Ляшенко Г.М. Загрязнение почв и растений свинцом в придорожных агроценозах чернозема обыкновенного приазовской зоны ростовской области
Подождите немного. Документ загружается.
599,65
251,8
155,9
91,55
24,4
0
100
200
300
400
500
600
700
0 100 200 300 500
Доза внесенного свинца, мг/кг почвы
Урожайность, г/м2
Биологическая урожайность, г/м2
Рис.20. Биологическая урожайность в среднем по 3 сортам за 2 года при
почвенном загрязнении, г/м
2
Рассмотренный выше материал позволяет заключить, что сорт ячменя
Прерия более устойчив к накоплению токсиканта и формирует более
высокую продуктивность на загрязненном фоне.
101
5. ВЛИЯНИЕ ФОЛИАРНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СВИНЦОМ НА
РАСТЕНИЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ
5.1. Содержание валовых и подвижных форм свинца в почве после
фолиарного загрязнения
При современном уровне индустриального развития общества
полностью исключить поступление загрязняющих веществ в атмосферу
невозможно. Даже при внедрении современных на сегодняшний день
очистных систем часть промышленных выбросов все же будет попадать в
окружающую среду, и в частности в атмосферу, а из нее на растения.
В модельном опыте при фолиарной (воздушно-листовой) обработке
растений ячменя водным раствором свинца после уборки растений
определяли содержание его валовых и подвижных форм в почве.
Полученные результаты представлены в таблице 18. После растений сорта
Прерия по всем дозам загрязнения в почве содержание валовых и подвижных
форм свинца было существенно ниже, чем после других сортов (табл. 18).
Так при дозе загрязнения Pb 100 мг/кг после сорта Задонский 8 и сорта
Одесский 100 в почве было получено соответственно на 22,5% и 15,4%
больше валового свинца по сравнению с сортом Прерия. При дозе Pb 500 мг/
кг это снижение составило 14,5 и 10,7% соответственно.
Данные о содержании подвижных форм свинца в почве более
показательны, так как именно эта форма Pb доступна для растений. При дозе
загрязнения Pb 100 и 500 мг/кг после сорта Одесский 100 снижение
количества подвижной формы свинца в почве составило 46,2 и 15,2 %, а
после сорта Задонский 8 88,2 и 25,7 % соответственно.
При фолиарном загрязнении растений ячменя содержание подвижных
102
форм свинца по отношению к валовому содержанию было в семь раз меньше
после сорта Прерия при дозе загрязнения Pb 100. После сортов Одесский 100
и Задонский 8 это отношение было ниже на 21,4 и 35,7% по сравнению с
сортом Прерия. С увеличением дозы загрязнения происходило постепенное
уменьшение зависимости между содержанием в почве подвижных и валовых
форм. Так при дозе загрязнения Pb 500 оно уменьшилось до пяти раз.
Таблица 18 - Содержание валовых и подвижных форм свинца в почве
после фолиарного загрязнения, мг/кг
Сорт Доза свинца
Содержание Pb, мг/кг почвы
Валовой Pb Подвижный Pb
Одесский 100
100 75,0 13,6
200 165,0 24,2
300 200,5 34,4
500 320,0 63,7
контроль 23,5 3,59
Прерия
100 65,0 9,3
200 147,4 20,9
300 179,8 29,6
500 289,0 55,3
контроль 23,1 3,53
Задонский 8
100 79,6 17,5
200 171,3 27,9
300 205,3 37,0
500 331,0 69,5
контроль 23,3 3,56
Повышенное содержание свинца в почве можно объяснить частичным
попаданием его на поверхность почвы при фолиарном загрязнении растений,
после дождя (частичный смыв с растений), а также выведением из растений с
нисходящим потоком веществ через корневую систему. Различия между
сортами показывают индивидуальную способность растений выделять и
поглощать из почвы фолиарно поступающий свинец.
103
Содержание валовых и подвижных форм свинца в почве в среднем по 3
сортам ячменя показано на рисунке 21.С увеличением дозы загрязнения
увеличивается содержание в почве валовых и подвижных форм свинца.
