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

Миграция тяжелых металлов в системе "почва - корм - продукция (молоко)" в условиях Средне-Волжского региона Масленникова Антонина Ивановна

Миграция тяжелых металлов в системе
<
Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе Миграция тяжелых металлов в системе
>

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

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

Масленникова Антонина Ивановна. Миграция тяжелых металлов в системе "почва - корм - продукция (молоко)" в условиях Средне-Волжского региона : диссертация ... кандидата сельскохозяйственных наук : 06.02.02, 03.00.16.- Ульяновск, 2006.- 124 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-6/358

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор литературы 9

1.1. Биологическая роль тяжелых металлов и нормирование их содержания 9

1.2. Характеристика тяжелых металлов и токсичных элементов, их содержание в почве, растениях, организме животных, источники загрязнения 18

1.3. Тяжелые металлы в системе «почва - растение -продукция» 37

2. Материал и методика исследований 48

2.1. Природные условия района исследований 48

2.2. Объекты и методы исследований 53.

3. Результаты исследований и их обсуждение 56

3.1.Современное состояние растениеводства в сельском хозяйстве и основные направления в изучении аккумуля ции тяжелых металлов и токсичных элементов кормовыми культурами в зависимости от почвенно-климатических ус ловий выращивания кормов 56

3.1.1.. Содержание тяжелых металлов и токсичных элементов в почвенном покрове Ульяновской области ...56

3.1.2. Аккумуляция тяжелых и токсичных металлов основными сельскохозяйственными растениями в условиях различных агроклиматических районов Ульяновской

области 60

3.1.2.1. Аккумуляция тяжелых металлов различными видами сельскохозяйственных растений в зависимости от их со держания в почве 60.

3.1.2.2. Аккумуляция токсичных элементов различными ви дами сельскохозяйственных растений 70

3.1.3. Накопление тяжелых металлов и токсичных элементов кормовыми средствами различных почвенно-

климатических зон области 75.

3.1.4. Миграция тяжелых металлов и токсичных элементов из рациона и их аккумуляция в продукции 83

3.1.4.1. Кормление лактирующих коров в различных агроклиматических условиях 83

3.1.4.2. Миграция тяжелых металлов и токсичных элементов из рациона 87

4. Выводы 94

5. Предложения производству 96

6. Библиографический указатель использованной литературы

Введение к работе

Актуальность темы. Количество и качество продуктов питания, особенно животного происхождения, имеют первостепенное значение при формировании и сохранении здоровья человека и поддержания адаптационных возможностей его организма к окружающей среде. В настоящее время проблема качества молока и других продуктов животноводства приобрела крайне острый характер. Из-за несбалансированного кормления и использование кормов, заготовленных в загрязненных зонах, питьевой воды из источников с повышенным содержанием тяжелых металлов и токсичных элементов в организм коров поступает намного больше токсичных веществ, чем обычно и снижается не только молочная продуктивность животных, но и качество молока и его биологическая и экологическая полноценность. Техногенное рассеяние тяжелых металлов как приоритетных загрязнителей, вызывая негативные реакции живых организмов, создает неблагоприятные условия для существования людей, животных и растений. На сегодняшний день получены научные данные о влиянии тяжелых металлов на физиологические процессы, протекающие в растительных и животных организмах (Алексеев Ю.В., 1987; Прохорова КВ., Матвеев Н.М., Павловский В.А., 1998; Ильин В.Б., 1991; Кутова Е.Ю., 2000, Капсамун А.Д., Дегтярев В.П., 2001, Игнатов А.Л., 2001, Стукачева О.Н., 2003, Рысина О.Н., 2003). Разработаны способы профилактики их вредного воздействия. В последние годы особенно остро стоит вопрос получения экологически чистой продукции.

Однако, вопрос о распределении тяжелых металлов и токсичных элементов в почве, аккумуляции их кормовыми растениями, поступление в организм животных с кормами рационов и в, конечном итоге, в организм человека с продукцией животноводства в различных почвенно-климатических условиях относится к числу малоизученных.

