Агроекологічна оцінка мінеральних добрив за впливом на ґрунтову систему
Оцінка впливу мінеральних добрив на ґрунтову систему. Надходження токсичних елементів в обмінний фонд біогеохімічного кругообігу агроекосистем. Толерантність ґрунтів до забруднення. Процеси радіальної міграції хімічних речовин у різних ґрунтових умовах.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 24.06.2014 |
| Размер файла | 136,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Інститут агроекології та біотехнології
Української академії аграрних наук
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора сільськогосподарських наук
Спеціальність: 03.00.16 - Екологія
Агроекологічна оцінка мінеральних добрив за впливом на ґрунтову систему
Макаренко Наталія Анатоліївна
Київ 2002
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Інституті агроекології та біотехнології Української академії аграрних наук
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор, Писаренко Віктор Микитович, Полтавська державна аграрна академія, ректор, завідувач кафедри екології і ботаніки
доктор сільськогосподарських наук, академік УААН, професор Городній Микола Михайлович, Національний аграрний університет, завідувач кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І.Душечкіна доктор геолого-мінералогічних наук, професор
Білявський Георгій Олексійович Український інститут досліджень навколишнього середовища і ресурсів при Раді національної безпеки і оборони України, заступник директора з науки і освіти, завідувач відділу екологічної політики і освіти
Провідна установа: Національний науковий центр “Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н.Соколовського” Української академії аграрних наук, м. Харків
Захист відбудеться “22” січня 2003 р. о 10-00 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 в Інституті агроекології та біотехнології УААН за адресою: 03143, м. Київ, вул. Метрологічна, 12
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту агроекології та біотехнології УААН за адресою: 03143, м. Київ, вул. Метрологічна, 12
Автореферат розісланий 21 грудня 2002 року
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Заякіна Г.В.
1. Загальна характеристика роботи
токсичний агроекосистема добриво забруднення
Актуальність теми. Стратегія сталого розвитку (sustainable development), як основа подальшого існування людства, передбачає комплекс дій, серед яких важливими є заходи із зниження забруднення біосфери токсичними речовинами. Досягти цього можна лише за умови превентивної оцінки технологій, в тому числі агротехнологій, застосування яких може бути причиною надходження екзогенних токсичних хімічних речовин у довкілля. Мінеральні добрива, як обов'язковий елемент сучасних агротехнологій, не мають яскраво виражених токсичних властивостей, але до складу багатьох їх видів входять компоненти (важкі метали, радіоактивні елементи, фтор та ін.), яким притаманна здатність до кумуляції та біоконцентрації, що викликає віддалені токсичні ефекти як відносно ґрунтової біоти, рослин, тварин, так і здоров'я людини. Відомо, що застосування мінеральних добрив при певних умовах (порушення технологічних прийомів, використання високобаластних видів та ін.) може бути причиною погіршення екологічного стану ґрунтів, санітарно-гігієнічних показників якості сільськогосподарської продукції, забруднення природних вод біогенними і токсичними елементами тощо.
Досвід розвинених країн світу показує, що попередити можливі негативні наслідки при застосуванні засобів хімізації, в тому числі мінеральних добрив, можна лише за умови здійснення фундаментальних екотоксикологічних досліджень і розробці на цій основі системи екологічної експертизи. На сучасному рівні розвитку аграрного виробництва основним повинно бути не спостереження і констатація фактів погіршення стану довкілля внаслідок застосування агрохімікатів, а запобігання можливих негативних ефектів завдяки проведенню науково-обґрунтованої екологічної експертизи, в основі якої лежить система екологічних нормативів.
