НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кіщак Тетяна Степанівна

УДК 631.95:631.1:631.8

Екотоксикологічна оцінка поведінки важких металів у ланці
зерно-просапної сівозміни на дерново-підзолистому ґрунті полісся

03.00.16 – екологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

КИЇВ – 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету
Міністрів України

Науковий керівник – доктор сільськогосподарських наук, професор

Кавецький Володимир Миколайович, Національний аграрний університет,

професор кафедри екології агросфери та екологічного контролю

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Бублик Людмила Іванівна,

Інститут захисту рослин УААН,

завідувач лабораторії аналітичної хімії пестицидів

кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Коломієць Лариса Петрівна,

ННЦ “Інститут землеробства” УААН,

провідний науковий співробітник відділу сільськогосподарського
землекористування і захисту ґрунтів від ерозії

Захист відбудеться “06” грудня 2007 р. о 1200 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.004.15 у Національному аграрному
університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15,
навчальний корпус 3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного
університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 13,
навчальний корпус 4, к. 28

Автореферат розісланий “03” листопада 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради
Ю.В. Коломієць

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Важкі метали (ВМ), зокрема цинк, мідь, свинець та
кадмій займають особливе місце за дією на біологічні об’єкти. Багато з
них необхідні для живих організмів як мікроелементи, але внаслідок
антропічного впливу вони можуть бути токсичними для біоти. Вирішення
наукових проблем, пов’язаних з фоновими та екстремальними рівнями вмісту
важких металів в системі “ґрунт-рослина”, набувають все більшого
значення з точки зору оцінки стійкості агроекосистем.

Дослідженню поведінки важких металів за внесення добрив присвячені
роботи Мінєєва В.Г. (2004), Ільїна В.Б. (1991, 2006), Ладоніна В.Ф.
(1995, 2002). Однак вплив вирощування культур у сівозміні на поведінку
важких металів вивчено недостатньо. З огляду на це актуальним є
з’ясування закономірностей розподілу та міграції важких металів у
системі “ґрунт-рослина” вцілому і в окремих компонентах агроекосистеми
(дерново-підзолистому ґрунті, культурах сівозміни), що сприяє розумінню
основних процесів їх руху у біологічному колообігу та обґрунтуванню
необхідних заходів, що покликані попередити забруднення агроценозів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота є складовою частиною програми Кабінету Міністрів України та
Української лабораторії якості і безпеки продукції агропромислового
комплексу (УЛЯБП АПК) Національного аграрного університету –
“Обґрунтування оцінки придатності сільськогосподарських земель для
формування екологічно чистих сировинних зон в господарствах
Національного аграрного університету” (№ ДР 0107U004373).

Мета і завдання досліджень. Метою досліджень було визначення впливу
вирощування культур у ланці зерно-просапної сівозміни на
екотоксикологічну поведінку важких металів у системі “ґрунт-рослина” в
умовах дерново-підзолистого ґрунту Полісся України.

Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі завдання:

визначити вміст рухомих форм цинку, міді, свинцю і кадмію в орному шарі
дерново-підзолистого ґрунту протягом вегетаційного періоду;

дослідити вертикальну міграцію важких металів за профілем ґрунту при
вирощуванні культур у сівозміні;

вивчити транслокацію і біокумуляцію цинку, міді, свинцю та кадмію в
системі “ґрунт-рослина” у ланці зерно-просапної сівозміни;

дослідити вплив культур зерно-просапної сівозміни на поведінку важ-ких
металів у системі “ґрунт-рослина” на дерново-підзолистому ґрунті.

Об’єкт дослідження – екотоксикологічні властивості важких металів в
системі “ґрунт-рослина”.

Предмет дослідження – закономірності міграції, транслокації та
біокуму-ляції важких металів у системі “ґрунт-рослина” в ланці
зерно-просапної сівозміни на дерново-підзолистому ґрунті Полісся
України.

Методи дослідження. Польові та лізиметричні дослідження проводили за
загальноприйнятою методикою (Доспєхов Б.А., 1979). Математичну обробку
експериментальних даних здійснювали на ПЕОМ з використанням програм
“Microsoft Excel”, статистичну – за допомогою програми “Agrostat”.

Визначення важких металів в ґрунті, рослинах, фільтраційній воді
виконували методами атомно-абсорбційної спектроскопії (ААС) та
тонкошарової хроматографії (ТШХ).

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше досліджено і описано за
допомогою математичної функції сезонну динаміку рухомих форм важких
металів в орному шарі дерново-підзолистого ґрунту з двома максимумами їх
вмісту протягом вегетаційного періоду: перший у травні, другий –
серпні-вересні. За результатами екотоксикологічної оцінки поведінки
важких металів встановлено, що рівень небезпеки забруднення орного шару
дерново-підзо-листого ґрунту цинком, міддю, свинцем і кадмієм оцінюється
як малоне-безпечний, а рівень небезпеки вертикальної міграції їх за
профілем ґрунту – як мало- та помірно небезпечний. Підтверджено, що
тривале застосування органічних і мінеральних добрив у ланці
зерно-просапної сівозміни призводить до збільшення вмісту рухомих форм
цинку, міді, свинцю і кадмію в дерново-підзолистому ґрунті та рослинах
сівозміни, однак перевищення допустимих рівнів не виявлено. Встановлена
нерівномірність поглинання і накопичення важких металів кукурудзою,
вівсом і озимим житом протягом вегетаційного періоду, що зумовлено
біологічними особливостями, фазами росту та розвитку рослин. Розраховано
коефіцієнти переходу ВМ у системі “ґрунт-рослина” до фітомаси та
репродуктивних органів культур сівозміни.

Практичне значення отриманих результатів. Проведена оцінка впливу
вирощування кукурудзи на зелену масу, вівса та озимого жита на
екотоксикологічну поведінку ВМ у системі “ґрунт-рослина» засвідчила, що
тривале застосування органічних і мінеральних добрив у ланці
зерно-просапної сівозміни на дерново-підзолистому ґрунті дозволяє
отримувати якісну продукцію рослинництва за гігієнічними показниками.
Виробничу перевірку результатів досліджень проведено у господарствах
Чернігівської області на дерново-підзолистих ґрунтах загальною площею
понад 100 га (згідно з актами впровадження).

Результати досліджень відображені в наукових працях: “Методичні
вказівки проведення державних випробувань добрив”, (2006 р.) а також
“Методичні рекомендації шляхи біологізації ресурсо- та енергозбереження
в сучасному землеробстві” (2007 р.).

Результати досліджень можуть бути використані також при проведенні
екологічної експертизи застосування добрив та обґрунтуванні оптимізації
різних систем землеробства.

