Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1. Качество овощной продукции при длительном применении удобрений 7
1.2. Проблема загрязнения почвы и продукции тяжелыми металлами и их предельно допустимые количества 14
1.3. Цинк, медь, марганец и их вредоносность 16
1.4. Кадмий и свинец — наиболее опасные загрязнители почв и продукции 25
1.5. Содержание тяжелых металлов в удобрениях и поливной воде 29
1.6. Факторы повышения качества овощей и снижения содержания тяжелых металлов в почве и растениях 34
2. Методика и условия проведения исследований 41
2.1. Цели и задачи исследований 41
2.2. Почвенные условия и методика проведения полевых исследований. 42
2.3. Климатические условия 46
2.4. Методы лабораторных исследований 49
2.4.1. Анализы почвенных и растительных образцов 49
2.4.2. Методика определения тяжелых металлов в почве и растениях 51
3. Действие длительного применения удобрений на продуктивность овощного севооборота и качество овощей 55
3.1. Урожайность овощной продукции 55
3.1.1. Морковь столовая . 55
3.1.2. Свекла столовая 57
3.1.3. Капуста белокочанная 60
3.1.4. Однолетние травы (последействие) 62
3.2. Биохимические показатели качества овощной продукции 64
3.2.1. Морковь столовая 64
3.2.2. Свекла столовая 71
3.2.3. Капуста белокочанная 73
4. Влияние длительного применения различных видов и доз удобрений на содержание тяжелых металлов в аллювиальной луговой почве : 77
4.1. Минеральные удобрения; 77
4.2 Органические удобрения и совместное их применение с минеральными ; 80
5. Содержание тяжелых металлов в культурах овоще-кормового сево оборота : 86
5.1. Капуста белокочанная; 86
5.2. Морковь столовая; 89
5.3. Свекла столовая; 92
5.4. Вико-овсяная смесь 95
6. Содержание тяжелых металлов в различных видах и сортах овощных культур и поливной воде : 100
6.1. Овощные культуры; 100
6.2. Сорта и гибриды моркови; 106
6.3. Поливная вода и удобрения 110
7. Экономическая и энергетическая эффективность применения удобрений в овощном севообороте 113
Выводы 117
Предложения производству 118
Список использованной литературы 120
Приложения 141
- Проблема загрязнения почвы и продукции тяжелыми металлами и их предельно допустимые количества
- Факторы повышения качества овощей и снижения содержания тяжелых металлов в почве и растениях
- Биохимические показатели качества овощной продукции
- Органические удобрения и совместное их применение с минеральными
Введение к работе
Овощи имеют огромное значение не только для поддержания жизненных сил человека, но и как лечебные средства. Пищевая ценность и лечебные свойства овощей обусловлены наличием в них разнообразных по составу и строению химических веществ, обладающих широким фармакологическим спектром действия на организм и придающих приготовленным из них блюдам оригинальный вкус и аромат.
Для выращивания экологически чистой продукции овощных культур необходимо знать их основные биологические особенности - требования к теплу, свету, влаге, почвенным условиям и элементам питания по периодам вегетации. На повышение урожайности и качества овощей большое влияние оказывают климат, рельеф местности, агрохимические и агрофизические свойства почв, способы их обработки, приемы агротехники, сорта и др. При оптимальном сочетании этих факторов можно ежегодно получать высокие урожаи овощей с превосходными вкусовыми и товарными качествами (Борисов В.А., Литвинов С.С., Романова А.В., 2003).
В понятие качества овощей входят: внешние признаки, техническая ценность, биологическая ценность. Качество овощей - комплексное понятие. В показателях качества действующих ГОСТов на овощи в нашей стране, а также в стандартах других стран учитывали, в основном, внешние признаки, некоторые элементы технической ценности и незначительно - биологическую ценность овощей (Дьяченко B.C., 1972).
В последнее время остро стоит вопрос о здоровье человека и экологической безопасности пищевых продуктов. Поэтому при определении качества учитывают не только внешние признаки, но и экологическую чистоту продукции. Основной задачей при производстве овощей является строгий контроль за содержанием предельно допустимого количества нитратов, остаточного количества пестицидов, тяжелых металлов, микотоксинов, радионуклидов, установленных санитарными правилами и нормами.
