WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Детоксикация тяжелых металлов (pb, cd, cu) в системе почва-растение в лесостепной зоне красноярского края

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Коротченко Ирина Сергеевна

ДЕТОКСИКАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (Pb, Cd, Cu)

В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-РАСТЕНИЕ» В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ

КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

03.02.08 экология (биология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Красноярск – 2011

Работа выполнена на кафедре экологии и естествознания

в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Научный руководитель доктор биологических наук, доцент

Первышина Галина Григорьевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Лесовская Марина Игоревна

кандидат биологических наук, доцент

Ковылина Ольга Павловна

Ведущая организация ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный

аграрный университет»

Защита диссертации состоится «1» июля 2011 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.04 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, проспект Мира, 90. Факс: (391)227-36-09.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан «___ » мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор Г.А. Демиденко

Актуальность проблемы. Агроэкосистемы лесостепной зоны Красноярского края, на которые приходится 70,2% пахотных земель региона, испытывают значительную антропогенную нагрузку, в связи с тем, что выбросы в окружающую среду промышленными предприятиями, ТЭЦ и автотранспортом поллютантов, особенно тяжелых металлов (ТМ), в последние десятилетия остаются стабильно высокими (Государственный доклад…, 2010). Свинец, кадмий, медь и другие тяжелые металлы, включаясь в биогеохимические круговороты, загрязняют почву и, в конечном итоге, по пищевым цепям через растения попадают в организм животных и человека, аккумулируются в органах и тканях, вызывая патологии (Авцын, 1991). Один из методов, позволяющих сократить данные негативные последствия, – это перевод легкорастворимых соединений тяжелых металлов в почве в труднорастворимую форму. Тогда они становятся менее доступными для растений, и скорость их миграции по трофическим цепям значительно уменьшается. Для этой цели возможно использование различных мелиорирующих средств, или детоксикантов (Графская, 1998; Гришина, 1997; Обухов, 1995, Раскатов, 1999; Соколов, 1995; Leh, 1988), вид и доза которых существенно зависит от природно-климатических и особенно эдафических характеристик агроландшафтов.

Цель исследований: определить наиболее эффективные детоксиканты тяжелых металлов (свинца, меди и кадмия) в системе «почва – растение» для лесостепной зоны Красноярского края.

В задачи исследований входило:

  • сравнить влияние мелиорантов органического (гумат натрия, птичий помет), неорганического (суперфосфат) и синтетического (катионит) происхождения при модельном загрязнении почвы Pb, Cd, Cu на агрохимические и физико-химические характеристики чернозема выщелоченного;
  • оценить детоксикацию тяжелых металлов в системе «почва–растение» методом биотестирования, определив ферментативную активность почвы; энергию прорастания и всхожесть семян, рост и развитие, содержание фотосинтетических пигментов в листьях тест-растений (морковь сорта Марлинка);
  • оценить влияние детоксикантов на аккумуляцию ТМ в почве и растениях, экологическую безопасность и биологическую полноценность растительной продукции.

Научная новизна. Впервые на основании комплексных исследований дано научное обоснование использования гумата натрия, птичьего помета, суперфосфата и катионита как детоксикантов свинца, кадмия и меди в системе «почва–растение» лесостепной зоны Красноярского края. Предложены научно обоснованные дозы внесения мелиорантов при разном уровне загрязнения почвы тяжелыми металлами.

Практическое значение работы. Установлено, что наибольшей эффективностью среди детоксикантов отличаются гумат натрия в дозе 0,3 г/кг и птичий помет в дозе 30 г/кг почвы, позволяющие уменьшить степень перехода ТМ из почвы в растения, при этом снизив аккумуляцию в моркови свинца на 6–22%, кадмия – 7–32%, меди – 7–16%.

Материалы диссертации используются в учебном процессе студентов в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по экологическим дисциплинам.

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в постановке задач исследований, получении и анализе эмпирических данных, их систематизации, интерпретации результатов.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации доложены и обсуждены на международных (Красноярск, 2009, 2010; Москва, 2010; Новосибирск, 2010; Краснодар, 2010; Пермь, 2010), всероссийских (Красноярск, 2009, 2010, 2011; Барнаул, 2009) научно-практических конференциях, расширенном заседании кафедр экологии и естествознания, защиты растений и биотехнологии, агроэкологии и природопользования.



Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 18 научных работах, в том числе 5 – в изданиях, рекомендованных списком ВАК.

Структура и объем рукописи. Рукопись состоит из введения, 3 глав, выводов, списка литературы из 292 названия, в том числе 46 на иностранных языках. Объем рукописи составляет 142 страницы, 28 рисунков, 33 таблицы, 8 приложений.

Защищаемые положения

  1. Для оценки эффективности детоксикации тяжелых металлов в системе «почва–растение» целесообразно использовать метод биотестирования.
  2. Применение детоксикантов уменьшает аккумуляцию ТМ в почве и растениях, увеличивая экологическую безопасность и биологическую полноценность растительной продукции.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность за помощь и поддержку при подготовке диссертационной работы научному руководителю д.б.н., доц. Г.Г. Первышиной, д.б.н., проф. Н.Н. Кириенко, к.б.н., доц. Е.Н. Конышевой.

Глава 1

Тяжелые металлы в системе «почва растение»

Глава посвящена аналитическому обзору отечественной и зарубежной литературы по изучаемой проблеме. Рассматриваются особенности поведения тяжелых металлов в почвах и их транслокация в растительную продукцию агроценозов. Делается вывод об отсутствии комплексных исследований, связанных с использованием гумата натрия, катионита, суперфосфата и птичьего помета в качестве детоксикантов тяжелых металлов в агроэкосистемах Красноярского края.

Глава 2

Материал и методы исследований

Исследования проводились с 2008 по 2011 г. на базе СПК «Зыковский» Красноярского края (лесостепная природно-климатическая зона) и научных лабораторий кафедр экологии и естествознания, геоэкологии, а также Испытательного центра по контролю качества сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет», согласно представленной схеме (рис. 1).

Эффективность использования детоксикантов различного происхождения: органического (гумат натрия, птичий помет); неорганического (суперфосфат); синтетического (катионит) – изучалась в лабораторном, лабораторно-вегетационном и вегетационно-полевом (два вегетационных периода – 2009 г. и 2010 г.) модельных экспериментах. Изучено 136 вариантов сочетаний ТМ и детоксикантов на каждом этапе исследований (табл. 1). Доза внесения детоксикантов определялась в соответствии с рекомендациями Т.И. Боковой (2005), G. Kaszubkiewicz (1984), В.Г. Минеева (1993).

В лабораторном и лабораторно-вегетационном (тепличные условия: 22-250С, относительная влажность воздуха 60-70%, выращивание растений в сосудах емкостью 1 кг с использованием почвы пахотного слоя, взятой с полей СПК «Зыковский») экспериментах определялось влияние ТМ и детоксикантов на энергию прорастания, лабораторную всхожесть тест-растений согласно ГОСТ 12038-84.

 Схема исследований В каждом варианте вегетационно-полевого-0

Рисунок 1 – Схема исследований

В каждом варианте вегетационно-полевого эксперимента площадь одной делянки составляла 1 м2, повторность четырехкратная (согласно рекомендациям Доспехова Б.А., 1979), общая площадь опытного поля – 0,12 га. Почва опытного участка – чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый, гумус – 7,7%, рНKCl – 7,5, гидролитическая кислотность – 6,3 мг-экв/100 г почвы, сумма обменных оснований – 42 мг-экв/100 г, подвижный фосфор – 300 мг/кг, обменный калий – 150 мг/кг, ЕКО – 57,6 мг-экв/100 г почвы. Содержание валовых форм микроэлементов находится на уровне природного фона: Cd – 0,1 мг/кг; Pb – 9,16 мг/кг; Cu – 15,1 мг/кг. Буферность почвы опытного участка перед проведением эксперимента характеризовалась как повышенная.

Таблица 1 – Схема вариантов исследования

Вариант Дозы внесения детоксиканта, г/кг почвы
Гумат натрия Суперфосфат Катионит Птичий помет
0,15 0,3 3,75 7,5 1,5 3,0 15 30
Фон N40P50K50
Фон + 1…5 ПДК Pb + + + + + + + +
Фон + 1...5 ПДК Cu + + + + + + + +
Фон + 1…5 ПДК Cd + + + + + + + +


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.