Агроекологічна оцінка мінеральних добрив за впливом на ґрунтову систему

Представлений підхід дає можливість оцінити вплив мінерального добрива на процеси, що протікають у ґрунтовій системі, звернути увагу на показники, які не відповідають екологічним нормативам і своєчасно попередити негативні явища.

Висновки

У дисертаційній роботі наведене теоретичне узагальнення і новий підхід до оцінки мінеральних добрив за їх негативним впливом на процеси, що протікають у ґрунтовій системі і визначають як її екологічний стан, так і стан суміжних складових агроекосистеми, розроблено наукові основи і критерії агроекологічної оцінки мінеральних добрив.

Результати проведених досліджень дозволили зробити наступні висновки:

1. Загальну науково-обґрунтовану агроекологічну оцінку мінеральних добрив перед їх впровадженням у сільськогосподарське виробництво, доцільно проводити за розробленою чотирьохступеневою класифікацією небезпечності. Структура показників класифікації дозволяє визначити рівень впливу мінеральних добрив на екотоксикологічні, агрохімічні, геохімічні властивості ґрунтової системи; поділ на класи - встановити відповідність екологічним нормативам.

2. Для врахування особливостей впливу мінеральних добрив на процеси, що протікають у ґрунтовій системі, необхідно проведення їх поділу на групу директивної дії (містять у своєму складі значну кількість токсичних домішок) та індирективної дії (впливають на кислотно-основні властивості ґрунту). Розроблений алгоритм дослідження різних видів мінеральних добрив, який базується на такому поділі, дозволяє зосередити увагу на основних можливих негативних впливах і уникнути зайвих досліджень.

4. При оцінці мінеральних добрив директивної дії першочергова увага повинна приділятися найбільш небезпечним елементам - Cd, As, F, Pb. Основна кількість цих елементів (до 70%) надходить в агроекосистеми з фосфорними добривами, з азотними і калійними - 17%, вапняковими матеріалами-13%. Особливої уваги потребує фтор, оскільки надходження його з мінеральними добривами в агроекосистеми України перевищує середній рівень Dm у 2,6-2,9 рази, що говорить про активну роль мінеральних добрив у перерозподілі F між літосферою і педосферою.

5.Екотоксикологічна небезпечність важких металів (Cd,Pb,Zn,Cu,Ni,Co) і фтору (F) у ґрунті визначається не всією масою, а лише кількістю, що знаходиться в рухомих формах. Стійкість ґрунтів відносно забруднення важкими металами, виражена через коефіцієнт толерантності - kt, найменша для ґрунтів Поліської зони з рН<6,0, вмістом гумусу <1,5%, кількістю гранулометричної фракції <0,001 мм <15% (kt - 0,11ч0,35). Стійкість ґрунтів відносно фтору підпорядковується зворотній залежності, вона найнижча для ґрунтів зони Степу (середній рівень kt - 0,24).

6.Контроль за вмістом Cd,Pb,Zn,Cu,Ni,Co,F у ґрунті при застосуванні мінеральних добрив у різних ґрунтово-кліматичних умовах необхідно проводити диференційовано. При застосуванні мінеральних добрив на ґрунтах, що характеризуються кислою реакцією середовища, невисоким вмістом гумусу і мулистої фракції, обов'язковим повинен бути екотоксикологічний контроль за вмістом рухомих форм важких металів; на ґрунтах з нейтральною, лужною реакцією середовища і високим вмістом натрію, обов'язковим повинен бути контроль за вмістом рухомих форм фтору у ґрунті.

7.Мінеральні добрива значною мірою впливають на вертикальний перерозподіл у профілі ґрунтів біогенних і токсичних елементів. Серед іонів більшою активністю міграції характеризуються аніони, для яких пріоритетним є наступний низхідний ряд: C1- > NO3- > SO4-- >F- Коефіцієнти концентрації (Кс) для аніонів коливаються в діапазоні 0,65ч16,6. Катіони (важкі метали) характеризувалися значно меншою активністю радіальної міграції під впливом мінеральних добрив (Кс - 0,74ч1,67). Оцінку мінеральних добрив необхідно проводити, згідно визначених рівнів їх впливу на процеси радіальної міграції біогенних і токсичних елементів: Кс 1,0 - мало небезпечний; Кс 1,1-2,9 - помірно небезпечний; Кс 3,0-5,0 - небезпечний; Кс 5,0 - особливо небезпечний рівень.

