«Мичуринский государственный аграрный университет» дубовик владимир Анатольевич продуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв тамбовской равнины
| Вид материала | Автореферат диссертации |
- Научное обоснование технологии пчеловодства северо-запада россии в условиях возрастающего, 1098.38kb.
- Урожайность и качество зерна гречихи в зависимости от сорта и срока посева в условиях, 414.32kb.
- Семенная продуктивность козлятника восточного в зависимости от способов посева в условиях, 285.38kb.
- «Мичуринский государственный аграрный университет», 463.7kb.
- Влияние биологических факторов Иминеральных удобрений на Продуктивность сахарной свеклы, 335.64kb.
- Кубанский государственный аграрный университет кубанский государственный технологический, 51.16kb.
- Теория, методология и организация системы управленческого учета, 736.43kb.
- «Химическое загрязнение почв» Общая трудоемкость дисциплины составляет, 25.84kb.
- Мичуринский государственный аграрный университет Б. И. Смагин, С. К. Неуймин Освоенность, 2642.45kb.
- Влияние типа телосложения на молочную продуктивность коров крамаренко Н. А. Красноярский, 75.19kb.
7.3. Проект нормативных требований к почвам для производства
экологически безопасной продукции
Актуальным являются разработка нормативов для крупных классификационных групп почв со сходной устойчивостью к загрязнению для различных геохимических ассоциаций почв (слабокислые, кислые, нейтральные, карбонатные). В наших исследованиях сделан акцент на содержание ТМ и мышьяка в двух активных средах, а именно, количественное наличие их в слое почвы максимального размещения поглощающих корней яблони в сопоставлении с концентрацией в фотосинтетическом аппарате растений и конечное содержание в плодах. Эта цепь нашла широкое признание в диагностике питания растений. Поглощающие корни и листовая поверхность растений определяют метаболизм всех элементов питания, от которых зависит и передача их в плоды. Такая система подхода охватывает комплексно общесанитарный, транслокационный, миграционно-воздушный, миграционно-водный разновидности поступления элементов в плоды. Результаты анализов черноземных почв представлены в таблице 11.
Черноземно-луговая почва содержала наибольшее количество никеля и кадмия, достигая соответственно до 82,5 и 40,0 % от ПДК, меньше свинца - до 16%, хром и мышьяк занимали промежуточное положение (до 21,7 и 27,2%).
Таблица 11. Содержание тяжелых металлов в разных типах почв, мг/кг
| Почва | Свинец | Кадмий | Мышьяк | |||
| М±m lim | % от ПДК | M±m lim | % от ПДК | M±m lim | % от ПДК | |
| Черноземно-луговая | 0,68±0.13 0,43-0,94 | 7,2-16,0 | 0,31±0,09 0,20-0,40 | 20,0- 40,0 | 2,31±0,26 1,90–2,72 | 19,0- 27,2 |
| Лугово-черноземная | 0,56±0,07 0,43-0,68 | 7,2- 11,3 | 0,29±0,06 0,19-0,40 | 20,0- 40,0 | 2,26±0,32 2,17-2,34 | 21,7- 23,4 |
| Чернозем: типичный | 0,69±0,12 0,44-0,94 | 7,3- 15,7 | 0.26±0,07 0,21- 0,29 | 20,0- 30,0 | 3,61±0,09 3,45–3,77 | 34,5 37,7 |
| выщелоченный | 0,81±0,14 0,68-0,93 | 11,3- 15,5 | 0,24±0,04 0,18-0,31 | 20,0- 30,0 | 2,07±0,11 1,83–2,32 | 18,3 23,2 |
| оподзоленный | 0,69±0,13 0,42-0,91 | 11,5 | 0,30±0,06 0,16-0,54 | 30,0 | 2,09±0,19 1,01-3,33 | 20,9 |
Лугово-черноземная почва содержала больше кадмия и мышьяка (до 40,0 и 23,7% ПДК), свинца и хрома (до 11,3 и 15,5% ПДК). Содержание никеля приближалось к содержанию мышьяка.
Чернозем типичный имел больше мышьяка (до 37,7% ПДК), меньше свинца (до 15,7% ПДК). Никель и кадмий по содержанию в почве были почти одинаковы, но ближе к мышьяку (до 30,5 и 30,0% ПДК).
