Оценка риска загрязнения растительного покрова степных ландшафтов Оренбургской области микроэлементами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка риска загрязнения растительного покрова степных ландшафтов Оренбургской области микроэлементами

Ефремов И.В.,

Билалова Р.Ш.

Редкие и рассеянные химические элементы (микроэлементы) играют большую роль в нашей жизни. Микроэлементы необходимы растениям в относительно малых количествах. Их недостаток в почвах, как и избыток, приводит к снижению урожайности культурных растений, ухудшению качества сельскохозяйственной продукции, а в некоторых случаях является причиной эндемических (местных) заболеваний растений, животных и человека /1/.

Целью исследования является изучение динамики миграции микроэлементов в почвенно-растительных комплексах Оренбуржья.

Микроэлементы требуются для всех организмов лишь в оптимальных количествах. Они участвуют в физико-биологических реакциях живого организма. Мощное воздействие микроэлементов на физиологические процессы объясняется тем, что они входят в состав так называемых акцессорных веществ: дыхательных пигментов, витаминов, гормонов, ферментов, а также коферментов, участвующих в регуляции жизненных процессов. Микроэлементы влияют на направленность действия ферментов и их активность. Они участвуют в таких важнейших процессах, как дыхание (медь, цинк, марганец, кобальт), фотосинтез (марганец, медь), синтез белков (марганец, кобальт, медь, никель, хром), кроветворение (кобальт, медь, марганец, никель, цинк), белковый, углеводный и жировой обмен веществ (молибден, ванадий, кобальт, вольфрам, марганец, цинк), синтез гумуса (медь).

Выявление районов с оптимальным, недостаточным или избыточным содержанием микроэлементов в почвах дает возможность регулировать уровень их содержания для получения полноценной сельскохозяйственной продукции /1/.

Методика экспериментальных исследований. Для исследования почвенного покрова Оренбургской области были взяты следующие пробы: чернозем обыкновенный, типичный, южный и почва темно-каштановая неполноразвитая, которые составляют более 79,7 % общих площадей области /2/.

Для отбора пробы почв выбирался участок размером приблизительно 100 м2 на природных ландшафтах. Площадки, подлежавшие обследованию, выбирались с однородным почвенным и растительным покровом, наиболее типичным по основным агроэкологическим признакам для данного района: типы почв, элементы рельефа. С выбранной площадки отбирали смешанный образец почвы, состоящий из пяти точечных проб, взятых по методу конверта.

Характер и размеры вертикальной миграции микроэлементов в почвенном профиле исследовались пошагово по профилю 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50 см для почв естественных экосистем.

Пробы каждого слоя в точке отбора тщательно перемешивали, освобождали от камней, корней и других включений. Из общей массы методом квартования отбирали около 1 кг смешенного образца. Почвы высушивали до воздушно-сухого состояния, измельчали на дробилке, истирали и просеивали через сито диаметром отверстий 0,73 мм. Затем квартованием отбирали пробу массой 50-100г для последующего анализа.

Растительные пробы отбирались на тех же участках, что и пробы почв. Отбор растений проводили на выделенных 10 участках размером 1м2, располагая их по диагоналям участка.

Объединенные пробы измельчали на отрезки 1-3 см. Затем методом квартования из этой пробы выделяли среднюю пробу, которую высушивали в сушильном шкафу при температуре 60 єС до воздушно-сухого состояния, с последующим озолением при температуре 450-500 єС. Масса пробы после высушивания составляла 100г.

Содержание микроэлементов в почве и растениях определялись эммисионным спектральным анализом на спектрографе со скрещенной дисперсией СТЭ-1 на базе ООО „Центральная лаборатория”.

Исследуемая система (почва-растение), состоит из компонентов: почва, корневая система, надземная часть растений. Между компонентами системы осуществляется обмен веществом с различными интенсивностями: л1 - интенсивность перехода вещества из почвы в корневую систему; л2 - интенсивность перехода вещества из корневой системы в надземную часть растения; л3 - интенсивность перехода вещества из надземной части растения в почву.

Оценка риска загрязнения растительных комплексов проводилась по интенсивностям переходов веществ в системе почва-растение по формулам (1 ,2 ,3).

При поступлении какого-либо вещества в систему почва-растение, зная риск загрязнения почвенно-растительных комплексов можно определить преимущественное распределение этого вещества в подсистемах.

химический микроэлемент растительный почвенный

; (1)

; (2)

. (3)

где Рп, Рн, Рк - вероятность загрязнения почвы, надземной и корневой части растений /3/.

Результаты и обсуждение. На основании сравнения различных элементов по риску загрязнения растений на разных типах почв построены ряды риска загрязнения надземной части и корневой системы растений (таблица 1, 2).

Таблица 1 Ряды риска загрязнения надземной части растений микроэлементами

Таблица 2 Ряды риска загрязнения корневой системы растений микроэлементами

На основании построенных рядов видно, что растения наиболее подвержены загрязнению молибденом, медью, серебром и имеют минимальный риск загрязнения титаном и ванадием.

Вывод: риск загрязнения растений микроэлементами зависит от интенсивности перехода веществ из одних компонентов системы в другие, которая в свою очередь зависит от биофизических свойств растений и физико-химических особенностей почв (ее структуры, состава и т.д.). Сравнивая результаты по риску загрязнения надземной части и корневой системы растений видно, что наименьшим риском загрязнения по исследуемым микроэлементам обладает надземная часть растений.

Список использованной литературы

1. Протасова Н.А. , Щербаков А. П., Копаева М.Т. Редкие и рассеянные элементы в почвах Центрального Черноземья. - Воронеж: Изд-во ВГУ,1992 . - 168с.

2. Географический атлас Оренбургской области. - М.: Издательство ДИК, 1999. - 96с.

3. Ефремов И. В., Ефремова Е.Г., Янчук Е.Л. Комплексная оценка почвенно-растительных комплексов на основе стационарных Марковских цепей // Сборник научных трудов том 3 №3 «Актуальные проблемы экологии». - Томск, 2004. - С.453-455.

Размещено на Allbest.ru