employee
Russian Federation
employee
graduate student
Russian Federation
employee
Russian Federation
UDK 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
GRNTI 68.03 Сельскохозяйственная биология
Mass spectral method with inductively coupled plasma (MS) and atomic emission method with inductively coupled plasma (AES) at ASIC VNIIMS named after N.M. Fedorovskiy 53 chemical elements and 8 oxides in sod-strongly-podzolic light loamy soil were determined. Soil samples were taken from horizons А1 (deposit) and Ап (arable land) during long-term agricultural use in SKhPK named after Michurin of Vavozhskiy district of the Udmurt Republic. Relative to horizon А1 (deposit), in the plow layer there is a higher content of zinc, cadmium and lead - elements of the toxicity class 1, copper - element of the toxicity class 2, barium, strontium and tungsten - elements of the toxicity class 3. In accordance with the requirements of the hygienic standard GN 2.1.7.2041-06, only the arsenic content exceeded maximum permissible concentration. Among the oxides in the arable layer Ап, an increased content of magnesium and iron oxides was noted, compared with their concentration in the А1 horizon (deposit). In the course of the study, it was found that the studied sod-strongly podzolic light loamy soil with long-term agricultural use is characterized by an increase in the content of zinc in the arable layer by 16.8, lead by 0.4, cadmium by 0.11 μg/g, barium by 33.1, strontium by 3.1 and tungsten by 0.11 μg/g relative to their concentration in the А1 horizon (deposit). According to the content in the arable layer of heavy metals sod-strongly podzolic light loamy soil SKhPK named after Michurin of Vavozhskiy district of the Udmurt Republic can be classified as soil with a low level of pollution. According to the total pollution indicator, the soil corresponds to the category of permissible pollution level.
sod-strongly podzolic light loamy soil, arable layer, horizon А1, chemical composition
Состояние земель сельскохозяйственного назначения в условиях возвращающей антропогенной нагрузки на педосферу, особенно по содержанию тяжелых металлов, заслуживает особого внимания.
При проведении наблюдений за уровнем загрязнения почв тяжёлыми металлами, фтором, нефтью и нефтепродуктами, сульфатами, нитратами, бенз(а)пиреном в 2006–2015 гг. Росгидрометом было установлено , что основным источником загрязнения пахотных почв тяжёлыми металлами до (50%) являются фосфорные удобрения. [1]. Так, по данным J. Саго [2], в простом суперфосфате содержатся: кадмий (50-170 мг/кг), хром (66-243 мг/кг), кобальт (до 90 мг/кг), медь (4-79 мг/кг), свинец (7-92 мг/кг ), никель (7-32 мг/кг ), ванадий (70-180 мг/кг) и цинк (50-1430 мг/кг). Повышенный уровень свинца в почве может снизить её продуктивность, а очень низкая концентрация может ингибировать некоторые жизненно важные процессы, такие как фотосинтез, митоз и водопоглощение [3].
Поглощение тяжёлых металлов растениями и последующее накопление в пищевой цепи представляет собой потенциальную угрозу для здоровья животных и человека. Поглощение и накопление тяжёлых металлов в тканях растений зависит от многих факторов: от вида растений, температуры, влажности, органического вещества, PH, питательных веществ и т. д. [4].
И. Ш. Фатыхов [5] и Н. А. Бусоргина с соавторами [6, 7] установили, что в пахотном слое дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почвы при длительном применении минеральных удобрений возросло содержание тяжелых металлов, но их концентрация, за исключением мышьяка, не превысила уровень ПДК [8]. В пахотном слое почвы возросло содержание ванадия на 8,5, хрома – на 17,0, кобальта – на 5,4, никеля – на 10,2, меди – на 7,0, цинка – на 27,8, мышьяка – на 1,27 мкг/г. Содержание мышьяка 4,67 мкг/г в варианте с длительным применением удобрений превышало требования гигиенического норматива ГН 2.1.7.2041-06 [8].
Цель исследований – определить химический состав горизонтов А1 (залежь) и Ап (пашня) дерново-сильноподзолистой легкосуглинистой почвы при длительном сельскохозяйственном использовании в СХПК им. Мичурина Вавожского района Удмуртской Республики.
Задачи исследований:
1. Изучить химический состав дерново-сильноподзолистой легкосуглинистой суглинистой почвы горизонтов А1 (залежь) и Ап (пашня) при длительном сельскохозяйственном использовании.
2. Выявить различия по химическому составу горизонтов А1 и Ап дерново-сильноподзолистой легкосуглинистой почвы.
3. В соответствии с классом токсичности химических элементов установить соответствие их содержания в горизонте Ап (пашня) гигиеническим (экологическим) нормативам.
Условия, материалы и методы исследования. Объект исследований – горизонты А1 (залежь) и Ап (пашня) дерново-сильноподзолистой легкосуглинистой почвы в СХПК им. Мичурина Вавожского района Удмуртской Республики.
Химический состав по 53 элементам и 8 оксидам был определен в горизонтах А1 (залежь) и Ап (пашня). Почвенные образцы отбирались в соответствии с существующими методическими рекомендациями [9]. Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы: гумус – 4,6%, pHKCl – 5,7; P2O5 – 250; K2O – 170 мг/кг почвы [10].
