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

Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) Матвеев Владимир Николаевич

Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья)
<
Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья)
>

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

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

Матвеев Владимир Николаевич. Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья) : Дис. ... канд. биол. наук : 03.00.16 : Самара, 2004 169 c. РГБ ОД, 61:04-3/1387

Содержание к диссертации

Введение

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛАХ И О ВЛИЯНИИ ИХ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНОГО МАТЕРИАЛА) 8

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 25

2.1. Краткая физико-географическая характеристика района исследований 25

2.2. Объекты изучения . 29

2.3. Методы исследований 34

3. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВЕ И ИХ ЗАПАСЫ В КОРНЕНАСЫЩЕННОМ СЛОЕ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГО ЗАВОЛЖЬЯ 39

4. ИЗВЛЕЧЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПОЧВЫ С УРОЖАЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОГО

РАЙОНА ПОВЫШЕННОГО УВЛАЖНЕНИЯ 59

5. ИЗЪЯТИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПОЧВЫ С РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИЕЙ В АГРОКЛИМАТИЧЕСКОМ РАЙОНЕ ПОНИЖЕННОГО УВЛАЖНЕНИЯ 77

6. ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПОЧВЫ С ПРОДУКЦИЕЙ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ 93

7. ВОВЛЕЧЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ВАЖНЕЙШИЕ ТРОФИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГО ЗАВОЛЖЬЯ 105

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121

ВЫВОДЫ 126

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 128

Введение к работе

Актуальность темы. Тяжелые металлы, относящиеся к числу наиболее распространенных и опасных для биоты загрязнителей экологической среды, привлекают в настоящее время большое внимание исследователей. В то же время их распределение в почвенном и растительном покрове многих конкретных географических регионов изучено недостаточно. Особенно это касается пахотных угодий и получаемой на них растениеводческой продукции, которая поступает в трофические цепи домашних животных и человека. Практически не исследованы запасы тяжелых металлов в корнеобитаемых слоях почв и растениеводческой продукции в расчете на единицу площади и посевные площади конкретных регионов, что крайне необходимо для оценки их роли в биогеохимическом круговороте. Это и определяет актуальность темы данной работы.

Связь темы с плановыми исследованиями. Данная диссертация связана с планом основных научно-исследовательских работ Самарского муниципального университета Наяновой по теме «Влияние абиотических и биогенных факторов среды на живые организмы».

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключается в оценке участия приоритетных тяжелых металлов в биогеохимическом круговороте в блоке «почва — растения» в условиях агрофитоценозов (на примере лесостепного Высокого Заволжья).

При этом решались следующие основные задачи.

1. Выявить концентрации приоритетных тяжелых металлов (медь, цинк, железо, никель, ртуть, кобальт, свинец, мышьяк) в пахотном (корнена-сыщенном) слое почв в административных районах Самарской области, входящих в геоморфологическую провинцию Высокого Заволжья.

Определить потенциальные запасы Си, Zn, Fe, Ni, Hg, Co, Pb, As в корне-насыщенном слое пахотных почв в расчете на единицу площади и на посевную площадь Высокого Заволжья.

Изучить концентрации Си, Zn, Fe, Ni, Hg, Co, Pb, As в основной и побочной продукции важнейших сельскохозяйственных культур, возделываемых на территории Высокого Заволжья.

Определить массы тяжелых металлов в основной и побочной продукции важнейших сельскохозяйственных культур в расчете на единицу площади и посевную площадь на территории Высокого Заволжья.

Выявить массы Си, Zn, Fe, Ni, Hg, Co, Pb, As, поступающие в важнейшие трофические цепи с основной и побочной продукцией сельскохозяйственных культур в пределах исследуемого региона.

Определить темпы извлечения Си, Zn, Fe, Ni, Hg, Co, Pb, As из почвы с растениеводческой продукцией важнейших сельскохозяйственных культур в условиях Высокого Заволжья.