Особистий внесок здобувача полягає у проведенні польових, лізиметричних
та лабораторних досліджень, аналізі наукової літератури з досліджуваних
питань, узагальненні і математичній обробці експеримен-тального
матеріалу. На підставі отриманих експериментальних матеріалів
сформульовано висновки і підготовлена дисертація. Особистий внесок
здобувача становить 88 %.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи
доповідались на засіданнях кафедри агроекології (2002-2003 рр.), кафедри
екології агросфери та екологічного контролю Національного аграрного
університету (2006 р.); на міжнародній науково-практичній конференції
“Аспекти сучасного розвитку аграрного виробництва в ринкових умовах
України” (м. Миколаїв, 2006 р.); міжнародній конференції “Сучасні
проблеми біології, екології та хімії” (м. Запоріжжя, 2007 р.); на 7-ій
міжнародній науковій конференції “Сахаровские чтения 2007 года:
экологические проблемы 21 века” (г. Минск, Республика Белоруссия,
2007 г.).

Публікації результатів досліджень. За результатами досліджень
опубліковано 8 наукових праць, в тому числі 5 статей у фахових виданнях
та 3 матеріалів конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із
вступу, шести розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку
літератури, що включає 202 найменування (в тому числі 28 робіт іноземних
авторів), додатків. Робота викладена на 158 сторінках друкованого
тексту, супроводжується 26 таблицями та 20 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Екотоксикологічна поведінка важких металів

у системі “ґрунт-рослина”

(огляд літератури)

Аналіз літературних джерел показав, що екотоксикологічні властивості ВМ
визначають особливості їх поведінки в агроценозах, а саме:
закономірності міграції, транслокації і біокумуляції в системі
“ґрунт-рослина”. З’ясовано, що як недостатній, так і надлишковий вміст
ВМ негативно впливає на ріст та розвиток рослин. Показана необхідність
вивчення екотоксикологічного впливу важких металів в системі
“ґрунт-рослина” в агроценозах з метою отримання якісної продукції
рослинництва.

Об’єкти, методика та умови проведення досліджень

Експериментальні дослідження виконували протягом 2002-2006 рр. на
кафедрі екології агросфери та екологічного контролю Національного
аграрного університету, Чернігівського інституту АПВ УААН, лабораторії
екотокси-кології Інституту ЕКОГІНТОКС ім. Л.І. Медведя. Польові
дослідження прово-дили в умовах тривалого стаціонарного досліду в ланці
зерно-просапної сівоз-міни з таким чергуванням культур: у 2002 р.
кукурудза на зелену масу, 2003 р. – овес, 2004 р. – люпин, 2005 р. –
озиме жито, 2006 р. – кукурудза на зелену масу. Агротехніка вирощування
культур загальноприйнята для зони Полісся України.

Схема польового досліду: 1. Без добрив (контроль). 2. N60P60K80
(середня насиченість сівозміни добривами). 3. Сидерат – редька олійна.
4. Гній, 10 т/га (середня насиченість сівозміни добривами). 5. N60P60K80
+ сидерат + гній, 10 т/га. Органічні добрива вносили один раз у чотири
роки під кукурудзу на зелену масу, норма гною становила 40 т/га.
Сидеральну культуру (редьку олійну) висівали після збирання озимого жита
(кінець липня) з наступною заробкою восени під основний обробіток
ґрунту. Норма мінеральних добрив для кукурудзи на зелену масу становила
N120P90K120, для вівса N90P90K60, для озимого жита N60P60K60. Фосфорні
добрива вносили у вигляді простого суперфосфату, калійні – калійної
солі, азотні – аміачної селітри під основний обробіток ґрунту.

Повторність досліду чотирьохкратна. Фенологічні спостереження та відбір
ґрунтових, рослинних зразків проводили відповідно із загальноприйнятими
методиками.

Посівна площа ділянки – 102 м2, облікова – 60 м2. Ґрунт –
дерново-середньопідзолистий пилувато-супіщаний на водно-льодовикових
відкладах.

Лізиметричні дослідження проводили у 2006 р. в умовах стаціонарних
лізиметрів. Вирощували кукурудзу на зелену масу. Схема лізиметричного
досліду: 1. Без добрив (контроль). 2. N120P90K120 + гній, 40 т/га.
Повторність – дворазова. Лізиметричні води відбирали у травні та
вересні.

Визначення важких металів в об’єктах досліджень (ґрунт, рослини,
фільтраційні води) проводили методами атомно-абсорбційної спектроскопії
(ААС) та тонкошарової хроматографії (ТШХ). Метод ААС базується на
поглинанні (абсорбції) електромагнітного випромінювання атомами речовини
у вільному стані. Метод ТШХ ґрунтується на екстрагуванні Zn, Cu, Pb, Cd
з кислих розчинів (рН 7-8) дитизоном та ідентифікації їх шляхом
хроматографування у тонкому шарі сорбенту з подальшою кількісною та
якісною оцінками дитизонатів металів.

Для визначення вмісту важких металів проводили попередню екстракцію
проб. Екстрагування рухомих і потенційно рухомих форм важких металів
здійснювали 1 М HCl, надалі називатимемо їх просто рухомі форми ВМ.
Рослинний матеріал озоляли сумішшю сірчаної та хлорної кислот (за
методом Гінзбурга).

Екотоксикологічну оцінку поведінки важких металів у ланці
зерно-просапної сівозміни виконували на основі використання розробок
наукового центру Інституту ґрунтознавства та агрохімії
ім. О.Н. Соколовського, методичних підходів учених у галузі токсикології
М.С. Соколова, М.П. Вашку-лата, Н.А. Макаренко.

Вплив культур зерно-просапної сівозміни на поведінку важких металів у
системі “ґрунт-рослина” на дерново-підзолистому ґрунті

Сезонна динаміка рухомих форм важких металів (Zn, Cu, Pb, Cd) у
кореневмісному шарі дерново-підзолистого ґрунту.

За отриманими даними протягом вегетаційного періоду при вирощуванні
культур у ланці зерно-просапної сівозміни виявлено сезонні зміни рухомих
форм важких металів з двома максимумами їх вмісту в орному шарі (0-20
см) ґрунту: перший – у травні місяці, другий – серпні-вересні (на
прикладі цинку і міді, рис. 1). Аналогічні закономірності зафіксовано
для свинцю та кадмію.

Доведено, що вирощування культур у сівозміні суттєво не впливало на
сезонні зміни вмісту рухомих форм ВМ, адже хвилеподібний характер кривої
залишався незмінним, тоді як амплітуда їх коливань в орному шарі
дерново-підзолистого ґрунту дещо змінювалася в залежності від
вирощуваної культури та варіантів досліду.

(а) (б)

Рис. 1. Вміст рухомих форм цинку (а) та міді (б)

в орному шарі ґрунту при вирощуванні кукурудзи

на зелену масу, 2006 р.