8. Агроекологічна оцінка мінеральних добрив за біологічними тестами дозволяє врахувати синергічну дію їх складових на процеси, що протікають у ґрунтовій системі. Чутливими показниками відносно впливу мінеральних добрив як директивної, так і індирективної дії, виявилися активність ґрунтових ферментів (група оксидоредуктаз), а також показники активності мікроорганізмів, що беруть участь у процесах перетворення азоту (нітрифікаційна здатність ґрунту). Рівень впливу мінеральних добрив на ці процеси доцільно визначати за розмірами відхилення від контролю згідно екотоксикологічних нормативів:<10% - малонебезпечний, 10-25% - помірно небезпечний, 26-50% - небезпечний і >50% дуже небезпечний рівень впливу.

9. Агроекологічна оцінка фосфоритів родовищ України (Ново-Амросіївського, Південно-Осиківського, Осиківського, Волинського, Здолбунівського, Ратновського та Маневицько-Клеванської фосфоритоносної площадки), проведена згідно розробленого підходу, показала відсутність загрози забруднення ґрунту важкими металами при їх застосуванні як добрив. Одночасно було встановлено, що використання фосфоритових концентратів для удобрення сільськогосподарських культур може призвести до нагромадження у ґрунті фтору вище безпечної межі (II-III клас небезпечності). Це обумовлено високим вмістом фтору у їх складі (кислоторозчинний - 447ч1300 мг/кг, водорозчинний - 41ч110 мг/кг) і вимагає контролю як за якісним складом фосфоритових концентратів на стадії їх виробництва, так і контролю за вмістом фтору у ґрунті при їх використанні.

10. Агроекологічна оцінка нового добрива директивної дії - агрофоска, показала, що застосування рекомендованої дози - 60 кг/га P2O5 не призведе до забруднення верхніх шарів ґрунту важкими металами і радіоактивними елементами (Tk>100 років, рівень перевищення ГДК і фону <2, IV класу небезпечності). Однак, використання агрофоски може бути причиною підвищення у ґрунті вище допустимої межі вмісту валових і рухомих форм фтору - Tk<10 років (I клас небезпечності), що потребує особливої уваги при використанні.

При застосуванні агрофоски в умовах легких за механічним складом ґрунтів з промивним типом водного режиму може мати місце міграція біохімічно активних елементів за ґрунтовим профілем. Контроль необхідно проводити за F і Zn (Кс>3), Co i Ni (Кс>2). Міграція Pb,Cu i Cd знаходиться в межах безпечної (Кс<2). За впливом на швидкість міграції Pb i Cu агрофоску можна віднести до III класу небезпечності; F, Zn, Co, Ni - II класу небезпечності.

Застосування агрофоски у дозі 60 кг/га Р2О5 не буде причиною депресивного впливу на біологічну активність ґрунту, підвищення дози до 180 кг/га може супроводжуватися активізацією процесів мінералізації органічної речовини, про що свідчить зниження коефіцієнту нагромадження гумусу (Кг) з 1,26 до 1,06-0,87 з одночасним підвищенням активності пероксидази. Максимально недіючою дозою можна вважати дозу 90 кг/га Р2О5, в межах якої не буде спостерігатися пригнічення біологічної активності ґрунту.

11. Агроекологічна оцінка нового добрива індирективної дії - сульфат-гумат-амонію, виявила підвищену можливість радіальної міграції нітратного азоту, що може створювати загрозу якості природним водам (КсNO3->5, I клас небезпечності).

Добриво за величиною підвищення гідролітичної кислотності (Нг) при рекомендованій дозі N90 відноситься до III класу небезпечності. Час досягнення небезпечного рівня (I-II клас) буде складати 20 років, що свідчить про обов'язковість проведення нейтралізації кислотності добрива при його використанні у сільськогосподарському виробництві.