Чернозем выщелоченный содержал больше кадмия (до 30,0% ПДК), меньше свинца и никеля (до 15,5% ПДК). Хром и мышьяк по содержанию занимают промежуточное положение (до 20,0 и 23,2% ПДК).
Чернозем обыкновенный имел больше никеля и мышьяка (до 42,5 и 38,5% ПДК), меньше кадмия и хрома (17,0 и 21,7% ПДК). Содержание свинца ближе к кадмию.
Чернозем оподзоленный содержал больше кадмия (до 30,0% ПДК), меньше свинца (до 11,5% ПДК). Содержание никеля и мышьяка (до21,0 и 20,9%), приближались к показателю кадмия, а хрома - ближе к свинцу (18,3%).
Итак, в активном почвенном слое яблоневых насаждений на черноземах содержание элементов первого и второго класса опасности не превышают ПДК. Однако черноземно-луговые почвы приближаются почти к ПДК по содержанию подвижных форм никеля, к 1/4 части по кадмию. Такое же содержание кадмия находилось в лугово-черноземной почве. Здесь этот элемент занимал лидирующее место. В черноземе типичном больше отмечено мышьяка, в обыкновенном – никеля, в оподзоленном кадмия, и содержалось на уровне 1/4- 1/3 ПДК. Содержание наиболее опасных химических элементов в листьях и плодах яблони приведены в табл. 12.
Таблица 12. Содержание тяжелых металлов в листьях и плодах яблони
на черноземах Тамбовской равнины, мг/кг
| Почвы | Кадмий | Свинец | Мышьяк | |||
| Х±х lim | % от ПДК * | Мин.-макс. | % от ПДК * | Мин.-макс. | % от ПДК * | |
| Листья | ||||||
| Черноземно-луговая | 0,026±0,001 0,025 -0,027 | 86,7 90,0 | 0,061±0,007 0,0062-0,1157 | 1,6 28,9 | 0,0013±0,0004 0,0008-0,0018 | 0,4 0,9 |
| Лугово-черноземная | 0,0301±0.009 0,0288 0,0337 | 96,0 112,3 | 0,064±0,008 0,0091-0,1221 | 69,8 30,5 | 0,0.024±0,0008 0,0015-0,0030 | 0,8 1,5 |
| Чернозем: типичный | 0.0017±0.0007 0,0001-0,0321 | 0,3 107,0 | 0.0016±0,00 0,0005-0,3176 | 0,2 79,4 | 0,0006±0,0001 0,0002-0,0011 | 0,1 0,6 |
| выщелоченный | 0,0058±0,0006 0,0037-0,0112 | 12,3 37,3 | 0,0061±0,0008 0,0062-0,1157 | 1,6 28,9 | 0,0011±0.0005 0,0004-0,0016 | 1,3 5,3 |
| оподзоленный | 0,0048±0,0007 0,0001-0,0089 | 0,3 29,6 | 0,231±0.021 0,1143-0,3497 | 28,5 87,4 | 0, 0014±0,0003 0,0006-0,0022 | 2,0 7,3 |
| Плоды | ||||||
| Черноземно-луговая | 0,0093±0,0004 0,0006-0,0013 | 2,0 4,3 | 0,049±0,0022 0,0020-0,087 | 0,5 21,8 | 0,0018±0,0007 0,0005-0,0033 | 0,2 1,6 |
| Лугово-черноземная | 0,0072±0,0008 0,0033-0,0093 | 11,0 З1,0 | 0, 136±0.0011 0,1341-0,1397 | 33,5 34,9 | 0,0031±0,0008 0,0019-0,0041 | 1,0 2,0 |
| Чернозем: типичный | 0,0017±0,0004 0,0008-0,0024 | 2,7 8,0 | 0, 081±0,0014 0,0050-0,1755 | 0,2 43,9 | 0,0036±0,0002 0,0002-0,0066 | 0,2 3,3 |
| выщелоченный | 0,0028±0,0007 0,0030-0,0022 | 10,0 7,3 | 0,009±0,0006 0,0050-0,0181 | 1,2 4,5 | 0,0007±0,0001 0,0002-0,0012 | 0,1 0,6 |
| оподзоленный | 0,0019±0,0006 0,0007-0,0034 | 2,3 11,3 | 0,238±0,016 0,2224-0,2517 | 55,6 62,9 | 0,0011±0,0009 0,0008-0,0012 | 0,4 0,6 |
* % от существующих ПДК.
