Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы Будкина, Светлана Викторовна

Агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы
<
Агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы Агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы Агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы Агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы Агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Будкина, Светлана Викторовна. Агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.02.08 / Будкина Светлана Викторовна; [Место защиты: Моск. с.-х. акад. им. К.А. Тимирязева].- Москва, 2011.- 166 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-3/1056

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Обзор литературы 9

1.1 Пути поступления тяжелых металлов в агроценоз 9

1.2 Аккумуляция тяжелых металлов в почве 17

1.3 Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов в почвах 25

1.4 Фитотоксичность тяжелых металлов 30

1.5 Приемы снижения поступления тяжелых металлов в почву и растениеводческую продукцию 40

Глава II. Объекты и методы исследования 48

2.1 Природно-климатические условия Владимирской области 48

2.2 Объекты исследований 51

2.3 Биологические особенности возделываемых культур 54

2.4 Методы исследования 62

2.4.1 Отбор почвенных проб 62

2.4.2 Определение валового содержания тяжелых металлов 62

2.4.3 Определение фракционного состава подвижных форм тяжелых металлов 63

2.4.4 Определение тяжелых металлов в растительных пробах 65

Глава III. Результаты исследования и их обсуждение 68

3.1 Валовое содержание тяжелых металлов в дерново- подзолистой супесчаной почве под кормовыми культурами в полевом опыте 68

3.2 Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы под различными кормовыми культурами по вариантам полевого опыта 85

3.2.1 Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве под редькой масличной 86

3.2.2 Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве под амарантом багряным 93

3.2.3 Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве под горчицей белой 100

3.2.4 Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов под кормовыми культурами 107

3.3 Содержание тяжелых металлов в зеленой массе кормовых культур 113

Глава IV. Вынос тяжелых металлов различными кормовыми культурами по вариантам полевого опыта 124

4.1 Вынос тяжёлых металлов урожаем зелёной массы кормовых культур 124

4.2 Вынос тяжёлых металлов от валового содержания по вариантам полевого опыта 127

4.3 Вынос фракций подвижных форм тяжелых металлов по вариантам полевого опыта 129

4.4 Расчет коэффициента биологического поглощения и биогеохимической активности 131

Выводы 137

Список использованной литературы 139

Приложения 154

Введение к работе

Актуальность работы. В период интенсивного ведения сельскохозяйственного производства мы имеем дело с новой почвой, значительно видоизмененной под действием человека. Почва испытывает иной порядок антропогенной нагрузки. Новая почва, новые нагрузки на нее и новые требования к ней, определяют необходимость разработки иных методов анализа и путей оптимизации обстановки агросистемы (Савич и др., 2010).

Одной из основных задач современной агроэкологии является разработка
стратегий реабилитации почв, загрязнёнными различными токсикантами.
Тяжёлые металлы (ТМ) являются приоритетными загрязнителями
агроэкосистем. Для достижения экологической устойчивости и сохранения
природно-ресурсного потенциала требуется не только осуществить

экологизацию производственной деятельности человека, но и обеспечить охрану природных жизнеобеспечивающих систем (Черников, Чекерес и др. 2000). Для этого необходимо осуществление системы мер по предотвращению их загрязнения, поддержанию целостности и восстановлению нарушенных земель. Решение этой задачи - не что иное, как возврат долгов природе и введение социально - экономического развития в экологически безопасное русло, определенное возможностями природно-ресурсного потенциала регионов и ассимиляционной ёмкостью ландшафтов, т.е., способностью их принять и трансформировать определенное количество вещества и энергии при устойчивом их функционировании (Кирюшин, 1996).

Усиление техногенного воздействия на окружающую среду требует детальных исследований поведения загрязняющих веществ в компонентах окружающей природной среды. Большую сложность представляет изучение поведения различных форм соединений ТМ техногенного происхождения в почве. Изучение лишь общего (валового) содержания ТМ в почвах является недостаточным, оно лишь отражает направление отдельных почвенно-экологических процессов в агроэкосистемах. Делать выводы о возможных механизмах трансформации техногенных форм ТМ в почве и об их дальнейшей судьбе в данном случае затруднительно. Наличие различных форм нахождения ТМ в почве, отличающихся как по подвижности и биологической доступности, так и по механизмам их закрепления в почве, предполагает изучение фракционного состава различных форм ТМ в почвах (Ладонин, 2002).

Цель работы

Цель нашего исследования - агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве под кормовыми культурами.

