Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1. Источники поступления тяжелых металлов в систему «почва- растение» 6
1.2. Трансформация соединений тяжелых металлов в системе «почва - растение» 8
1.3. Биологическая активность почвы при загрязнении тяжелыми металлами 18
1.4. Способы детоксикации почвы для получения экологически чистой продукции 29
1.5. Оценка генетического риска факторов окружающей среды 35
2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 38
2.1. Климат зоны и погодные условия в годы исследований 38
2.2. Почва региона и почвенный покров опытного участка 46
2.3. Методика проведения полевых опытов 48
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 52
3.1. Агрохимические свойства почвы 52
3.2. Содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в пахотном и подпахотном слое почвы 56
3.3. Урожайность и структура урожая картофеля 73
3.4. Содержание крахмала и нитратов в клубнях картофеля 78
3.5. Содержание тяжелых металлов в основной и побочной продук ции. Хозяйственный вынос 83
3.5.1. Содержание тяжелых металлов в основной (клубни) продукции 83
3.5.2. Содержание тяжелых металлов в побочной (ботва) продукции 88
3.5.3. Хозяйственный вынос тяжелых металлов 92
3.6. Баланс валовых форм тяжелых металлов в агроценозах 95
3.7. Агроэкологическая оценка почв агроценозов 98
3.7.1. Интенсивность выделения С02 на серой лесной почве 98
3.7.2. Оценка мутагенности почвы 100
3.8. Экономическая и энергетическая эффективность 108
3.8.1. Экономическая эффективность 108
3.8.2. Энергетическая эффективность 109
ВЫВОДЫ 111 ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ 11 з
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 114
ПРИЛОЖЕНИЯ 1-48 131
Введение к работе
Актуальность. Широко распространенное в последние десятилетия загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами (ТМ) создало серьезные проблемы для безопасного использования почв, находящихся вблизи крупных промышленных городов, металлургических предприятий и автодорог.
В настоящее время изучены некоторые агротехнические приемы по де-токсикации почв и растений от ТМ. Однако выполненные исследования не охватывают всего спектра выращиваемых культур и типов почв из-за большого разнообразия конкретных систем «почва - тяжелые металлы - растение».
Картофель - ценная продовольственная культура, которая часто возде-лывается бессменно на территориях, прилегающих к крупным мегаполисам. Поэтому получение достоверной информации о накоплении, транслокации ТМ в почве (серой лесной) и сельскохозяйственной продукции (картофеле), а также разработка приемов детоксикации почв приобретают большое значение.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является изыскание приемов снижения содержания ТМ в урожае картофеля при различных уровнях техногенной нагрузки. Основными задачами, направленными на достижение этой цели, были:
1) установление характера изменения содержания ТМ в почве и сельскохозяйственной продукции; основных агрохимических и некоторых биологических свойств почвы при загрязнении Си, Zn и РЬ;
2) оценка продуктивности картофеля и качества выращенной продукции;
3) определение сравнительной эффективности мелиорантов в инактивации тяжелых металлов в почве, уменьшение их поступления в растения;
4) оценка экономической и энергетической эффективности испытанных средств мелиорации.
Научная новизна работы. Впервые в условиях Татарстана проведена агро-экологическая оценка серой лесной почвы, загрязненной ТМ, и предложены технологии ее детоксикации.
Основные положения, выносимые на защиту,
1. Выращивание картофеля в условиях техногенного загрязнений (З ПДК по Zn, Си и 9 ПДК - по РЬ) предопределяет необходимость постоянного контроля за содержанием тяжелых металлов в почве и соответствием товарной продукции требованиям безопасности продуктов питания.
2. Известкование, внесение навоза и цеолита, позволяют снизить содержание тяжелых металлов в пахотном слое почвы и ограничить их поступление в растения. Совместное внесение извести, навоза и цеолита не оказывало лучшего детоксирующего действия, чем раздельное внесение извести и цеолита.
3. На загрязненных ТМ почвах наряду с традиционными методами исследования почв и сельскохозяйственной продукции необходимо привлекать методы по оценке потенциальной мутагенной и канцерогенной опасности.
Практическая значимость. Исследования показали возможность существенного снижения содержания ТМ в пахотном слое почвы и сельскохозяйственной продукции в результате использования под картофель минеральных, органических удобрений и химических мелиорантов.
Результаты исследований были использованы при разработке практических рекомендаций по детоксикации почв, которые внедряются в хозяйствах Республики Татарстан.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на региональных конференциях почвоведов, агрохимиков и земледелов Поволжья и Урала (Н. Новгород, 1998; Казань, 1999), на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава КГСХА и молодых ученых вузов РТ (1998-2001 гг.).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 179 страницах, состоит из введения, 3-х глав, выводов, рекомендаций производству, 48 приложений. В списке использованной литературы 192 источник, в том числе 66 - зарубежных авторов. В работе приведено 29 таблиц и 11 рисунков.
