Вплив буферної здатності ґрунтів на біоакумуляцію важких металів пшеницею озимою у зоні впливу ТЕС

Автор(и)

  • Л. І. Коноваленко Донецька державна сільськогосподарська дослідна станція НААН,
  • О. Б. Бондарєва Донецька державна сільськогосподарська дослідна станція НААН,
  • О. Б. Бондарєва Донецька державна сільськогосподарська дослідна станція НААН,
  • О. О. Вінюков Донецька державна сільськогосподарська дослідна станція НААН,
  • О. О. Вінюков Донецька державна сільськогосподарська дослідна станція НААН,

DOI:

https://doi.org/10.33730/2310-4678.2.2019.184150

Ключові слова:

техногенне забруднення, буферність ґрунту, гумус, важкі метали, ступінь рухомості, пшениця озима, зерно, солома, коефіцієнт біологічного поглинання

Анотація

Вивчено вплив буферної здатності чорнозему звичайного на біоакумуляцію важких металів пшеницею озимою у зоні техногенного впливу ТЕС. Досліджено рухомість важких металів залежно від вмісту гумусу в орному шарі ґрунту та їх накопичення в рослинах пшениці озимої в умовах техногенного навантаження в південно-східному промисловому регіоні. Висвітлено вміст валових і рухомих форм міді (Cu), цинку (Zn), свинцю (Pb) і кадмію (Cd) у ґрунтах, що є найбільшими забруднювачами агроландшафтів Донецької обл. Уміст вказаних елементів визначали також у зерні і соломі пшениці озимої. Встановлено, що у ґрунтовому покриві Донецької обл. домінують чорноземи (74% від усієї площі сільськогосподарських угідь), які характеризуються значною буферністю до важких металів; для чорнозему звичайного в зоні техногенного впливу Курахівської ТЕС збільшення вмісту гумусу з 3,6 до 4,9% сприяє зменшенню концентрації рухомих Cu, Zn і Pb майже в 2 рази. За цих умов уміст рухомого кадмію істотно не змінювався. За показниками ступеня рухомості в ґрунті важкі метали за доступністю для рослин розташовуються в ряд: Cd > Cu > Zn > Pb, тобто буферні властивості чорнозему звичайного є різними для кожного з досліджених елементів. Найвищу біологічну рухливість має цинк. Уміст свинцю в ґрунті значно вищий порівняно з умістом кадмію, але коефіцієнт біологічного поглинання кадмію є майже вдвічі вищим. Біогенні елементи, як-от мідь і цинк більше накопичуються в регенеративних органах, а уміст свинцю і кадмію був вищим у соломі. Виявлено зменшення вмісту міді і цинку в зерні і соломі пшениці озимої за зростання вмісту гумусу, одночасно вміст свинцю в зерні знизився на 22%. Отримані результати надають змогу оцінити ризики забруднення зернової продукції важкими металами і прогнозувати можливість вирощування екологічно безпечної продукції в регіонах високого техногенного тиску.