23,3
73,2
161,23
195,2
313,33
3,56
13,47
24,33
33,67
62,83
0
50
100
150
200
250
300
350
0 100 200 300 500
Доза фолиарно внесенного свинца, мг/кг почвы
Количество свинца в почве, мг/кг почвы
Валовой свинец, мг/кг почвы Подвижный свинец, мг/кг почвы
Рис. 21. Содержание валовых и подвижных форм свинца в почве в среднем
по 3 сортам ячменя, мг/кг почвы
В таблице 19 показано изменение валовых и подвижных форм свинца
при увеличении дозы загрязнения на 100 мг/кг почвы. С увеличением дозы
загрязнения Pb 100-300 мг/кг почвы происходит резкое уменьшение валовых
и подвижных форм свинца в почве на каждые 100 мг/кг внесенного. При дозе
Pb 500 мг/кг почвы процент содержания свинца увеличивается. Большее
изменение содержания свинца в валовой и подвижной форме было после
сорта Задонский 8, наименьшее после сорта Прерия. Так как благодаря
большей своей продуктивности он больше поглотил, накопил и вынес с
надземной массой свинца.
Таблица 19 - Изменение содержания подвижных форм свинца при
104
фолиарном загрязнении при увеличении дозы на 100 мг/кг, %
Сорт
Доза,
мг/кг
почв
ы
Валовой
Pb,
мг/кг
почвы
Измене
ние
содерж
ания
валовог
о Pb
при
увелич
ении
дозы на
100 мг/
кг
Среднее
изменен
ие
содержа
ния
валовог
о Pb в
почве на
каждые
100
мг/кг, %
Подвиж
ный Pb,
мг/кг
Изменен
ие
содержа
ния
подвиж
ных
форм Pb
в почве
при
увеличе
нии
дозы на
100
мг/кг
Среднее
изменен
ие
содержа
ния
подвиж
ных
форм Pb
в почве
на
каждые
100
мг/кг, %
Одесский 100
0 23,5 - - 3,59 - -
100 75 51,5 0,52 13,6 10,01 0,1
200 165 90 0,9 24,2 10,6 0,11
300 200,5 35,5 0,36 34,4 10,2 0,1
500 320 59,75 0,6 63,7 14,65 0,15
Прерия
0 23,1 - - 3,53 - -
100 65 41,9 0,42 9,3 5,77 0,06
200 147,4 82,4 0,82 20,9 11,6 0,12
300 179,8 32,4 0,32 29,6 8,7 0,09
500 289 54,6 0,55 55,3 12,85 0,13
Задонский 8
0 23,3 - - 3,56 - -
100 79,6 56,3 0,56 17,5 13,94 0,14
200 171,3 91,7 0,92 27,9 10,4 0,1
300 205,3 34 0,34 37 9,1 0,09
500 331 62,85 0,63 69,5 16,25 0,16
В среднем по трем сортам изменение содержания валовых форм свинца
в почве на каждые 100 мг/кг внесенного имело незначительные колебания
представленные на рисунке 22. Изменение содержания подвижных форм
свинца в почве на каждые 100 мг/кг внесенного показано графически на
рисунке 23.
105
0,5
0,88
0,34
0,59
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
100 200 300 500
Доза фолиарно внесенного свинца, мг/кг почвы
Изменение содержания свинца, %
Изменение содержания валовых форм свинца при увеличении дозы на 100 мг/кг,%
Рис. 22. Изменение содержания валового количества Pb в почве в
среднем по сортам ячменя при увеличении дозы на 100 мг/кг, %
106
0,1
0,11
0,093
0,15
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
100 200 300 500
Доза фолиарно внесенного свинца, мг/кг почвы
Изменение содержания Pb, %
Изменение содержания подвижных форм свинца при увеличении дозы на 100 мг/кг,%
Рис. 23. Изменение содержания подвижных форм Pb в почве в среднем
по сортам ячменя при увеличении дозы на 100 мг/кг, %
Таким образом, после растений сорта Прерия почва содержала
наименьшее количество валовых и подвижных форм свинца, большая
загрязненность фиксирована после сорта Задонский 8. Увеличение дозы
загрязнения приводило к постепенному уменьшению различий по
содержанию валовых и подвижных форм свинца после выращиваемых
сортов. После сортов Одесский 100 и Задонский 8 при дозе загрязнения Pb
100 и 500 мг/кг снижение количества подвижной формы свинца в почве
составило 46,2 и 15,2 % и 88,2 и 25,7 % соответственно.
С увеличением дозы загрязнения происходило постепенное
107
уменьшение зависимости между содержанием в почве подвижных и валовых
форм. Так после сорта Прерия при дозе загрязнения Pb 100 мг/кг данные по
содержанию валовых и подвижных форм свинца различались в 7 раз а, при
Pb 500 мг/кг различались в 5,2 раза. Это говорит о том, что с увеличением
дозы фолиарного загрязнения происходило увеличение количества
подвижных форм свинца в почве.