На сьогодні в Україні відсутня науково-обґрунтована система екологічних критеріїв, показників і нормативів для оцінки негативних впливів мінеральних добрив на екосистеми, зокрема на їх ґрунтову компоненту. Залишаються дискусійними питання щодо впливу мінеральних добрив на процеси нагромадження, рухомості і міграції хімічних речовин в агроекосистемах. Все це робить проблематичним проведення об'єктивної науково-обґрунтованої агроекологічної оцінки мінеральних добрив. В той же час, хімічна промисловість України, яка представлена великою кількістю підприємств з виготовлення мінеральних добрив, в тому числі такими відомими як ВАТ “Концерн “Стірол”, “Азот”, “Рівнеазот”, “Сумихімпром”, “Оріана” та інші, а також ряд закордонних виробників, пропонують сільському господарству велику кількість традиційних і нових видів мінеральних добрив. Ці добрива перед широким впровадженням у виробництво повинні пройти екологічну експертизу на предмет можливого негативного впливу на стан ґрунтів, їх біоту, віддалених наслідків зростання концентрації токсичних елементів у ґрунті, якість сільськогосподарської продукції. Тому дослідження в напрямку наукового обґрунтування і розробки на цій основі екологічних нормативів для агроекологічної оцінки мінеральних добрив є актуальними, що, в свою чергу, визначає доцільність проведення даної роботи.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводилися протягом 1991-2002 рр. згідно: Республіканської цільової комплексної науково-технічної програми “Продовольство-95” за завданням “Розробити теоретичні основи і екологічно безпечні технології відтворення родючості ґрунтів і системи управління цим процесом шляхом раціонального землекористування, створення моделей ґрунтозахисних систем землеробства, використання високоефективних добрив та хімічної меліорації, що забезпечують одержання високоякісної продукції та охорону навколишнього середовища” (№ДР UA01002372P); НТП УААН “Наукові основи сталих агроекосистем” у рамках завдання “Розробити екотоксикологічні нормативи і розрахункову оцінку потенційного і фактичного рівня інтегральної небезпечності забруднення засобами хімізації агроландшафтів України” (№ДР 0196U012976); НТП УААН “Агроекологічний моніторинг і моделювання сталих ландшафтів та агроекосистем” у рамках завдання “Теоретично обґрунтувати і розробити систему показників для проведення екологічної експертизи та екологічного аудиту об`єктів сільського господарства” (№ ДР 0101U 003294).
Мета і задачі дослідження. Мета дослідження полягала в розробці наукових основ агроекологічної оцінки мінеральних добрив для вдосконалення екологічного нормування їх негативних впливів на процеси, що протікають у ґрунтовій системі і визначають її екологічний стан, а також стан суміжних складових агроекосистеми.
Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:
визначити роль мінеральних добрив у процесах надходження токсичних елементів I i II класу небезпечності в обмінний фонд біогеохімічного кругообігу агроекосистем і встановити рівень небезпечності цього процесу;
дослідити процеси інтенсивної і екстенсивної рухомості біохімічно активних елементів - компонентів мінеральних добрив, у різних типах ґрунтів України, встановити толерантність ґрунтів до забруднення за здатністю до іммобілізації біохімічно активних елементів;
дослідити процеси радіальної міграції хімічних речовин у різних ґрунтово-кліматичних умовах залежно від рівня навантаження мінеральних добрив на агроекосистеми, встановити кількісні параметри цих процесів, визначити небезпечні рівні впливу;
вивчити можливість використання різних біоіндикаційних тестів для агроекологічної оцінки мінеральних добрив з урахуванням характеру їх дії на ґрунтову систему;
на основі теоретичних узагальнень, результатів експериментальних досліджень і прогнозних розрахунків провести екологічне нормування негативних впливів мінеральних добрив на процеси, що протікають у ґрунтовій системі;
за результатами екологічного нормування негативних впливів розробити класифікацію для проведення агроекологічної оцінки мінеральних добрив;
провести агроекологічну оцінку нових видів мінеральних добрив вітчизняного виробництва.
Об'єкт дослідження - мінеральні добрива та їх вплив на процеси, що протікають у ґрунтовій системі і визначають її екологічний стан, а також стан суміжних складових агроекосистеми.