Найбільший вміст рухомих форм цинку і міді в орному шарі
дерново-підзолистого ґрунту відзначено у варіантах за внесення
мінеральних добрив при вирощуванні кукурудзи на зелену масу (Zn –
1,00-2,30 мг/кг, Cu – 0,94-2,18 мг/кг), вівса (Zn – 1,00-1,87 мг/кг, Cu
– 0,95-1,96 мг/кг) та озимого жита Zn – 1,32-2,06 мг/кг, Cu –
1,22-2,10 мг/кг) (табл. 1);

свинцю у варіантах за використання органічних добрив (гною) при
виро-щуванні кукурудзи на зелену масу (1,44-4,92 мг/кг), вівса
(1,70-3,49 мг/кг), органічних і мінеральних добрив при вирощуванні
озимого жита (1,75-3,22 мг/кг);

кадмію у варіантах за внесення мінеральних добрив при вирощуванні
кукурудзи на зелену масу (0,12-0,33 мг/кг), вівса (0,06-0,18 мг/кг) та
озимого жита (0,07-0,15 мг/кг).

За впливом на вміст рухомих форм цинку в орному шарі
дерново-підзолистого ґрунту культури зерно-просапної сівозміни
розташовуються в ряд: для Zn – кукурудза > озиме жито > овес;

для Cu – озиме жито > кукурудза = овес;

для Pb та Cd – кукурудза > овес > озиме жито.

Перевищення ГДК за вмістом цинку, міді, свинцю і кадмію в орному шарі
дерново-підзолистого ґрунту не виявлено.

Таблиця 1 – Вміст рухомих форм цинку в шарі 0-20 см

дерново-підзолистого ґрунту тривалого польового досліду, мг/кг

Варіант Місяць

04 05 06 07 08 09 10

Кукурудза, 2002 р.

Без добрив (контроль) 1,04 2,38 1,86 0,52 1,63 1,28 0,90

N120P90K120 1,65 2,30 1,66 0,95 1,78 1,23 1,00

Сидерат, редька олійна 0,95 1,82 1,32 0,58 1,33 0,91 0,92

Гній, 10 т/га 1,60 2,19 1,76 0,97 1,54 1,15 0,74

N120P90K120+гній, 10 т/га+сидерат 1,31 1,91 1,68 0,63 1,47 1,02 0,79

НІР05 0,22 0,09 0,09 0,22 0,12 0,10 0,10

Кукурудза, 2006 р.

Без добрив (контроль) 0,94 1,48 1,34 0,87 1,32 1,04 0,94

N120P90K120 1,72 2,25 1,70 1,09 1,96 1,50 1,24

Сидерат, редька олійна 1,38 1,68 1,46 1,19 1,64 1,12 1,08

Гній, 10 т/га 1,18 2,07 1,86 1,40 1,76 1,36 1,14

N120P90K120+гній, 10 т/га+сидерат 1,55 1,84 1,58 1,26 1,54 1,23 1,10

НІР05 0,16 0,17 0,11 0,11 0,10 0,13 0,11

Овес, 2003 р.

Без добрив (контроль) 1,10 1,57 1,41 0,84 1,22 0,90 0,71

N90P90К60 1,30 1,87 1,63 1,00 1,58 1,35 1,26

Сидерат, редька олійна 0,91 1,36 0,92 1,27 1,23 1,15 1,04

Гній, 10 т/га 0,72 1,56 1,32 0,94 1,36 1,23 1,08

N90P90K90+гній, 10 т/га +сидерат 1,50 1,75 1,56 1,08 1,62 1,18 0,96

НІР05 0,18 0,16 0,19 0,11 0,12 0,09 0,13

Озиме жито, 2005 р.

Без добрив (контроль) 1,14 1,45 1,22 1,00 1,28 1,12 0,98

N60P60K60 1,43 2,06 1,79 1,32 1,62 1,49 1,36

Сидерат, редька олійна 1,31 1,57 1,30 1,18 1,55 1,20 1,12

Гній, 10 т/га 1,04 1,67 1,42 1,05 1,48 1,32 1,21

N60P60K60+гній, 10 т/га +сидерат 1,63 1,85 1,62 1,28 1,73 1,4 1,41

НІР05 0,09 0,09 0,11 0,12 0,10 0,10 0,09

ГДК рухомих форм цинку 23,00

Міграція важких металів за профілем дерново-підзолистого ґрунту при
вирощуванні культур зерно-просапної сівозміни в умовах Полісся України.
Результати досліджень свідчать, що розподіл ВМ за профілем
дерново-підзолистого ґрунту у контрольному варіанті характеризується
присутністю чітко виражених максимумів і мінімумів (рис. 2, 3). Тобто, у
гумусовому горизонті (0-20 см) зафіксовано біохімічну акумуляцію ВМ –
перший максимум. Один з процесів, що впливає на вміст їх рухомих форм в
ґрунті – це зв’язування з гумусовою речовиною ґрунту у верхньому
горизонті. Міграційні властивості при цьому знижуються. Саме тому
спостерігали підвищений вміст рухомих форм ВМ у верхньому, тобто
гумусному шарі ґрунту. Другий максимум вмісту рухомих форм цинку і міді
відмічали в ілювіальному горизонті на геохімічному бар’єрі, однак для
свинцю і кадмію цього не виявлено. Вміст рухомих форм останніх поступово
зменшувався за профілем ґрунту. Це пов’язано із значно меншою
біологічною акумуляцією та різною рухомістю цих елементів у порівнянні з
іншими ВМ.

Рис. 2. Розподіл важких металів за профілем дерново-підзолистого ґрунту
у контролі при вирощуванні: (а) — кукурудзи на зелену масу, 2002 р.,

(б) – вівса, 2003 р., (в) – озимого жита, 2005 р.,

(г) – кукурудзи на зелену масу, 2006 р.

Аналогічні тенденції щодо розподілу ВМ за профілем
дерново-підзолисто-го ґрунту відмічали за внесення органічних і
мінеральних добрив (див. рис. 3).

Отже, вирощування культур у ланці зерно-просапної сівозміни не впливає
на природний розподіл важких металів за профілем дерново-підзолистого
ґрунту, хоч спостерігали незначне збільшення вмісту їх рухомих форм,
насамперед, у верхньому шарі грунту.

Рис. 3. Розподіл важких металів за профілем дерново-підзолистого ґрунту

за внесення органічних і мінеральних добрив при вирощуванні:

(а) – кукурудзи на зелену масу, 2002 р.; (б) – вівса; 2003 р.;

(в) – озимого жита, 2005 р.; (г) – кукурудзи на зелену масу, 2006 р.

Екотоксикологічна оцінка поведінки важких металів у ланці
зерно-просапної сівозміни на дерново-підзолистому ґрунті.