Одним из экологических показателей безопасности пищевых продуктов является содержание в них тяжелых металлов.
К тяжелым металлам (ТМ) относят химические элементы с атомной массой более 40, хотя, по общему определению, тяжелые металлы - это группа химических элементов с плотностью более 5 г/см (Покровская С.Ф., 1980; Алексеев Ю.В., 1987).
В последнее время медицинскими службами как у нас в стране, так и за рубежом, установлено негативное влияние ТМ на здоровье человека. Так, например, классическое отравление свинцом имеет место при концентрации его в крови более 0,8 мг/л (Кореньков Д.А., 1985).
Среди элементов-загрязнителей наиболее опасен кадмий, воздействие повышенных концентраций которого вызывает разрушение эритроцитов крови, нарушение работы почек, размягчение костной ткани, а также стимулирует развитие злокачественных опухолей (Сдобникова О.В., Сушеница Б.А., 1991).
Не следует, однако, относить все элементы, имеющие атомную массу более 40, к обязательно токсичным для человека, так как в эту группу входят медь, цинк, молибден, железо и другие, положительная роль которых на рост и развитие многих сельскохозяйственных культур давно доказана, и они широко используются в производстве в качестве микроэлементов. Поэтому термин «тяжелые металлы» справедлив только тогда, когда речь идет о концентрациях того или иного элемента с атомной массой более 40 в почве или растении, превышающих предельно допустимую концентрацию (ПДК). В том случае, если концентрация таких металлов ниже ПДК - справедлив термин «микроэлементы». Исключением из этого правила являются Hg, Cd, Pb, любая концентрация которых токсична для человека, а сами они входят в группу собственно ТМ.
Отнесение элемента-загрязнителя к тому или иному классу опасности проводится в соответствии с ГОСТ 17.4.1.02-83. В соответствии с этим ГОСТом элементы-загрязнители делятся на 3 класса опасности. В первую группу входят кадмий, ртуть, свинец, цинк; во 2-ую - никель, медь; в 3-ю - барий, вольфрам, марганец.
В организм человека и травоядных животных тяжелые металлы поступают в основном с растительной пищей. Поэтому особую важность приобретают агрохимические исследования на техногенно загрязненных территориях, особенно в местах, где население в течение многих лет питается преимущественно продуктами растениеводства. Поступившие в организм человека и животных ТМ выводятся очень медленно, они способны к накоплению главным образом в почках и печени. Растительная овощная продукция даже со слабо загрязненных почв способна вызывать кумулятивный эффект - постепенное увеличение содержания тяжелых металлов в организме.
В общем загрязнении агросистемы доля тяжелых металлов из источников антропогенного происхождения составляет 70-95% (Иванов А.Л., 2003). Средние данные по России на 1.01.2000 г. свидетельствуют о том, что загрязнение почв ТМ составляет: хромом - 1,3, мышьяком -1,2, никелем — 0,8 и свинцом — 0,7% (Немцев Н.С., 2003 г.). По суммарному количеству выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов загрязненных вод в водные объекты Москва лидирует среди 60-ти наиболее загрязненных и экологически опасных городов России (Венедяпин А.А., Мамин Р.Г. и др., 1994).
Данные по содержанию ТМ при длительном применении удобрений в почвах и растениях весьма противоречивы. Они зависят от многих факторов, таких как тип почвы, вид растения, применяемые виды и дозы удобрений и т.д. Очень мало данных в научной литературе о содержании ТМ в аллювиальных почвах и овощной продукции, особенно при длительном применении минеральных и органических удобрений.
В связи с этим на защиту выносятся следующие основные положения:
изменение содержания ТМ в продуктовых органах различных овощных культур при применении удобрений;
содержание тяжелых металлов (кадмия, цинка, свинца, меди, марганца) при длительном применении удобрений в аллювиальной луговой почве;
оптимальные дозы удобрений под морковь, столовую свеклу и капусту, обеспечивающих получение высокого урожая экологически чистой овощной продукции хорошего качества.