Предмет дослідження - методика агроекологічної оцінки мінеральних добрив за показниками впливу на екологічний стан ґрунтової системи.
Методи дослідження: 1)польовий метод - вивчення впливу мінеральних добрив на екотоксикологічні і агрохімічні показники стану ґрунтової системи; 2)лізиметричний метод і метод відбору ґрунтових розчинів за допомогою гідрохімічних кущів - дослідження процесів радіальної міграції хімічних речовин під впливом мінеральних добрив; 3)лабораторний метод - визначення фізико-хімічними, хімічними, біохімічними, мікробіологічними методами кількісних і якісних характеристик об'єктів дослідження; 4) статистичний метод - встановлення на основі регресійного, дисперсійного, кореляційного методів достовірності отриманих результатів, функціональних залежностей між різними факторами і процесами; 5) ГІС-технологій - побудова карт забруднення території України токсичними елементами при застосуванні мінеральних добрив.
Наукова новизна одержаних результатів. Для врахування особливостей впливу мінеральних добрив на ґрунтову систему було здійснено комплексні дослідження їх можливої негативної дії на довкілля і, на основі цього, вперше запропоновано їх поділ на групу директивної та індирективної дії з подальшим визначенням алгоритму проведення агроекологічної оцінки.
В результаті узагальнення теоретичних і експериментальних даних вперше було проведено екологічне нормування впливів мінеральних добрив на ґрунтову систему, що стало основою для створення чотирьохступеневої класифікації мінеральних добрив за рівнем небезпечності. Зазначена класифікація дозволяє провести їх поділ за впливом на процеси нагромадження токсичних елементів у верхніх шарах ґрунту, на зміну його кислотно-основних властивостей, величину і швидкість радіальної міграції біогенних і токсичних елементів, біологічну активність ґрунту, і включає фактичні і прогнозні показники.
Розроблена класифікація є основою агроекологічної оцінки мінеральних добрив, яка полягає у визначенні ступеню впливу мінерального добрива на процеси, що протікають у ґрунтовій системі, встановленні відповідності стану ґрунтової системи сучасним екологічним нормативам і введенні обмежень на використання добрива при встановленні невідповідності екологічним нормативам.
Використовуючи розроблені методичні підходи, було проведено агроекологічну оцінку нових видів мінеральних добрив вітчизняного виробництва і встановлено можливі негативні ефекти від їх застосування, що дозволяє внести необхідні корективи при їх впровадженні у сільськогосподарське виробництво.
Практичне значення одержаних результатів. Для проведення екологічної експертизи нових видів мінеральних добрив вітчизняного і закордонного виробництва, передбаченої системою державних випробувань пестицидів та агрохімікатів і закріпленої Законами України “Про екологічну експертизу”, “Про пестициди і агрохімікати”, рекомендується класифікація небезпечності мінеральних добрив за показниками впливу на процеси, що протікають у ґрунтовій системі.
Виробництву рекомендовані наукові основи оцінки небезпечності забруднення сільськогосподарських угідь біохімічно активними елементами (важкими металами), що використані при розробці методично-нормативного забезпечення агроекологічного моніторингу та паспортизації сільськогосподарських земель (протокол №8 від 14.06.2002 р. засідання секції рослинництва і землеробства НТР Міністерства аграрної політики України, протокол №8 від 24.10.2001 р. засідання Вченої ради Інституту агроекології та біотехнології УААН).
Результати роботи використано при розробці навчальних програм для вищих аграрних закладів освіти III-IV рівнів акредитації із спеціальності 7.07.0801 - “Екологія та охорона навколишнього середовища”, спеціалізація 7.070801.14 “Агроекологія” - “Екологічна експертиза”, затвердженої Головним управлінням кадрів і аграрної освіти Міністерства агропромислового комплексу України 20.10.1999р. і “Екотоксикологія”, затвердженої Міністерством агропромислового комплексу України 3.03.2000 р., а також увійшли до курсу лекцій з дисципліни “Екологічна експертиза”, яка читається автором на факультеті агрохімії та ґрунтознавства Національного аграрного університету Кабінету міністрів України.