Посилання

  1. Nekos, A.N. (2012). Akumulyatyvni vlastyvosti roslyn yak faktor formuvannya ekolohichnoyi bezpeky roslynnoyi kharchovoyi produktsiyi (na prykladi Kharkivs’koho rehionu) [Accumulative properties of plants as a factor of formation of ecological safety of plant food products (on an example of the Kharkiv region)]. Lyudyna ta dovkillya. Problemy neoekolohiyi [Man and environment. Issues of neoecology], 1–2, 100–107. (In Ukr.)
  2. Fateev, A.I., Miroshnichenko, M.M., Samokhvalova, V.L. and Bindych, T.Yu. (1999). Do pytannya otsinky rivniv nebezpeky zabrudnennya gruntiv vazhkymy metalamy [On the question of assessment of levels of soil pollution by heavy metals]. Visnyk ahrarnoyi nauky [Bulletin of Agrarian Science], 10, 39–62. (In Ukr.)
  3. Balyuk, S.A., Ladnykh, V.Ya. and Moshnik, L.V. (2003). Otsinka zabrudnennya zroshuval’noyi vody ta gruntiv vazhkymy metalamy [Estimation of pollution of irrigation water and soils by heavy metals]. Visnyk ahrarnoyi nauky [Bulletin of Agrarian Science], 1, 65–68. (In Ukr.)
  4. Kabata-Pendias, A. & Pendias, X. (1989). Mikrojelementy v pochvah i rastenijah [Microelements in soils and plants]. Moscow: Mir. 493. (In Russ.)
  5. Fateev, A.I. & Lopushniak, V.I. (2015). Vplyv system udobrennya na rukhomist’ kadmiyu v temnosiromu opidzolenomu grunti zakhidnoho lisostepu Ukrayiny [Influence of Fertilizer Systems on Cadmium Movement in Dark Gray Hardened Soils of Western Forest-Steppe of Ukraine]. Ahrokhimiya I hruntoznavstvo [Agrochemistry and Soil Science], 82, 33–36. (In Ukr.)
  6. Balyuk, S.A., Ladnykh, V.Ya. and Moshnik, L.V. (1997). Stan ta rodyuchist’ zemel’ Donbasu [Status and Fertility of the Donbas Land]. Vodne hospodarstvo Ukrayiny [Water Management of Ukraine], 6, 17–19. (In Ukr.)
  7. Samokhvalova, V., Fateev, A., Luchnikova, E. and Lykova, O. (2012). Ekoloho-heokhimichni doslidzhennya vmistu riznykh form Co, Ni, Cr u gruntakh riznoho henezysu v Ukrayini [Ecological-geochemical studies of the content of various forms of Co, Ni, Cr in soils of different genesis in Ukraine]. Visnyk L’vivs’koho universytetu [Visnyk of Lviv National University], 60, 171–181. (In Ukr.)
  8. Balyuk, S.A., Medvedev, V.V. and Miroshnichenko, M.M. (2012). Ekolohichnyy stan gruntiv Ukrayiny [Ecological state of soil of Ukraine]. Ukrayins’kyy heohrafichnyy zhurnal [Ukrainian Geographical Journal], 2, 38–42. (In Ukr.)
  9. Ryakhovsky, A.V. & Kravchenko, V.N. (2004). Soderzhaniye tyazhelykh metallov v pochvakh i rasteniyakh [The content of heavy metals in soils and plants]. Zemledeliye [Zemledelie], 4, 26–29. (In Russ.)
  10. Suundukov, Y.T. & Shagieva, Yu.A. (2008). Osobennosti zagryazneniya chernozemov tyazhelymi metallami [Features of contamination of chernozems by heavy metals]. Agrarnaya nauka [Agrarian science], 1, 10–14. (In Russ.)
  11. Glazovskaya, M.A. (1999). Problemy i metody otsenki ekologo-geokhimicheskoy ustoychivosti pochv I pochvennogo pokrova k tekhnogennym vozdeystviyam [Problems and methods of estimation of ecological and geochemical stability of soils and soil cover to man-made impacts]. Pochvovedenie [Eurasian Soil Science], 1, 114–124. (In Russ.)
  12. Fateev, A.I., Miroshnichenko, M.M. and Borodin, Ya.V. (2011). Normuvannya vmistu mitsno fiksovanykh form vazhkykh metaliv u gruntakh [Rationing of the content of firmly fixed forms of heavy metals in soils]. Visnyk ahrarnoyi nauky [Bulletin of Agrarian Science], 9, 41–44. (In Ukr.)
  13. Fateev, A.I., Semenov, D.O., Miroshnichenko, M.N., Lykova, O.A, Smirnova, K.B., Shemet, A.M. (2013). Spivvidnoshennya shk/sfk u gruntakh Ukrayiny yak pokaznyk rukhomosti mikroelementiv [Correlation of sgk/spk in soils of Ukraine as an indicator of mobility of trace elements]. Visnyk ahrarnoyi nauky [Bulletin of Agrarian Science], 7, 16–19. (In Ukr.)
  14. Alekseev, Yu.V. (1987). Tyazhelyye metally v pochvakh i rasteniyakh [Heavy metals in soils and plants]. M.: Agropromizdat. 142. (In Russ.)
  15. Ilyin, V.B. (1991). Tyazhelyye metally v sisteme «pochva — rasteniye» [Heavy metals in the system «soil —plant»]. Novosibirsk: Science. 151. [in Russ.]
  16. Zhovinsky, E.Y. & Kuraeva, I.V. (2002). Geokhimiya tyazhelykh metallov v pochvakh Ukrainy [Geochemistry of heavy metals in the soils of Ukraine]. K.: Naukova dumka. 347. (In Russ.)
  17. Patyka, V.P., Tarariko, O.G., ed. (2002). Ahroekolohichnyy monitorynh ta pasportyzatsiya sil’s’kohospodars’kykh zemel’: metodychno-normatyvne zabezpechennya [Agro-ecological monitoring and certification of agricultural land: methodological and normative maintenance]. K.: Fitosotsiotsentr. 35–37. (In Ukr.)
  18. Yakist’ gruntu. Vyznachennya vmistu rukhomykh spoluk marhantsyu (tsynku, kadmiyu, zaliza, kobal’tu, midi, nikelyu, khromu, svyntsyu) v grunti v buferniy amoniyno-atsetatniy vytyazhtsi z rN 4,8 metodom atomno-absorbtsiynoyi spektrofotometriyi: DSTU 4770.1:2007 — DSTU 4770.9:2007 [Quality of soil. Determination of the content of mobile compounds of manganese (zinc, cadmium, iron, cobalt, copper, nickel, chromium, lead) in a soil in a buffer ammonium acetate extract with pH 4.8 by atomic absorption spectrophotometry: DSTU 4770.1: 2007 — DSTU 4770.9: 2007]. (2007). Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy. (In Ukr.)
  19. Metodicheskiye ukazaniya po opredeleniyu tyazhelykh metallov v pochvakh sel’skokhozyaystvennykh ugodiy i produktsii rasteniyevodstva [Methodical instructions for the determination of heavy metals in soils of agricultural land and plant products]. M.: CINAO, 1992. 61. (In Russ.)
  20. Dospekhov, B.A. (1985). Metodika polevogo opyta [Methodology of field experience]. M.: Agropromizdat. (In Russ.)
  21. Il’in, V.B. (1995). Otsenka bufernosti pochv po otnosheniyu k tyazhelym metallam [Estimation of soil buffering with respect to heavy metals]. Agrokhimiya [Agrochemistry], 10, 109–113. (In Russ.)
  22. Pshenytsya. Tekhnichni umovy: DSTU 3768-2010 [Wheat. Specifications: DSTU 3768-2010]. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 2010. (In Ukr.)
  23. Perelman, A.I. & Kasimov, G.N. (1999). Geokhimiya landshaftov [Geochemistry of Landscapes]. M.: Astreya. 768. (In Russ.)

##submission.downloads##

Номер

№ 2 (2019)

Розділ

ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА

Ліцензія

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).