Проблема загрязнения почвы и продукции тяжелыми металлами и их предельно допустимые количества
ПДК по тяжелым металлам по одним и тем же элементам у различных авторов разное (табл. 1). Особенную озабоченность вызывает расхождение концентраций для таких элементов, как свинец и кадмий, которые оказывают наибольшее отрицательное воздействие на окружающую среду. По данным Федеральной службы здоровья в Берлине ПДК для Cd в почвах не должна превышать 10 мг/кг, при фоновой в пределах 0,01-3 мг/кг. Для всех почв Франции и Германии — 3 мг/кг при фоновом содержании 0,2 мг/кг (Staiger К., Machelett В., 1986). Почвы, содержащие токсические элементы в концентрациях (мг/кг): Zn - 200, Pb — 20, Cd — 3, Си - 100 должны отводиться под устойчивые к токсическому действию технические или зерновые злаковые культуры (Ппесцов В.М., 1991). Оценка загрязнения почв по существующим ГТДК для агроэкологиче-ских рекомендаций может быть только предварительной, поскольку не учитывает отклик агроэкосистемы на загрязнение в зависимости от свойств почв. ПДК не отражает уровня техногенного загрязнения и его действия на агро-экосистему, поскольку не учитывает буферные свойства почв (Котова Л.Г., 1999; Соколов О.А., Черников В.А., 2001). Высокие уровни загрязнения почв ТМ локализуются также в местах их выбросов во внешнюю среду. Вдоль магистралей активно аккумулируется свинец, кадмий, цинк. На поливных землях наблюдается цинко-никелево-кадмиевое загрязнение. Максимальное количество ТМ зафиксировано в верхнем гумусовом горизонте (Немцев Н.С., 2003). Агрохимическое обследование пахотных почв Подмосковья на содержание тяжелых металлов в период интенсивной химизации земледелия не выявило их избыточного накопления (Минеев В.Г., 1990; Курганова Е.В., 1999; Никитишен В.И., 2002). Роль цинка в жизни растений весьма многообразна. Этот элемент - составная часть многих ферментов, например каталазы, пероксидазы. Он выполняет важную роль в окислительно-восстановительных реакциях дыхания, участвует в регулировании синтеза АТФ (Кореньков Д.А., 1985, 1990). Количество цинка в почвах различно. Как правило, в достаточном количестве он содержится в почвах с большим содержанием органического вещества. Обычно в почвах цинк находится в малодоступных формах.
Подвижность этого элемента зависит от физических свойств почвы, кислотности среды и микробиологических процессов (Ягодин Б,А., 1964; Черных Н.А., Овчаренко М.М., 2002). Распределение цинка по профилю почв связано с содержанием гумуса и составом почвообразующих пород (Адерихин П.Г., Ко-паеваМ.Т., 1968). Значительная адсорбция цинка почвенными минералами, возможно, лучше всего объясняет его малую доступность для растений. Известно, что ионы Zn очень легко поляризуются. В кислых почвах цинк находится в виде положительно, а в щелочных — в виде отрицательного заряженного иона. В кислых почвах Zn находится в более подвижных формах, а в щелочных - в формах менее подвижных соединений (Ягодин Б.А., 1964). Распределение цинка по профилю почв, как правило, достаточно равномерное. Различные колебания связаны с содержанием в почвенных горизонтах органического вещества, глинистой фракции, карбонатов и т.д. (Черных Н.А., Овчаренко М.М., 2002). Наиболее доступны растениям водорастворимые и обменные формы цинка. Известкование почвы уменьшает растворимость цинка и, следовательно, его доступность растениям.
Снижает доступность цинка растениям и органическое вещество. Цинк, вступая в обменные реакции с гуминовыми и фульвокислотами, а также с минеральными ионообменниками, закрепляется почвой благодаря образованию плохо диссоциирующих соединений. Подвижность цинка в почве снижается также в присутствии фосфатов, так как образующийся фосфат цинка малорастворим. (Кореньков Д.А., 1990). Обычно цинка хватает на дерново-подзолистых почвах с их кислой и слабокислой реакцией. На карбонатных же (богатых известью) почвах подвижность соединений цинка падает и его не хватает растениям, особенно овощным (Петербургский А.В., 1971): Поступление цинка в растения зависит от наличия в почве других элементов питания. Так, в работах ряда исследователей (Wolf, Toth, Bear, 1953; Legget, 1955; Morill, 1955; Черных H.A., Овчаренко M.M., 2002) отмечается снижение интенсивности поглощения растениями цинка при внесении в почву фосфорных удобрений, и они делают предположение о наличии сильной адсорбции цинка на поверхностях фосфатных минералов в почве. Выявлен антагонистический характер взаимодействия между цинком и марганцем (Mathus W., 1973).