Оцінка небезпеки забруднення орного шару ґрунту важкими металами. При
проведенні оцінки небезпеки забруднення орного шару
дерново-підзолис-того ґрунту ВМ у ланці зерно-просапної сівозміни як
показник екологічного стану ґрунтової системи використовували відношення
вмісту металу в орному шарі ґрунту до його фонового вмісту (контрольний
варіант).

За результатами наших досліджень (табл. 2), відповідно до
запропонованої градації (Патика В.П., Макаренко Н.А., 2004), рівень
небезпеки забруднення орного шару дерново-підзолистого ґрунту ВМ у ланці
зерно-просапної сівозміни оцінюється як мало небезпечний, оскільки
перевищення фонового рівня складає ? 2.

Таблиця 2 – Відношення вмісту ВМ у ґрунті

за внесення добрив до їх вмісту у контрольному варіанті

Варіант Цинк Мідь Свинець Кадмій

Кукурудза, 2002 р.

Без добрив (контроль) 1,37

1 0,94

1 1,71

1 0,10

1

N120P90K120 1,51*

1,10** 1,51

1,61 2,84

1,66 0,21

2,10

Сидерат, редька олійна 1,12

0,81 1,03

1,09 2,32

1,36 0,12

1,20

Гній, 10 т/га 1,42

1,04 1,38

1,47 3,23

1,89 0,17

1,70

N120P90K120+гній, 10 т/га+сидерат 1,26

0,92 1,30

1,38 2,49

1,46 0,16

1,60

Овес, 2003 р.

Без добрив (контроль) 1,11

1 1,09

1 1,78

1 0,06

1

N90P90К60 1,43

1,29 1,45

1,33 2,35

1,32 0,12

2,00

Сидерат, редька олійна 1,13

1,02 1,12

1,03 2,01

1,13 0,06

1,00

Гній, 10 т/га 1,17

1,05 1,31

1,20 2,47

1,39 0,09

1,50

N90P90K60+гній, 10 т/га +сидерат 1,38

1,24 1,46

1,34 2,52

1,42 0,12

2,00

Озиме жито, 2005 р.

Без добрив (контроль) 1,17

1 1,12

1 1,75

1 0,06

1

N60P60K60 1,58

1,35 1,60

1,43 2,19

1,25 0,11

1,83

Сидерат, редька олійна 1,31

1,12 1,15

1,03 1,93

1,10 0,07

1,17

Гній, 10 т/га 1,31

1,12 1,41

1,26 2,15

1,23 0,08

1,33

N60P60K60+гній, 10 т/га +сидерат 1,56

1,33 1,55

1,38 2,41

1,38 0,09

1,50

Кукурудза, 2006 р.

Без добрив (контроль) 1,13

1 1,11

1 2,02

1 0,12

1

N120P90K120 1,64

1,45 1,65

1,49 2,52

1,25 0,22

1,83

Сидерат, редька олійна 1,36

1,20 1,19

1,07 2,08

1,03 0,14

1,17

Гній, 10 т/га 1,54

1,13 1,27

1,14 3,09

1,53 0,21

1,75

N120P90K120+гній, 10 т/га+сидерат 1,44

1,27 1,40

1,26 2,19

1,08 0,17

1,42

* – у чисельнику середній вміст важких металів протягом вегетаційного
періоду, мг/кг ґрунту;

** – у знаменнику відношення вмісту важких металів у ґрунті за внесення
добрив до їх вмісту у контрольному варіанті.

Екотоксикологічна оцінка поведінки важких металів за показником
вертикальної міграції. Екотоксикологічну оцінку поведінки ВМ за
показниками вертикальної міграції проводили за коефіцієнтом концентрації
(Кс). Він характеризує ступінь накопичення елементів (речовин) у
компоненті системи відносно обраного еталону: Кс =kі/Кі, де kі – вміст
(кількість) і-го хіміч-ного елементу (речовини) у n-компоненті; Кі –
вміст (кількість) і-го хімічного елементу (речовини) в еталоні
(контролі).

За результатами досліджень (табл. 3), коефіцієнт концентрації для
цинку, міді, свинцю і кадмію складав від 0,73 (мінімальна величина) до
2,59 (максимальна величина), що характеризується як мало- та
помірнонебезпечний рівень міграції ВМ за профілем ґрунту.

Таблиця 3 – Коефіцієнти концентрації (Кс) важких металів

за профілем ґрунту у ланці зерно-просапної сівозміни

Глибина, см Цинк Мідь Свинець Кадмій

Кукурудза, 2002 р.

0-20 0,80 1,21 1,63 1,56

20-40 0,94 1,38 1,27 1,55

40-60 1,02 1,33 1,12 1,33

60-80 1,08 1,30 1,05 1,25

80-100 1,13 1,05 1,77 —

Овес, 2003 р.

0-20 1,11 1,32 1,29 1,87

20-40 1,12 2,59 1,14 1,67

40-60 1,19 1,36 1,07 1,60

60-80 1,20 1,21 0,96 1,67

80-100 1,45 1,05 1,07 —

Озиме жито, 2005 р.

0-20 1,27 1,40 1,42 1,40

20-40 1,21 1,43 1,71 1,25

40-60 1,21 1,32 1,24 1,40

60-80 1,20 1,04 1,28 1,33

80-100 1,21 1,22 1,95 —

Кукурудза,2006 р.

0-20 1,24 1,22 1,27 1,35

20-40 1,10 1,81 1,52 1,50

40-60 1,19 1,67 1,39 1,46

60-80 1,05 1,16 1,30 0,73

80-100 1,20 1,06 1,56 1,67

Накопичення важких металів культурами зерно-просапної сівозміни
(кукурудзою, вівсом, озимим житом). За результатами досліджень протягом
вегетаційного періоду культури зерно-просапної сівозміни нерівномірно
поглинали і накопичували ВМ. Їх вміст у фітомасі вирощуваних культур
змінювався в залежності від біологічних особливостей, фаз росту і
розвитку рослин, а максимальний їх вміст відмічено вкінці вегетаційного
періоду.

Найбільший вміст цинку і міді у фітомасі культур визначено у варіантах
за внесення мінеральних добрив при вирощуванні кукурудзи на зелену масу

(Zn – 2,51-3,87 мг/кг, Cu – 3,00-3,87 мг/кг), вівса (Zn –
3,90-4,50 мг/кг, Cu – 2,05-2,80 мг/кг) та озимого жита (Zn –
4,10-5,40 мг/кг, Cu – 2,08-2,94 мг/кг); свинцю у варіантах за
використання органічних добрив (гною) при вирощуванні кукурудзи на
зелену масу (0,90-1,642 мг/кг), вівса (0,64-0,80 мг/кг) та озимого жита
(0,13-0,22 мг/кг); кадмію у варіантах за внесення мінеральних добрив при
вирощуванні кукурудзи на зелену масу (0,019-0,022 мг/кг) (табл. 4).