5 В этом плане Ульяновская область как составная часть Средне-Волжского

региона подразделяется на четыре зоны: Центральную, Западную, Заволжскую

и Южную. Эти зоны различаются между собой по климатическим условиям и

составу почв. Поэтому в настоящее время требуется дальнейшее изучение

влияния степени загрязненности сельскохозяйственных территорий тяжелыми

металлами и токсичными элементами на интенсивность их перехода по цепи

«почва - растение (корм, рацион) - продукт животноводства».

Потребность в этих исследованиях связана еще и с тем, что в регионе появилась возможность использовать как удобрение, так и кормовую добавку местные природные адсорбенты - цеолиты Сиуч-Юшанского месторождения снижать неблагоприятное воздействие тяжелых и токсичных металлов на организм животных с целью повышения качества, получаемой от них продукции (Улитъко В.Е., Любин Н.А., ПыхтинаЛ.А., 2000).

Работа является частью комплексных исследований кафедры кормления сельскохозяйственных животных и зоогигиены Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии (УГСХА) по разделу 1 «Усовершенствовать систему полноценного кормления сельскохозяйственных животных с учетом их производственного назначения, уровня продуктивности, породных особенностей и кормовой базы Среднего Поволжья» (номер Государственной регистрации 0120.0600146).

Цель и задачи исследований. Цель работы - изучить степень перехода тяжелых металлов в цепи «почва - корм - продукция (молоко)» в зависимости от почвенно-климатических условий различных зон Ульяновской области.

В соответствии с этой целью решались следующие задачи:

- определить степень загрязненности тяжелыми и токсичными металлами почв различных почвенно-климатических зон региона;

- изучить уровень перехода тяжелых и токсичных металлов из почвы в
основные корма в сельскохозяйственных предприятиях, характеризующихся
различными почвенно-климатическими условиями;

установить количество солей тяжелых металлов и токсичных элементов, потребляемых коровами в рационах стойлового и пастбищного периода их содержания;

дать оценку степени накопления тяжелых металлов и токсичных элементов в молоке коров, потребивших разное их количество в рационе и установить коэффициенты их миграции в продукцию в различных почвенно-климатических условиях.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые в полном объеме и с применением современных методов исследования изучены особенности перехода тяжелых металлов в цепи «почва - растение (корм, рацион) - продукт животноводства (молоко)» в условиях различных почвенно-климатических зон Ульяновской области.

Изучена аккумуляция тяжелых и токсичных металлов в различных кормах в зависимости от способов их заготовки в различных почвенно-климатических зонах. Рассчитаны множественные уравнения регрессии, отражающие связь между концентрацией элементов в кормовых культурах и содержанием их в почве. Установлены коэффициенты миграции тяжелых металлов и токсичных элементов в молоко коров

Практическая значимость работы заключается в том, что, представленные в работе материалы могут служить научным обоснованием мероприятий, направленных на выращивание и заготовку кормов с минимальным содержанием тяжелых металлов и токсичных элементов, снижение поступления тяжелых и токсичных металлов в организм животных и получение экологически чистой молочной продукции.

Положения, выносимые на защиту:

- почвы различных почвенно-климатических зон Ульяновской области не
однозначно загрязнены тяжелыми металлами и токсичными элементами;

- одноименные корма в зависимости от технологии их выращивания и за
готовки в различных почвенно-климатических зонах неодинаково аккумулиру
ют тяжелые металлы и токсичные элементы;

потребление коровами тяжелых и токсичных металлов зависит от сезона года (летнего пастбищного и зимнего стойлового);

коэффициенты перехода тяжелых металлов и токсичных элементов в цепи «почва - растение (корм, рацион) - молоко» зависят в зимний стойловый и летний пастбищный период от технологии заготовки скармливаемых кормов.

