Агрохимия

При разработке мероприятий по снижению содержания тяжелых металлов в сельскохозяйственных растениях, возделываемых на почвах, подвергающихся антропогенному загрязнению, возникает необходимость решения ряда проблем. С агрономической и экологической точек зрения необходимы такие приемы возделывания культур, которые одновременно способствовали бы снижению поступления тяжелых металлов в растения и уменьшению их содержания в корнеобитаемом слое почвы. Трудности решения данной проблемы состоят в том, что агрохимические мероприятия, способствующие уменьшению поступления тяжелых металлов в растения (известкование, внесение органических удобрений, повышение гумусированности почв и емкости катионного обмена), вызывают накопление их в почве в форме малорастворимых соединений, в результате чего подвижность металлов и естественная миграция их по профилю почвы снижаются.

Так, при известковании кислых почв кадмий, ртуть, свинец, кобальт, никель и другие металлы образуют практически нерастворимые гидроксиды и карбонаты, произведения растворимости которых находятся в пределах 10~¹² — 10~¹⁷. Ограниченные подвижность и доступность металлов растениям приводят в этих условиях к снижению их содержания в продукции, но одновременно увеличивают степень загрязнения почвы в результате ослабления миграционных потоков.

Следует отметить, что к настоящему времени вследствие недостаточного изучения влияния внешних факторов на процессы трансформации тяжелых металлов в почве определенной концепции о характере эволюции почв в условиях антропогенного загрязнения не сформировалось. Однако можно с уверенностью сказать, что агрохимические приемы позволяют существенно снизить содержание тяжелых металлов в растениях.

Результаты наших исследований в длительном (с 1956 г.; Ягодин, Маркелова) стационарном опыте полевой станции Московской сельскохозяйственной академии показали, что в условиях интенсивного антропогенного загрязнения (опытная станция расположена в черте г. Москвы) почва аккумулировала значительные количества тяжелых металлов, в том числе кислоторастворимых форм свинца 15—20мг/кг, кадмия 1,0—1,6 мг/кг. Периодическое известкование легкосуглинистой дерново-подзолистой почвы независимо от способов ее основной обработки (вспашка на глубину 23—25 см, периодическая трехъярусная вспашка на глубину 38— 40 см, дискование — 10—12 см) приводило к значительному снижению концентрации свинца и кадмия в клубнях картофеля как на контроле (без удобрений), так и при внесении минеральных и органических удобрений (табл. 153).

153. Содержание свинца и кадмия в клубнях катофеля, мг/кг сухой массы (полевой длительный опыт МСХА)
Элемент	Без удобрений	NPK	Навоз, 40 т	NPK + навоз	1,5 (NPK + навоз)
		Вспашка на 25 см
	1,81	2,69	2,43	2,91	2,88
Свинец	1,57	1,83	1,51	2,22	1,85
	0,59	0,69	0,35	0,63	0,47
Кадмий	0,23	0,32	0,25	0,40	0,35
	Периодическая трехъярусная вспашка на 40 см
	2,76			2,79	2,92
Свинец	1,91	—	—	1,89	2,30
	0,65			0,55	0,80
Кадмий	0,20	—	—	0,13	0,29
Примечание. Над чертой — без извести, под чертой — с известью.

На известкованном фоне содержание свинца по сравнению с неизвесткованной почвой снижалось на 20—60 %, кадмия —на 50—300 %. Следовательно, внесение извести более существенно влияет на содержание в клубнях картофеля кадмия, чем свинца.

Разработка технологий получения экологически чистой продукции растениеводства требует детального учета степени воздействия биогенных и абиогенных факторов внешней среды на химический состав сельскохозяйственных культур. Согласно нашим исследованиям концентрация тяжелых металлов в продукции в значительной мере определяется видовыми особенностями культур и характером антропогенного загрязнения. Агротехнические приемы, в том числе известкование, существенно ограничивают поступление тяжелых металлов в растения в случае загрязнения почвы. При интенсивном и систематическом поступлении металлов с осадками или пылью (вблизи дорог и промышленных зон) с помощью известкования не удается существенно снизить их содержание в надземных органах растений.

Исследования, проведенные с озимой пшеницей и ячменем на опытной станции МСХА (в черте города), показали, что содержание свинца и кадмия в зерне и соломе в большей степени варьировало по годам в зависимости от погодных условий, чем от агротехнических приемов обработки почвы и возделываемых культур. В этих опытах в результате некорневого поступления тяжелых металлов на растения с пылью содержание свинца в зерне на неизве-сткованном фоне колебалось в пределах 1,3—2,7 мг/кг, на фоне извести — 2,8—4,8 мг/кг (ПДК свинца в зерне 2,0 мг/кг); содержание кадмия по годам составляло 0,4—1,3 мг/кг (ПДК кадмия 0,3 мг/кг).