Максимально недіючою дозою відносно біологічної активності ґрунту можна вважати дозу N60 кг/га, яка не призводить до зниження активності ферментів ґрунту. Застосування добрива у рекомендованій дозі - N90, не викличе значного зниження активності біологічних процесів у ґрунті (III клас небезпечності), але при цьому може спостерігатися депресивний ефект у часі, що при тривалому застосуванні добрива може призвести до зміни функціонально-структурної організації біоценозу ґрунту.

Рекомендації для впровадження

1. Для попередження можливої негативної дії мінеральних добрив на природні екосистеми і здоров'я людини рекомендується проводити превентивну оцінку небезпечності мінеральних добрив, які проходять державні випробування, за наступними показниками.

Це дозволить встановити відповідність мінеральних добрив екологічним нормативам і розробити рекомендації щодо їх безпечного використання у сільськогосподарському виробництві з врахуванням сучасних вимог до охорони довкілля.

2. Вищим аграрним закладам освіти III-IV рівнів акредитації із спеціальності 7.070801 -“Екологія та охорона навколишнього середовища” рекомендується використовувати результати роботи в курсах “Агрохімія”, “Екологічна експертиза”, “Екотоксикологія”.

3.Для проведення агроекологічного моніторингу та паспортизації земель сільськогосподарських угідь рекомендується метод моніторингу важких металів, який забезпечує ефективний контроль еколого-агрохімічного стану ґрунтів.

4.Санітарно-епідеміологічним станціям і науково-дослідним установам Міністерства охорони здоров'я України, ветеринарним, агрохімічним, контрольно-токсикологічним лабораторіям Міністерства агропромислового комплексу України та лабораторіям інших органів центральної виконавчої влади рекомендується метод визначення важких металів у об'єктах довкілля за допомогою хроматографії у тонкому шарі сорбенту.

Список основних публікацій за темою дисертації

Гамалей В.И., Макаренко Н.А., Корсун С.Г. Гумусное состояние почв при комплексном применении удобрений и пестицидов в интенсивном земледелии // Вісник аграрної науки. -1995. - №7. - С.33-39 (проведення польових і аналітичних досліджень, аналіз літературних джерел, узагальнення отриманих результатів, написання статті).

Кавецький В.М., Макаренко Н.А., Кіцно Л.В., Буожис А.О. Інтегральна класифікація полютантів за ступенем небезпечності // Землеробство. Збірник наукових праць. - 1996. - С.155-158 (наукове обґрунтування досліджень, аналіз літературних джерел, формування висновків, написання статті).

Макаренко В.В., Кавецький В.М., Макаренко Н.А. Перспективи використання сировинних ресурсів як добрив у сільськогосподарському виробництві // Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН. - 1997. - С.88-91(узагальнення даних, формування висновків, написання статті).

Макаренко Н.А., Буожис Г.О., Кавецька Т.В. Інтегральна система оцінки небезпечності важких металів у агроландшафтах // Агроекологія і біотехнологія. Зб.наукових праць. - Вип. 2. - 1998. - С.80-85 (наукове обґрунтування досліджень, аналіз літературних джерел, формування висновків, написання статті).

Макаренко Н.А., Ліщук А.М., Буожис А.О., Кавецька Т.В. Екотоксикологічна оцінка якості фосфоритів України // Агрохімія і ґрунтознавство. Міжвідомчий тематичний науковий збірник. Спец. випуск до V з'їзду УТГА. - Ч.2. - Харків,1998. - С.167-168 (наукове обґрунтування досліджень, проведення аналітичних робіт, узагальнення матеріалу, формування висновків, написання статті).

Кавецький В.М., Макаренко Н.А., Буожис Г.О. Екотоксикологічна оцінка якості фосфоритів України // Натураліс. - 1998. - №3-4. - С.5-8 (наукове обґрунтування досліджень, аналіз літературних джерел, проведення аналітичних робіт, узагальнення даних, формування висновків, написання статті).