Факторы повышения качества овощей и снижения содержания тяжелых металлов в почве и растениях
Исследованиями многих авторов доказано, что повышение урожайности различных сельскохозяйственных культур под влиянием меди, марганца, цинка в определенной степени связано с повышением интенсивности фотосинтеза. Интересно отметить при этом такую закономерность: наибольшая эффективность микроэлементов в отношении увеличения интенсивности фотосинтеза обычно наблюдалась при неблагоприятных условиях существования растений. Так, например, установлено стимулирующее действие марганца, меди и цинка на интенсивность фотосинтеза при дефиците влаги в почве (Школьник М.Я., 1963; Жизневская Г.Я., 1971). Установлено, что цинк увеличивает содержание сахара в растениях, способствует усвоению азота (Адерхин П.Г., Копаева М.Т., 1968).
Доступность ТМ растениям существенно колеблется от одного вида к другому и зависит от почвенных и климатических условий. Предельные значения накопления загрязнителей из почвы некоторыми видами сельскохозяйственных культур приведены ниже. Свекла листовая накапливает Си - 0,7-2,1; РЬ - 0,2-2,0; Zn - 4,0-29,0 мг/кг сырого вещества, а свекла столовая соответственно 0,9-3,0; 0,1-2,2 и 6,0-31,0 мг/кг сырого вещества. Накопление этих элементов морковью следующее: Си - 0,5-1,3; РЬ - 0,1-1,6; Zn - 3,0-8,0 и Cd -0,05-0,5 мг/кг сырого вещества (Плесцов В.М., 1991). Ряд авторов (Галай П.А., Васильев И.В., Кондратов Д.Б., 2003) свеклу относят к культурам наиболее устойчивым к высокому содержанию ТМ в почве и для нее приоритет поглощения тяжелыми металлами следующий -Cd Cu Zn Cr Ni Mn.
Накопителями ТМ среди овощных культур являются зеленные овощные (салат, шпинат, укроп, петрушка, сельдерей), поэтому выращивать эти культуры на загрязненных почвах не рекомендуется. А.В. Гришина (2002) по способности накапливать ТМ в основной продукции расположила овощные культуры в следующем порядке: свекла - капуста - лук - картофель. По уровню накопления химических элементов культуры располагаются в основном в следующем убывающем порядке: шпинат салат редька томат (Краснолобова О.В., 2005).
Тяжелые металлы накапливаются преимущественно в вегетативной массе растений, поэтому при выращивании плодовых и корнеплодных овощных культур в товарной части урожая их содержание резко снижается. Выращивание растений с мощной корневой системой (килоустойчивые сорта капусты, кабачок, тыква, арбуз, томат) на загрязненных почвах более экологически безопасно, чем растений со слабой корневой системой (лук, чеснок, редис) (Борисов В.А., Литвинов С.С., Романова А.В., 2003).
В корнеплодах дайкона накапливается в 2-3 раза меньше ТМ, чем в корнеплодах моркови и свеклы, выращенных на загрязненных тяжелыми металлами почвах, и не достигает уровня ПДК, установленного для отдельных элементов — цинка, свинца, кадмия (Литвинов С. С, 1998). Овес и вика неодинаково поглощают ТМ даже на незагрязненных почвах, что обусловлено биологическими особенностями этих культур. Так, вика поглощает значительно больше свинца, чем овес (Садовников Л.К., Болыше-ва Т.Н., Кузнецов В.И., 1997).
