элементов питания, поступающим на фоны с внесением инеральных удобрений: известковых - 5 и 10 т/га ( 1.5 и 3 нормы, рассчи-анных по гидролитической кислотности); цеолита - 1 От/га. На данные фоны носились водорастворимые соли свинца и кадмия с целью создания трех ровней загрязнения с общим содержанием РЬ и СА приведенным в таблице . В качестве тест-культуры в первый год опыта использовался картофель. На горой год исследований изз"чалось последействие внесения тяжелых метал-эв и агрохимических приемов. Минеральные и органические удобрения вно-оись в тех же дозах, что и годом ранее; в качестве опытной культуры ис-ользовали овес.
В 1995 году был заложен опыт 2 со следующими фонами: 1)NPK. )NPK+H3B,1.5Hr, 3)NPK+h3b.3Ht. 4)навоз. 5)навоз+изв.1?5Нг. 6)NPK+ сор-:нт (из расчета 2т/га). Вносились удобрения: минеральные - по 200 кг д.в. їждого элемента, органические - 40 т/га подстилочного навоза. Дозы из-хтковых материалов и тяжелых металлов брались те же. Тест-культурой ІЛЯЛСЯ овес.
В опыте в качестве сорбента изучался этилсиликанат натрия, предложений лабораторией прикладной экологии ИХФ РАН. Это кремнийорганиче-юе соединение является отходом силикатного производства и представляет »бой порошкообразную массу светло-желтого цвета, растворимую в воде, энное соединение, вступая в реакцию с ионами тяжелых металлов, образует :растворимое вещество полимерного типа.
В растительных и почвенных образцах определили содержание тяжелых гт&хтов. При определении свинца и кадмия в почве использовались 1н
03 и ААБ рН 4.5. Определялись агрохимические показатели почвы, а так-
Таблица 1
Агрохимическая характеристика почвы полевого опыта
%
Таблица 2 Содержание РЬ и Cd в почве полевого опыта, мг/кг
же качественного состава растений: содержание основных макроэлементов крахмала, а в картофеле, помимо этого, содержание нитратов и витамина общепринятыми методами (Практикум..., 1989).
Вегетационные опыты. В ходе исследований была заложе; серия вегетационных опытов.
В опыте 1 изучалось действие сорбента на подвижность РЬ и Cd в почве поступление его в овес при внесении возрастающих доз металлов: РЬ - 25. 5 100. 250, 500 и 1000 мг/кг: Cd - 1.5 . 3 и 6 мг/кг почвы естественной влажн сти (20%). Доза сорбента - 3.4 г/сосуд. В последующих опытах доза сорбен была той же. Опыт проводился сосудах Митчерлиха емкостью 5кг.
Опыт 2 проводили в 1995-1996г.г. также с овсом, на фоны контрольный с сорбентом вносили дозы: РЬ - 25. 50. 100 и 250; Cd - 1. 3. 5. 10 мг/кг почі при естественной влажности.
В опытах 3 и 4 производилось сравнение сорбента с внесением извести дозе 25 г/сосуд (3 нормы, рассчитанные по гидролитической кислотности). I фоны вносити те же дозы тяжелых метахтов. что и в предыдущем опыт Тест-культурой в опыте 3 являлся овес, в опыте 4 - редис, после уборки кот рого высевался салат.
Отобранные образцы почвы и растений анализировали на содержание РЬ и
методом атомно-абсорбционной спектроскопии. При анализе почвы ис-
тьзовались вытяжки 1н HN03 и ААБ с рН 4,5 . В вегетационном опыте 1
и анализе почвы использовались вытяжки їй НС1 и 1% ЭДТА в ААБ рН
Результаты исследований