Кавецький В.М. Макаренко Н.А. Методологічні основи викладання екотоксикології та екологічної експертизи в аграрних вузах // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. - 1999. - №1-2. - С. 174-176 (наукове обґрунтування, аналіз літературних джерел, узагальнення матеріалу, формування висновків, написання статті).

Макаренко Н.А., Кавецький В.М., Козьякова Н.О.Розробка принципів класифікації важких металів з метою оцінки ступеню їх небезпечності в агроландшафтах // Аграрний вісник Причорномор'я. Збірник наукових праць. Сільськогосподарські науки. - Вип. №3 (6). - Ч.1:Агрономія. - 1999. - С.43-46 (наукове обґрунтування, аналіз літературних джерел, узагальнення матеріалу, формування висновків, написання статті).

Бездрабко О.М., Кавецький В.М., Макаренко Н.А., Бердніков О.М. Вплив сульфат гумат амонійних добрив на поведінку полютантів у системі ґрунт-добриво-рослина // Агроекологія і біотехнологія. Збірник наукових праць. - 1999. - С.40-45 (наукове обґрунтування досліджень, участь у проведенні польових і аналітичних досліджень, узагальнення даних).

Кавецький В.М., Макаренко Н.А., Буожис Г.О. Прогноз загрози фторидного забруднення ґрунтів при застосуванні фосфоритів України // Експрес-новини: наука, техніка, виробництво (Укр ІНТЕІ). - 1999. - №1-2. - 22-24 (наукове обґрунтування досліджень, участь у проведенні аналітичних досліджень, узагальнення даних).

Макаренко Н.А., Моклячук Л.І., Кавецький В.М. Методи обстеження агроландшафтів при проведенні екологічної експертизи // Агроекологія і біотехнологія. Збірник наукових праць. - 1999. - С.40-45 (наукове обґрунтування досліджень, обстеження території, виконання аналітичних робіт, узагальнення даних, написання статті).

Макаренко Н.А.Екологічна експертиза мінеральних добрив: проблеми та шляхи вирішення // Агроекологічний журнал. - 2000. - №1. - С.58-63.

Кавецький В.М. Макаренко Н.А. Екотоксикологія та екологічна експертиза - основа сучасної системи оцінки небезпечності засобів хімізації у землеробстві // Збірник наукових праць Інституту землеробства. - 2000. - С.137-141 (наукове обґрунтування, аналіз літературних джерел, узагальнення матеріалу, формування висновків, написання статті).

Козьякова Н.О., Макаренко Н.А. Фітотоксичність - екотоксикологічний критерій оцінки небезпечності важких металів // Науковий вісник НАУ. - 2000. - Вип.24. - С.266-270 (наукове обґрунтування досліджень, узагальнення даних, написання статті).

Корсун С.Г., Макаренко Н.А. Моніторинг хімічного складу атмосферних опадів на Київщині // Науковий вісник НАУ. - 2000. - Вип.29. - С.165-167 (участь у проведенні досліджень, узагальнення матеріалу).

Бездрабко О.М., Макаренко Н.А. Оцінка нового виду азотних добрив - сульфат гумат амонію за агрономічними та екотоксикологічними показниками // Науковий вісник НАУ. - 2000. - Вип.29. - С.160-164 (наукове обґрунтування досліджень, узагальнення даних, написання статті).

Козьякова Н.О., Макаренко Н.А., Кавецький В.М. Міграція важких металів в системі “ґрунт-рослина” - екотоксикологічний критерій їх небезпечності // Науковий вісник НАУ. - 2000. - Вип.32. - С.365-370 (наукове обґрунтування досліджень, участь у проведенні польових і аналітичних досліджень, узагальнення даних).

Бездрабко О.М., Макаренко Н.А., Кавецький В.М. Вплив сульфат гумат амонійних добрив на міграцію важких металів за ґрунтовим профілем в умовах Полісся України // Вісник ДААУ. - 2000. - №2. - С.276-280 (наукове обґрунтування досліджень, участь у проведенні польових і лізиметричних досліджень, узагальнення даних).

Макаренко Н.А. Екологічна експертиза мінеральних добрив за екотоксикологічними критеріями // Вісник аграрної науки. - 2000. - №9. - С.77.

