Редкоземельные элементы в шунгитовых почвах: содержание, распределение и особенности микоризообразования

Автор: Кикеева Анастасия Вячеславовна, Чаженгина Светлана Юрьевна, Чаженгина Елена Алексеевна

Статья в выпуске: 1 (31) т.8, 2019 года.

Бесплатный доступ

В работе представлены результаты изучения содержания и распределения редкоземельных элементов (РЗЭ) в почвах, сформированных на шунгитовых породах Заонежья (Карелия). Среднее валовое содержание РЗЭ в почвах, приуроченных к неразрабатываемым выходам шунгитовых пород (Подсосонье, Лебещина и Карнаволок), удаленных от источников техногенной нагрузки, составляет 57 мг/кг, что уступает содержанию РЗЭ в почвах карьеров Максово и Зажогино - 78 мг/кг. Содержание РЗЭ в шунгитовых почвах ниже кларковых среднемировых значений. Установлено топологическое сходство в характере распределения РЗЭ в шунгитовых породах и почвах, которое проявляется в преобладании легких РЗЭ над тяжелыми (∑LREE / ∑HREE = 5-7) и наличием отрицательной европиевой аномалии. Наблюдается слабое накопление РЗЭ в почве, интенсивность которого зависит от содержания органического вещества и кислотности почв. Выявлены особенности микоризообразования ели, произрастающей в почвах на шунгитовых породах. Толщина и доля мицелиального чехла в эктомикоризном окончании ели в почвах на шунгитовых породах превосходит те же параметры эктомикориз (ЭМ) ели, произрастающей на условно фоновой территории. Плотность ЭМ ели условно контрольной территории в 2 раза выше, чем ЭМ ели, произрастающей на шунгитовых почвах. Установлены корреляции между содержанием РЗЭ в почве и значениями параметров микоризы. Для ЭМ ели, произрастающей в почвах на неразрабатываемых выходах ШП, отмечены положительные корреляции содержания РЗЭ со значениями грибного компонента микоризы. Для параметров ЭМ ели, произрастающей в непосредственной близости от действующего карьера Зажогинский, отмечены отрицательные корреляционные связи содержания РЗЭ в почве с растительным компонентом ЭМ.

Еще

Редкоземельные элементы, масс-спектроскопия, шунгитовые породы, шунгитовые почвы, агрохимические свойства почв, эктомикориза ели

Короткий адрес: https://sciup.org/147231237

IDR: 147231237

Список литературы Редкоземельные элементы в шунгитовых почвах: содержание, распределение и особенности микоризообразования