Реализация результатов исследований. Материалы исследований используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий с целью освещения, наименее изученных на сегодняшний день, вопросов по экологическим аспектам распределения тяжелых металлов и токсичных элементов в почвах различных агроклиматических зон Ульяновской области, их аккумуляции в кормовых средствах и миграции в продукцию (молоко).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на: IV научной конференции с международным участием «Миграция тяжелых металлов и радионуклидов в звене: почва - растение (корм, рацион) - животное - продукт животноводства - человек» (Великий Новгород, 2003); международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы кормления с.-х. животных и технология кормов» (Киев, 2003); международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных в изменившихся условиях системы хозяйствования и экологии» (Ульяновск, 2005); III Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа улучшения

8 продуктивных качеств и здоровья сельскохозяйственных животных» (Ставрополь, 2005), научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ УГСХА (2000-2005), заседаниях кафедры кормления сельскохозяйственных животных и зоогигиены ФГОУ УГСХА (2000-2005).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 научных статей в сборниках международных конференций, в которых отражены основные результаты исследований.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 124 страницах компьютерного текста и состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, материала, методики, результатов исследований и их обсуждения, выводов и практических предложений производству, списка литературы, состоящего из 144 наименований, в том числе 22 на иностранных языках, приложений 2. Работа иллюстрирована 26 таблицами и 2 рисунками.

Характеристика тяжелых металлов и токсичных элементов, их содержание в почве, растениях, организме животных, источники загрязнения

Основными источниками загрязнения окружающей среды кадмием являются: производство цветных металлов, сжигание твердых отходов, угля, сточные воды горнометаллургических комбинатов, производство минеральных удобрений, красителей и т.д.

Антропогенные источники поступления кадмия в окружающую среду можно разделить на две группы: локальные выбросы, которые связаны с промышленными комплексами, производящими или использующими кадмий, и диффузно рассеянные по Земле источники разной мощности, начиная с тепловых энергетических установок и заканчивая минеральными удобрениями (суперфосфат содержит 720,2 мкг кадмия в 100 г, фосфат калия - 471 мкг, селитра до 66 мкг) и табачным дымом.

Кадмий, подобно ванадию и цинку, аккумулируются в гумусовой толще почв. Характер его распределения в почвенном профиле и ландшафте, видимо, имеет много общего с другими металлами, в частности с характером распределения свинца. Однако кадмий закрепляется в почвенном профиле менее прочно, чем свинец.

Максимальная адсорбция кадмия свойственна нейтральным и щелочным почвам с высоким содержанием гумуса и высокой емкостью поглощения. Содержание его в подзолистых почвах может составлять от сотых долей до 1 мг/кг, в черноземах -15...30 мг/кг, а в красноземах - до 60 мг/кг.

Загрязнение почвы кадмием сохраняется длительное время и после того, как этот металл перестанет поступать вновь. До 70% попадающего в почву кадмия связывается с почвенными химическими комплексами, доступного для усвоения растениями. В процессах образования кадмиево-органических соединений участвует и почвенная микрофлора. В зависимости от химического состава, физических свойств почвы и формы поступающего кадмия его превращения в почве завершается в течение нескольких суток. В итоге кадмий накапливается в ионной форме в кислых водах или в виде нерастворимых гидроксида и карбоната. Он может находится в почве и в виде комплексных (цианиды, тар-траты) соединений (Пинский ДМ., Орешкин В.Н., 1991).

Биоаккумуляция кадмия происходит в экосистемах как при наличии металла в естественных для окружающей среды количествах, так при антропоген ном ее загрязнении. Подвижность кадмия определяется растворимостью его карбонатов и фосфатов, а также рН почвы. Он наиболее подвижен в кислых почвах при рН=4,5 5,5.

Поступивший в почвы кадмий в основном присутствует в ней в подвижной форме, что имеет негативное экологическое значение. Подвижная форма обусловливает сравнительно высокую миграционную способность элемента в ландшафте и приводит к повышенной загрязненности потока веществ из почвы в растения. Загрязненные растения могут содержать даже до 400 мг/кг кадмия и более. В противоположность другим минеральным элементам (за исключением цинка) кадмий может накапливаться в относительно больших количествах в генеративных органах. В среднем его содержание в зерне увеличивается с 0,2 до 4 мг/кг.