Научная новизна работы. Автором впервые выявлены фоновые концентрации меди, цинка, железа, никеля, ртути, кобальта, свинца, мышьяка в пахотном (корненасыщенном) слое почв, а также в основной и побочной продукции основных сельскохозяйственных культур (пшеницы озимой, пшеницы яровой, ржи озимой, овса, ячменя ярового, кукурузы, подсолнечника, гречихи, свеклы сахарной) в 9 административных районах Самарской области, а также в геоморфологической провинции лесостепного Высокого Заволжья в целом. Впервые определены потенциальные запасы названных «тяжелых» элементов в корненасыщенном слое почв посевных площадей отдельных административных районов и всей территории Высокого Заволжья. Установлены ежегодные средние (фоновые) объемы изъятия меди, цинка, железа, никеля, ртути, кобальта, свинца, мышьяка из почвы с основной и побочной продукцией сельскохозяйственных культур в расчете на единицу площади и всю посевную площадь

Высокого Заволжья, а также темпы вовлечения тяжелых металлов в важнейшие трофические цепи и биогеохимический круговорот.

Теоретическая значимость работы. Материалы, научные положения и выводы диссертации вносят вклад в развитие теоретических основ экологии почв, экологии растений и агрофитоценологии.

Практическое значение работы. Результаты проведенных научных исследований могут быть использованы в растениеводческой практике сельского хозяйства Самарской области, а также других областей лесостепной зоны России. Они могут найти применение в системе долговременного экологического мониторинга.

Реализация результатов исследования. Материалы диссертации переданы для внедрения в Госкомитет природных ресурсов по Самарской области. Они внедрены и используются в научных исследованиях и в учебном процессе на кафедре биологии Самарского муниципального университета Наяновой, на кафедре экологии, ботаники и охраны природы Самарского госуниверситета, на кафедре ботаники Самарского государственного педагогического университета.

Апробация работы. Материалы диссертации, основные ее научные положения и выводы докладывались на международных конференциях «Изучение и охрана биологического разнообразия ландшафтов Русской равнины» (Пенза, 1999), «Проблеми фундаментальної та прикладної екології» (Кривий Ріг, Україна, 1999), «Геохимия биосферы» (Новороссийск, 2001), «Творческое наследие В.И. Вернадского и современность» (Донецк, Украина, 2003), «Ресурсы недр России» (Пенза, 2003), на научных конференциях преподавателей, сотрудников и аспирантов Самарского государственного университета (2002-2004 гг.) и Самарского муниципального университета Наяновой (2002-2004 гг.).

Публикация результатов исследований. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 10 печатных работах.

Декларация личного участия автора. Автор принимал участие в сборе полевого материала на территории Высокого Заволжья в процессе выезда экспедиционных групп под руководством кандидата биологических наук, доцента Н.В. Прохоровой, а также - в камеральных работах по подготовке растительных и почвенных образцов к элементному анализу. Автор лично осуществил статистическую обработку всех фактических материалов, их анализ, формулировку научных положений и выводов, написание текста диссертации. В работах, опубликованных в соавторстве, доля участия в их написании распределяется пропорционально.

Основные положения, выносимые на защиту.

Установленные в результате проведенных исследований фоновые концентрации тяжелых металлов (Си, Zn, Fe, Ni, Hg, Co, Pb, As) в пахотном горизонте почв, а также в основной и побочной продукции основных сельскохозяйственных культур (пшеница озимая, пшеница яровая, рожь озимая, овес, ячмень яровой, кукуруза, подсолнечник, гречиха, свекла сахарная) на территории Высокого Заволжья и отдельных административных районов Самарской области, входящих в состав данной геоморфологической провинции.

Массы тяжелых металлов (Си, Zn, Fe, Ni, Hg, Co, Pb, As), ежегодно извлекаемые из почвы с основной и побочной продукцией сельскохозяйственных культур и вовлекаемые в трофические цепи в условиях Высокого Заволжья.