Найінтенсивніше рослини зерно-просапної сівозміни поглинали і
накопичували цинк та мідь, значно менше – свинець і кадмій.

?

A

& f *

N

?

Ue

i

i

?

?

& (

*

????

?????

??????$???*

?

n nyyyoyyyooooooiiyayoooooooo

akde

$IfakdJ

”y

”y

”y

”y

”y

3о наступні рангові ряди:

для кукурудзи: Cu > Zn > Pb > Cd;

для вівса та озимого жита: Zn > Cu > Pb > Cd.

Перевищення МДР за вмістом цинку, міді, свинцю і кадмію у фітомасі
кукурудзи, вівса та озимого жита не виявлено.

Таблиця 4 – Вміст свинцю у фітомасі вирощуваних культур,

мг/кг сухої речовини, польовий дослід

Варіант місяць

квітень травень червень липень серпень

Кукурудза, 2002 рік

Контроль — 0,52 0,73 0,44 0,92

N120P90K120 — 1,00 1,21 0,86 1,26

Сидерат, редька олійна — 0,70 0,97 0,62 1,00

Гній, 10 т/га — 0,90 1,50 1,00 1,40

N120P90K120+гній, 10 т/га+сидерат — 1,20 1,34 1,10 1,15

НІР05 — 0,18 0,10 0,10 0,11

Кукурудза, 2006 рік

Контроль — 0,83 0,94 0,64 0,97

N120P90K120 — 1,28 1,30 1,07 1,35

Сидерат, редька олійна — 1,00 1,08 0,90 1,15

Гній, 10 т/га — 1,46 1,58 1,22 1,64

N120P90K120+гній, 10 т/га+сидерат — 1,55 1,44 1,20 1,54

НІР05 — 0,10 0,08 0,08 0,09

Овес, 2003 рік

Контроль 0,30 0,25 0,31 0,37 —

N90P90К60 0,51 0,43 0,61 0,70 —

Сидерат, редька олійна 0,36 0,16 0,46 0,53 —

Гній, 10 т/га 0,76 0,64 0,76 0,80

N90P90K60+гній, 10 т/га +сидерат 0,61 0,46 0,56 0,64 —

НІР05 0,11 0,15 0,14 0,12 —

Озиме жито, 2005 рік

Контроль 0,05 0,02 0,04 0,05 —

N60P60K60 0,14 0,07 0,10 0,12 —

Сидерат, редька олійна 0,03 0,01 0,06 0,08 —

Гній, 10 т/га 0,22 0,13 0,16 0,20 —

N60P60K60+гній, 10 т/га +сидерат 0,12 0,08 0,13 0,15 —

НІР05 0,08 0,05 0,06 0,05 —

МДР грубий і соковитий корм 5,00

Вміст важких металів у зерні вівса та озимого жита. За результатами
польових досліджень найінтенсивніше в зерні вівса і озимого жита
накопичува-лися мідь та цинк, значно менше – свинець, вміст кадмію був
за межею визначення приладу (табл. 5). Найбільший вміст цинку у зерні
вівса зафіксо-вано у варіанті за внесення мінеральних добрив – 3,45;
міді – за використання органічних і мінеральних добрив – 2,70; свинцю –
за внесення органічних добрив (гною) – 0,07 мг/кг сухої речовини. У
зерні озимого жита найбільший вміст цинку і міді визначено у варіанті за
використання органічних і мінеральних добрив – 4,75 та 3,11 мг/кг сухої
речовини відповідно, свинцю – за внесення мінеральних добрив – 0,05
мг/кг сухої речовини.

За інтенсивністю накопичення важких металів репродуктивними органами
рослин сівозміни (зерном) встановлено такі рангові ряди:

для вівса та озимого жита – Zn > Cu > Pb.

Перевищення МДР за вмістом цинку, міді, свинцю і кадмію у зерні вівса
та озимого жита не спостерігали.

Таблиця 5 – Вміст важких металів у зерні вівса і озимого жита,

мг/кг сухої речовини

Варіант Zn Cu Pb

Овес, 2003 р.

Без добрив (контроль) 2,82 1,84 0,03

N90P90K60 3,45 2,46 0,06

Сидерат, редька олійна 2,96 2,04 0,03

Гній, 10 т/га 3,12 2,26 0,07

N90P90K60+гній, 10 т/га +сидерат 3,30 2,70 0,05

НІР05 0,15 0,20 —

Озиме жито, 2005 р.

Без добрив (контроль) 3,34 2,00 0,02

N60P60K60 4,50 3,00 0,05

Сидерат, редька олійна 4,00 2,59 0,03

Гній, 10 т/га 4,10 2,85 0,04

N60P60K60+гній, 10т/га +сидерат 4,75 3,11 0,04

НІР05 0,18 0,26 —

МДР важких металів для зерна 50,00 10,00 0,3

Міграція важких металів у системі “ґрунт-рослина”

на дерново-підзолистому ґрунті

Як показник, що характеризує міграцію ВМ у системі “ґрунт-рослина” ми
використовували величину коефіцієнта переходу (Кп), що розраховували як
відношення вмісту металу в рослині (мг/кг сухої речовини) до вмісту його
рухомих форм у ґрунті. Розраховано коефіцієнти переходу важких металів у
системі “ґрунт-рослина” до фітомаси й репродуктивних органів кукурудзи,
вівса та озимого жита у всіх варіантах досліду. Середня величина
коефіцієнта переходу до фітомаси:

кукурудза: Zn – 1,99; Cu – 2,16; Pb – 0,52; Cd – 0,84;

овес: Zn – 3,54; Cu – 2,23; Pb – 0,33;

озиме жито: Zn – 4,00; Cu – 2,15; Pb – 0,07;

до репродуктивних органів – овес (зерно): Zn – 3,10; Cu – 2,09; Pb –
0,03; озиме жито (зерно): Zn – 3,55; Cu – 2,66; Pb – 0,02.

За величиною коефіцієнта переходу ВМ культури сівозміни розташовуються
в ряд: для Zn: озиме жито > овес > кукурудза; для Cu:
кукурудза > овес = озиме жито; для Pb: кукурудза > овес > озиме жито.

Встановлено, що за величиною Кп цинк і мідь слід відносити до елементів
інтенсивного накопичування, свинець – до елементів, що слабо
накопичуються і середнього захвату, кадмій – слабкого захвату.

