РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ИЗВЕСТИ В ЗАГРЯЗНЕНИИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
Митрофанова Е.М.
Ведущий научный сотрудник, доктор сельскохозяйственных наук, Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства
РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ИЗВЕСТИ В ЗАГРЯЗНЕНИИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
Аннотация
В статье рассмотрено влияние известкования и длительного применения минеральных удобрений на содержание тяжелых металлов (Pb, Cu, Zn, Cd, Ni) в дерново-подзолистой почве Предуралья.
Ключевые слова: известкование, минеральные удобрения, тяжелые металлы.
Mitrofanova E.M.
Leading research scientist, Ph.D, Perm Agricultural Scientific Research Institute
ROLE OF FERTILIZER AND LIME IN POLLUTION SOD-PODZOLIC SOILS BY HEAVY METALS
Abstract
The article considers the influence of liming and long-term use of mineral fertilizers on the content of heavy metals (Pb, Cu, Zn, Cd, Ni) in the sod-podzolic soil Westurals.
Keywords: lime, fertilizers, heavy metals.
Исследованиями научных учреждений установлено, что длительное применение минеральных удобрений, помимо улучшения питательного режима растений, ухудшает состояние почвенного поглощающего комплекса и приводит к загрязнению почв тяжелыми металлами (ТМ) [1, 2]. Однако такие опасения не всегда оправданы. Результаты многолетних полевых опытов Ленинградского НИИСХ [3, 4] показывают, что доля сельскохозяйственного производства в общем загрязнении почв тяжелыми металлами невелика (1 - 2 %). Азотные и калийные удобрения практически не загрязняют почвы ТМ, длительное применение фосфорных удобрений способствует некоторому повышению содержания отдельных ТМ, оставаясь значительно ниже существующих ПДК.
Тем или иным путем поступив в природную среду, ТМ аккумулируются в верхних горизонтах почв и включаются в биогеохимические процессы [2].
Известкование кислых почв - довольно эффективный прием, позволяющий бороться с фитотоксичностью ТМ, значительно уменьшая их подвижность в почве [2, 5, 11, 12].
В длительном полевом опыте Пермского НИИСХ на дерново-подзолистой почве в конце IV - ой ротации севооборота (через 28 лет после внесения извести и систематического применения минеральных удобрений) мы провели определение следующих элементов: Pb, Cu, Zn, Cd, Ni. Исследования вели в вариантах без извести, СаСО3 по 0,5 Нг, СаСО3 по 1,0 Нг на фонах без удобрений, NPK и 2NPK. За годы исследований на фоне NPK внесено N - 620, Р2О5 - 950, К2О - 1025 кг/га, насыщенность составила 22, 34, 37 кг/га в год соответственно. Использовали известняковую муку, мочевину (или аммиачную селитру), двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калий.
Как правило, больший практический смысл имеет определение подвижной формы ТМ, которая в основном и формирует поток токсичных ионов из почвы в растение. В связи с этим мы ограничились определением подвижной формы (атомно-абсорбционным методом в вытяжке ацетатно-аммиачного буфера (рН 4,8) и, как ближний резерв для подвижной формы, определили содержание кислоторастворимых форм фотометрическим методом.
Результаты исследований показали, что содержание кислоторастворимых и подвижных форм ТМ в исследуемой почве значительно ниже существующих ПДК (ОДК) (таблица).
