Накопление тяжелых металлов в столовой свекле при разных уровнях загрязнения почвы и содержания питательных веществ

Тяжелые металлы широко распространены в биосфере и относятся к наиболее токсичным химическим загрязнителям окружающей среды. Особенно часто они накапливаются в верхних гумусовых горизонтах почвы. В водорастворимой и ионообменной форме тяжелые металлы легко поглощаются растениями, а затем передаются в экосистемах по пищевым цепям. Такой механизм особенно опасен для сельскохозяйственных растений, так как конечным потребителем в этом случае является человек (Матвеев и др., 1997).

Между поглощением элементов питания растением и поступлением тяжелых металлов из почвы существуют сложные взаимодействия. Как правило, наблюдается положительная корреляция между накоплением тяжелых металлов и поглощением калия и фосфора, а между поглощением тяжелых металлов и поглощением азота такая связь не установлена (Матвеев и др., 1997).

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Целью нашего исследования являлась количественная оценка содержания питательных веществ и тяжелых металлов в почве, а также установление возможной связи между этими показателями и аккумуляцией тяже- лых металлов сельскохозяйственными растениями. Экспериментальные исследования проводились в вегетационный период 2006 г. на агробиологической станции Ульяновского государственного педагогического университета им. И.Н.Ульянова. Экспериментальные делянки располагались в пойме реки Свияги на участке площадью 0,5 га. Предварительно этот участок был подготовлен для выращивания столовой свеклы. На нем через каждые 10 м в начале и в конце вегетации свеклы сорта Бордо отбирали почвенные образцы для агрохимического и многоэлементного анализа. Определяли следующие агрохимические показатели почвы: содержание гумуса, K2O, P2O5. Количественное содержание тяжелых металлов в почве и растениях выявляли атомно-адсорбционным методом.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ полученных данных показал различия в количественном рас- пределении тяжелых металлов и питательных веществ в изученных почвах. По результатам этого анализа было выделено два участка поймы: с высоким содержанием питательных веществ и низким содержанием тяжелых металлов (участок I); с относительно низким содержанием питательных веществ и более высоким уровнем загрязнения тяжелыми металлами (участок II). Участок II регулярно заливается водой из реки Свияги во вре- мя весеннего паводка.

Таблица 1

Содержание питательных веществ

в почве поймы р. Свияга
Вариант	Содержание питательных веществ, %
	Апрель 2006 г.			Сентябрь 2006 г.
	Гумус	K 2 O	P 2 O 5	Гумус	K 2 O	P 2 O 5
Уч. I	7,1	15,5	20,0	5,7	8,5	10,5
Уч. II	5,8	11,0	12,5	5,0	5,5	7,0

В начале вегетации содержание гумуса в почвах обоих участков было достаточным для нормального развития овощных культур. К концу вегетации оно существенно снижалось на участке I и в меньшей степени – на уча- стке II (табл. 1).

Обеспеченность фосфором и калием в начале вегетации на участке I была средней, на участке II – низкой. Вынос фосфора и калия к концу вегетации был значительным и составлял, соответственно, на участке I – 51,0% и 41,4%, на участке II – 56,0% и 50,0% (табл.1). Таким образом, к осени уровень питательных веществ в почве заметно снижается, что требует систематического внесения фосфорно-калийных удобрений для выращивания столовой свеклы в условиях поймы.

Таблица 2

Содержание тяжелых металлов в почве п ойм ы р. С вия га, мг/кг

Вариант	Cu	Zn	Pb	Ni	Cr	Cd	Σ
Участок I	13,2	21,4	9,5	10,6	15,5	0,5	70,7
Участок II	15,1	26,5	12,9	15,2	19,1	0,7	89,5
Региональный фон	11,2	24,2	11,2	35,5	16,3	0,4	98,8

ченным элементам более высокие концентрации характерны для участка II . Показатели для почв участка I более близки к региональному фону, но содержание Cu и Cd выше регионального фона на обоих участках, Zn и Pb – на участке II (табл.2). Только содержание Ni в изучаемых почвах в 2-3 раза уступает фоновому показателю. Именно из-за относительно высокого фонового содержания Ni суммарный показатель для регионального фона оказался выше суммарных показателей по экспериментальным участкам (табл. 2).

Таблица 3

Содержание тяжелых металлов в корнеплодах столовой свеклы

Содержание ТМ, мг/кг

fl fl

Вариант

Растения на уч. I

Растения на уч. II

Σ

8,61

9,49

ПДК

При анализе образцов свеклы было выявлено более высокое содержание тяжелых металлов в ботве, чем в корнеплодах, что подтверждает положение о большей их аккумуляции в органах, не участвующих в репродукции (Кабата-Пендиас, Пен-диас, 1987; Матвеев и др., 1997). В наших исследованиях содержание тяжелых металлов в ботве столовой свеклы превышало ПДК большинства изученных элементов, а в корне