Вплив культур зерно-просапної сівозміни на екотоксикологічну поведінку
важких металів в умовах лізиметричного досліду

Вміст важких металів в орному шарі ґрунту. Результати лізиметричних
досліджень засвідчили, що за внесення органічних та мінеральних добрив
вміст рухомих форм ВМ в орному шарі дерново-підзолистого ґрунту
збільшувався стосовно контролю, причому максимальний їх вміст відмічено
в травні (Zn – 2,00, Cu – 2,42, Pb – 2,50, Cd – 0,40 мг/кг ґрунту), а
протягом наступних двох місяців він поступово зменшувався.

Перевищення ГДК за вмістом цинку, міді, свинцю і кадмію в ґрунті не
виявлено.

Накопичення важких металів кукурудзою на зелену масу. За результатами
лізиметричних досліджень вміст важких металів у фітомасі кукурудзи
протягом вегетаційного періоду змінювався. Максимальний їх вміст
спостерігали на початку вегетаційного періоду, аналогічно як і в
польовому досліді. Найінтенсивніше рослини кукурудзи поглинали та
накопичували цинк (2,11-3,45 мг/кг сухої речовини) і мідь
(2,34-3,46 мг/кг сухої речовини), значно менше – свинець
(0,30-0,73 мг/кг сухої речовини), і зовсім незначну кількість кадмію
(0,01-0,08 мг/кг сухої речовини).

Сумісне застосування органічних і мінеральних добрив призводило до
інтенсивнішого накопичення важких металів рослинами кукурудзи порівняно
з контролем, однак перевищення МДР не спостерігали.

Міграція важких металів у системі “ґрунт-рослина”. За результатами
лізиметричних досліджень міграція важких металів у контрольному варіанті
відбувалася менш інтенсивно, ніж при застосуванні органічних та
мінеральних добрив. Тобто, коефіцієнт переходу для цинку у контрольному
варіанті складав 1,45, а за сумісного застосування добрив – 1,61; міді –
1,41 і 1,49 відповідно; свинцю – 0,19 у контролі та 0,26 за внесення
добрив; кадмію – 0,08 і 0,09 відповідно.

Загалом, результати лізиметричних досліджень підтверджують
законо-мірності міграції важких металів, що були отримані у польовому
досліді.

Агроекологічна оцінка продуктивності

та якості культур сівозміни в умовах Полісся України

Встановлено, що застосування органічних та мінеральних добрив позитивно
впливає на продуктивність культур сівозміни на дерново-підзолистому
ґрунті Полісся. Збільшення врожайності відмічено в усіх варіантах
польового досліду. Найефективнішим було застосування органічних і
мінеральних добрив, що забезпечило отримання зеленої маси кукурудзи
569 ц/га у 2002 та 2006 рр., зерна вівса 30,3 ц/га у 2003 р. і озимого
жита 36,3 ц/га у 2005 р. (табл. 6).

Таблиця 6 – Врожайність і продуктивність культур

зерно-просапної сівозміни в польовому та лізиметричному дослідах

Варіант Врожай-ність, ц/га % до контролю Продук-тивність,

з. од.

Польовий дослід

Зелена маса кукурудзи, 2002 р.

Без добрив (контроль) 267,3 100 45,4

N120P90K120. 432,5 162 73,5

Сидерат – редька олійна. 319,8 120 54,4

Гній, 10 т/га, середньосівозмінна норма. 529,5 198 90,0

N120P90K120 + сидерат + гній, 10 т/га. 569,0 213 96,7

НІР, 0,95 ц/га 49,0 — —

Овес, 2003 р.

Без добрив (контроль) 20,0 100 20,0

N90P90K60. 26,6 133 26,6

Сидерат – редька олійна. 22,9 115 22,9

Гній, 10 т/га, середньосівозмінна норма. 28,6 143 28,6

N90P90K60 + сидерат + гній, 10 т/га. 30,3 152 30,3

НІР, 0,95 ц/га 2,2 — —

Озиме жито, 2005 р.

Без добрив (контроль) 28,9 100 28,9

N60P60K60. 34,7 120 34,7

Сидерат – редька олійна. 33,9 117 33,9

Гній, 10 т/га, середньосівозмінна норма. 29,3 101 29,3

N60P60K60 + сидерат + гній, 10 т/га. 36,3 126 36,3

НІР, 0,95 ц/га 2,0 — —

Зелена маса кукурудзи, 2006 р.

Без добрив (контроль) 316,0 100 53,7

N120P90K120. 444,0 141 75,5

Сидерат – редька олійна. 452,3 143 76,9

Гній, 10 т/га, середньосівозмінна норма. 364,0 115 61,9

N120P90K120+гній, 40 т/га +сидерат 569,4 180 96,8

НІР, 0,95 ц/га 18,7 — —

Лізиметричний дослід, 2006 р.

Без добрив (контроль) 302,0 100 51,3

N120P90K120+гній, 40 т/га 584,0 193 99,2

НІР, 0,95 ц/га 38,4 — —

Якщо розглянути продуктивність культур зерно-просапної сівозміни, то
найбільшу продуктивність виявлено при вирощуванні кукурудзи на зелену
масу у 2002 та 2006 рр., що становила від 45,4 до 96,8 зернових одиниць
за варіан-тами досліду. Продуктивність озимого жита та вівса значно
менша, і складає 28,9-36,3 зернових одиниць для озимого жита, і
20,0-30,3 для вівса відповідно.

У лізиметричному досліді сумісне застосування органічних та мінеральних
добрив при вирощуванні кукурудзи на зелену масу дозволило отримати
584 ц/га зеленої маси, що становить 193 % в порівнянні з контролем, тоді
як продуктивність цієї культури становила 99,2 зернових одиниць.

Отже, вирощування культур у ланці зерно-просапної сівозміни за
тривалого застосування добрив забезпечувало отримання високих і
стабільних врожаїв зеленої маси кукурудзи, зерна вівса і озимого жита.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі за результатами теоретичних узагальнень і
експериментальних досліджень встановлено, що вирощування культур у ланці
зерно-просапної сівозміни за тривалого застосування органічних і
мінеральних добрив на дерново-підзолистому ґрунті Полісся дозволяє
отримувати якісну продукцію рослинництва за гігієнічними показниками,
позитивно впливає на продуктивність культур сівозміни і зберігає
екологічну рівновагу в агроценозі. За результатами досліджень
сформульовані такі висновки:

1. Вирощування культур у ланці зерно-просапної сівозміни за тривалого
застосування органічних і мінеральних добрив на дерново-підзолистому
ґрунті призводить до збільшення вмісту цинку, міді, свинцю і кадмію в
ґрунті та рослинах сівозміни, однак перевищення допустимих рівнів не
виявлено.

2. Рівень небезпеки забруднення орного шару дерново-підзолистого ґрунту
цинком, міддю, свинцем і кадмієм визначено як мало небезпечний, а рівень
небезпеки вертикальної міграції їх за профілем ґрунту – як мало- та
помірно небезпечний.

