Введение к работе
Актуальность темы. Знание закономерностей миграции элементов токсикантов в экосистемах позволяет свести к минимуму негативные последствия при использовании природных ресурсов. Это можно реализовать путем изучения ландшафтов на биогеохимическом уровне, проведением исследований сходства и различий в содержании тяжелых металлов (ТМ) между компонентами ландшафтов с учетом пространственного распределения. Решению данной проблемы в условиях Западной Сибири посвящены научные труды (Каретин, 1990; Ильин, Сысо, 2001; Красницкий, 2001; Синявский, 2001; Телицын, Скипин, 2005; Ваймер, 2006; Судакова, 2006; Квашнина, 2007).
В настоящее время зональные особенности распределения элементов токсикантов в компонентах агроландшафта, и их взаимосвязь с биогеохимическими условиями окружающей среды недостаточно изучены. Такая информация важна для научной поддержки мер по обеспечению экологической безопасности территории и производства сельскохозяйственной продукции. Это определило выбор и актуальность проведенных исследований.
Цель исследований. Выявить особенности накопления и распределения элементов токсикантов в системе почва-сельскохозяйственная продукция по зонам юга Северного Зауралья.
Задачи исследований:
Определить содержание элементов токсикантов в преобладающих типах почв сельскохозяйственного назначения юга Северного Зауралья.
Установить взаимосвязь между кислотно-щелочными условиями (рН), содержанием гумуса и количеством элементов токсикантов в основных типах почв.
Изучить и дать оценку содержания тяжелых металлов в различных сельскохозяйственных культурах.
Выявить особенности распределения элементов токсикантов в органах зерновых культур.
Определить экстрагирующую способность диметилформамида по отношению к элементам токсикантам, связанным с органическим веществом почвы.
Научная новизна. Впервые систематизированы многолетние результаты агроэкологического мониторинга почв юга Северного Зауралья. Получена новая информация о внутрипрофильнойи пространственной аккумуляции элементов токсикантов: As, Hg, Си, Zn, Cd, Pb, Co, Ni, Cr, Mn различными типами почв, сельскохозяйственными культурами. Дана агроэкологическая оценка концентрации элементов в системе почва-растение.
Впервые для определения количества элементов токсикантов, связанных с органической частью почвы, как экстрагент применен диметилформамид.
Практическая значимость. Полученные результаты на базе сети закрепленных контрольных участков позволили отследить и спрогнозировать динамику экологического состояния почв и растениеводческой продукции, а также выявлять закономерности распределения экотоксикантов в пространстве.
Результаты исследований используются в учебном процессе высших учебных заведениях при изучении спецкурса «Безопасность продовольственного сырья». Положения, выносимые на защиту:
характер миграции элементов токсикантов отражает почвенный профиль земель сельскохозяйственного назначения юга Северного Зауралья;
особенности накопления и распределения элементов токсикантов зерновыми культурами зависят от вида растений и типа почвы;
агроэкологическая оценка содержания изучаемых элементов в картофеле и овощной продукции;
диметилформамид - один из возможных экстрагентов тяжелых металлов, связанных с органическим веществом почвы.
Апробация работы. Результаты исследований представлены и обсуждены на V Международной биогеохимической школе «Актуальные проблемы геохимической экологии» (Семипалатинск, 2005); на региональной научно-практической конференции молодых учёных «АПК в 21 веке: действительность и перспективы» (Тюмень, 2005); на Международной научной конференции «Агрохимические приемы повышения плодородия и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия» (Москва, 2006); на II Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 2007); на Международной научно-практической конференции «Биогеохимия элементов и соединений токсикантов в субстратной и пищевой цепях агро- и аквальных систем» (Тюмень, 2007).
Личное участие. Полевые исследования, морфологическое описание почв, сбор и подготовка образцов к физико-химическим анализам, определение содержания элементов токсикантов в почвах и сельскохозяйственных культурах, анализ, обобщение и интерпретация полученных результатов проведены лично автором.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 научных работ, в том числе две публикации в издании, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложений. Основной текст изложен на 129 страницах. Диссертация содержит 18 таблиц и 28 рисунков и 15 приложений. Список использованных источников состоит из 118 наименований, в том числе 30 иностранных.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, Заслуженному деятелю науки РФ, д.б.н., профессору И.Д. Комиссарову, директору ФГУ ГСАС «Тюменская» |К.А. Горину), коллегам: к.б.н. И.К. Судаковой, С.А. Гориной за помощь в проведении исследований.