Метод визначення важких металів у об'єктах довкілля за допомогою хроматографії у тонкому шарі сорбенту увійшов до Методичних вказівок, які призначені для санітарно-епідеміологічних станцій і науково-дослідних установ Міністерства охорони здоров'я України, ветеринарних, агрохімічних, контрольно-токсикологічних лабораторій Міністерства агропромислового комплексу України та лабораторій інших органів центральної виконавчої влади (Узгоджений з Міністерством охорони здоров'я України 10.06.1997р., Постанова №50, затверджений комісією у справах випробувань і реєстрації засобів захисту та регуляторів росту рослин і добрив Міністерства екології і природних ресурсів України 19.06.1997р., №50-97).
Особистий внесок здобувача полягає у розробці і обґрунтуванні концепції роботи, визначенні напрямків досліджень, розробці програми, постановці і проведенні досліджень, виконанні експериментальної частини досліджень, узагальненні одержаних результатів та їх інтерпретації, підготовці друкованих праць, наукових звітів, методичних рекомендацій, навчальних програм.
За надану методичну допомогу у підготовці дисертаційної роботи автор щиро вдячний академіку УААН, доктору біологічних наук В.П.Патиці; за допомогу у проведенні польових і лізиметричних досліджень завідувачу лабораторії агрохімії Чернігівського інституту АПВ УААН, доктору сільськогосподарських наук, професору О.М.Берднікову; за тривалу сумісну співпрацю по проблемі вивчення впливу мінеральних добрив на показники стану сірого опідзоленого ґрунту в умовах стаціонарного досліду ІЗ УААН завідувачу лабораторії агроекології, кандидату сільськогосподарських наук, В.І.Гамалєю і старшому науковому співробітнику лабораторії агроекології, кандидату сільськогосподарських наук С.Г.Корсун.
Апробація результатів дослідження. Матеріали дисертаційної роботи представлялися на IV (Херсон,1994), V (Рівне,1998) i VI (Умань,2002) делегатських з'їздах Українського товариства ґрунтознавців і агрохіміків; міждержавному науковому семінарі “Современные проблемы охраны и воспроизводства плодородия: экология, экономика, право” (Одеса,1994); конференціях: “Екологія Полісся: проблеми, сучасність, майбутнє” (Харків-Луцьк,1993), “Наукові основи ведення сільського господарства України в сучасних умовах (Чабани,1994), "Современные проблемы почвоведения и экологии” (Москва,1994); міжнародній конференції “Раціональне використання і охорона земельних ресурсів” (Київ,1994); Всеукраїнській науково-методичній конференції “Екологічна підготовка та виховання студентів аграрних навчальних закладів” (Житомир,1995); міжнародній конференції “Рациональное природопользование: системный анализ в экологии” (Севастопіль,1996); науково-методичній конференції “Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженого ресурсного забезпечення” (Київ,1998); науково-практичному семінарі “Проект по удосконаленню практики використання пестицидів. USEPA-UNDP” (Київ,1998); міжнародній науково-практичній конференції “Землеробство ХХI століття - проблеми та шляхи вирішення” (Київ-Чабани,1999);науково-виробничній конференції “Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання ґрунтових ресурсів” (Київ,2000); всеукраїнській науково-практичній конференції “Соціально-економічні проблеми природокористування та екології (Миколаїв,2001); всеукраїнській науково-практичній конференції “Стан земельних ресурсів України: проблеми, шляхи вирішення”(Харків,2001);міжнародній конференції “Сталий розвиток агроекосистем”(Вінниця,2002); засіданні НМЦ УААН “Агроекологія” (Київ,2002).