3.  Найбільший вміст рухомих форм цинку і міді в орному шарі
дерново-підзолистого ґрунту відзначено у варіантах за внесення
мінеральних добрив при вирощуванні кукурудзи на зелену масу, вівса та
озимого жита;

свинцю у варіантах за використання органічних добрив (гною) при
вирощуванні кукурудзи на зелену масу і вівса, органічних і мінеральних
добрив при вирощуванні озимого жита;

кадмію у варіантах за внесення мінеральних добрив при вирощуванні
кукурудзи на зелену масу, вівса та озимого жита.

4. За впливом на вміст рухомих форм ВМ в орному шарі
дерново-підзолистого ґрунту культури зерно-просапної сівозміни
розташовуються в ряд:

для Zn – озиме жито > кукурудза > овес;

для Cu – озиме жито > кукурудза = овес;

для Pb  і Cd – кукурудза > овес > озиме жито.

5. Сезонна динаміка рухомих форм ВМ в орному шарі ґрунту протягом
вегетаційного періоду має два максимуми: перший – у травні, другий –
серпні-вересні.

6. Вирощування культур у ланці зерно-просапної сівозміни не впливає на
природний розподіл важких металів за профілем ґрунту.

7. За інтенсивністю накопичення важких металів фітомасою рослин
сівозміни встановлено такі рангові ряди: для кукурудзи:
Cu > Zn > Pb > Cd; вівса та озимого жита: Zn > Cu > Pb > Cd; зерном –
для вівса і озимого жита: Zn > Cu > Pb.

8. Вміст важких металів у фітомасі культур сівозміни змінювався в
залежності від біологічних особливостей, фаз росту та розвитку рослин, а
максимальний їх вміст зафіксовано вкінці вегетаційного періоду.
9. Розраховано коефіцієнти переходу важких металів у системі
“ґрунт-рослина” до фітомаси й репродуктивних органів кукурудзи, вівса та
озимого жита в усіх варіантах досліду. Середня величина коефіцієнта
переходу до фітомаси – кукурудза: Zn – 1,99; Cu – 2,16; Pb – 0,52; Cd –
0,84; овес: Zn – 3,54; Cu – 2,23; Pb – 0,33; озиме жито: Zn – 4,00; Cu –
2,15; Pb – 0,07; до репродуктивних органів – овес (зерно): Zn – 3,10; Cu
– 2,09; Pb – 0,03; озиме жито (зерно): Zn – 3,55; Cu – 2,66; Pb – 0,02.

10. За величиною коефіцієнта переходу цинк і мідь потрібно відносити до
елементів інтенсивного накопичування, свинець – до елементів, що слабо
накопичуються і середнього захвату, кадмій – до елементів слабкого
захвату. За величиною коефіцієнта переходу ВМ культури сівозміни
розташовуються в ряд – для Zn: озиме жито > овес > кукурудза; для Cu:
кукурудза > овес = озиме жито; для Pb: кукурудза > овес > озиме жито.

11. Результати лізиметричних досліджень (за визначенням вмісту важких
металів в орному шарі дерново-підзолистого ґрунту, накопиченні їх
рослинами) підтверджують закономірності міграції важких металів, що були
отримані у польовому досліді.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

При вирощуванні кукурудзи на зелену масу, вівса, озимого жита за
тривалого внесення органічних і мінеральних добрив у сівозміні на
дерново-підзолистому ґрунті Полісся для отримання якісної продукції
рослинництва за гігієнічними показниками рекомендується проводити
моніторинг рівнів вмісту цинку, міді, свинцю та кадмію в орному шарі
ґрунту, активності їх міграції за ґрунтовим профілем і рівнем
накопичення сільськогосподарськими культурами.

При вмісті свинцю > 6 мг/кг в орному шарі дерново-підзолистого ґрунту
рекомендується вирощування кукурудзи на зелену масу та вівса, які
сприяють збільшенню виносу його з ґрунту.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кавецький В.М., Гець (Кіщак) Т.С., Макаренко Н.А., Ліщук А.М.
Екотоксикологічна оцінка фосфоритів за вмістом фтору при їх використанні
на дерново-середньопідзолистих ґрунтах // Вісник аграрної науки
Причорномор’я. Миколаїв. – 2001. – Т. 2. Вип. 3(12). – С. 59-63 (участь
в аналізі літературних джерел, проведенні експериментальних досліджень).

2. Кіщак Т.С., Багацька О.М., Юрченко Т.В. Накопичення важких металів у
дерново-підзолистому ґрунті при тривалому застосуванні добрив в умовах
Полісся України // Науковий вісник НАУ. – К., 2006. – Вип. 104. –
С. 272-274 (участь в аналізі наукових джерел, узагальненні результатів).

3. Кіщак Т.С., Юрченко Т.В. Накопичення важких металів рослинами
сівозміни при застосуванні органічних та мінеральних добрив в умовах
Полісся України // Вісник аграрної науки Причорномор’я. – Вип. 4(37).
Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Аспекти сучасного
розвитку аграрного виробництва в ринкових умовах України. Миколаїв,
22-24 листопада 2006 р. – Миколаїв. – 2006. – С. 175-179 (участь в
аналізі наукових джерел, узагальненні результатів).

4. Кіщак Т.С. Екотоксикологічна оцінка сезонної динаміки міді та кадмію
в дерново-підзолистому ґрунті в умовах Полісся України // Наукові
доповіді НАУ. – К., 2007. — № 2(7). – С. 1-6 (участь в аналізі
літературних джерел, проведенні експериментальних досліджень,
узагальненні результатів).

5. Кіщак Т.С., Кавецький В.М., Кіщак В.М. Вплив довготривалого
застосування добрив на екотоксикологічну поведінку важких металів у
дерново-підзолистому ґрунті Полісся України // Зб. наук. праць ПДАТУ.
Кам’янець-Подільський, 2007. – Вип. 15. – С. 297-300 (участь в аналізі
літературних джерел, проведенні експериментальних досліджень).

6. Кавецький В.М., Кіщак Т.С. Міграція важких металів за профілем
дерново-підзолистого ґрунту в умовах Полісся України // Збірка
матеріалів міжнародної конференції “Сучасні проблеми біології, екології
та хімії”, Запоріжжя, 29 березня-1 квітня 2007 р. — Запоріжжя, 2007. –
С. 338-341 (участь в аналізі літературних джерел, проведенні
експериментальних досліджень).

7. Кіщак Т.С., Кавецький В.М. Міграція цинку та кадмію в системі
“грунт-рослина” на дерново-підзолистому ґрунті в умовах Полісся України
// Зб. наук. праць ЛНАУ. – Луганськ. – 2007. — № 77 (100). – С. 43-48
(участь в аналізі літературних джерел, проведенні експериментальних
досліджень, узагальненні результатів).