Из черноземных почв по наибольшему максимальному содержанию кадмия и свинца в листьях яблони выделились лугово-черноземные и типичные черноземы, у которых отмечено превышение ПДК на 12,3 и 7,0% по первому элементу, по второму, соответственно, достигая до 69,8-79,4 % ПДК. Плоды в этих условиях накапливали 0,0093 мг/кг (31,0% от ПДК) кадмия и 0,1397 мг/кг (34,9% от ПДК) свинца на лугово-черноземных почвах и, соответственно, 0,0024мг/кг (8,0% от ПДК), 0,1755 мг/кг (43,9% от ПДК) на типичных черноземах. В основном сильнокислая и среднекислая реакция почвенного раствора определяли более высокие показатели. Исключением являлось скопление загрязнителя на пониженной форме рельефа, в квартале сада с заросшей садозащитной полосой, что было отмечено на черноземе типичном при реакции почвы близкой к нейтральной.
Самый низкий максимальный предел содержания кадмия в листьях 0,0089 мг/кг(29,6% от ПДК) был у яблони на черноземе оподзоленном, хотя в плодах его накапливалось 0,0034 мг/кг (11,3% от ПДК). Этот предел по свинцу в листьях отмечен на черноземно-луговой почве и на черноземе выщелоченном 0,1157мг/кг (28,9% от ПДК). Однако накопление его в плодах разнилось. Оно было больше на черноземно-луговой почве (0,087 мг/кг – 21,8% ПДК) по сравнению с черноземом выщелоченном (0,0181 мг/кг – 4,5% ПДК).
Наибольший максимальный предел мышьяка в листьях зарегистрирован 0,0022-0,0016 мг/кг (7,3-5,3% от ПДК) на черноземе оподзоленном и выщелоченном, наименьший – 0,0011 мг/кг (0,6% от ПДК) на черноземе типичном. Из всех черноземов по накоплению его в плодах выделился чернозем типичный, совпадая с высоким содержанием этого элемента в почве, листьях квартала сада с пониженным рельефом и заросшей садозащитной полосой.
Таблица 13. Фоновое и нормативно-проектное содержание ТМ и мышьяка в почвах
и листьях насаждений яблони Тамбовской равнины, мг/кг
| Почвы | Свинец | Никель | Кадмий | Хром | Мышьяк | |||||
| мин.-макс. | % от ПДК * | мин.-макс. | % от ПДК * | мин.-макс. | % от ПДК * | мин.-макс. | % от ПДК * | мин.-макс. | % от ПДК * | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Содержание в почвах, мг/кг | ||||||||||
| Черноземно-луговая | 0,43- 0,94 | 7,2- 16,0 | 0,45 3,30 | 11,3 82,5 | 0,20 0,40 | 20,0 40,0 | 0,80 1,30 | 13,3 21,7 | 1,90 2,72 | 19,0 27,2 |
| Лугово-черноземная | 0,43- 0,68 | 7,2 11,3 | 0,75 0,81 | 18,8 20,3 | 0,20 0,40 | 20,0 40,0 | 0,64 0,93 | 10,7 15,5 | 2,17 2,34 | 21,7 23,4 |
| Чернозем типичный | 0,44 0,94 | 7,3 15,7 | 0,84 1,22 | 21,0 30,5 | 0,20 0,30 | 20,0 30,0 | 0,75 1,46 | 12,5 24,3 | 3,45 3,77 | 34,5 37,7 |
| Чернозем выщелоченный | 0,68 0,93 | 11,3 15,5 | 0,68 0,93 | 17,0 15,5 | 0,20 0,30 | 20,0 30,0 | 0,83 1,20 | 13,8 20,0 | 1,83 2,32 | 18,3 23,2 |
| Чернозем обыкновенный | 1,20- 2,00 | 20,0 33,3 | 1,20 1,70 | 30,0 42,5 | 0,20 0,17 | 20,0 17,0 | 0,90 1,30 | 15,0 21,7 | 2,70 3,85 | 27,0 38,5 |
| Чернозем оподзоленный | 0,69 | 11,5 | 0,84 | 21,0 | 0,30 | 30,0 | 1,10 | 18,3 | 2,09 | 20,9 |
| ** *** | 0,68 1,20 | 11,3 20,0 | 0,93 1,22 | 23,2 30,0 | 0,20 0,30 | 20,0 30,0 | 1,20 1,30 | 20,0 21,7 | 2,00 3,50 | 20,0 35,0 |