Публікації. Результати досліджень за темою дисертаційної роботи викладено у 57 наукових публікаціях, з яких 24 - статті у фахових виданнях.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 377 сторінці комп'ютерного набору, складається з вступу, восьми розділів, сім з яких є експериментальною частиною роботи, загальних висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних 416 літературних джерел, в тому числі 40 іноземних авторів. Ілюстрована 87 таблицями, 56 рисунками.
2. Основний зміст роботи
Методика дослідження
Обґрунтування напрямку роботи. Попередніми роботами В.Г.Мінєєва, Ю.В.Алєксєєва, В.Н.Кудєярова та інших ще у 70-80 роках ХХ ст. було показано основні негативні впливи мінеральних добрив на ґрунтову систему. Відомими токсикологами Е.І.Гончаруком, М.С.Соколовим та іншими розроблено методичні підходи до оцінки небезпечності екзогенних хімічних речовин у ґрунті. Фундаментальними працями М.А.Глазовської закладено основи оцінки стійкості ґрунтів до забруднення токсикантами. Колективом вчених ґрунтознавців і агрохіміків ННЦ “Інститут ґрунтознавства і агрохімії ім. О.Н.Соколовського” під керівництвом академіка В.В.Медведєва розроблено екологічні нормативи для оцінки стану ґрунтів, які знаходяться під антропогенним впливом.
Базуючись на названих розробках, дослідження велися в напрямку створення структури показників і екологічних нормативів для агроекологічної оцінки мінеральних добрив, як екзогенних хімічних речовин, за впливом на процеси, що відбуваються у ґрунтовій системі. Для цього вивчалися питання надходження, нагромадження в верхніх шарах ґрунту, міграції у горизонтальному і вертикальному напрямку, впливу на біологічні об'єкти мінеральних добрив і окремих їх компонентів, а також визначалися кількісні параметри цих процесів. Методикою досліджень враховувалося, що мінеральні добрива, які за своєю природою є хімічними солями та їх сумішами, можуть бути джерелом надходження багатьох хімічних елементів та сполук у довкілля. Тому дослідження передбачали вивчення як адитивних впливів окремих складових мінеральних добрив на ґрунтову систему, так і їх синергічної дії. При вивченні адитивних ефектів виходили з того, що згідно існуючих стандартів, ступінь стійкості ґрунтової системи до хімічних речовин-забруднювачів необхідно оцінювати у відношенні до конкретної речовини, джерелом якої може виступати мінеральне добриво. При цьому розрізняли педохімічно активні речовини, які створюють кислотно-основні умови в ґрунті і впливають таким чином на загальний стан ґрунтової системи (переважно макроелементи та їх сполуки - NO3 -, SO4--, C1-, Na+); біохімічно активні речовини, які впливають в першу чергу на живі організми - мікрофлору, рослини, тварини (As,Cd,Pb,Cr,Zn,Ni,Cu,Sn,Hg,F- та ін.); речовини, які здатні знаходитися в ґрунті у таких формах, які ведуть до їх міграції в поверхневі, ґрунтові та підземні води (NO3-, SO4-, F-, C1-, Cd, Zn та ін.). Сумарні впливи мінеральних добрив вивчали за відповідною реакцією біологічних тест - об'єктів.
Об'єктами дослідження були мінеральні добрива і їх складові - хімічні речовини, які становлять потенційну загрозу для людини і природних екосистем.