Высокая фитотоксичность кадмия объясняется его близостью по химическому составу к цинку. Поэтому он может выступать в роли цинка во многих биологических процессах, нарушая работу таких жизненноважных ферментов, как карбоангидраза, различные дигидрогеназы, фосфатазы, а также протеиназ и пептидаз, участвующих в белковом обмене, ферментов нуклеинового обмена и других. Как химический аналог цинка кадмий может заменять его в энзимати-ческой системе, необходимый для фосфорилирования глюкозы и сопровождающий процесс образования и расщепления углеводов.

Замещение цинка кадмием в растительном организме приводит к цинковой недостаточности, что в свою очередь вызывает угнетение и даже гибель растений.

Фитотоксичность кадмия проявляется и в тормозящем действии на фотосинтез, нарушении транспирации и фиксации углекислого газа, а также в изменении проницаемости клеточных мембран.

Кадмий не входит в число необходимых для растений элементов, но эффективно ими поглощается. Он в основном локализуется в корнях и в меньших количествах - в стеблях, черешках и главных жилках листьев. При этом, когда количество кадмия в среде быстро повышается, концентрация элемента в корнях в несколько раз превышает его концентрацию в надземной массе. Установлено, что хлорофилл обладает способностью концентрировать кадмий в растительных тканях. Видимые симптомы, вызванные повышенным содержанием кадмия в растениях, - это хлороз листьев, красно-бурая окраска их листьев и прожилок, а также задержка роста и повреждения корневой системы.

В зонах повышенного содержания кадмия в почве устанавливается 20...30 кратное увеличение его концентрации в неземных частях растений по сравнению с растениями незагрязненных территорий.

Повышенная устойчивость у растений вырабатывается только к тем металлам, которыми обогащены почвы района обитания популяции. Устойчивость повышается только к этим тяжелым металлам, и ни к каким другим, обогащение которыми отсутствует.

Тяжелые металлы в системе «почва - растение -продукция»

Основную опасность загрязнения почв тяжелыми металлами и мышьяком представляют для тех, кто имеет земли сельскохозяйственного назначения огород, садовый участок или дачу в индустриальных регионах, рядом с крупными городами, промышленными предприятиями, теплоэлектростанциями. Возможно спасение от загрязнения там, где сельское хозяйство существует только в виде огородов, а крупных предприятий и автодорог нет, но факты опровергают это. Известно, что в пределах 10...12 км от предприятий выпадает только 40% соединений тяжелых металлов от их общего выброса в атмосферу, большая же часть включается в региональный и глобальный перенос, что приводит к увеличению общей площади загрязненных почв. Из-за этого, как утверждает Межведомственная комиссия по экологической безопасности Совета Безопасности РФ, в ближайшие 10...20 лет следует ожидать удвоения фонового содержания тяжелых металлов за пределами промышленных и санитарных зон (Серебренникова Л.Н., Обухова А.И., Решетников СИ. и др., 1982; Шиханов Н.С, Юлу-шевИ.Г., 1984; Шарковскис П.А., Никодемус О.Э., 1989).

Источником загрязнения в целом определяет качество и количество выбрасываемого продукта. При этом степень его рассеивания зависит от высоты выброса. Зона максимального загрязнения распространяется на расстояние, равное 10...40-кратной высоте трубы при высоком и горячем промышленном выбросе и 5...20-кратной высоте трубы - при низком выбросе. Длительность нахождения частиц выброса в атмосфере зависит от их массы и физико-химических свойств. Чем тяжелее частицы, тем быстрее они оседают.

Распределение тяжелых металлов по поверхности почвы определяется многими факторами. Оно зависит от особенностей источников загрязнения, метеорологических особенностей региона, геохимических факторов и ландшафтной обстановки в целом.