Основные задачи

1. Проанализировать состояние опытного поля с учетом требований
экологических нормативов, валового содержания и подвижных форм ТМ в
пахотном и подпахотном слоях дерново-подзолистой супесчаной почвы.

  1. Изучить уровень и характер изменения фракционного состава подвижных форм ТМ дерново-подзолистой супесчаной почвы под культурами интенсивного типа под воздействием агрогенных факторов.

  2. Определить транслокацию ТМ в кормовых культурах интенсивного типа на примере редьки масличной, горчицы белой и амаранта багряного.

  3. Изучить взаимосвязь между содержанием биодоступных форм ТМ в почве и содержанием ТМ в растительной продукции.

5.Определить биологический коэффициент поглощения ТМ и биогеохимическую активность кормовых культур.

Научная новизна. На основе изучения агроэкологического состояния дерново-подзолистой супесчаной почвы показаны количественные изменения подвижных форм ТМ под кормовыми культурами интенсивного типа в условиях агроландшафта Владимирской области.

Впервые изучено распределение подвижных форм ТМ по фракциям под кормовыми культурами на примере редьки масличной, горчицы белой и амаранта багряного:

^ фракция водорастворимых и обменных ТМ (Ф1);

^ фракция специфически адсорбированных и связанных сСаС03(Ф2);

^ фракция ТМ почвы, связанных с оксидами марганца (ФЗ);

^ фракция ТМ, связанная с органическим веществом (Ф4);

^ остаточная фракция ТМ, связанная с кристаллической структурой минералов почвы и оксидами железа (Ф5). Впервые установлено, что в почве преобладают фракции тяжёлых металлов, связанные с органическим веществом. По степени извлечения подвижных форм ТМ из почвы растениями выстраивается ряд: свинец>медь>никель>хром>цинк (под амарантом багряным и горчицей белой) и свинец>медь>никель>цинк>хром (под редькой масличной). Средний вынос растениями подвижных форм ТМ составляет для цинка 80, свинца -0,43, меди -1,78, никеля 1,46 и хрома 1,36%.

Практическая значимость работы. На основе полученных данных подвижных форм соединений ТМ в почве и биопродуктивности агроценозов проведена экотоксикологическая оценка территории по степени безопасности почвы и растений и определена биогеохимическая активность кормовых культур при внесении высоких доз органических удобрений в почву.

Полученные результаты могут быть использованы для прогнозной оценки последствий длительного применения жидких органических удобрений под кормовыми культурами: редьки масличной, горчицы белой и амаранта багряного при небольшом загрязнении дерново-подзолистой супесчаной почвы.

Апробация. Основные результаты диссертационной работы докладывались на международной научной конференции молодых ученых, посвященной 145-летию МСХА имени К.А. Тимирязева (2010) и на заседаниях кафедры экологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева (2004-2010).

Публикации. По результатам исследований опубликовано три печатные работы, две из них в рецензируемом журнале по списку ВАК РФ. Две работы находятся в печати.

Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 153 страницах печатного текста и состоит из введения, 4 глав, включающих обзор литературы, объекты и методы исследования, результаты исследования, выводы и список литературы, состоящий из 151 наименований, в том числе 17 на иностранных языках. Полный объем работы, включает 21 рисунок, 34 таблицы и 4 приложения.

Автор искренне благодарен своим научным руководителям В. А. Раскатову и А.В. Кузнецову, за оказанную методическую помощь и конструктивные советы; профессорам кафедры экологии И.И.Васеневу, В.А.Черникову и И.М. Яшину за ценные советы; СИ. Тарасову заведующему лабораторией ВНИИОУ за помощь и консультации при проведении полевых опытов; коллективу кафедры экологии МСХА и сотрудникам ВНИИОУ за ценные советы и помощь при проведении научных экологических исследований.

Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов в почвах

Усиление техногенного воздействия на окружающую среду требует детальных исследований поведения загрязняющих веществ в компонентах биосферы. Большую сложность представляет изучение поведения соединений ТМ техногенного происхождения в почве. Изучение лишь общего (валового) содержания ТМ в почвах является не достаточным, т.к. оно может отражать лишь направление некоторых процессов, например, миграции. Делать выводы о возможных механизмах трансформации техногенных форм ТМ в почве и об их дальнейшей судьбе в данном случае затруднительно. Наличие различных форм нахождения ТМ, отличающихся как по подвижности и биологической доступности, так и по механизмам их закрепления в почве, предполагает изучение фракционного состава различных форм ТМ в почвах (Ладонин, 2002).