В якості традиційних мінеральних добрив вивчали аміачну селітру (NH4NO3 - 34,5%N, ГОСТ2-75), суперфосфат простий гранульований (Ca(HPO4)2H2O - 19,5%Р2О5, ГОСТ5956-78), хлористий калій (KCl - 53,6-62,5%К2О, ТУ6-12-84-75). Дослідженню підлягали також нові види мінеральних добрив і сировина для їх виготовлення: фосфоровмісні руди і продукти їх переробки родовищ України: Ново-Амвросієвського, Південно-Осиківського, Осиківського, Маневицько-Клеванської фосфоритоносної площадки, Ратновського, Волинського, Здолбунівського, Котовського. Новий вид фосфорних добрив - агрофоска (АФК), який виготовляється з вітчизняної природної фосфоритної сировини Ново-Амвросієвського родовища Карпівського кар'єру (Донецька обл.), вміст загального фосфору - 12% Р2О5 і рухомого - 2,0 % Р2О5, калію - 2,5% К2О, кальцію - 27% СаО; новий вид азотних добрив - сульфат-гумат-амонію (СГА), який виробляється на ВАТ “Азот” м.Черкаси на основі сульфату амонію та гуматів амонію (натрію, калію) ((NH4)2SO4+C22H18O11), містить не менше 20% азоту, не більше 0,06% вільної сірчаної кислоти і 0,1-0,7% гумату амонію (натрію, калію).
Поряд з мінеральними добривами вивчали особливості надходження і поведінки у агроекосистемах їх окремих складових: кадмію (Cd), свинцю (Pb), миш'яку (As), цинку (Zn), міді (Cu), кобальту (Co), нікелю (Ni), фторид-іону (F -), нітрат-іону (NO3-), хлорид-іону (Cl -), сульфат-іону (SO42-).
Методи дослідження. Для характеристики валового запасу і рухомих форм токсикантів у ґрунті використовували комплекс екстрагентів, згідно загальноприйнятих методик. Визначення важких металів проводили методами атомно-абсорбційної спектроскопії і хроматографії в тонкому шарі сорбенту, фтору- потенціометричним методом за допомогою фторид-селективного електроду.
Оцінку стану ґрунтів за фізико-хімічними показниками проводили: загальний вміст гумусу - за методом Тюріна; груповий склад гумусу - за методом Кононової-Бєльчикової; вміст вільних і зв'язаних з рухомими півтораокисами гумусових речовин (агресивна фракція фульвокислот) - в ході визначення фракційного складу гумусу за схемою Тюріна в модифікації Пономарьової і Плотникової; актуальну кислотність ґрунту - шляхом вимірювання концентрації Н+ у розчині методом потенціометрії за допомогою іонселективних електродів; обмінну кислотність ґрунту і вміст рухомого алюмінію - за методом Соколова; гідролітичну кислотність - шляхом вилучення водню оцтовокислим натрієм; вміст обмінного натрію - у водній витяжці за допомогою полуменевого фотометру; вміст часточок ґрунту розміром <0,001 мм - у ході визначення гранулометричного складу ґрунту за методом Долгова і Лічманової; вміст NO3- - потенціометричним методом за допомогою іонселективного мембранного електроду; вміст SO42- - у водній витяжці об'ємним методом з азотнокислим свинцем Pb(NO3)2 і дитизоном; вміст C1- - у водній витяжці об'ємним методом з азотнокислим сріблом AgNO3.
Активність ферментів ґрунту визначали за методом Галстяна; нітрифікаційну здатність ґрунту за методом Кравкова; токсичність ґрунту - за показниками розвитку насіння пшениці за методом Акулова.
Висновки про всю генеральну сукупність даних робили на основі математичної статистики вибіркової сукупності за допомогою кореляційного, регресійного, дисперсійного аналізів. Використовували програми Microsoft Excel, Agrostat, пакет програм ІСГМ. Для розрахунків навантаження на територію України полютантів при застосуванні мінеральних добрив використовували матеріали Держкомстату України за 1985-2000 рр. Побудову карт забруднення території України внаслідок застосування мінеральних добрив здійснювали за допомогою програми ГІС MapInfo Corporation (1996). Для характеристики основних типів ґрунтів України використовували Атлас ґрунтів УРСР за редакцією М.К.Крупського і М.І.Полупана (1979).