| Содержание в листьях, мг/кг | ||||||||||
| Черноземно-луговая | 0,0062 0,1157 | 1,6 28,9 | - - | - - | 0,026- 0,027 | 86,7 90,0 | - - | - - | 0,0008 0,0018 | 0,4 0,9 |
| Лугово-черноземная | 0,2791 0,1221 | 69,8 30,5 | - - | - - | 0,029 0,034 | 96,0 112,3 | - - | - - | 0,0015 0,0030 | 0,8 1,5 |
| Чернозем типичный | 0,0005 0,3176 | 0,2 79,4 | - - | - - | 0,001 0,032 | 3,0 107,0 | - - | - - | 0,0002 0,0011 | 0,1 0,6 |
| Чернозем выщелоченный | 0,006 0,116 | 1,6 28,9 | - - | - - | 0,004 0,011 | 12,3 З7,3 | - - | - - | 0,0004 0,0016 | 0,2 0,8 |
| Чернозем обыкновенный | | | | | | | | | | |
| Чернозем оподзоленный | 0,114 0,349 | 28,5 87,2 | - - | - - | 0,001 0,009 | 3,0 30,0 | - - | - - | 0,0006 0,0022 | 0,3 1,1 |
| ** *** | 0,2291 0,349 | 69,8 87,2 | | | 0,026 0,029 | 86,7 96,0 | | | 0,0014 0,0030 | 0,7 1,5 |
ПДК: * существующие;
рекомендуемые: ** для использования в сыром виде и производстве детского питания, *** для продовольствия и сырья в пищевой продукции.
Следовательно, в сравнении с почвой содержание опасных элементов в листьях значительно увеличилось. По кадмию и свинцу на лугово-черноземной почве даже превысило ПДК. Плоды яблони накапливали 0,0033 -0,0093 мг/кг (11,0-31,0% от ПДК) кадмия и 0,1341-0,1397 мг/кг (33,5-34,9% от ПДК) свинца на лугово-черноземных почвах и, соответственно, 0,0008-0,0024мг/кг (2,7-8,0% от ПДК), 0,0050-0,1755 мг/кг (0,2-43,9% от ПДК) на типичных черноземах. В квартале сада с типичным черноземом накопление в плодах свинца 43,9% от ПДК в большей степени связано с пониженным рельефом при заросших садозащитных полосах, чем с подтипом почвы.
Повышенная кислотность почвы, пониженный рельеф, заросшие садозащитные полосы способствовали большему накоплению опасных тяжелых металлов и мышьяка в листьях и плодах.
На основании проведенных исследований и патентного поиска предлагаем проект нормативных требований к черноземным почвам при производстве экологически чистой продукции в интенсивных яблоневых насаждениях (табл. 13).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В активном почвенном слое яблоневых насаждений на черноземах содержание элементов первого и второго класса опасности не превышают ПДК. Однако черноземно-луговые почвы приближаются почти к ПДК по содержанию подвижных форм никеля, к 1/4 части по кадмию. Такое же содержание кадмия находилось в лугово-черноземной почве. Здесь этот элемент занимал лидирующее место. В черноземе типичном больше отмечено мышьяка, в обыкновенном – никеля, в оподзоленном кадмия, и содержалось на уровне 1/4- 1/3 ПДК.
На черноземе типичном и выщелоченном варьирование содержания тяжелых металлов и мышьяка позволяет выращивать яблоки, пригодные для использования в сыром виде и производстве детского питания или для производства и сырья в пищевой продукции. На черноземно-луговой, лугово-черноземной почве, черноземе обыкновенном и оподзоленном по этим варьирующим показателям плоды пригодны для продовольствия и сырья пищевой промышленности.