Таблица 1 - Влияние извести и минеральных удобрений на содержание тяжелых металлов в почве в конце IV-ой ротации севооборота, мг/кг, 0 -20 см
| Варианты опыта | Подвижные формы | Кислоторастворимые формы | |||||
| Pb | Cu | Zn | Cd | Pb | Cu | Ni | |
| ОДК (ПДК) | 23,0 | 3,0 | 6,0 | 1,0 | 65 | 66 | 36 |
| 0 | 0,50 | 0,13 | 0,96 | 0,07 | 3,95 | 1,60 | 14,52 |
| CaСО30,5Нг | 0,69 | 0,10 | 0,61 | 0,05 | 6,18 | 2,00 | 17,90 |
| CaСО31,0Нг | 0,55 | 0,10 | 0,78 | 0,05 | 5,77 | 1,82 | 17,40 |
| NPK | 0,23 | 0,13 | 0,46 | 0,04 | 14,12 | 1,77 | 27,63 |
| NPK+CaСО30,5Нг | 0,48 | 0,09 | 0,48 | 0,05 | 13,69 | 1,82 | 22,20 |
| NPK+CaСО31,0Нг | 0,12 | 0,11 | 0,91 | 0,06 | 10,35 | 1,61 | 20,23 |
| 2NPK | 0,26 | 0,13 | 0,50 | 0,07 | 17,65 | 1,92 | 29,20 |
| 2NPK+CaСО30,5Нг | 0,36 | 0,09 | 0,62 | 0,05 | 15,60 | 2,21 | 26,07 |
| 2NPK+CaСО31,0Нг | 0,27 | 0,12 | 0,48 | 0,06 | 11,24 | 1,63 | 23,23 |
| НСР01част.ср. НСР01 гл.эфф. А НСР01 гл.эфф. В | 0,19 0,11 0,11 | 0,03 Fф<Fт 0,02 | 0,16 0,09 0,09 | 0,01 Fф<Fт 0,01 | 0,75 0,43 0,43 | 0,60 0,34 0,34 | 1,66 0,96 0,96 |
В вариантах с внесением извести отмечено снижение содержания подвижной меди (см. табл.). Возможно, изменение реакции почвенной среды приводит к закреплению меди в верхнем слое почвы.
Содержание подвижных форм Zn, Pb и Cd в почве под влиянием минеральных удобрений и извести в большинстве вариантов не повысилось (см. табл.).
Следует отметить, что систематическое применение минеральных удобрений в течение 4-х ротаций севооборота привело к существенному увеличению в почве кислоторастворимых форм свинца – с 3,95 на фоне без удобрений до 17,65 мг/кг на фоне 2 NPK. Известкование дозой 1,0 Нг существенно снизило содержание этого элемента в почве. Аналогичные закономерности выявлены по изменению содержания никеля в почве (см. табл.). Колебания в содержании в почве кислоторастворимой меди не зависели от изучаемых факторов (известкование и минеральные удобрения).
Таким образом, применение минеральных удобрений (при насыщенности N -22 - 44, P-34 - 68, K- 37 - 74 кг/га в год) в течение 4-х ротаций полевого 7-польного севооборота в условиях дерново-подзолистой почвы не приводит к повышению подвижных и кислоторастворимых форм Cu, Zn, Pb, Cd, Ni выше предельно допустимых концентраций. Известкование способствует снижению содержания подвижной меди в почве и сдерживает накопление кислоторастворимых форм свинца и никеля, вызванных систематическим внесением минеральных удобрений.
Литература
- Гомонова, Н.Ф. Влияние длительного применения агрохимических средств на дерново-подзолистых почвах на трансформацию тяжелых металлов в системе почва-растение / Н.Ф. Гомонова // Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах: Материалы науч.- практ.конфер.21-24дек.1992г. - М, 1994. - С. 180-186.
- Черных, Н.А. Приемы снижения фитотоксичности тяжелых металлов / Н.А. Черных, М.М. Овчаренко, Л.Л. Поповичева, И.Н. Черных // Агрохимия. - 1995. - № 9. - С. 101-107.
- Небольсин, А.Н. Теоретические основы известкования почв / А.Н. Небольсин, З.П. Небольсина. - СПб: ЛНИИСХ, 2005.-252с.
- Яковлева, Л.В. Экологические аспекты известкования дерново-подзолистых почв Северо-Запада России / Л.В. Яковлева: Автореф. дис. ...докт. с.- х. наук. - СПб-Пушкин, 2009. - 45с.
- Карпухин, А.И. Влияние применения удобрений на содержание тяжелых металлов в почвах длительных полевых опытов / А.И. Карпухин, Н.Н. Бушуев // Агрохимия. - 2007. - №5. - С. 76-84.
- Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. Л.: ВО «Агропромиздат», Ленинградское отд-ние, 1987. - 142с.
- Гомонова, Н.Ф. Результаты длительного применения различных видов и сочетаний удобрений на дерново-подзолистых почвах / Н.Ф. Гомонова, И.Н. Скворцова, Г.М. Зенова // Почвоведение. – 2007. - № 4. - С. 498 - 504.