8. Кавецкий В.Н., Кищак Т.С. Миграция тяжелых металлов в системе
“почва-растения” в условиях Полесья Украины // Материалы международной
научной конференции “Сахаровские чтения 2007 года: экологические
проблемы 21 века”. Минск, 17-18 мая 2007 г. – Минск, Республика
Беларусь, 2007. – С. 194 (участь в аналізі літературних джерел,
проведенні експериментальних досліджень, узагальненні результатів).

Кіщак Т.С. Екотоксикологічна оцінка поведінки важких металів у ланці
зерно-просапної сівозміни на дерново-підзолистому ґрунті Полісся. –
Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата
сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. –
Національний аграрний університет, Київ, 2007.

Дисертаційну роботу присвячено вивченню впливу вирощування культур у
ланці зерно-просапної сівозміни на екотоксикологічну поведінку важких
металів у системі “ґрунт-рослина” на дерново-підзолистому ґрунті Полісся
України. За результатами досліджень проведено екотоксикологічну оцінку
поведінки важких металів у ланці зерно-просапної сівозміни за
показниками оцінки небезпеки забруднення орного шару ґрунту ВМ та
небезпеки вертикальної міграції їх за профілем дерново-підзолистого
ґрунту. Досліджено та описано за допомогою математичної функції сезонну
динаміку рухомих форм ВМ протягом вегетаційного періоду в орному шарі
дерново-підзолистого ґрунту. Встановлено, що вирощування культур у
сівозміні не впливає на природний розподіл важких металів за профілем
ґрунту.

Відмічено, що вміст важких металів у фітомасі культур сівозміни
змінюється залежно від біологічних особливостей культур, фаз росту та
розвитку рослин. Найінтенсивніше культури сівозміни (кукурудза, овес,
озиме жито) накопичували цинк і мідь, значно менше – свинець та кадмій.
Розраховано коефіцієнти переходу важких металів в системі
“ґрунт-рослина” до фітомаси і репродуктивних органів кукурудзи, вівса та
озимого жита. Встановлено, що тривале застосування органічних і
мінеральних добрив при вирощуванні культур у ланці зерно-просапної
сівозміни на дерново-підзолистому ґрунті дозволяє отримувати якісну
продукцію рослинництва за гігієнічними показниками.

Ключові слова: важкі метали, ґрунт, рослини, сівозміна, добрива.

Кищак Т.С. Экотоксикологическая оценка поведения тяжелых металлов в
звене зернопропашного севооборота на дерново-подзолистой почве Полесья.
– Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных
наук по специальности 03.00.16 – экология. – Национальный аграрный
университет, Киев, 2007.

Тяжелые металлы (ТМ) в отдельности, цинк, медь, свинец и кадмий
занимают особенное место по действию на биологические объекты. Они
необходимы живым организмам как микроэлементы, но в результате
антропического влияния могут быть токсическими для биоты. Изучение
закономерностей распределения и миграции ТМ в системе “почва-растение” в
целом и в отдельных ее компонентах способствует пониманию основных
процессов движения этих химических элементов в биологическом круговороте
и обоснованию необходимых мероприятий, которые могут предупредить
загрязнения агроценозов.

Экспериментальные исследования проводили на протяжении 2002-2006 гг. на
кафедре экологии агросферы и экологического контроля Национального
аграрного университета, Черниговского института АПП УААН, лаборатории
экотоксикологии Института ЭКОГИНТОКС им. Л.И. Медведя. Полевые
исследования проводили в условиях продолжительного стационарного опыта в
звене зернопропашного севооборота с таким чередованием культур: в
2002 г. – кукуруза, в 2003 г. – овес, в 2004  г. – люпин, в 2005 г.–
озимая рожь.

Определение тяжелых металлов в объектах исследований проводили методом
атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС) и методом хромато-графии в
тонком слое сорбента (ТШХ).

Диссертационная работа посвящена изучению влияния выращивания культур в
звене зернопропашного севооборота на экотоксикологическое поведения
тяжелых металлов в системе “почва-растение” в условиях Полесья Украины.
За результатами исследований проведена экотоксикологическая оценка
поведения ТМ в звене зернопропашного севооборота за показателями оценки
опасности загрязнения пахотного слоя почвы ТМ и опасности вертикальной
миграции их по профилю почвы. Исследована и описана с помощью
математической функции сезонная динамика подвижных форм ТМ на протяжении
вегетационного периода в пахотном слое дерново-подзолистой почвы.
Установлено, что выращивание культур в севообороте не влияет на их
природное распределение по почвенному профилю.

Отмечено, что содержание ТМ в фитомассе культур севооборота изменяется в
зависимости от биологических особенностей культур, фаз роста и развития
растений, а максимальное их количество наблюдается в конце
вегетационного периода. Наиболее интенсивно культуры севооборота
(кукуруза, овес, озимая рожь) накопляли цинк и медь, намного меньше –
свинец и кадмий. Рассчитаны коэффициенты перехода (Кп) тяжелых металлов
в системе “почва-растения” на дерново-подзолистой почве.

Превышение допустимых уровней цинка, меди, свинца и кадмия в почве и
растениях севооборота не обнаружено. Установлено, что выращивание
культур в звене зернопропашного севооборота при продолжительном внесении
органи-ческих и минеральных удобрений позволяет получить качественную
продукцию растениеводства за гигиеническими показателями.

Ключевые слова: тяжелые металлы, почва, растения, севооборот,
удобрения.

Kishchak T.S. Ecotoxicological assessment of heavy metals behavior in
the hoe crops rotation on sod-podzol soil of Polissia. – Manuscript.

The thesis of dissertation submitted for the scientific degree of the
candidate of agricultural science on specialty 03.00.16 – ecology. –
National Agrarian University, Kyiv, 2007.

The dissertation is devoted to the study crops growing influence in the
link of grain and hoe crops rotation on the ecotoxicological assessment
of heavy metals behavior in the “soil-plant” system on sod-podzol soil
under Polissia conditions. It is determined that seasonal dynamics of
movable and potential movable heavy metals forms in the arable soil
during vegetative period is observed. Crops growing in crops rotation
influences on heavy metals behavior in the soil, exactly quantity of
potential movable heavy metals forms, but natural allocation under soil
profile haven’t changed. Irregular plant absorption and accumulation of
heavy metals during vegetative period have been noted, according to the
biological peculiarities, plant growth and development phases. Corn,
oats, and winter rye accumulate zinc and copper intensively but lead and
cadmium are accumulated much less. The heavy metals transition
coefficient in the soil-plant system has been calculated. Positive
influence of organic and mineral fertilizers application on the crops
productivity has been highlighted.

Key words: heavy metals, soil, plant, crops rotation, fertiliziers.

PAGE \* MERGEFORMAT 24

Похожие записи