Темпы извлечения меди, цинка, железа, никеля, ртути, кобальта, свинца, мышьяка из почвы с растениеводческой продукцией важнейших сельскохозяйственных культур в лесостепном Высоком Заволжье.

Пользуясь случаем, автор выражает глубокую признательность и благодарность за ценные советы, постоянную помощь и содействие в работе кандидату биологических наук, доценту Наталье Владимировне Прохоровой и заслуженному деятелю науки РФ, доктору биологических наук, профессору Виктору Ивановичу Попченко.

Краткая физико-географическая характеристика района исследований

Самарская область, располагаясь в лесостепной и степной зоне, находится в восточной части Русской платформы и занимает площадь около 53,6 тыс. кв. км. Рекой Волгой она поделена на две части: правобережную и левобережную (Почвы..., 1985; Природа..., 1990). По геологическому строению, генезису и основным формам рельефа Самарскую область делят на 5 геоморфологических провинций (Захаров, 1971; Природа..., 1990): Приволжскую возвышенность, Самарскую Луку, Низменное Заволжье, Высокое Заволжье и Сыртовое Заволжье.

Наши исследования проводились в геоморфологической провинции Высокого Заволжья. Высокое Заволжье расположено на северо-востоке Самарской области в Левобережье. С юга оно ограничено реками Большой и Малый Ки-нель и Самарой, с запада - реками Кондурчой, Соком и Волгой и является самой возвышенной частью Левобережья. Поверхность территории понижается с востока к западу, в этом же направлении текут реки Сок, Кондурча, Большой Кинель (Почвы..., 1985; Природа..., 1990). Высокое Заволжье представляет собой волнистую равнину (на водоразделах до 250 — 300 м над уровнем моря), пересеченную глубокими речными долинами. Здесь широко распространены карстовые формы рельефа: воронки, впадины (Почвы..., 1985).

По опубликованным материалам (Почвы..., 1985, Природа..., 1990, Прохорова и др., 1998), Высокое Заволжье можно охарактеризовать следующим образом.

По рельефу Высокое Заволжье подразделяется на две части: северовосточную и юго-западную. На северо-востоке выражен волнисто-увалистый и холмисто-увалистый древнеэрозионный рельеф. Это система массивных плосковершинных, местами - узких гребневидных междуречий от 180 до 300 м над уровнем моря, происшедших от одной общей древней поверхности выравнивания. Сетью малых рек, балок они расчленены на второстепенные увалы — водоразделы, как правило, - с крутыми южными и пологими, длинными северными склонами.

Юго-западная часть представляет собой более спокойный волнисто-увалистый рельеф с асимметричными водоразделами речек и балок. Плоские увалы здесь крупнее, чем на северо-востоке.

Территория северо-востока Высокого Заволжья сложена древними пермскими отложениями с преобладанием пород казанского (известняки и доломиты) и татарского (пестроцветные мергели) ярусов. Геологическую основу юго-западной части образуют породы татарского яруса пермских отложений, выраженные пестроцветными мергелями, мергелистыми глинами с прослойками известняков и доломитов.

Почвенный покров северо-востока Высокого Заволжья представлен главным образом выщелоченными и типичными глинистыми и тяжелосуглинистыми черноземами. Близкое залегание плотных меловых пород способствует широкому распространению остаточно-карбонатных каменисто-щебневатых почв. В юго-западной части выражены обыкновенные, типичные и выщелоченые черноземы тяжелого механического состава, встречаются остаточно-карбонатные каменисто-щебневатые черноземы на элювии мергелей и известняков.

Северо-восточная часть Высокого Заволжья объединяет Челно-Вершинский, ШенталинскиЙ, Исаклинский, Клявлинский и Камышлинский районы, а юго-западная — Сергиевский, Красноярский (к востоку от рек Сок и Кондурча), Кинель-Черкасский (к северу от р. Большой Кинель), Кинельский (к северу от р. Большой Кинель); сюда же относятся части Кошкинского и Елхов-ского районов, лежащие к востоку от реки Кондурчи.

