Введение к работе
Актуальность исследований. Антропогенная деятельность приводит к длительному загрязнению почвы токсичными химическими элементами, способными по трофической цепи накапливаться в организме человека. К веществам первого класса опасности относят мышьяк и свинец, попадающие в почву из выбросов промышленных предприятий, отходов жизнедеятельности современного общества, а также в процессе эксплуатации агроэкосистем. Самоочищение почвы от тяжелых металлов и металлоидов происходит чрезвычайно медленно. Использование в сельскохозяйственном производстве территорий, подверженных химическому загрязнению, предполагает принятие мер, направленных на снижение накопления экотоксикантов в продукции растениеводства. Почвы, загрязненные токсичными элементами, могут быть подвергнуты фито-ремедиации. Любое направление дальнейшего использования загрязненных почв предполагает изучение влияния агроэкологических факторов на поведение химических элементов-токсикантов в системе почва-растение.
Исследование накопления свинца и мышьяка растениями из почв разных типов является актуальным с точки зрения разработки рекомендаций по использованию загрязненных территорий, выявления агрохимических мероприятий, изменяющих скорость и величину биогеохимических потоков этих элементов в агроэкосистеме. Изучению поведения тяжелых металлов и мышьяка в почвах было посвящено значительное количество научных работ (Зырин Н.Г., Садовникова Л.К., 1985, Алексеев Ю.В., 1987; Добровольский В.В., 1987, Гла-зовская М.А., 1988; Ильин В.Б., 1991; Овчаренко М.М., 1997; Adriano D.C., 2001, Ладонин Д.В., 2003 и др.). Однако для разработки технологии по управлению продукционным процессом на загрязненной территории необходимо знать общие закономерности миграции токсикантов в агроландшафтах и особенности их поведения в системе почва-растение с учетом физико-химических свойств почвы и физиологических параметров растений.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - выявление закономерностей накопления РЬ и As амарантом из загрязненных этими элементами дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы и солонца гидроморфного.
Задачи исследований:
определить влияние разных доз суперфосфата на параметры роста амаранта на солонце гидроморфном в полевых условиях приморской низменности Бенина;
изучить влияние суперфосфата на параметры накопления РЬ и As растениями амаранта из солонца гидроморфного и дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы;
сравнить параметры накопления As и РЬ амарантом из почв разных типов;
определить тип взаимодействия между As и РЬ при их накоплении амарантом из почв разных типов;
изучить накопление As растениями амаранта при разной степени загрязнения дерново-подзолистой почвы и солонца этим токсикантом;
сравнить фракционный состав фосфатов и As-содержащих соединений в пахотном горизонте дерново-подзолистой почвы и солонца гидроморфного.
Научная новизна. Определены параметры накопления As и РЬ амарантом из дерново-подзолистой почвы и солонца гидроморфного при одноэлементном и полиэлементном их загрязнении экотоксикантами, а также в условиях изменения дозы фосфорного удобрения. Впервые установлены:
коэффициенты накопления As и РЬ амарантом из солонца гидроморфного в условиях приморской низменности Бенина;
влияние дозы суперфосфата на накопление As и РЬ амарантом из хорошо окультуренной среднесуглинистой дерново-подзолистой почвы и солонца гидроморфного;
влияние совместного загрязнения почвы As и РЬ на накопление этих эко-токсикантов растениями амаранта из почв разных типов;
фракционный состав As-содержащих соединений в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве и солонце гидроморфном после их загрязнения.
Практическая значимость. Установленные в ходе исследований закономерности накопления РЬ и As амарантом могут быть использованы при ведении растениеводства на загрязненной токсичными элементами территории. Выявленные зависимости накопления As и РЬ растениями от дозы суперфосфата могут быть использованы при разработке мероприятий по фиторемедиации почв, загрязненных этими химическими элементами.
Основные положения, выносимые на защиту:
распределение As и РЬ в системе почва-растение зависит от концентрации экотоксикантов и физико-химических параметров почвы;
доза фосфорного удобрения (суперфосфата) играет существенную роль в процессе накопления As и РЬ растениями из почв разных типов;
совместное загрязнение почв разных типов мышьяком и свинцом существенно увеличивает накопление токсикантов по сравнению с моноэлементным загрязнением;
фракционный состав As-содержащих соединений в загрязненных арсени-том натрия дерново-подзолистой среднесуглинистой почве и солонце гидроморфном слабо связан с фракционным составом фосфатов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на заседаниях кафедры агрохимии и агроэкологии СПбГАУ, на ежегодной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава СПбГАУ (Санкт-Петербург, Пушкин, 2011), на конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, Пушкин, СПбГАУ, 2010), на международном агропромышленном конгрессе «Инновации - основа развития агропромышленного комплекса» (Санкт-Петербург, 2010). По материалам диссертации опубликованы 4 печатные работы, в том числе 3 статьи - в изданиях, рекомендованных ВАК.
Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 4 работы, в том числе три в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, выводов, библиографического списка. Содержание работы изложено на 128 страницах. Материалы диссертации проиллюстрированы 21 таблицей и 10 рисунками. Библиографический указатель содержит 246 источников.