Спостереження за змінами стану ґрунтової екосистеми під впливом інтенсивного застосування засобів хімізації, в тому числі мінеральних добрив, проводили протягом 1989-1994рр. на базі лабораторії агроекології Інституту землеробства УААН в умовах стаціонарного досліду “Розробка і вдосконалення інтенсивних технологій вирощування зернових культур у сівозміні на основі розширеного відтворення родючості ґрунту”, який було закладено в 1987 році у північній частині Лісостепу України (Київський агроґрунтовий район центральної провінції) на темно-сірому опідзоленому ґрунті.
Дослідження з вивчення екотоксикологічних особливостей нових видів мінеральних добрив вітчизняного виробництва і сировини для їх виготовлення, а також поведінки полютантів у агроекосистемі залежно від природних і антропогенних факторів, проводили протягом 1995-2002 років на базі відділу екотоксикології Інституту агроекології та біотехнології УААН і Чернігівського інституту АПВ УААН в умовах Козелецько-Коропського агроґрунтового району (лівобережна низинна провінція зони Полісся) на дерново-середньопідзолистому супіщаному ґрунті і Бобровицько-Бахмацького агроґрунтового району (північна підпровінція зони Лісостепу) на чорноземі типовому малогумусному.
Дослідження величини радіальної міграції катіонів і аніонів проводили в умовах стаціонарних лізиметричних установок, для засипки яких було використано дерново-середньопідзолистий супіщаний ґрунт з морфологічною і генетичною характеристикою відповідно до польових ґрунтових розрізів.
З метою вивчення особливостей поведінки у ґрунтовій екосистемі біохімічно активних речовин, джерелом яких можуть виступати мінеральні добрива, протягом 1999-2001 рр. в умовах дерново-середньопідзолистого ґрунту і чорнозему типового проводили польовий і лізиметричний досліди з штучними фонами забруднення ґрунту Cd,Pb,Zn,Cu. Для врахування різного рівня токсичності, метали вносилися еквівалентно їх гранично допустимим концентраціям у ґрунті (ГДК).
Для встановлення особливостей переходу токсикантів із добрив у ґрунт, а також із різних типів ґрунтів у розчин при різних кислотно-лужних умовах середовища проводили лабораторні модельні досліди з імітацією ґрунтових розчинів з різними рівнями рН і екстракцією токсикантів у часі.
Біохімічно активні елементи мінеральних добрив та рівні їх надходження в агроекосистеми. Питання щодо забруднення агроекосистем біохімічно активними елементами внаслідок застосування мінеральних добрив, залишається дискусійним. У зв'язку з цим, було проведено визначення розмірів надходження As,Cd,Pb,Cо,Zn,Ni,Cu,F в агроекосистеми України і встановлено рівень небезпечності цього процесу. Розрахунки проводилися на основі використання статистичних даних щодо застосування мінеральних добрив під урожай сільськогосподарських культур протягом 1966-2000 рр. Базовим було обрано 1990 рік, як рік застосування мінеральних добрив у науково-обґрунтованих нормах і досягнення найбільшої продуктивності сільськогосподарських культур. Отримані результати показали, що за період 1966-2000 рр. в обмінний фонд біогеохімічного циклу агроекосистем України поступило 0,3 тис.т Cd, 2,0 тис.т Pb, 1,0 тис.т As, 890 тис.т F. Для встановлення рівня небезпечності цього процесу було використано модуль техногенного геохімічного тиску - Dm, що показує кількість речовини, яка в певному регіоні переходить із техногенних потоків у природні. Було встановлено, що привнесення Cd,Zn,Cu,As,Ni,Co з мінеральними добривами знаходилося у межах середніх величин, в той час, як модуль техногенного геохімічного тиску фтору перевищував середній рівень у 2,6-2,9 рази, що говорить про активну роль мінеральних добрив у перерозподілі цього елементу між літосферою і педосферою і можливому нагромадженні у ґрунтах агроекосистем України з подальшою міграцією у суміжні екосистеми.