Территория Высокого Заволжья расположена в подзоне луговых степей и остепненных лугов, или Лесостепи и характеризуется относительно повышенной лесистостью (14 — 20 %). Большая часть лесов представлена дубравами с участием клена остролистного, липы сердцевидной, вяза и др. Есть сосновые боры. В естественном растительном покрове преобладают луговые степи и ос-тепненные луга (Природа..., 1990).

Для целей сельскохозяйственного производства институтом «ВолгоНИИ-гипрозем» осуществлено агроклиматическое районирование Самарской области с выделением 4 районов: повышенного, умеренного, пониженного и слабого увлажнения. Как видно из рис. 2.1.1, Высокое Заволжье располагается в агроклиматических районах повышенного и умеренного увлажнения.

Среднегодовая температура колеблется здесь от +2,9 до +4,3С; сумма среднесуточных температур выше +10С - от 2200 до 2600; среднегодовое количество осадков от 519 до 350 мм (Природа..., 1990; Экологическая ситуация..., 1994; Матвеев и др., 1997). Челно-Вершинский район, который мы будем в последующем рассматривать как самый северный, относится к агроклиматическому району повышенного увлажнения (среднегодовое количество осадков 469 мм, гидротермический коэффициент 1,0, сумма эффективных температур 2200С) (Почвы..., 1985; Матвеев и др., 1997).

Кинельский район, рассматриваемый нами как самый южный, находится в переходной полосе от Лесостепи к подзоне богато-разнотравно-типчаково-ковыльных степей и к югу от р. Большой Кинель внедряется в агроклиматический район пониженного увлажнения (среднегодовое количество осадков 350 мм, гидротермический коэффициент 0,7, сумма эффективных температур 2600С). В Челно-Вершинском районе преобладает чернозем . выщелоченный типичный, в Кинельском — обыкновенный среднегумусный среднемощный среднесуглинистый чернозем (Матвеев и др., 1997).

ИЗЪЯТИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПОЧВЫ С РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИЕЙ В АГРОКЛИМАТИЧЕСКОМ РАЙОНЕ ПОНИЖЕННОГО УВЛАЖНЕНИЯ

В агроклиматический район умеренного увлажнения в геоморфологической провинции Высокого Заволжья входят южные части Сергиевского, Исак-линского, восточная часть Красноярского, северные части Похвистневского, Кинель-Черкасского, Кинельского административных районов Самарской области (рис. 2.1.1). С учетом того, что между административными границами данных районов и границами агроклиматических районов нет совпадения, мы вынуждены в своей работе учитывать административные районы как более конкретные. Однако, в целях выявления возможных зависимостей получаемых нами данных от климатических условий в качестве примера самого южного в Высоком Заволжье мы оцениваем Кинельский район, территория которого своей большей (основной) частью глубоко внедряется в агроклиматический район пониженного увлажнения. В пределах последнего мы и рассматриваем данную территорию (рис. 2.1.1).

Как видно из табл. 5.1, наибольшие посевные площади в Кинельском районе занимаются ячменем, кукурузой и пшеницей озимой. Наименьшие площади отводятся для возделывания пшеницы яровой и свеклы сахарной, причем, посевные площади, занимаемые пшеницей озимой, рожью озимой, ячменем яровым, кукурузой существенно изменяются по годам. Наибольший выход основной продукции в виде зерна отмечается у пшеницы озимой, ржи озимой, а в форме корнеплодов - у свеклы сахарной. Получение основной продукции по годам существенно изменяется у свеклы сахарной, пшеницы озимой, пшеницы яровой, ржи озимой, овса, ячменя ярового, гречихи и свеклы сахарной. Достаточно стабильно получение основной продукции у подсолнечника.

Наибольший выход побочной продукции (надземной фитомассы) отмечается у кукурузы, свеклы сахарной и подсолнечника. Побочная продукция пре вышает основную у пшеницы озимой, ржи озимой и подсолнечника. Побочная продукция по годам также существенно изменяется, в особенности у кукурузы, подсолнечника, свеклы сахарной.