Агроэкологическая оценка почв, загрязненных тяжелыми металлами, проводится по двум основным критериям: содержанию подвижных соединений и общему содержанию тяжелых металлов. Однако, количественная оценка «подвижных» или «обменных» форм тяжелых металлов не всегда может характеризовать токсичности того или иного элемента, так как различные соединения тяжелых металлов по-разному влияют на доступность элемента растением (Тяжелые..., 1997; Iskandar, Adriano, 1997; Потатуева, 2002; Кузнецов и др., 2004; Платонов и др., 2004; Сычев и др., 2006; Черников и др., 2009)..

Общую загрязненность почвы характеризует валовое содержание тяжелого металла, доступность же элементов для растений характеризуется количеством подвижных форм элемента. Поэтому содержание в почве подвижных форм тяжелых металлов - важнейший показатель, характеризующий санитарно-гигиеническую и агроэкологическую обстановку, определяющих необходимость проведения детоксикационных мероприятий (Алексеев, 1987; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Варшал и др., 1996; Овчаренко, 1997; Торшин, 1998). Содержание в почве подвижных форм являются наиболее качественным показателем состояния тяжелых металлов, так как именно эти формы являются наиболее опасными, попадая в первую очередь в растения и организм человека (Плеханова и др., 1995; Miller, 1995). Для экологической оценки повышенного содержания металлов в почвах необходимо знать формы связывания их с различными компонентами почвы (Zeien, Brammer, 1989). Подвижность тяжелых металлов - это способность элементов передвигаться в почве, она зависит от прочности связи их соединений с твердой фазой почвы, от состояния соединений элементов в почвенном растворе, физико-химических свойств металлов и других факторов. В зависимости от экстрагента извлекается различное количество подвижной формы тяжелых металлов. Анализ данных показывает что, результаты фракционирования тяжелых металлов из одних и тех же проб значительно отличаются, поэтому возникла необходимость проведения обширных исследований для разработки приемлемого метода последовательного экстрагирования тяжелых металлов. Характерными проблемными областями методики экстрагирования являются с одной стороны выбор неблагоприятных экстракционных средств, с другой стороны, неблагоприятные последовательности использованных средств экстрагирования (Zeien, Brummer, 1989). Для экстракции подвижных форм тяжелых металлов используются различные химические соединения, обладающие различной экстрагирующей силой: кислоты, соли, буферные растворы и вода. Наиболее распространенными эксрагентами являются 1Н HCI и ацетатно-аммонийный буфер с рН 4,8 (Тяжелые..., 1997). По мнению Л.К. Садовниковой (1997) схемы фракционирования тяжёлых металлов почвы делятся на две основные группы: 1. Фракционирование в зависимости от содержания тяжёлых металлов в почвенных компонентах - органическом веществе, гидроксидах железа, алюминия, марганца, илистой фракции. 2. Фракционирование с учётом доступности тяжёлых металлов той или иной вытяжке - выделение, например, водорастворимой, обменной, органической, минеральной фракций. Как утверждает тот же автор, «можно считать установленным наличие в почве следующих соединений тяжёлых металлов: растворимые, обменные, тяжёлые металлы на устойчивом органическом веществе, тяжёлые металлы на оксидах-гидроксидах железа, алюминия, марганца и тяжёлые металлы первичных и глинистых минералов».

Биологические особенности возделываемых культур

Амарант багряный однолетнее травянистое растение с прямостоячими метельчатыми кроваво-красными соцветиями. Цветки у амарант багряного мелкие, однополые, собранные в большие сложные соцветия. Полностью развитое соцветие несет более 10000 цветков, собранных в верхоцветные соцветия - клубочки. Амарант багряный является перекрестно опыляемым растением.

Листья очередные, цельные, без прилистников, темно зеленого цвета с интенсивно красным жилкованием. Стебель прямой, бороздчатый, округлый, высотой 1,5-2,2м. Корень стержневого типа, боковые корни располагаются поверхностно. Семена мелкие блестящие, темно коричневого цвета.

В условиях Нечерноземной зоны урожаи зеленой массы достигают 70-80 т/га, а сеян до 10-12 ц/га. Растение довольно холодостойкое, но во второй половине вегетации, когда происходит интенсивный рост и накопление зеленой массы предъявляет высокие требования к влагообеспеченности. Однако стержневая корневая система, проникающая на глубину до 1м, позволяет амаранту переносить кратковременные засухи.