Бахмет О. Н., Федорец Н. Г. Почвенный покров [Soil cover] // Сельговые ландшафты Заонежского полуострова: природные особенности, история освоения и сохранение Падма / Под. ред. А. Н. Громцева. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. 2013. С. 47-50.
Вадковская И. К. Химические элементы и жизнь в биосфере [Chemical elements and life in the biosphere] / Под ред. И. К. Вадковской, К. И. Лукашева. Минск: Вышейшая школа, 1981. 175 с.
Виноградов А. П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры [Average content of chemical elements in the main types of pyrogenic rocks of the Eath crust// Геохимия. 1962. № 7. С. 555-571.
Веселкин Д. В. Изменчивость анатомических параметров эктомикоризных окончаний разного строения [Variability of anatomical parameters of ectomycorrhizal tips of different construction]// Микология и фитопатология. 2003. Т. 37. Вып. 1. С. 22-29.
Веселкин Д. В. Реакция эктомикориз на техногенное загрязнение различных типов [Reaction of mycorrhizae to technogenic pollution of various types]// Сибирский экологический журнал. 2005. № 4. С. 753-761.
Веселкин Д. В. Влияние загрязнения различных типов на разнообразие эктомикориз Pinus silvestris [Impact of various types of pollution on diversity of mycorrhizae of Pinus silvestris] // Микология и фитопатология. 2006. Т. 40. Вып. 2. С. 122-132.
Веселкин Д. В. Морфологическая изменчивость и адаптивное значение эктомикориз хвойных: Pinaceae Lindl.[Morphological variability and adaptive significance of ectomycorrhizae of conifers: Pinaceae Lindl.]: Автореф. дис.... д-ра биол. наук. Екатеринбург, 2013. 40 с.
Водяницкий Ю. Н., Савичев А. Т., Васильев А. А., Лобанова Е. С., Чащин А. Н., Прокопович Е. В. Содержание тяжелых щелочноземельных (Sr, Ba) и редкоземельных (Y, La, Ce) металлов в техногенно загрязненных почвах [Content of heavy alcaline-eath (Sr, Ba) and rare-eath (Y,La,Ce) metals in industrially polluted soils] // Почвоведение. 2010. № 7. С. 879-890.
Водяницкий Ю. Н. Тяжелые и сверхтяжелые металлы и металлоиды в загрязненных почвах.[Heavy and super-heavy metals and metalloids in polluted soils] М.: ГНУ Почвенный институт им. В. В. Докучаева Россельхозакадемии, 2009. 95 с.
Дабах Е. В. Редкоземельные элементы в почвах природных и техногенных ландшафтов Кировской области [Rare-eath elements in the soils of the natural and industrial landscapes of Kirov area] // Теоретическая и прикладная экология. 2016. № 3. С. 56-67.
Интерпретация геохимических данных: Учеб. пособие [Interpretation of geo-chemical data: study guide] / Под ред. Е. В. Склярова. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 288 с.
Красильников П. В., Шоба С. А. Сульфатнокислые почвы Восточной Фенноскандии.[Sulfate acid soils of Eastern Fennoscandia] Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 1997. 160 с.
Морозова Р. М. Лесные почвы Карелии.[Forest soils of Karelia] Л.: Наука, 1991. 184 с.
Некрасова О. А., Дергачева М. И. Редкоземельные элементы в гуминовых кислотах и почвах археологического памятника Степное 7 (Южный Урал) [Rare-eath elements in humic acids and soils of the archeological site Stepnoye 7 (South Urals)] // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 4 (24). С. 36-46.
Переломов Л. В. Взаимодействие редкоземельных элементов с биотическими и абиотическими компонентами почв [Interaction of rare-eath elements with biotic and abiotic soil components] // Агрохимия. 2007. № 11. С. 85-96.
Переломов Л. В., Асаинова Ж. С., Йошида С., Иванов И. В. Содержание редкоземельных элементов в почвах Приокско-Террасного биосферного заповедника [Content of rare-eath elements in soils of Prioksky Terrasny biosphere reserve]// Почвоведение. 2012. № 10. С. 1115-1126.
Почвы Карелии[Soils of Karelia] / Под ред. И. П. Лазарева. Петрозаводск: Карелия, 1981. 192 с.
Ромашкин А. Е., Рычанчик Д. В., Голубев А. И. Геохимия редкоземельных элементов углеродсодержащих пород заонежской свиты Онежской структуры [Geochemistry of rare-eath elements of carbon-bearing rocks in Zaonezhye suite of Onega structure] // Геология и полезные ископаемые Карелии. 2014. № 14. С. 163-177.
