Эколого-токсикологический анализ состояния восстановленного пастбищного биогеоценоза

Автор: Качаев Г.В.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 6, 2014 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрены вопросы экологической безопасности искусственно созданных смесей (почвогрунтов) на основе золошлаковых отходов и произрастающих на них травяных биогеоценозов. Исследовано содержание тяжелых металлов в почвогрунтах и в растительном сырье пастбищного биогеоценоза.

Экосистема, пастбищный биогеоценоз, экологическая безопасность, почвогрунты, тяжелые металлы

Короткий адрес: https://sciup.org/14083744

IDR: 14083744

Текст научной статьи Эколого-токсикологический анализ состояния восстановленного пастбищного биогеоценоза

Содержание тяжелых металлов в почвогрунтах и растениях определялось атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре AAS-30 в ЦАНИЛ КрасГАУ в соответствии с ГОСТ 27996-88.

Результаты исследования и их обсуждение. Тяжелые металлы поступают в организм травоядных животных, а затем и человека, в основном с растительной пищей. В растительном сырье они концентрируются главным образом из почвы.

Содержание тяжелых металлов в почвогрунтах травяного биогеоценоза. Экологическая безопасность созданных почвогрунтов определяется прежде всего содержанием тяжелых металлов, которые и создают уровень токсичности для живых организмов.

В таблице 1 представлены данные по содержанию тяжелых металлов в искусственно созданных почвогрунтах, при этом установлено, что концентрация по основным элементам Cu, Zn, Cd, Pb не превышает ПДК в почве.

Однако в варианте чернозем–торф–зола в соотношении 1:0,5:1 количество цинка и свинца находится на границе с ПДК 22,6–22,8 и 5,99–6,0 мг/кг соответственно.

Фоновые (контрольные) значения тяжелых металлов в черноземах также не превышали ПДК, что и обусловило возможность их использования в качестве основного компонента при создании почвогрунтов.

Таблица 1

Содержание тяжелых металлов в почвогрунте восстановленных пастбищных биогеоценозов (через 3 месяца после посева трав)

Полевой опытный участок	Содержание элементов, мг/кг
Полевой опытный участок	Cu \	Cd	Zn	Pb
I группа
№ 1. Чернозем выщелоченный–контроль	1,43	0,029	3,92	3,54
№ 2. Чернозем–торф–зола 1:0,5:0,5	1,5	0,22	18,3	5,02
№ 3. Чернозем–торф–зола 1:1:0,5	1,28	0,18	15,4	4,55
№ 4. Чернозем–торф–зола 1:0,5:1	2,56	0,46	22,6	5,99
№ 5. Чернозем 1–торф–зола 0,5:1:0,5	2,67	0,31	21,8	5,34
II группа
№ 6. Чернозем обыкновенный–контроль	2,15	0,015	3,15	2,56
№ 7. Чернозем–торф–зола 1:0,5:0,5	1,24	0,24	21,5	4,92
№ 8. Чернозем–торф–зола 1:1:0,5	2,19	0,25	9,5	3,16
№ 9. Чернозем–торф–зола 1:0,5:1	2,89	0,48	22,8	6,00
№ 10. Чернозем 1–торф–зола 0,5:1:0,5	1,93	0,29	21,4	5,78
ПДК почвы	3,0	0,5	23,0	6,0
ПДК золы	5,4	1,3	26,2	18,5

Совместное использование чернозема, торфа и золы снижает антропогенную нагрузку на пастбищный биогеозеноц, наиболее полно это проявляется в вариантах с сочетанием чернозем–торф–зола 1:1:0,5.

Содержание тяжелых металлов в растительном сырье пасбищного биогеоценоза. Анализируя данные, представленные в таблицах 2–4, установили, что биомасса растений клевера лугового, пастбищной смеси и разнотравной растительности (сформированной на участке путем самосева) не обладает токсичностью, так как содержание исследуемых тяжелых металлов не превышает ПДК, установленной для растений.

Уровень концентрации тяжелых металлов приближен к ПДК только в варианте при сочетании чернозема, торфа и золы 1:0,5:1.