Амарант может произрастать на различных почвах, встречающихся в Нечерноземной зоне, но непригодными для него являются переувлажненные, малоплодородные и сильнокислые, а так, же тяжелоглинистые и глинистые почвы. Оптимальная реакция почвенного раствора рН 5,6-6.

Посев амаранта проводят в период прогревания почвы до 10 градусов по Цельсию, в Центральном районе Нечерноземной зоны он приходится на третью декаду мая. Очень ранний посев в холодную почву приводит к изреживанию всходов и угнетению их сорной растительностью.

Наиболее продуктивным способом посева является - сплошной рядовой, с нормой посева 0,5-2,0 кг/га, которые заделывают на глубину до 2см. Все агротехнические мероприятия по уходу за амарантом направлены на уничтожение почвенной корки, борьбу с сорной растительностью и рыхление междурядий. Амарант любит плодородную почву и хорошо отзывается на удобрения, однако с высоким урожаем зеленой массы, он выносит много питательных веществ (Еськов, 2004). По потребности в питательных веществах амарант значительно превосходит даже кукурузу, тоже относящуюся к С4-растениям. Средний вынос минеральных веществ в расчете на 100ц зеленой массы составляет: по азоту 25-30кг, калию 75-85, фосфору 18-22, кальцию 35-40, магнию 16-18кг (Чиркова, 1999).

Высокая солеустойчивость и способность выдерживать большие концентрации почвенного раствора делает амарант перспективной культурой для детоксикации и санации почв, загрязненными отходами животноводства. На таких почвах амарант дает высокие урожаи зеленой массы без применения каких-либо дополнительных удобрений (Тарасов, 1998).

Амарант - растение многостороннего использования. Из зерна можно получать муку, крахмал, отруби, масло. Широколиственные формы используются как овощные растения, в основном для приготовления салатов, богатых витамином С, железом, кальцием и некоторыми микроэлементами. Благодаря большой биомассе, хорошей облиственности и высокому содержанию белка зеленая масса амаранта используется на корм скоту в форме зеленой подкормки или силоса. Зерно амаранта багряного является ценным кормом для домашней птицы. При кормлении амарантовым зерном их мясо получается жирное и белое, а цыплята быстро растут и прибывают в весе.

Благодаря большому количеству биологически-активных веществ (рутин, амарантин, витамины С и Е) амарант проявляет антиоксидантные свойства и поэтому может применяться для лечения лучевой и других заболеваний. В масле амаранта найдено ценное вещество - сквален. Сквален - это углеводород, производное изопрена, предшественника тритерпенов и стероидных соединений. Его содержание в масле амаранта составляет 8%, Он может использоваться для производства стероидных гормональных препаратов, для профилактики онко- и кардиозаболеваний, для косметических целей. Масло амаранта отличается высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот по сравнению с насыщенными, что приближает его по качеству к облепиховому. Кроме того, в семенах содержится много токоферола (витамина Е), обладающего антиоксидантным действием. Токоферолы можно использовать, в частности, как лекарство для снижения холестерина в крови (Чиркова, 1999). Горчица белая (Sinapsis alba L.) Горчица белая — растение, родиной которого считают страны Средиземноморья, Северную Африку. Горчица белая — однолетнее растение, семейства капустные (Brassicaceae), достигающее высоты 50-80 см. Стебель разветвленный, покрыт густыми жесткими волосками, имеет лировидные листочки. Цветки бледно-желтые или белые, собраны в многоцветковое кистевидное соцветие. Стручок бугорчатый, с жесткими волосками. Плоды не растрескиваются. Семена шаровидные, гладкие, кремовые. Масса 1000 семян 5-6г. Семена созревают в стручках, напоминающих загнутые крючки.

Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве под редькой масличной

Внесение бесподстилочного навоза в расчёте на азот в дозе 300 кг/га увеличило содержание свинца, хрома и цинка, как в пахотном, так и подпахотном горизонте почвы и увеличило содержание никеля и меди в подпахотном горизонте.

Последействие ТМ привело к незначительному изменению содержания меди, как в пахотном, так и подпахотном горизонтах. Содержание цинка и свинца в вариантах полевого опыта, загрязнённых солями ТМ, оставалось на высоком уровне по сравнению с вариантами без применения ТМ. Содержание цинка увеличилось от 28% (N300+TM) до 53% (N900+TM) составляя в среднем 38%. Увеличение свинца варьировало от 68% (контроль+ТМ) до 144%о в варианте (N300+TM) в среднем составляя 114%.