Л. Т. Бондарев (1976) подсчитал возможные поступления тяжелых металлов на поверхность почвенного покрова в результате производственной деятельности человека при полном исчерпании рудных запасов, сжигании имеющихся запасов угля и торфа и сравнение их с возможными запасами металлов, аккумулированных в гумосфере к настоящему времени. Полученная картина позволяет составить представление о тех изменениях, которые человек в состоянии вызвать в течение 500... 1000 лет, пока хватит разведанных полезных ископаемых. Возможные поступления металлов в биосферу при исчерпании запасов руд, угля, торфа приведены в табл. 1.7.

Отношение этих величин позволяет прогнозировать масштаб влияния деятельности человека на окружающую среду, прежде всего на почвенный покров.

Техногенное поступление металлов в почву, закрепление их в гумусовых горизонтах в почвенном профиле в целом не может быть равномерным. Неравномерность его и контрастность прежде всего связана с плотностью населения. Если считать эту связь пропорциональной, то 37,3% всех металлов будет рассеяно всего лишь на 2% обитаемой суши.

Неравномерность техногенного распространения металлов усугубляется неоднородностью геохимической обстановки в природных ландшафтах. В связи с этим, для прогнозирования возможного загрязнения продуктами техноге-неза и предотвращения нежелательных последствий деятельности человека необходимо понимание законов геохимии, законов миграции химических элементов в разных природных ландшафтах и геохимической обстановки.

Продукты техногенеза в зависимости от их природы и той ландшафтной обстановки, в которую они попадают, могут либо перерабатываться в результате природных процессов и не вызвать существенных изменений в природе, либо сохраняться и накапливаться, губительно влияя на все живое (Виноградов А.П., 1985; Ахметов Ш.И., Смолин КВ., Пугаев СВ., 1995; Baker A J., 1987).

И тот, и другой процесс определяются рядом факторов, анализ которых позволяет судить об уровне биохимической устойчивости ландшафта и прогнозировать характер их изменений в природе под влиянием техногенеза. В автономных ландшафтах развиваются процессы самоочищения от техногенного загрязнения, так как продукты техногенеза рассеиваются поверхностными и внутрипочвенными водами. В аккумулятивных ландшафтах накапливаются и консервируются продукты техногенеза.

Содержание тяжелых металлов и токсичных элементов в почвенном покрове Ульяновской области

Аккумуляция и перераспределение тяжелых металлов в основных компонентах экосистем в значительной мере зависит от особенностей их почвенного и растительного покрова и наличия техногенных источников тяжелых металлов. Основу почвенного покрова Ульяновской области составляют черноземы

Техногенными источниками тяжелых металлов могут могут быть областной центр город Ульяновск, где имеются большое количество промышленных предприятий, а также города Димитровград, Барыш, Инза, Сенгилей. Дополнительными источниками являются выбросы автомобильного и железнодорожного транспорта, средства химизации сельского хозяйства, вещества ближнего и дальнего переноса и почвообразующие породы.

Полученные аналитические данные позволили установить региональный фоновый уровень содержания тяжелых металлов: хрома, никеля, меди, цинка, свинца и кадмия в почвенном покрове Ульяновской области (таблица 1).

За фоновый уровень нами было принято средневзвешенное содержание тяжелых металлов, т.е. естественное содержание каждого элемента с добавлением, являющимся следствием ближнего и дальнего переноса антропогенных загрязнений. При этом исключались данные по теориям с чисто локальным за грязнением почв тяжелыми металлами. Такое понимание фона разделяют многие исследователи (Зырин Н.Г., Зборигцук Ю.Н., 1981; Махонько Э.П. и др., 1985; Степанов A.M., 1985; Алексеев Ю.В., 1987; Левин СВ. и др., 1989; Ильин В.Б., 1991 и др.).

Сравнительный анализ данных о фоновом содержании тяжелых металлов в почвах лесостепного Поволжья (Матвеев и др., 1997), Центрально-Черноземного района (Протасова и др., 1992) позволяет сравнить фоновую концентрацию их в почвенном покрове лесостепной зоны Европейской части России в целом и по Ульяновской области.