Макаренко Н.А. Контроль за вмістом важких металів у ґрунті // Вісник аграрної науки. - 2001. - №4. - С.55-57.

Макаренко Н.А. Екологічна експертиза мінеральних добрив за показниками горизонтальної та вертикальної міграції біогенів і токсикантів // Вісник аграрної науки Причорномор'я. Спец. випуск 3. - Т.2. - “Соціально-економічні проблеми природокористування та екології”. - Миколаїв,2001. - С.70-75.

Макаренко Н.А. Вплив природних та антропогенних факторів на рухомість важких металів у ґрунті // Агрохімія і ґрунтознавство. Міжвідомчий тематичний науковий збірник. - Харків,2001. - №61. - С.213-220.

Козьякова Н.О., Макаренко Н.А. Ферментативна активність ґрунту як екотоксикологічний критерій небезпечності важких металів // Науковий вісник НАУ. - 2001. - Вип.34. - С.284-289 (наукове обґрунтування досліджень, участь у проведенні польових і аналітичних досліджень, узагальнення даних).

Макаренко Н.А. Оцінка небезпечності важких металів у ґрунті за екотоксикологічним критерієм “рухомість” // Агрохімія і ґрунтознавство. Міжвідомчий тематичний науковий збірник. Спец. випуск до VI з'їзду УТГА. - К.3. - Харків,2002. - С.90-91.

Макаренко Н.А.Толерантність ґрунтів відносно біохімічно активних речовин, джерелом яких можуть виступати мінеральні добрива // Агроекологічний журнал. - 2002 р. - №3. - С.35-40.

Макаренко Н.А. Еколого-токсикологічна оцінка мінеральних добрив вітчизняного виробництва за показниками впливу на ґрунтову екосистему //Збірник наукових праць Уманської сільськогосподарської академії. - 2002. - Вип.№ 54. - С. 98-107.

Спосіб проведення екологічної експертизи мінеральних добрив. - Деклараційний патент на винахід № 44191A (Автори: Патика В.П., Макаренко Н.А., Кавецький В.М., Моклячук Л.І.).

Матеріали наукових з'їздів, конференцій, науково-практичних нарад

Гамалєй В.І., Макаренко Н.А., Султанов А.У. Вміст і склад гумусу - індикаторний показник екологічного стану ґрунтів в умовах комплексної хімізації // Тези доп. конференції “Екологія Полісся: проблеми, сучасність, майбутнє”. - Харків-Луцьк,1993 - С.79-80.

Гамалєй В.І., Макаренко Н.А., Корсун С.Г., Султанов А.У. Еколого-агрономічна оцінка застосування засобів хімізації в сівозміні // Тези доп. IV з'їзду ґрунтознавців і агрохіміків України. - Харків,1994. - С.148-149.

Kavetski V.M., Makarenko N.A., Lichyk A.M.Integration classification pollutants relative to of degree danger // Тез.международной конф. “Рациональное природопользование: системный анализ в экологии” - Севастополь,1996. -С.78.

Макаренко Н.А., Кавецький В.М. Екотоксикологічна оцінка небезпечності важких металів у ґрунті // Тез. доп. науково-методичної конференції “Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженого ресурсного забезпечення” - Київ,1998. - С.197-198.

Кавецький В.М., Макаренко Н.А., Кіцно Л.В. Екотоксикологія та критерії якості навколишнього середовища // Матеріали науково-практичного семінару “Програма розвитку ООН (ПРООН в Україні)” - К.,1998. - С. 82-85.

Макаренко Н.А., Буожис Г.О., Кавецький В.М. Фтор у фосфоритах України // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Землеробство XXI століття-проблеми та шляхи вирішення”. - Київ-Чабани,1999. - С.45-46.

Кавецький В.М., Макаренко Н.А., Буожис Г.О., Бердніков О.М. Екотоксикологічні аспекти оцінки фосфоритів родовищ України // Тези доп. Научная конференция посвященная 75-летию Ю.С.Кагана “Актуальные проблемы токсикологии”. - Київ,1999. - С.105.

