Распределение тяжелых металлов в почвах

Реализация потенциальных возможностей сельскохозяйственных культур возможна при строгом обеспечении оптимального уровня их сбалансированного питания элементами с учетом почвенно-климатических условий, биологических особенностей, технологических условий выращивания, а также целого ряда других факторов. Несмотря на значимость проблемы минерального питания, теоретические основы и технологические приемы питания растений, способные обеспечить получение стабильно высокой продуктивности, до настоящего времени разработаны недостаточно. Одной из причин этого является непостоянство экологических условий.

Решение многих экологических вопросов становится в последнее время не просто актуальным, а необходимым условием для сохранения жизни на Земле.

Резкое уменьшение объёмов применения минеральных и органических удобрений, известкования почв, недооценка других агрономических мероприятий вызвало в настоящее время падение плодородия почв практически во всех земледельческих районах России. Формирование урожаев сельскохозяйственных культур за счет потенциального плодородия почв приводит к ухудшению их гумусного состояния, водно-физических и физико-химических свойств, увеличению площадей пашни с очень низким содержанием подвижных форм макро- и микроэлементов.

Наиболее опасной формой деградации почв является загрязнение их тяжелыми металлами или другими химическими элементами, техногенное поступление которых в окружающую среду, оказывает негативное воздействие на почву и растения, приводит к нарастанию экологических последствий и представляет угрозу для здоровья человека.

Почвы обладают буферностью и поэтому относительно устойчивы к антропогенному воздействию, однако, именно загрязнение почв и их многоплановая деградация существенно скажется в дальнейшем, поскольку восстановление почвенного плодородия - процесс длительный и сложный, поэтому одной из актуальных проблем является проблема динамики токсичных соединений, изучение законов их сорбции, миграции и аккумуляции в почве. Здоровье человека, болезни, скрытые мутации в значительной мере зависят от присутствия, концентрации, соотношения и взаимодействия таких соединений с почвами, почвенными организмами и растениями.

Практически любой из химических элементов, в зависимости от концентрации во внешней среде, а точнее - от поступившей дозы и соотношения с другими элементами и соединениями, может оказывать и положительное, и отрицательное действие на обмен веществ в живых организмах.

По мере того, как накапливаются факты такого действия на растительный, животный мир и человека, всё острее встает вопрос о создании продуктов питания и кормов с заданным элементным составом.

В первую очередь, актуальность этого направления продиктована ростом неблагоприятных изменений условий жизни, неумелым вмешательством человека в круговорот химических элементов в биосфере.

Теоретической основой для получения нормированной по определенным химическим элементам продукции растениеводства является всестороннее изучение значения химических элементов во всех звеньях пищевой биогеохимической цепи, миграция их в системе почва - растение - животное - человек. Установлено, что неадекватное нормальному поступление биофильных макро- и микроэлементов в живой организм, избыточное поступление элементов-ксенобиотиков, как и аномальное соотношение между химическими элементами в его питании, ведет к нарушению функций, необратимым физиологическим изменениям в организме и даже его гибели. Прежде всего, это касается таких биофильных элементов как азот, магний, кальций, фосфор, железо, марганец, цинк, медь, кобальт, селен, молибден, хром и элементов-ксенобиотиков - никель, свинец, кадмий, ртуть.

Вместе с тем, техногенные потоки таких опасных загрязнителей, как тяжелые металлы, становятся соизмеримыми с количествами, естественно участвующих в биогенном круговороте веществ, а иногда и превышающими последние, причем в ближайшем будущем предполагается тенденция их увеличения.

В научной литературе наиболее широко представлены результаты исследований по влиянию концентраций тяжелых металлов на метаболизм, рост и репродуктивные функции культурных растений, возможные механизмы защиты растений от поступления тяжелых металлов (Аристархов А.Н., Глазовская М.А., Зырин Н.Г., Ильин В.Б., Ладонин В.Ф., Милащенко Н.З., Минеев В.Г., Овчаренко М.М., Остромогильский А.Х., Потатуева Ю.А., Черных H.A., Шильников И.А., Ягодин Б.А.). Вопросы, касающиеся действия основных агрохимических приёмов окультуривания почвы, еще недостаточно изучены, что доказывается противоречивостью экспериментальных данных и различиями в их интерпретации.

Цель настоящих исследований заключалась в теоретической разработке и научном обосновании количественных и качественных показателей потребности растений в отдельных элементах, повышении устойчивости сельскохозяйственных культур к загрязнению почвы тяжелыми металлами путем оптимизации их питания, в агроэкологической оценке различных видов удобрений, в т.ч. в условиях техногенной нагрузки на почву.

1. ГОСТ 12.5.2.3-77 «Метод определения величины рН водной вытяжки».
2. ГОСТ 12.5.3.6-79 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава».
3. ГОСТ 17.4.3. 1-83 (СТ СЭВ 3847-82) «Почвы. Общие требования к отбору почв».
4. ГОСТ 17.4.4.2-84 «Почвы. Общие требования к отбору почв».
5. ГОСТ 23.7.4.0-79 «Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ».
6. ГОСТ 26483-85 «Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее pH по методу ЦИНАО».
7. Вадюнина А. Ф., Корчагина З. А. Методы определения физических свойств почв и грунтов в поле и лаборатории. — Минск: Высш. шк.,1961. – 345 с.
8. Давыдова Н.Д. Ландшафтно-геохимические барьеры и их классификация. Иркутск: Институт географии СО РАН, 2005.
9. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. - Л.: Агропромиздат (Ленинградское отделение), 1987. - 142 с.
10. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. - М.: Логос, 2011. - 627 с.
11. Бондарев Л.Г. Ландшафты, металлы и человек. - М.: Мысль, 1976. - 72 с.
12. Войткевич Г.В., Мирошников А.Е., Поваренных А.С., Прохоров В.Г. Краткий справочник по геохимии. - М.: Недра, 1970. - С. 61.
13. Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем. - СПб.: СПбГУ, РГГМУ, 2012. - С. 91-92.
14. Малинин В.Н. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. Учебник. -СПб.: РГГМУ, 2008. - 408 с.
15. Рустембекова С.А., Барабошкина Т.А. Микроэлементоментозы и факторы экологического риска. - М.: Университетская книга; Логос, 2006. - 112 с.