По результатам 4-х лет, после внесения ТМ прослеживается тенденция к увеличению Zn, Pb и Си. При построении линейных трендов уравнения имеют следующий вид: у=1,2043х+25,689; у=2,273х+2,333; у=0,504+1,281 соответственно.

Присутствие и увеличение содержания тяжелых металлов можно объяснить тем, что в течение проведения полевого опыта применялись сверхвысокие дозы бесподстилочного навоза в пересчете на азот от 300 до 900 кг/га содержащие тяжелые ТМ: Си 6,5-21,2; Zn 23,6-78; Pb 0,20- 0,66; Ni 0,83- 2,7, а также сказалось остаточное действие искусственно внесенных ТМ во время закладки опыта. Валовое содержание Ni и Сг практически не изменилось (рис.11,12).

Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы под различными кормовыми культурами по вариантам полевого опыта 3.2.1 Фракционный состав подвижных форм тяжелых металлов в почве под редькой масличной

Общее содержание свинца в опыте с редькой масличной, колеблется в пределах 5-26 мг/кг, причем минимальная концентрация характерна для слоя почвы 0-20см варианта с бесподстилочным навозом в норме N900, а максимальная - для слоя почвы 20-40см варианта с бесподстилочным навозом в норме N900 на фоне внесения тяжелых металлов (табл.11). Доля водорастворимых соединений свинца (Ф1) составляет 0,15-1,00% от общего содержания элементов в почве. В среднем доля водорастворимых соединений для пахотного и подпахотного слоев исследуемой почвы не превышает 0,47 % от общего содержания элемента. Доля обменных соединений свинца (Ф2) в среднем не намного превышает 1,67%, варьируя в пределах 0,25-3,62%). Здесь минимальная величина характерна для слоев почвы 0-20см контрольного варианта на фоне внесения тяжелых металлов, а максимальная - почва контрольного варианта без тяжелых металлов. Доля свинца, связанного с оксидами марганца (ФЗ) составляет 2,16%, варьируя в пределах ОД8 - 5,82 %. Минимальная доля характерна для пахотного слоя почвы 0-20см при внесении бесподстилочного навоза в дозе N300, тогда как максимальная - слоя почвы 0-20см варианта с бесподстилочным навозом в норме N300 на фоне, внесения тяжелых металлов. Доля соединений свинца с органическим веществом почвы (Ф4) колеблется в пределах 4,23-19,20%, составляя в среднем 10,82%. В сумме доля 4-х фракций составляют 15,13 % от общего содержания свинца. На долю соединений свинца, связанного с оксидами железа и кристаллической решетки минералов приходиться около 85 % от общего содержания элемента в почве. Таким образом, в составе подвижных соединений свинца в дерново-подзолистой супесчаной почве преобладают органоминеральные комплексы. Общее содержание никеля в опыте с редькой масличной колеблется в пределах 3,0-12,0 мг/кг, причем минимальная концентрация характерна для слоя почвы 20-40см варианта с бесподстилочным навозом в норме N900, а максимальная - для слоя почвы 20-40см варианта с бесподстилочным навозом в норме N300 на фоне внесения тяжелых металлов. Доля водорастворимых соединений никеля (Ф1) составляет 0,51-2,33% от общего содержания элементов в почве. В среднем доля водорастворимых соединений никеля для пахотного и подпахотного слоев исследуемой почвы не превышает 1,16 % от общего содержания элемента (табл.12). Доля обменных соединений никеля (Ф2) в среднем не намного превышает 0,61%, варьируя в пределах 0,25-1,67%. Здесь минимальная величина характерна для пахотного и подпахотного слоев почвы варианта с применением 300 кг/га бесподстилочного навоза, а максимальная - для слоя почвы 20-40см варианта с бесподстилочным навозом в норме N900 на фоне внесения тяжелых металлов.

Вынос тяжёлых металлов урожаем зелёной массы кормовых культур

Состояние почвы в целом определяют валовые запасы элементов питания растений. Их количество зависит от типа почвы, характера материнской породы, произрастающей растительности. Влияние тяжелых металлов на почву зависит от их подвижности, растительности и микробиологической активности. Негативное влияние тяжелых металлов может быть снижено, если они прочно связаны с составными частями почвы (труднодоступны растениям). В свою очередь водорастворимые соединения, являются более токсичными, так как именно они поглощаются растениями. Так, большинство тяжелых металлов попадает в почву в форме растворимых соединений или в виде суспензий и практически все взаимодействуют между металлами и компонентами почвы происходят на границе жидкой и твердой фаз. Как важный регулятор подвижности элементов выступает и органическое вещество. Гуминовые кислоты могут образовывать как растворимые, так и не растворимые комплексы с ионами и гидратными оксидами металлов. Комплексы, образованные гуминовыми кислотами, более устойчивы, чем с фульвокислотами, поэтому комплексы с фульвокислотами более подвижны и растворимы, а значит, более доступны растениям (Глебова, 2009).