5.2. Динамика накопления свинца в растениях ярового ячменя при
фолиарном загрязнении
Защитить пищевые цепи от продукции загрязненной ТМ можно путем
организации экологически чистых производств, а также внедрения
химических и агротехнических приемов, снижающих поступление
экотоксикантов в растения. Наряду с этим, можно использовать адаптивный
потенциал растений, выражающийся в устойчивости к эдафическим
факторам среды, в частности способности, обеспечивать относительно
низкое их накопление в товарной части продукции (Покровская С.Ф., 1986;
Алексеев Ю.В., 1987).
В ходе наших исследований были получены данные по распределению
свинца в органах растений ярового ячменя при фолиарном загрязнении (табл.
20).
Таблица 20 - Распределение свинца в органах ячменя при фолиарном
загрязнении растений
Сорт
Доза свинца,
мг/кг почвы
Содержание Pb, мг/кг сухого вещества
Зерно Солома Корни
Одесский 100
100 18,4 289,2 209,0
200 49,1 759,0 473,5
300 83,2 1109,0 969,3
500 217,5 2613,0 2297,0
Контроль 0,33 0,85 2,63
108
Прерия
100 16,3
261,3 171,5
200 42,5 680,0 427,9
300 74,4 1086,0 897,3
500 189,7 2447,0 2143,0
Контроль 0,31 0,83 2,59
Задонский 8
100 19,3 298,8 218,0
200 52,5 763,1 532,9
300 87,9 1119,0 1023,0
500 222,6 2619,0 2398,0
Контроль 0,35 0,87 2,67
С увеличением дозы Pb систематически возрастает его содержание в
растениях, причем наибольшее количество накапливается в соломе на всех
вариантах загрязнения. Так, у сорта Задонский 8 при дозе загрязнения Pb 100,
500 мг/кг накопилось - в корнях 218 и 2398 мг/кг, соломе 298,8 и 2619 мг/кг,
зерне 19,3 и 222,6 мг/кг свинца соответственно.
С увеличением дозы свинца при фолиарном загрязнении различия в
накоплении Pb между сортами уменьшаются. Сорт Одесский 100 накапливал
большее количество свинца, чем сорт Прерия при дозе Pb 100 мг/кг на 10,7
в соломе и 21,9% - корнях; Pb 200 мг/кг - 11,6 и 10,7% соответственно. В
зерне на всех этапах загрязнения сорт Одесский 100 и Задонский 8 содержали
на 13,7% и 19,3% больше свинца в сравнении с сортом Прерия.
Исследования показали, что стебли растений (солома) при некорневом
загрязнении являются основным органом накопления свинца, так как
существуют элементостатические барьеры на границах корень-стебель,
стебель-зерно, которые препятствуют накоплению поллютанта в
репродуктивных органах. Высота барьера (отношение содержания Pb в
стеблях к содержанию в зернах) стебель-зерно с увеличением дозы
поллютанта уменьшается с 15,7 до 12,2. Это говорит о том, что листьями и
стеблями растений осуществляется физиологическое усвоение Pb, о чем
свидетельствует рост его содержания в зерне и корнях. На контрольном
варианте большее значение барьера у сорта Прерия (2,7), меньшее у сорта
109
Задонский 8 (2,5).
Зная распределение свинца по органам ячменя при фолиарном
загрязнении (табл. 20), урожайность (табл. 22), найдем вынос свинца с
зерном, соломой, остаток в почве с корнями и в среднем по всем показателям
(приложение 13 - 16), и отобразим его на рисунке 24. Имея накопление
свинца в биологической массе растений ячменя (приложение 17) найдем
долю свинца в надземной массе и корнях от общего накопления полученный
результат представим на рисунке 25.
Наибольший вынос свинца с зерном, соломой и корнями отмечен у
сорта Прерия, минимальный у сорта Задонский 8. Общий вынос свинца
надземной массой растений по всем исследуемым сортам при дозе Pb 100–
200 мг/кг почвы растет, а при дальнейшем увеличении дозы внесенного
загрязнителя вынос снижается. Остаток свинца в почве с корнями у сорта
Прерия максимален, у сорта Задонский 8 минимален на всех вариантах
загрязнения.
110