Наиболее легко поглощаются и накапливаются в съедобных частях растений такие элементы, как цинк, кадмий и марганец; наоборот, поглощение свинца довольно ограничено (Кирюшин В.И., 1996). Удобрения (особенно азотные) являются внешними агентами подкис-ления почв. При внесении удобрений в почвах проявляется действие различных буферных систем: карбонатной, силикатной, глинистой, системы соединения алюминия. В результате высвобождения из этих систем протонов, а также поступления последних извне, снижается буферность почв, в том числе и буферность по отношению к таким загрязнителям, как тяжелые металлы (BonneauM., 1987;DechnikI., 1987; ЛипкинаГ.С, 1989; Горбатов B.C., 1988).
По данным О.М. Лопарева (2000 г) при увеличении доз минеральных удобрений в свекле увеличивается содержание РЬ, Си и Zn вне зависимости от сорта свеклы, что не совсем характерно для Cd. Аналогичная ситуация наблюдается и с сортами моркови. Следует отметить при этом, что столовая свекла более предрасположена к накоплению ТМ, чем морковь.
По данным А.Н. Ховрина, Н.И. Жидковой, А.И. Масленниковой (2000) накопление Zn в корнеплодах моркови варьировало у сортов от 1,66 мг/кг (Парижская каротель) до 4,39 мг/кг (Лосиноостровская 13), у гибридов - от 1,68 мг/кг (Каллисто) до 2,2 мг/кг (НИЖ).
Возможности передвижения разных металлов в растении неодинаковы. Растительный организм, например, способен накапливать в корнях большое количество свинца и таким образом ослаблять поток избыточных ионов в надземные органы. Этого нельзя сказать о кадмии, обладающем высокой мобильностью. Кадмий сравнительно легко перемещается из корней в стебель и в повышенной концентрации может накапливаться в органах запасания ас-симилянтов (Ильин В.Б., 1991). Особенно это касается пастернака, т.к. он способен усваивать кадмий даже в тех случаях, когда в почве его содержится очень мало и другие растения его не усваивают (Дьяченко B.C., 1972).
При высоком содержании ТМ в почве они токсичны для растений при рН 5,5 и безопасны в интервале от 6,0 до 7,0. При снижении рН водной вытяжки с 4 до 6,5 загрязнение растений можно снизить от 4 до 20 раз, а минеральные и органические удобрения уменьшают поступление ТМ в растения в 2-6 раз (Плесцов В.М.,1991). Причина различного действия на растения в этом случае заключается в неодинаковой подвижности их в кислой и нейтральной среде. Так, наиболее высокое содержание Zn отмечено в слабокислом интервале рН=4,6-5,0, а при увеличении рН до 6,5 наблюдается снижение его концентрации. Даже при рН 6,5 сахарная свекла может страдать от наличия в почве марганца в подвижной форме (Петербургский А.В., 1971). В кислой среде снижается валовое количество РЬ, тогда как в нейтральных и слабощелочных условиях концентрация РЬ имела тенденцию к увеличению, вследствие уменьшения растворимости его соединений, а также, предположительно, за счет образования труднорастворимого РЬСОз. Содержание Cd в почве в нейтральной среде было наименьшим. Рост рН до 6,0 приводит к закреплению соединений Cd в почве за счет возможного образования карбоната и гидрооксида Cd (Ефимов В.Н., Сергеева Т.Н., Величко Е.В., 2001).
Биохимические показатели качества овощной продукции
Минеральные удобрения существенно не ухудшили качество корнеплодов моркови в 2000 году (табл. 12). Содержание сухого вещества в корнеплодах лишь в двух вариантах уступало контрольному (11,58%): в варианте с дозой азота 210 кг/га д.в. на фоне РК оно было 11,27% и в варианте с дозой К[5о на фоне NP - 9,71%». Максимальное содержание сухого вещества отмечено в варианте N Peo - 13,33%» и N90K150P90 - 13,04%», В этих же вариантах было самое высокое содержание суммы Сахаров - 9,48 и 8,61% соответственно. Однако самое высокое содержание моносахаров отмечено на варианте NSoP6oK24o - 4,15% при сумме 8,69%о. В целом вариант с дозой К24о на фоне NP является оптимальным по биохимическому составу корнеплодов: при высоком содержании Сахаров они содержали самое большое количество каротина 18,66 мг% и незначительное - нитратов - 54 мг/кг. В 2003-2004 гг. в корнеплодах моркови было дополнительно определено содержание клетчатки, белка и ферментов — каталазы и пероксидазы Внесение удобрений под столовую морковь в 2003 г. увеличило содержание клетчатки по сравнению с контролем. Максимальное содержание (1,49%) отмечено на варианте с применением Ni50 на фосфорно-калийном фоне (табл. 13). Увеличение дозы фосфора на азотно-калийном фоне увеличило содержание клетчатки и белка. Калий на фоне РК также увеличивал содержание клетчатки с 1,33 до 1,38%. Минимальное содержание белка наблюдалось на азотно-калийном и фосфорно-калийном вариантах, а максимальное - на варианте N210P120K330 - 0,86%.