Федорец Н. Г., Бахмет О. Н., Солодовников А. Н., Морозов А. К. Почвы Карелии. Геохимический атлас. [Soils of Karelia. Geochemical atlas] М.: Наука, 2008. 47 с.
Федорец Н. Г., Дьяконов В. В., Литинский П. Ю., Шильцова Г. В. Загрязнение территории Республики Карелия тяжелыми металлами и серой.[ Heavy metal and sulphur pollution of the territory of the Republic of Karelia] Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 1998. 47 с.
Федорец Н. Г., Морозова Р. М., Бахмет О. Н., Ткаченко Ю. Н. Почвы и почвенный покров Заонежья [Soils and soil cover of Zaonezhye] // Экологические проблемы освоения месторождения Средняя Падма / Под. ред. Е. П. Иешко. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2005. С. 20-34.
Филиппов М. М. Шунгитоносные породы Онежской структуры. [Shungite-bearing rocks of Onega structure ] Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2002. 280 с.
Шкараба Е. М., Переведенцева Л. Г., Мехоношин Л. Е. Консортивные связи лесных растений с грибами в условиях промышленного загрязнения [Consortive links of forest plants and mushrooms in conditions of industrial pollution] // Экология. 1991. № 6. С. 12-17.
Arvela P., Von Lehmann B., Grajewski O., Oberdisse E. Effect of praseodymium on drug metabolism in rat liver smooth rough endoplasmic reticulum // Experientia. 1980. Vol. 36. P. 860-861.
Aubert D., Stille P., Probst A. REE fractionation during granite weathering and removal by waters and suspended loads: Sr and Nd isotopic evidence // Geochim. Cosmochim. Acta. 2001. Vol. 63. P. 387-406.
Chemistry of Europe's Agricultural Soils - Part A: Methodology and Interpretation of the GEMAS Data Set / Eds. C. Reimann, M. Birke, A. Demetriades, P. Filzmoser, P. O'Connor. Hannover: Geologisches Jahrbuch (Reihe B), Heft 102, Schweizerbarth, 2014. 528 p.
Geochemical Atlas of Europe, Part 1, Background Information, Methodology and Maps / Eds. R. Salminen, M. J. Batista, М. Bidovec. Espoo: Geological Survey of Finland, 2005. 526 p.
Goecke F., Jerez C. G., Zachleder V., Figueroa F. L., Bišová K., Řezanka T., Milada V. Use of lanthanides to alleviate the effects of metal ion-deficiency in Desmodesmus quadricauda (Sphaeropleales, Chlorophyta) // Frontiers in Microbiology. 2015. Vol. 6. P. 12.
Hu Z., Richter H., Sparovek G., Schnug E. Physiological and Biochemical Effects of Rare Earth Elements on Plants and Their Agricultural Significance: A Review // Journal of Plant Nutrition. 2004. Vol. 27 (1). P. 183-220.
Ketris M. P., Yudovich Ya. E. Estimations of Clarkes for Carbonaceous biolithes: World averages for trace element contents in black shales and coals // Inter. J. Coal Geology. 2009. Vol. 78. P. 135-148.
McDonough W. F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical geology. 1995. Vol. 120. No 3-4. P. 223-253.
Piper D. Z. Rare earth elements in the sedimentary cycle - a summary // Chemical Geology. 1974. Vol. 14. P. 285-304.
Rim K. T., Koo K. H., Park J. S. Toxicological evaluations of rare earths and their health impacts to workers: a literature review // Safety and Health at Work. 2013. Vol. 4 (1). P. 12-26.
Sadeghi M., Petrosino P., Ladenberger A., Albanese S., Andersson M., Morris G., Lima A., De Vivo B. Ce, La and Y concentrations in agricultural and grazing-land soils of Europe // J. Geochem. Expl. 2013. Vol. 133. P. 202-213.
Sholkovitz E. R. The aquatic chemistry of rare earth elements in rivers and estuaries // Aquat. Geochem. 1995. Vol. 1. P. 1-34.
Thomas P. J., Carpenter D., Boutin C., Allison J. E. Rare earth elements (REEs): Effects on germination and growth of selected crop and native plant species // Chemosphere. 2014. Vol. 96. P. 57-66.
Volokh A. A., Gorbunov A. V., Gundorina S. F., Revich B. A., Frontasyeva M. V., Chen S. P. Phosphorus fertilizer production as a source of rare-earth elements pollution of the environment // Science of The Total Environment. 1990. Vol. 95. P. 141-148.
Zhu W. F., Xu S. Q., Shao P. P., Zhang H., Wu D. S., Yang W. J., Feng J., Feng L. Investigation on liver function among population in high background of rare earth area in South China // Biol. Trace Elem. Res. 2005. Vol. 104. P. 1-7.

Еще

Статья научная