Эколого-токсикологический анализ состояния восстановленного пастбищного биогеоценоза

Качаев Г.В.; Kachaev G.V.

Эколого-токсикологический анализ состояния восстановленного пастбищного биогеоценоза

Автор: Качаев Г.В.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Рубрика: Экология

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 | УДК: 633.4

The ecological-toxicological analysis of the regenerated pasture biogeocenosis

The ecological safety issues of artificially created mixtures (soils) based on the ash-slag wastes and grass biogeocenosis growing on them are considered in the article. The content of heavy metals in soils and plant raw material of pasture biogeocenosis is researched.

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.