Для почвенного покрова лесостепного и степного Поволжья (куда относится и Ульяновская область) характерно очень близкое к кларкам почв мира содержание кобальта и свинца, более высокое содержание меди, цинка и рубидия и более низкое - хрома, марганца, железа, никеля и стронция. Подобное соотношение сохраняется при сравнении наших результатов с данными о фоно 58 вых значениях для почв бывшего СССР (Виноградов, 1957; Ильин, 1991). Отметим, что в почвах Ульяновской области по сравнению с лесостепной и степной зоной Поволжья и Европейской части России в целом при безусловной близости показателей содержится несколько меньше цинка, хрома и меди.

Элементный состав почв района исследований можно представить в виде ряда (в порядке снижения концентраций): Ni Zn Cr Cu Pb Cd.

Наши исследования показали, что элементы, преимущественно природного распространения достаточно равномерно распространены по различным почвенно-климатическим зонам региона. При этом свинец, цинк, никель и кадмий несколько активнее аккумулируются в Южной зоне, а медь - в Центральной почвенно-климатической зоне.

Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что фоновая аккумуляция тяжелых металлов почвами района исследований имеет свои особенности. Установлено, что для почвенного покрова Ульяновской области не свойственно превышающее ПДК или другие критические показатели фоновое содержание тяжелых металлов. В среднем по области в почвах содержание хрома и кадмия в 3,1-3,5 раза соответственно превышает региональный фон, в 1,9-2,1 раза в них выше концентрация меди и цинка, а никеля и свинца - больше на 19-51,8 %, что обуславливает возможность перехода этих элементов из почвы в растения и воду, что опасно для здоровья животных и человека.

Почвы Южной агроклиматической зоны незначительно больше накапливают кадмия, цинка свинца. Почвы Центральной зоны на 6, 2 % больше относительно средних областных показателей накапливают медь.

По содержанию валовых форм тяжелых металлов в почве районы Центральной почвенно-климатической зоны относятся к зоне низкого уровня (1) по Zn, Cr, Ni и зоне допустимого загрязнения (2) по Си, РЬ и Cd. В почвах Западной зоны содержание Zn, Си, РЬ и Cd в пределах допустимого загрязнения, а низкий уровень загрязненности по Сг и Ni. По Заволжской и Южной зонам картина аналогична.

Сельскохозяйственные растения способны накапливать большое количество тяжелых металлов, что приводит к «загрязнению» основной и побочной растениеводческой продукции.

Растения извлекают тяжелые металлы из глубоких слоев почвы и накапливают их в корнях, стеблях, листьях, репродуктивных органах. Проникновение тяжелых металлов в растения обусловлено влиянием множества факторов, важнейшие из которых: свойства почв и динамика почвенных процессов, химические свойства металлов, состояние и трансформация их соединений, физиологические особенности растений и содержание их в почвах в подвижной форме.

Зависимость между содержанием элемента в растении и почве можно охарактеризовать индексом биологического поглощения, под которым понимают отношение содержания элемента в золе растения к содержанию его в почве (таблица 4). Данный индекс дает возможность ориентировочно судить о содержании тяжелых металлов в кормах растительного происхождения данной местности. Проведенный анализ содержания тяжелых металлов в почве показал, что их количества не превышают предельно-допустимой концентрации по A.Kloke.

Индексы поглощения тяжелых металлов зеленой травой показали, что самый высокий индекс поглощения имеет цинк - 0,11 и самый низкий у хрома -0,003. По этому показателю тяжелые металлы можно расположить в следующей убывающей последовательности:

Аккумуляция тяжелых металлов различными видами сельскохозяйственных растений в зависимости от их со держания в почве

Особых зональных особенностей по извлечению тяжелых металлов травой из почвы не отмечено. Несколько интенсивнее в Западной почвенно-климатической зоне зеленая трава поглощала цинк, медь и кадмий относительно средних областных показателей, в Южной зоне - меди и свинца и самые низкие индексы поглощения цинка и свинца и никеля из почв Заволжской зоны. На поглощение хрома и никеля зональность не оказала влияния, по всем зонам оно было примерно одинаковым.