В межах окремого поля, яке може виступати як складова частина єдиної агроекосистеми, мінеральні добрива є суттєвим, але не єдиним джерелом токсичних елементів: значний внесок у ці процеси органічних добрив, а також в певній мірі меліорантів. Нашими дослідженнями було встановлено, що основна кількість токсичних елементів (до 70%) надходить в агроекосистеми з фосфорними добривами, з азотними і калійними - 17%, вапняковими матеріалами-13%. Органічні добрива в межах агроекосистеми відіграють роль біоконцентраторів і рециркуляторів токсичних елементів, з ними у ґрунт може надходити до 60% від їх загальної кількості. Участь азотних, фосфорних, калійних, органічних добрив та меліорантів у надходженні As, Cd, Pb, F у ґрунт значною мірою залежить від системи удобрення.
Подобные документы
Негативний вплив мінеральних добрив на компоненти агроекосистеми. Агроекологічна оцінка нових видів мінеральних добрив. Класифікація мінеральних добрив за показниками впливу на ґрунтову систему. Екотоксикологічні, гідрохімічні, агрохімічні методи оцінки.
курсовая работа [170,6 K], добавлен 11.11.2010Оцінка впливу агрохімікатів на агроекосистему. Аналіз результатів біотестування впливу мінеральних добрив на ґрунт, а також реакції біологічних індикаторів на забруднення ґрунту. Загальна характеристика показників рівня небезпечності мінеральних добрив.
реферат [105,4 K], добавлен 09.11.2010Основні чинники негативного впливу мінеральних добрив на біосферу. Проблеми евтрофікації природних вод. Шляхи можливого забруднення навколишнього середовища добривами і заходи щодо його запобігання. Вплив надмірного внесення добрив на властивості ґрунтів.
курсовая работа [53,2 K], добавлен 12.01.2011Взаємодія людини із землею. Негативний вплив людини на родючий шар землі. Порушення ґрунтового покриву в результаті неправильної експлуатації. Застосування високих доз мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин. Забруднення ґрунтів в Україні.
презентация [1,5 M], добавлен 11.12.2011Основні види антропогенного впливу на ґрунти, принцип контролю їх забруднення. Санітарні та біологічні показники оцінки стану ґрунтів, їх класифікація за впливом хімічних забруднюючих речовин. Схема оцінки епідемічної небезпеки ґрунтів населених пунктів.
контрольная работа [39,1 K], добавлен 30.11.2011Вплив забруднених опадів на якість грунтових вод, змінення складу ґрунтових вод під впливом забруднюючих речовин у атмосферних опадах. Особливості кількісної оцінки захищеності ґрунтових вод. Забруднення підземних вод в результаті зміни ландшафтів.
курсовая работа [104,7 K], добавлен 29.05.2010Екологія та екологічні проблеми в Україні. Характеристика та екологічна оцінка Хмельницької області. Вербальний опис ТОВ "Дунаєвецький арматурний завод". Умови забруднення атмосферного повітря. Інвентаризації викидів забруднюючих речовин в атмосферу.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 09.09.2014Джерела забруднення ґрунтів сільськогосподарських угідь. Методика відбору проб. Загальна оцінка забруднення ґрунтів України. Заходи щодо охорони ґрунтів сільськогосподарського призначення. Попередження виснаження ґрунтів і підвищення врожайності культур.
курсовая работа [164,7 K], добавлен 31.01.2014Забруднення продуктів радіонуклідами та нітратами. Характеристика показників безпеки зернових культур. Шляхи надходження чужорідних речовин в продукти харчування. Порівняння допустимих рівнів токсичних елементів. Вплив антибіотиків на якість м’яса.
реферат [36,3 K], добавлен 02.12.2014Закономірності міграції радіоактивних речовин у навколишньому середовищі. Надходження радіонуклідів із ґрунту в рослини. Перехід радіоактивних речовин у продукцію тваринництва. Визначення забруднення продукції. Диференціювання з допомогою пакета Maple.
курсовая работа [443,8 K], добавлен 14.03.2012