Макаренко Н.А., Буожис Г.О., Кавецька Т.В. Про необхідність проведення екотоксикологічної оцінки нового виду фосфорних добрив “Агрофоска” // Тези науково-виробничої конференції “Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання ґрунтових ресурсів”. - Київ,2000. - С.102-103.

Макаренко Н.А. Критерії еколого-токсикологічної оцінки мінеральних добрив при проведенні екологічної експертизи // Зб. доп. Всеукраїнської науково-практичної конференції “Стан земельних ресурсів України:проблеми, шляхи вирішення”. -Харків, 2001. - С.252-253.

Макаренко Н.А. Екотоксикологічне обґрунтування безпечного застосування мінеральних добрив // Тези доп. міжнародної наукової конференції “Стійкий розвиток агроекосистем”. - Київ-Вінниця, 2002. - С.95-97.

Науково-методичні роботи

Макаренко Н.А.Моніторинг важких металів // Агроекологічний моніторинг та паспортизація сільськогосподарських земель (методично-нормативне забезпечення) / За ред. В.П.Патики, О.Г.Тараріко. - К.:Фітосоціоцентр, 2002. - С.32-37.

Екологічна експертиза. Програма для вищих аграрних закладів освіти 3-4 рівня акредитації - К., “Вища школа”, 1999. - 10 с. (Макаренко Н.А., Кавецький В.М., Булигін С.Ю.)

Методичні вказівки для виконання курсової роботи з екологічної експертизи. К., НАУ, 2001. -18 с. (Макаренко Н.А., Кавецький В.М.)

Екологічна токсикологія. Програма для вищих аграрних закладів освіти 3-4 рівня акредитації - К., “Вища школа”, 1999. -10 с. (Кавецький В.М., Бублик Л.І., Макаренко Н..А.).

Методичні вказівки по визначенню Hg, Zn, Ni, Co, Cd, Cu в ґрунті, рослинах, воді методом тонкошарової хроматографії / Сборник “Методические указания по определению пестицидов в пищевых продуктах, кормах и внешней среде”. К., 2001. - №29. - С.18-23 (В.М.Кавецький, Н.А.Макаренко, А.М.Ліщук, С.В.Кавецький, Г.О.Буожис).

Анотація

Макаренко Н.А. Агроекологічна оцінка мінеральних добрив за впливом на ґрунтову систему. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. - Інститут агроекології та біотехнології УААН, Київ, 2002.

В роботі представлено новий підхід до оцінки небезпечності мінеральних добрив за впливом на ґрунтову систему. Наведено результати дослідження можливих негативних впливів мінеральних добрив на агроекосистеми, зокрема їх ґрунтову компоненту. Визначено роль мінеральних добрив у процесах надходження токсичних елементів I i II класу небезпечності в обмінний фонд біогеохімічного кругообігу агроекосистем і встановлено рівень небезпечності цього процесу. Досліджено процеси інтенсивної і екстенсивної рухомості біохімічно активних елементів - компонентів мінеральних добрив, у різних типах ґрунтів України, встановлено толерантність ґрунтів до забруднення за здатністю до іммобілізації біохімічно активних елементів. Досліджено процеси радіальної міграції хімічних речовин у різних ґрунтово-кліматичних умовах залежно від рівня навантаження мінеральних добрив на агроекосистеми, встановлено кількісні параметри цих процесів, визначено небезпечні рівні впливу. Вивчено 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 проведено екологічне нормування негативних впливів мінеральних добрив на стан ґрунтової і суміжних екосистем. За результатами екологічного нормування негативних впливів розроблено класифікацію мінеральних добрив, яка стала основою для проведення їх агроекологічної оцінки. Проведено агроекологічну оцінку нових видів мінеральних добрив вітчизняного виробництва.

Ключові слова: мінеральні добрива, ґрунтова система, агроекосистема, токсичні елементи, міграція, біологічні тести.

Аннотация

Макаренко Н.А. Агроэкологическая оценка минеральных удобрений по влиянию на почвенную систему. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16 - экология. - Институт агроэкологии и биотехнологии УААН, Киев,2002.