Больше всего Си отмечается в основной и побочной продукции свеклы сахарной. Достаточно много ее содержится также в основной и побочной продукции подсолнечника, пшеницы озимой, пшеницы яровой и кукурузы. Значительные концентрации Си фиксируются в побочной продукции гречихи (табл. 5.2). Zn в наибольших количествах отмечен в основной продукции пшеницы озимой, пшеницы яровой, ячменя ярового, достаточно много его также в побочной продукции пшеницы озимой и пшеницы яровой. Как видно из табл. 5.2, повышенная концентрация Fe фиксируется в основной и побочной продукции свеклы сахарной, в основной продукции гречихи, пшеницы озимой и яровой, ржи озимой, а в побочной продукции - пшеницы озимой, пшеницы яровой, ячменя ярового, кукурузы и гречихи. Ni в основной и побочной продукции сельскохозяйственных растений накапливается в сравнительно маленьких количествах. Относительно много его в основной продукции свеклы сахарной, подсолнечника, пшеницы озимой, яровой и гречихи, а в побочной продукции -свеклы сахарной, подсолнечника, гречихи, кукурузы. Hg накапливается в продукции сельскохозяйственных растений в сравнительно небольших количествах. Относительно много ртути в основной продукции свеклы сахарной, пшеницы озимой, яровой, а также в побочной продукции свеклы сахарной, гречихи, подсолнечника и кукурузы. Со в относительно больших количествах накапливается в основной и побочной продукции свеклы сахарной, а также в основной продукции овса, подсолнечника, пшеницы озимой, пшеницы яровой, гречихи и ячменя ярового. Сравнительно много Со отмечается в побочной продукции свеклы сахарной, подсолнечника, кукурузы, гречихи, пшеницы озимой, пшеницы яровой и овса (табл. 5.2). Повышенные концентрации РЬ характерны для основной продукции пшеницы озимой, пшеницы яровой, свеклы сахарной, а также побочной продукции свеклы сахарной, гречихи, подсолнечника, кукурузы, пшеницы яровой и озимой. As в концентрациях, превышающих ПДК для растительных продуктов питания (0,2 мг/кг), отмечается в основной продукции всех изученных нами растений за исключением ржи озимой. Относительно много As накапливается также в побочной продукции всех сельскохозяйственных растений, в особенности, — свеклы сахарной, подсолнечника, гречихи, ячменя (табл. 5.2).

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПОЧВЫ С ПРОДУКЦИЕЙ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ

Как видно из табл. 6.1, при передвижении с севера (Челно-Вершинский район) на юг (Кинельский район) в условиях Высокого Заволжья возрастает как основная, так и побочная продукция всех исследованных нами культур. Особенно существенный прирост основной продукции отмечается при этом у свеклы сахарной (на 90,26 ц/га), пшеницы озимой (на 6,28 ц/га), ржи озимой (на 5,24 ц/га), ячменя ярового (на 3,54 ц/га) и подсолнечника (на 3,5 ц/га). Наибольшее увеличение побочной продукции характерно для свеклы сахарной (на 27,42 ц/га), подсолнечника (на 25,76 ц/га), кукурузы (на 35,56 ц/га), ржи озимой (на 11,68 ц/га) и пшеницы озимой (на 7,26 ц/га).

Отметим, что с севера (Челно-Вершинский район) на юг (Кинельский район) в Высоком Заволжье происходит переход от суглинистых среднемощ-ных выщелоченных черноземов к черноземам обыкновенным, среднее количество осадков за год снижается с 469 до 350 мм, за апрель - октябрь с 316 до 300 мм, гидротермический коэффициент с 1,0 до 0,7, но сумма активных (выше-94 + 10) температур возрастает с 2200 до 2600С, число дней с суховеями с 45 до 60, среднегодовой вынос с урожаем из почвы азота с 53 до 64, фосфора с 19 до 27, калия с 35 до 49 кг/га (Матвеев и др., 1997). Эти изменения, как видим, способствуют лучшему росту сельскохозяйственных растений.

