Экологи ТюмГУ разработали математические модели содержания ряда химических элементов в почве в зависимости от доз их поступления. Полученные данные позволяют установить коэффициент интенсивности действия микроэлементов на химический состав почвы. Таким образом получится контролировать содержание тяжелых металлов не только в почве, но и в сельскохозяйственных культурах.
Найден способ прогнозировать содержание тяжелых металлов в почве и растениях / ©ogorodnash.ru
В результате многолетних исследований установлено, что при внесении 1 кг/га Cd, Zn, Ni, Cr, Pb содержание подвижных форм этих металлов увеличивается соответственно в среднем на 0,011, 0,011, 0,005, 0,027, 0,031 мг/кг в слое почвы до 30 см. Исследования проводились в условиях южной лесостепи Омской области. Результаты были озвучены на Международной конференции «Экологические проблемы региона и пути их решения».
«В связи с непрекращающимся ростом темпов химического воздействия людей на биосферу заострились проблемы избыточного поступления токсичных элементов, в том числе металлов, в объекты окружающей среды. В биогеохимический круговорот эти элементы поступают не пропорционально их общему содержанию в почвах, а в зависимости от количества их подвижных, доступных для растений, форм.
Необходимо научно-обоснованно подходить к прогнозированию их подвижного содержания в почве, а также их действия в системе почва-растение-животное», – сообщила заведующая кафедрой геоэкологии и природопользования Тюменского государственного университета Анна Синдирева.
В условиях моделирования техногенного поступления ряда микроэлементов (хрома, кадмия, цинка, никеля и свинца) в почву, ученые изучили их действие на химический состав почв и ряда сельскохозяйственных культур , в частности, овощных – столовой свеклы сорта Бордо 237 и моркови сорта Витаминная 6. Исследования показали, что можно составить ориентировочный прогноз накопления элементов в системе почва-растение в результате их антропогенного поступления. К примеру, используя разработанные коэффициенты «b», зная исходное содержание их почве и дозу поступления, можно получить сведения о прогнозируемом содержании подвижных форм тяжелых металлов в конкретном типе почв.
Полевые опыты также показали, что действие свинца, кадмия, цинка, никеля и хрома на урожайность и качество растения проявляется по-разному. Это связано с их химическими свойствами, физиологической ролью, а также биологическими особенностями сельскохозяйственной культуры. Например, согласно рассчитанным коэффициентам интенсивности действия, поглощение кадмия, никеля и цинка убывает в ряду: столовая свекла — морковь.
Полученные характеристики «b» растений дают возможность прогнозировать химический состав свеклы и моркови при антропогенном поступлении этих веществ в почву по такой формуле: Jмк/кг = Сф + (D × b). Здесь J – содержание Cd, Zn, Ni в растении (мг/кг вещества); Сф – их исходное содержание в растении (мг/кг вещества); D – доза поступившего в почву элемента; b – коэффициент интенсивности накопления данного элемента в растении.
Как пояснила Анна Синдирева, выявленные закономерности помогут оптимизировать поступление микроэлементов в растения с помощью использования разработанных нормативов и тем самым управлять процессом формирования величины и качества урожая выращиваемых культур в условиях антропогенного поступления микроэлементов. Также это позволит установить градации и соотношения химических элементов в растении и почве с учетом санитарно-гигиенических и агрономических факторов.