В работе представлен новый подход к оценке опасности минеральных удобрений по влиянию на почвенную систему. Приведены результаты исследований возможного негативного влияния минеральных удобрений на агроэкосистемы, в частности на их почвенную компоненту.

Изучена роль минеральных удобрений в процессах поступления токсичных элементов I и II классов опасности в обменный фонд биогеохимического круговорота агроєкосистем и установлен уровень опасности этого процесса. Установлено, что при оценке минеральных удобрений директивного действия основное внимание должно уделяться наиболее опасным элементам - Cd, As, F, Pb. Основное количество этих элементов (до 70%) поступает в агроэкосистемы с фосфорными удобрениями. Особенного внимания заслуживает фтор, поскольку поступление его с минеральными удобрениями в агроэкосистемы Украины превышает средний уровень Dm у 2,6-2,9 раза, что говорит об активной роли минеральных удобрений в перераспределении F между литосферой и педосферой.

Исследованы процессы интенсивной и экстенсивной подвижности биохимически активных элементов - компонентов минеральных удобрений в разных типах почв Украины, установлен уровень толерантности почв к загрязнению по способности к иммобилизации биохимически активных элементов. Исследованы процессы радиальной миграции химических веществ в разных почвенно-климатических условиях, зависимо от уровня нагрузки минеральных удобрений на агроэкосистмы, установлены количественные параметры этих процессов, определены опасные уровни влияния. Изучена возможность использования разных биоиндикационных тестов для агроэкологической оценки минеральных удобрений с учетом характера их действия на почвенную систему.

На основании теоретических обобщений, результатов экспериментальных исследований и прогнозных расчетов, проведено экологическое нормирование негативного влияния минеральных удобрений на состояние почвенной и смежных экосистем. По результатам экологического нормирования негативного влияния разработана классификация минеральных удобрений, которая стала основой для проведения их агроэкологической оценки.

Проведена агроэкологическая оценка новых видов минеральных удобрений отечественного производства. Агроэкологическая оценка фосфоритов месторождений Украины (Ново-Амросиевского, Южно-Осиковского, Осиковского, Волынского, Здолбуновского, Ратновского и Маневицко-Клеванской фосфоритоносной площадки), показала отсутствие угрозы загрязнения почвы тяжелыми металлами при их использовании в качестве удобрений. Одновременно было установлено, что использование фосфоритовых концентратов для удобрения сельскохозяйственных культур может привести к накоплению в почве фтора выше безопасного уровня (II-III класс опасности). Это обусловлено повышенным содержанием фтора в их составе (кислоторастворимая форма - 447ч1300 мг/кг, водорастворимая - 41ч110 мг/кг) и требует контроля как за качественным составом фосфоритовых концентратов на стадии их производства, так и контроля за содержанием фтора в почве при их использовании.

Ключевые слова: минеральные удобрения, почвенная система, агроэкосистема, токсические элементы, миграция, биологические тесты.

Summary

Makarenko N.A. Аgroecological estimation of mineral fertilizers by influence to soil system . - Manuscript. Thesis for doctor's degree on specialty 03.00.16 - ecology. - Agriecology and Biotechnology Institute of UAAS, Kyiv, 2002.

The thesis presents new approach to the estimation of mineral fertilizers danger in process of its influence to soil system. Scientific research of the approximate mineral fertilizers, negative influence to agroecological systems are contains in the thesis. The special accent is made on mineral fertilizers negative influence to soil fragment of agroecological systems. Negative role of I and II class of toxic elements is researched in franse of its infiltration to biochemical rotation of agroecological systems. The level of its danger is estimated in the thesis. Important aspect of the thesis is devoted to active biochemical elements mobility (intensive and extensive) in different types of Ukrainian soils. The chemical components migration process is researched in different condition of climate and soil. Possibility of the different bioindicative test for mineral fertilizers agroecological estimation is researched in aspect of its common effect to soil system. The thesis contains mineral fertilizers classification which is elaborated on the basis of fixing-rate results. The thesis conclusion presents agroecological estimation of new kinds of native mineral fertilizers.

Key words: mineral fertilizers, agroecological systems, soil systems, toxic elements, migration, bioindicative test.

Размещено на Allbest.ru