Применение азота на фосфорно-калийном фоне приводило к увеличению содержания белка. Это связано с тем, что азот идет на синтез белков. Применение удобрений увеличивало содержание аскорбиновой кислоты. Максимальное содержание аскорбиновой кислоты наблюдалось на вариантах с одинарной (5,3 мг%) и максимальной дозами калия (330 кг/га д.в.) на фоне азотно-фосфорного питания и составляло 5,4 мг%. Увеличение дозы фосфора до 120 кг/га д.в. на фоне N9oKi5o приводило к снижению содержания аскорбиновой кислоты с 4,9 до 4,1 мг%. Увеличение дозы азота на фосфорно-калийном фоне не изменяло содержания аскорбиновой кислоты. Рассматривая активность ферментов можно заметить, что увеличение дозы калия приводило к увеличению активности каталазы и пероксидазы, а увеличение дозы фосфора увеличивало активность каталазы с одновременным уменьшением активности пероксидазы с 46 до 19 единиц. Увеличение дозы азота до 150 кг/га д.в. приводило к увеличению активности каталазы и пероксидазы, а дальнейшее увеличение дозы азота до 210 кг/га д.в. приводило к снижению активности обоих ферментов (рис. 4). При применении минеральных удобрений в 2004 г. отмечено увеличение содержания сухого вещества и каротина на всех вариантах в сравнении с контролем (табл. 14). Так, максимальное содержание сухого вещества наблюдалось на азотно-фосфорном варианте при увеличении дозы калия до 330 кг/га д.в. - 12,43%, против 9,15% на контроле.
Рассматривая содержание таких каротиноидов, как ликопин и ксантофилл, можно сделать вывод, что расчетная доза полного минерального удобрения приводила к максимальному накоплению этих пигментов: ликопина — 0,93 мг% против 0,19 мг% на контрольном варианте и ксантофилла соответственно 0,74 против 0,33 мг%. Увеличение дозы азота до 210 кг/га д.в. на фоне фосфорно-калийного питания приводило к снижению содержания этих каротиноидов. На всех вариантах наблюдалось увеличение содержания витамина С, кроме 3-х вариантов: N9oP6oKi5o 2ІОРІ2ОК-ЗЇО РбоКш- А максимальное содержание витамина С отмечено на азотно-фосфорном варианте - 6,3 мг% против 3,6 мг% на контроле. Максимальное содержание Сахаров в корнеплодах было на варианте с внесением фосфорно-калийных удобрений, полного минерального удобрения и повышенных дозах фосфора и калия (6,2-6,4%).
Органические удобрения и совместное их применение с минеральными
В сельскохозяйственном производстве, особенно в овощеводстве, применение удобрений не ограничено только минеральными формами. Широко распространено также внесение органических удобрений и совместное их использование с минеральными.
Применение органических удобрений - это эффективный прием, снижающий подвижность ТМ в почве и способствующий закреплению их в малоподвижной, недоступной растениям форме (Немцев Н.С., 2003). Положительная роль органических удобрений в нейтрализации токсических свойств ТМ путем связывания их в малодоступные соединения и ослабления токсического действия других химических элементов при выращивании культур показана также в ряде исследований (Алмазов Б.А., Вендило Г.Г., Борисов В.А. и др., 1998).