Содержание химических элементов в почвенных образцах определено в аналитическом сертификационном испытательном центре (АСИЦ) Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья имени Н.М. Федоровского (ВИМС) масс-спектральным методом с индуктивно-связанной плазмой (MS) и атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой (AES).
1. Gosudarstvennyy doklad “O sostoyanii i ob okhrane okruzhayuschey sredy Rossiyskoy Federatsii v 2015 godu”. (State report “On the State and Environmental Protection of the Russian Federation in 2015”). - M.: Minprirody Rossii; NIA-Priroda. - 2016. - P. 639.
2. Caro J.H. Characterization of Superphosphat: its History Chemistry and Manufacture // U.S. Dept. Agr. And TVA. - Washington, D. S., 1964.
3. Dixit R., Malaviya D., Pandiyan K., Singh U. B., Sahu A., Shukla R., Singh B. P., Rai J. P., Sharma P. K., Lade H. Bioremediation of heavy metals from soil and aquatic environment: An overview of principles and criteria of fundamental processes. Sustainability. 2015;7:2189-2212. doi:https://doi.org/10.3390/su7022189.
4. Gaur N., Flora G., Yadav M., Tiwari A. A review with recent advancements on bioremediation-based abolition of heavy metals. Environ. Sci. Process. Impacts. 2014;16:180-193. doi:https://doi.org/10.1039/C3EM00491K.
5. Fatykhov I.Sh. Elementnyy sostav pakhotnogo sloya dernovo-srednepodzolistoy srednesuglinistoy pochvy. // Evolyutsiya i degradatsiya pochvennogo pokrova: Sbornik nauchnykh statey po materialam IV Mezhdunarodnoy konferentsii. (The elemental composition of the arable layer of sod-medium podzolic medium loamy soil. / I.Sh. Fatykhov, E.V. Korepanova, V.N. Goreeva, M.P. Maslova // Evolution and degradation of soil cover: Collection of scientific articles based on proceedings of ΙV International Conference). // Izd. “AGRUS”, Stavropol, 2015. - P. 124-128.
6. Busorgina N.A. The chemical composition of the arable layer of sod-medium podzolic medium loamy soil with prolonged use of fertilizers. [Khimicheskiy sostav pakhotnogo sloya dernovo-srednepodzolistoy srednesuglinistoy pochvy pri dlitelnom primenenii udobreniy]. / N.A. Busorgina, G.P. Dzyuin, G.P. Dzyuin, I.Sh. Fatykhov// Vestnik Kazanskogo GAU. - The Herald of Kazan State Agrarian University, 2014. - №4(34). - P. 107-110.
7. Busorgina N.A. Vliyanie dlitelnogo primeneniya mineralnykh udobreniy na khimicheskiy sostav pakhotnogo sloya dernovo-srednepodzolistoy srednesuglinistoy pochvy. // V sbornike: Pochva - natsionalnoe bogatstvo. Puti povysheniya ee plodorodiya i uluchsheniya ekologicheskogo sostoyaniya. Materialy Vseros. nauchn.-prakt. konf. (The effect of prolonged use of mineral fertilizers on the chemical composition of the arable layer of sod-medium podzolic medium loamy soil. / N.A. Busorgina, I.Sh. Fatykhov, O.A. Stradina, G.P. Dzyun, G.P. Dzyuin // In the collection: Soil - national wealth. Ways to increase its fertility and improve the ecological state. Proceedings of All-Russian scientific and practical conference). // Izd. “Soyuz original, Izhevsk, 2015. - P. 49-53.
8. Predelno dopustimye kontsentratsii (PDK) veschestv v pochve. Gigienicheskie normativy GN 2.1.7.2041-06: [utverzhdeny Federalnoy sluzhboy po nadzoru v sfere zaschity prav potrebiteley i blagopoluchiya cheloveka 19 yanvarya 2006 g.] Maximum allowable concentration of substances in the soil. Hygienic standards GN 2.1.7.2041-06: [approved by the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being January 19, 2006]. - M.: Konsultant Plyus, 2008.
9. Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu tyazhelykh metallov v pochvakh selkhozugodiy i produktsii rastenievodstva. [Guidelines for the determination of heavy metals in farmland soils and crop products]. - M.: TsINAO, 1992. - P. 61.
10. Fatykhov I. Sh. The reaction of Raushan barley to abiotic conditions with the chemical composition of the grain. [Reaktsiya yachmenya Raushan na abioticheskie usloviya khimicheskim sostavom zerna]. / I. Sh. Fatykhov, B.B. Borisov, E.V. Korepanova, T.N. Ryabova // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo universiteta. - The Herald of Kazan State University. 2012. -Vol. 7. - № 3 (25). - P. 147-150.
11. Tolkach G. V. Content of chemical elements in soils on the territory of peasant farms of Brest region. [Soderzhanie khimicheskikh elementov v pochvakh na territorii fermerskikh (krestyanskikh) khozyaystv Brestskogo rayona]. Ekologicheskiy vestnik. - Ecological Herald. 2015. - № 3 (33). - P. 79-88.
12. SanPiN 2.1.7.1287-03. Sanitarno-epidemiologicheskie trebovaniya k kachestvu pochvy (red. ot 25.04.2007). (SanPiN 2.1.7.1287-03. Sanitary and epidemiological requirements for soil quality (as amended on April 25, 2007): Electron. Dan - M.: Konsultant Plyus, 2018.