При передвижении с севера на юг Высокого Заволжья в верхнем слое почвы, где сосредоточена основная масса корней растений, увеличивается концентрация As, Со, Hg, но уменьшается Си, Fe, Ni, Pb, Zn (табл. 6.2).

Установлено, что снижение концентрации Си в почве с севера на юг в Высоком Заволжье положительно кореллирует с содержанием Си в основной и побочной продукции пшеницы озимой, пшеницы яровой, кукурузы, подсолнечника и гречихи (табл. 6.2 и табл. 6.3). Однако рожь озимая, овес, ячмень яровой, наоборот, из почвы Кинельского района, где Си содержится меньше, концентрируют ее в основной и побочной продукции в большей степени (в 14,8 — 56,4 раза), чем на севере, в Челно-Вершинском районе.

Это правило сохраняется и в отношении Fe, Ni, Pb и Zn, которых в почве южного Кинельского района содержится в 1,1 — 2,1 раза меньше, чем в северном Челно-Вершинском районе. Во всех случаях концентрация исследованных тяжелых металлов (Си, Zn, Fe, Ni, Hg, Co, Pb, As) в основной и побочной про -95 дукции пшеницы озимой, пшеницы яровой, кукурузы, а также подсолнечника (за исключением Zn в основной, As - в основной и побочной продукции) в Ки-нельском районе меньше, а ржи озимой, овса, ячменя ярового — больше, чем в северном Челно-Вершинском районе (табл. 6.3). Это, по нашему мнению, может быть объяснено биологическими, видовыми особенностями названных культурных растений, физиолого-биохимические процессы которых, включая особенности поглощения корнями минеральных элементов, зависят от многих факторов (Либберт, 1976; Люттге, Хигинботам, 1984; Лебедев, 1988).

Однозначно можно заключить, что средняя (фоновая) концентрация Си, Zn, Fe, Ni, Hg, Co, Pb, As в основной и побочной продукции пшеницы озимой, пшеницы яровой, ржи озимой, ячменя ярового, кукурузы, подсолнечника, гречихи прямо не связана с их валовым содержанием в почве, что было ранее показано Н.М. Матвеевым и др. (1997) не только в отношении валовых, но и так называемых «подвижных» (по сути: кислоторастворимых) форм As, Со, Cr, Fe, Mn, Pb, Pb, Rb, Sr, Ті, V, Zn. Наши результаты подтверждают это.

Подчеркнем также, что отсутствие прямой зависимости между содержанием «тяжелых» элементов в почве и их концентрацией в растениях может быть связано с тем, что в последние 15 лет внесение удобрений на поля, во-первых, резко снизилось, а, во-вторых, — крайне неравномерно в различных районах и хозяйствах. В то же время, доказано, что азотные удобрения снижают поглощение растениями Mn, Pb, Ni, Sr, фосфорные — Mn, Sr, калийные — Zn, Fe, Cu, Cr, Ni, Sr и др. (Бигон и др., 1989; Рабаданов и др., 1994).

Отметим, что при передвижении с севера на юг Высокого Заволжья основная и побочная продукция (в расчете на единицу массы) пшеницы озимой, пшеницы яровой, кукурузы и подсолнечника по содержанию в ней Си, Zn, Ni, Hg, Со, Pb, As становятся экологически более безопасной, а ржи озимой, овса, ячменя ярового - наоборот. В продукции гречихи при этом уменьшается концентрация Си и Ni, но увеличивается содержание Zn, Fe, Pb, As (табл. 6.3).

Похожие диссертации на Биоэкологическая оценка вовлечения тяжелых металлов в основные трофические цепи и биогеохимический круговорот в условиях агрофитоценозов (На примере лесостепного Высокого Заволжья)