При рассмотрении распределение подвижных форм свинца, меди, цинка, хрома и никеля по фракциям в дерново-подзолистой супесчаной почве под кормовыми культурами выявлено, что фракция ТМ, связанная с органическим веществом для всех пяти изучаемых элементов колеблется в пределах 0,64-10,8%) от валового содержания, составляя в среднем 5,14%; связанная с оксидами марганца соответственно 0,26-3,81% и 1,23%; водорастворимая и обменная фракция ТМ варьирует в пределах 0,31-2,18% или в среднем 0,88%. Количество специфически адсорбированных ТМ и связанных с карбонатами кальция, изменяется в пределах 0,21-1,67%, составляя в среднем 0,77% от общего содержания элементов (табл.26).

Сумма четырёх фракций подвижных форм тяжёлых металлов в дерново-подзолистой супесчаной почве под кормовыми культурами варьирует в пределах 1,79-15,83% от валового содержания. Минимальный показатель характерен для цинка в почве под горчицей белой, максимальный - для меди в почве под этой же культурой. При рассмотрении распределения подвижных форм тяжелых металлов по фракциям в почве под изучаемыми кормовыми культурами, наблюдается схожая картина. При изучении распределение подвижных форм ТМ по фракциям в дерново-подзолистой супесчаной почве под кормовыми культурами, выявлено преобладание фракции ТМ, связанной с органическим веществом почвы для всех пяти изучаемых элементов, эта закономерность так же отмечалась другими авторами (Плеханова, 2010; Ладонин, 1995).

При рассмотрении распределения подвижных форм тяжелых металлов по фракциям в почве под различными кормовыми культурами (редька масличная, горчица белая, амарант багряный), наблюдается схожая картина.

Так, при рассмотрении фракционного состава никеля находим, что на долю водорастворимых форм приходится 0,97-1,16 % от валового содержания, доля обменных форм составляет 0,41% под амарантом и горчицей, 0,61% под редькой масличной, т.е. под редькой масличной в почвенном растворе наибольшее количество водорастворимых форм (1,77%), которые непосредственно поглощаются растениями. На долю соединений никеля, связанного с оксидами марганца, приходится 0,56% в почве под амарантом и 0,68%) под горчицей белой. Никель, связанный с органическим веществом, составляют 3,92% в почве под горчицей белой и 6,42% под редькой масличной. Поэтому при выращивании редьки масличной происходит более активное высвобождение ионов никеля в почвенный раствор (8,84 %) , делая их доступными для поглощения растений. Амарант багряный занимает второе место, высвобождая до 6,42 % всех подвижных форм никеля.

Рассматривая фракционный состав хрома под кормовыми культурами, выявлено, что на долю водорастворимых форм приходится 0,36%) в почве под амарантом, и 0,31% под горчицей. На долю обменных форм приходится 0,28% в почве под редькой масличной, а максимальное содерлшние хрома связанного с оксидами марганца, так же составляет 0,28%) под редькой масличной. При рассмотрении связи с органическим веществом от 1,66% под амарантом до 1,87 под горчицей белой, что показывает примерно равную доступность всех фракций хрома для растений.

Фракционный состав меди по вариантам опыта показал, что содержание водорастворимых и обменных форм составляют 1,73 - 2,18% от валового содержания, а фракция, связанная с органическим веществом почвы - 9,5 %. Следовательно, максимальная доступность меди возможна при выращивании горчицы белой (15,83%). При выращивании редьки масличной наблюдается промежуточное значение и составляет 14,84 % от всех мобильных форм меди. При определении цинка, максимальное значение отмечено для редьки масличной и составляют 3,29%, от общей массы подвижных форм цинка, а под амарантом 1,95 %; на долю горчицы белой приходится 1,79 % . При рассмотрении отдельных фракций содержащих свинец, установлено, что максимальное значение характерно для редьки масличной и составляет 15,13 % от общего количества подвижных форм, а под горчицей белой и амарантом 12,91% и 12,52 % соответственно.

Похожие диссертации на Агроэкологическая оценка фракционного состава подвижных форм тяжёлых металлов дерново-подзолистой супесчаной почвы