В таблице 23 приведены данные по влиянию 25-летнего применения различных систем удобрения в овоще-кормовом севообороте на накопление тяжелых металлов в метровом слое почвы. Эти данные представляют большой научный и практический интерес, ибо для условий пойменного овощеводства получены впервые. Влияние систем удобрения на накопление в почве ТМ будем определять путем сравнения с контрольным вариантом, где в течение 25 лет никаких удобрений не применяли.
В слоях почвы 0-20 и 20-40 см, где расположено более 80% корневой системы овощных культур содержание самого опасного из ТМ - кадмия составило соответственно ОД 9 и 0,11 мг/кг сухой почвы - на неудобряемом варианте; 0,20 и ОД 7 мг/кг - при применении чистого NPK; 0,23 и 0,06 мг/кг -при внесении навоза и 0,06-0,16 и 0,02-0,17 мг/кг сухой почвы в вариантах с совместным применением органических и минеральных удобрений. Таким образом, можно заключить из приведенных цифр, что минеральные удобрения практически не влияли на содержание Cd в пахотном слое почвы, органические (навоз) - способствовали его повышению в слое 0-20 см на 0,04 мг/кг сухой почвы, но снизили в слое 20-40 см — на 0,05 мг/кг. Совместное применение сидератов и навоза привело к снижению содержания Cd в рассматриваемых слоях соответственно на 0,03 и 0,07 мг/кг сухой почвы. Остальные варианты (NPK+ солома; NPK+ сидераты; NPK+ опилки и NPK+ си-дераты+ навоз) занимают промежуточное положение по содержанию Cd в слоях 0-20 и 20-40 см.
С глубиной содержание Cd в почве заметно снижалось или его количество даже не определось прибором (контроль без удобрений и NPK) с глубиной от 40 до 100 см (табл. 23, рис. 5). Что касается Zn, Мп и Си, то, за редким исключением, закономерности в их содержании по слоям почвы сохранялись как для Cd.
Очень интересные данные получены по свинцу. В частности, на не-удобрявшемся контроле в слоях 0-20 и 20-40 см его содержание составляло 7,65 и 4,97 мг/кг сухой почвы. Применение только одного минерального удобрения (NPK) снизило показатели соответственно до 3,0 и 3,29 мг/кг сухой почвы. На вариантах NPK+ солома; NPK+ сидераты+ навоз и навоз он был обнаружен только в слое 0-20 см при этом почти в 7 раз меньше, чем на контроле. На остальных вариантах опыта во всех слоях почвы РЬ обнаружен не был (табл. 23, рис. 6), что связано, на наш взгляд, с фиксацией его органическим веществом в труднорастворимые соединения даже в кислотах.
Независимо от системы удобрения и доз внесения удобрений содержание ТМ, даже в тех случаях, когда оно несколько повышалось, было намного ниже ПДК (табл. 23). Таким образом, анализ приведенных в таблице 23 данных показывает, что применение всех систем удобрения не приводило к накоплению в почве ТМ и более того, часто снижало их содержание. Применение любых систем удобрения абсолютно безопасно для экологии и позволяет выращивать на удобренном фоне экологически чистую овощную продукцию высокого качества. Содержание ТМ в почвах зависит от ряда факторов. Одним из таких факторов является количественное содержание кальция и магния, которые входят в состав почвенно-поглощающего комплекса. Поглощенные кальций и магний, создавая прочность поглощающего комплекса, способствуют сохранению и накоплению коллоидов и увеличению емкости поглощения, которая в свою очередь влияет на содержание ТМ в почве.
Максимум содержания Са в слое 0-20 и 20-40 см наблюдалось на контрольном варианте (26,00 и 27,60 мг-экв./100 г), а применение всех видов удобрений снижало количество Са за счет более высокого выноса кальция с урожаем. Содержание магния также снижалось, кроме варианта NPK+опилки, на глубине 0-20 см - 7,80 мг-экв./100 г против 6,40 мг-экв./100 г на контроле. Очевидно, на аллювиальных луговых почвах необходимо регулярное внесение доломитовой муки или других кальциевых или магниевых мелиорантов для компенсации выноса с урожаем кальция и магния. В процессе исследований нами было изучено наличие корреляции между содержанием кальция, магния и ТМ по профилю аллювиально-луговой почвы (табл. 24).