Таблица 2

Химический состав пастбищной смеси при выращивании на искусственно созданных почвогрунтах (надземная масса)

Полевой опытный участок	Содержание элементов, мг/кг
Полевой опытный участок	Cu	Cd	Zn	Pb
I группа
№ 1. Чернозем выщелоченный–контроль	0,83	0,022	12,0	0,021
№ 2. Чернозем–торф–зола 1:0,5:0,5	3,12	0,072	19,62	0,35
№ 3. Чернозем–торф–зола 1:1:0,5	2,54	0,095	17,83	0,24
№ 4. Чернозем–торф–зола 1:0,5:1	8,95	0,098	47,32	0,46
№ 5. Чернозем 1–торф–зола 0,5:1:0,5	6,59	0,091	18,45	0,48
II		группа
№ 6. Чернозем обыкновенный–контроль	0,92	0,035	15,0	0,012
№ 7. Чернозем–торф–зола 1:0,5:0,5	4,50	0,020	20,54	0,45
№ 8. Чернозем–торф–зола 1:1:0,5	2,34	0,081	18,68	0,32
№ 9. Чернозем–торф–зола 1:0,5:1	5,04	0,042	45,68	0,48
№ 10. Чернозем 1–торф–зола 0,5:1:0,5	3,68	0,087	19,72	0,45
ПДК раст.	10,0	0,1	50,0	0,5

Таблица 3

Химический состав клевера лугового при выращивании на искусственно созданных почвогрунтах (надземная масса)

Полевой Содержание элементов, мг/кг

опытный участок	Cu	Cd	Zn	Pb
I группа
№ 1. Чернозем выщелоченный–контроль	0,48	0,013	9,6	0,012
№ 2. Чернозем–торф–зола 1:0,5:0,5	3,74	0,090	12,52	0,32
№ 3. Чернозем–торф–зола 1:1:0,5	3,08	0,050	10,86	0,25
№ 4. Чернозем–торф–зола 1:0,5:1	7,29	0,100	25,68	0,48
№ 5. Чернозем 1–торф–зола 0,5:1:0,5	5,23	0,080	21,36	0,39
II группа
№ 6. Чернозем обыкновенный–контроль	0,32	0,071	8,8	0,015
№ 7. Чернозем–торф–зола 1:0,5:0,5	5,56	0,080	15,63	0,35
№ 8. Чернозем–торф–зола 1:1:0,5	3,89	0,020	11,13	027
№ 9. Чернозем–торф–зола 1:0,5:1	9,01	0,012	14,18	0,50
№ 10. Чернозем 1–торф–зола 0,5:1:0,5	6,32	0,090	33,72	0,34
ПДК раст.	- (10,0)	0,1	50,0	0,5

Таблица 4

Химический состав разнотравно-типчаково-ковыльной растительности (самосев) (надземная масса)

Полевой опытный участок	Содержание элементов, мг/кг
Полевой опытный участок	Cu	Cd	Zn	Pb
I группа
№ 1. Чернозем выщелоченный–контроль	0,56	0,045	33,9	0,05
№ 2. Чернозем–торф–зола 1:0,5:0,5	5,65	0,056	26,3	0,43
№ 3. Чернозем–торф–зола 1:1:0,5	4,89	0,033	22,4	0,31
№ 4. Чернозем–торф–зола 1:0,5:1	9,65	0,098	48,3	0,46
№ 5. Чернозем 1–торф–зола 0,5:1:0,5	5,28	0,084	39,4	0,41
II группа
№ 6. Чернозем обыкновенный–контроль	0,53	0,033	38,7	0,025
№ 7. Чернозем–торф–зола 1:0,5:0,5	4,63	0,077	33,8	0,45
№ 8. Чернозем–торф–зола 1:1:0,5	4,52	0,052	15,6	0,32
№ 9. Чернозем–торф–зола 1:0,5:1	9,87	0,092	44,3	0,49
№ 10. Чернозем 1–торф–зола 0,5:1:0,5	5,15	0,083	39,5	0,41
ПДК раст.	10,0	0,1	50,0	0,5

Выводы

1. Искусственные почвогрунтовые смеси, созданные на основе золошлаковых отходов, используются для восстановления природных экосистем степной и лесостепной зон Сибири.
2. Совместное использование чернозема, торфа и золы снижает антропогенную (техногенную) нагрузку на пастбищный биогеоценоз, наиболее полно это проявляется в вариантах с сочетанием чернозем– торф–зола 1:1:0,5.
3. Растения, произрастающие на почвогрунтах с добавлением золы в концентрации чернозем–торф– зола 1:0,5:0,5 и 1:1:0,5, не накапливают в биомассе повышенное количество микроэлементов, концентрация которых может достигать потенциально опасного уровня для животных на подножном корму. Скорее всего, основная масса тяжелых металлов удерживается в корнях растений.
4. Наибольшим фитотоксическим эффектом обладают смеси: чернозем–торф–зола в соотношениях 1:1:1; чернозем–зола – 1:1; торф–зола – 1:1 – как для клевера лугового, так и для пастбищной смеси.

Статья научная