Используя индекс поглощения и зная содержание тяжелых металлов в почвах можно прогнозировать ожидаемые уровни загрязнения кормовых растений по данному ссоотношению между ними.

Металлоаккумуляционная способность сельскохозяйственных растений зависит от почвенно-климатических условий произрастания и способов заготовки кормов.

Как видно из таблицы 5, по накоплению свинца в фитомассе сельскохозяйственных растений в условиях Ульяновской области выделяются сенаж однолетних трав, силос кукурузный и солома, которые одновременно много аккумулируют его. Все виды растений (в порядке убывания) образуют ряд: солома сенаж однолетних трав жмых подсолнечный сено однолетних сено многолетних силос кукурузный зеленая трава зерносмесь.

В зеленой траве больше всего аккумулируется свинца в Южной зоне - на 24,1 % больше относительно средних значений по области и на 44,8 % относительно Заволжской зоны (с самым низким содержанием свинца в массе).

Установление зависимости аккумуляции тяжелых и токсичных металлов растениями, телом животных от химического состава почв является основой биогеохимического районирования. Взаимосвязь между содержанием свинца в почве и в основных кормовых культурах можно представить в виде следующих уравнений регрессии:

По наибольшему извлечению из среды цинка исследованные кормовые средства образуют ряд (в порядке убывания): жмых подсолнечный сенаж однолетних солома смешанная зерносмесь сено многолетних сено однолетних зеленая трава силос кукурузный (таблица 6). Значительно выше среднеобластных показателей содержание цинка в зеленой массе кормовых трав в Западной почвенно-климатической зоне (на 15,9 %), в сене однолетних (на 27,6 %) и многолетних трав (на 35,1 %), соломе (на 14 %) и зерносмеси (на 25,5 %) в Центральной зоне, сенаже (на 17,2 %) и силосе (на 16,7 %) в Заволжской зоне и в жмыхе (на 10,1 %) Южной и Центральной зон.

Содержание меди в кормовых растениях не превышает ПДК, однако аккумулируют ее растения по - разному. По мере аккумуляции их можно распределить (в порядке убывания): жмых подсолнечный сено многолетних сенаж однолетних сено однолетних зерносмесь солома смешанная зеленая трава силос кукурузный (таблица 7). В Центральной почвенно-климатической зоне медь активнее, чем в других зонах, накапливается в сене однолетних и многолетних трав и соломе, в Заволжской зоне - в сенаже однолетних, силосе кукурузном и жмыхе подсолнечном, а в Южной - в зерносмеси и зеленой траве. Только в кормах Западной зоны содержание меди ниже относительно других почвенно-климатических зон.

Взаимосвязь между содержанием меди в почве и в основных кормовых культурах можно представить в виде следующих уравнений регрессии:

Содержание кадмия превышает ПДК (0,3 и 0,1 для зерна) в соломе смешанной, а в сене однолетних и многолетних трав близко к предельно-допустимой концентрации и аккумулируют его кормовые средства по разному. По мере аккумуляции их можно распределить (в порядке убывания): солома смешанная жмых подсолнечный = сено многолетних сенаж однолетних сено однолетних зеленая трава силос кукурузный = зерносмесь (таблица 8). В Центральной почвенно-климатической зоне только в соломе содержание кадмия превышает содержание в кормах остальных зон, а ПДК почти в полтора раза. В Западной, относительно других зон и среднеобластных показателей, кадмия больше в сене однолетних и многолетних трав (близко к ПДК). В Заволжской зоне кадмий преобладает в сенаже и силосе, а в Южной - в зерновых и жмыхе.

Похожие диссертации на Миграция тяжелых металлов в системе "почва - корм - продукция (молоко)" в условиях Средне-Волжского региона