Тяжелые металлы в окружающей среде
Валовое содержание ТМ в почве опыта, мг/кг
жүктеу/скачать 6.49 Mb. Pdf көрінісі
|
| Валовое содержание ТМ в почве опыта, мг/кг
Це ли на Па р Бе з удобр N P NPK 25% NPK 50% NPK 75% NPK 100% NPK 125% НСР05 Cd 0.42 0.40 0.41 0.46 0.47 0.46 0.46 0.49 0.51 0.11 Co 11.4 10.6 9.5 9.1 8.7 8.2 7.9 8.1 7.8 3.2 Cr 41.1 40.4 40.8 42.7 42.4 42.5 42.4 42.3 42.0 5.4 Cu 21.3 16.7 14.0 15.1 15.1 15.0 15.0 14.6 14.5 1.1 Mn 620 610 580 650 585 573 564 570 565 47 Ni 33.7 32.1 23.6 28.6 28.0 27.7 28.1 23.8 24.9 4.1 Pb 18.9 17.1 18.0 19.9 19.9 19.8 15.6 15.6 15.4 2.1 Sr 67.3 65.1 64.4 77.8 77.7 78.4 73.8 64.8 62.4 6.2 Zn 56.5 54.4 51.0 59.2 59.6 54.7 53.9 53.9 53.5 5.7 Использование достаточно высоких доз NP-удобрений в фоновом варианте опыта со- провождалось поступлением в агроценоз дополнительных количеств ТМ. При этом урожай- ность культур в этом варианте лишь ненамного превышала контроль из-за сильного дефици- та калия. В результате в почве фонового варианта по сравнению с контролем существенно повысилось валовое содержание Cu, Mn, Ni, Sr, Zn, тенденция увеличения содержания отме- чена для Cd, Cr, Pb и лишь уровень Co практически не изменился (табл. 3). Можно отметить, что рост уровня ТМ в почве агроценоза (вариант NP), был ниже ожидаемого. Вероятно, это связано с повышенным выносом этих элементов отчуждаемой биомассой выращиваемых культур, т.к. неоднократно было показано (Ильин, 2012; и др.), что химические элементы, содержащиеся в почве в большом количестве, в избытке поступают в растения. Внесение возрастающих доз калийных удобрений в вариантах NPK с одной стороны сопровождалось увеличением поступления ТМ в агроценоз, с другой, оптимизировало мине- ральное питание культур макроэлементами и существенно повышало урожайность. В итоге в вариантах опыта с использованием сбалансированных доз минеральных удобрений (NPK100-125 %) валовое содержание в почве большинства рассматриваемых ТМ существен- но снизилось: Ni, Cu, Co – относительно целины и пара; Pb, Sr, Zn – относительно фона; Mn – целины, пара и фона. Можно полагать, что постепенное истощение почвенного фонда важ- ных микроэлементов приведет к лимитированию продукционного процесса выращиваемых культур. Повышенные дозы калийных удобрений способствовали заметному увеличению содержания в почве Cd, тогда как уровень валового Cr даже при интенсивном сельскохозяй- ственном использовании почвы изменился в минимальной степени. Анализ (Ильин, 2012) литературных данных об уровне ТМ в почвах природных и ан- тропогенных экосистем показал, что в исследовательских работах значительно преобладает информация о валовом содержании ТМ, тогда как сведения о формах и подвижности ТМ очень ограничены. Между тем, материалы о мобильной части почвенного фонда ТМ, спо- собной мигрировать и участвовать в формировании потока этих элементов в системе почва – растение, имеет важное экологическое и агрохимическое значение. По мнению (Ринькис, 1972), катионы, экстрагируемые из почвы 1 М раствором HCl, способны участвовать в биологическом круговороте. Считается, что ионы ТМ, составляю- щие кислоторастворимую часть их почвенного фонда, потенциально доступны растениям. По аналогии с почвенным калием (Якименко, 2003) можно полагать, что катионы ТМ, извле- каемые из почвы раствором сильной кислоты, дислоцируются в межслоевом пространстве трехслойных глинистых минералов. Следовательно, содержание кислоторастворимой формы ТМ в почве зависит от количества и минералогического состава фракции физической глины, а также концентрации других необменных катионов (K, NH4 и др.), конкурирующих за спе- цифические позиции в почвенной матрице. В проведенных исследованиях (Сысо, 2007) показано, что абсолютное и относитель- ное (от валового) количество кислоторастворимой формы отдельных ТМ в различных запад- носибирских почвах может очень существенно отличаться (табл. 2), иногда в несколько де- сятков раз. Это связано с разнообразием геохимического состава почвообразующих пород и физико-химических свойств формирующихся на них почв. Установленное в работе (Ильин, 2012) содержание кислоторастворимой формы ТМ в региональных почвах составило: Mn, Ni, Pb – 30-40 % от валового количества, Sr – около 20 %, Cr, Cu, Zn – от 4 до 10 %. Содержание кислоторастворимой формы различных ТМ в почве нашего опыта и ее целинном аналоге показано в таблице 4. Относительное количество этой формы ТМ в це- линной серой лесной почве равнялось: для Mn и Pb – около 40 % от валового, Cd, Co и Sr – по 26-28 %, Cu и Zn – по 21-23 %, Ni – 16 %, Cr – 3 %. Эта часть почвенного фонда каждого из ТМ, вероятно, может участвовать в трансформационных процессах, вовлекаясь в биоло- гический круговорот. При сельскохозяйственном использовании почвы, в условиях заметного поступления ТМ с удобрениями и невысокой, в целом, урожайности культур (вариант NP), почвенное со- держание кислоторастворимой формы всех ТМ значительно возросло (табл. 4). Фонд же этой формы отдельных металлов изменился по-разному. Для одних ТМ относительное содержа- ние этой формы в почве существенно увеличилось: Co – до 40 % от валового, Cu – 37 %, Ni – 23 %, Zn – до 26 % от общего количества. Можно предположить, что из-за сильного сниже- ния содержания необменного калия в почве этого варианта опыта часть «освободившихся» специфических позиций в почвенных кристаллитах была занята катионами указанных ТМ, видимо, наиболее активно участвующих в процессах фиксации. Доля кислоторастворимой формы других ТМ в почве фонового варианта также увеличилась, но в гораздо меньшей сте- пени – примерно на два процентных пункта. Вероятной причиной накопления в почве срав- нительно труднорастворимых соединений ТМ могло быть высокое содержание подвижного фосфора, способствующее образованию фосфатов металлов (например, Pb и др.). |