Использование природных циолитов при химической мелиорации засоленных почв - Пути использования малопродуктивных солонцовых земель в Костанайской области
Совместное внесение фосфогипса и цеолита позволяет значительно снизить загрязнение солонцовых почв тяжелыми металлами и оказывает положительное влияние на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур.
С 1992 г. коллектив лаборатории агрономического почвоведения МСХА проводит исследования, связанные с экологическими аспектами химической мелиорации почв солонцовых комплексов.
Перспективность использования природных цеолитов не вызывает сомнения, достаточно сослаться на статьи, появляющиеся в отечественной и зарубежной литературе. В последнее время появилось много исследований по цеолитам осадочного происхождения. Такие цеолиты могут применяться и уже применяются в сельском хозяйстве, медицине, промышленности.
Необходимо отметить, что научное направление лаборатории во многом уникально, так как В. С. Крутилина, Н. П. Панов, Л. П. Родионова, Ю. С. Байкалова отдают предпочтение превентивным вопросам сельскохозяйственной мелиорации, то есть вопросам предотвращения возможного негативного влияния химической мелиорации на содержание загрязняющих агентов в почве; комплексному изучению влияния цеолитов и мелиорантов (отходов промышленности), каковым является фосфогипс, на систему почва - растение.
Фосфогипс, будучи побочным продуктом переработки фосфатного сырья, содержит тяжелые металлы (кадмий), до 3% стронция и фтор. Из-за нехватки природных ресурсов фосфогипс составляет около 87% всех гипсосодержащих материалов. Однако вопрос об экологической безопасности использования больших доз фосфогипса, несмотря на значительное количество исследований, проведенных в последние годы, до сих пор не является до конца решенным. Основным критерием, характеризующим экологическую безопасность содержания Sr в биологических системах, считается отношение Са к Sr, которое не должно быть ниже 200. В этом отношении солонцовые почвы, которые служили основным объектом исследований, имеют неблагоприятный Са/Sr режим.
Изучены сорбционные свойства природных цеолитов различных месторождений, разработаны методика расчета доз цеолитов, технология внесения, изучены их влияние на содержание различных форм стронция и других тяжелых металлов, в основном, кадмия в почве, поступления в растения, влияния цеолитов на рост, развитие, урожайность сельскохозяйственных культур, параметры фотосинтеза и дыхания.
Предварительные серии модельных экспериментов по кинетике и статике Sr цеолитами различных месторождений позволили установить ее параметры, характерные для этих месторождений, сравнить их, выбрать наиболее подходящий кальциево-калиевый цеолит, а также установить дозу цеолита на основании найденного экспериментальным путем оптимального соотношения цеолита и фосфогипса.
Наибольшей десорбирующей способностью обладают вещества слабокислотной природы (то есть Sr цеолита может быть потенциально доступен растениям). Кроме того, наиболее легко десорбируется Sr с внешней поверхности цеолита, которая является относительно постоянной величиной, зависящей от тонины помола. Важно использовать небольшие, близкие к найденным экспериментальным путем, дозы цеолитов, обеспечивая тем самым максимальную сорбцию на внутренней поверхности сорбента.
Фосфогипс значительно увеличивает содержание водорастворимых форм Sr в первый и еще больше во второй год мелиорации. При этом совместное внесение фосфогипса и цеолита при предварительном смешивании обеспечивало соответственно 75% и 15% снижения содержания данной формы стронция в почве. Аналогичные данные были получены и в микровегетационном опыте, причем отмечалось также существенное снижение содержания водорастворимого Cd в почве во вторую ротацию в варианте с предварительным смешиванием мелиорантов.
По данному таблицу 12 влияние цеолита на поступление Sr в растения не однозначно. Увеличение содержания Sr в почве не вызывает адекватного увеличения поступления его в растения, которое к тому же сильно зависит от биологических особенностей выращиваемых культур.
Таблица 12 Влияние фосфогипса и цеолита на содержание Sr системе почва - растение в 1-й год мелиорации
Вариант |
Содержание водорастворимого Sr в почве |
Содержание Sr в соломе ячменя |
Содержание Sr в зерне Ячменя |
Са/ Sr В соломе Са/ Sr В почве |
Са/ Sr в соломе | |||
Мг/кг |
В % к контролю |
Мг/кг |
В % к контролю |
Мг/кг |
В % к содержанию в соломе | |||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Контроль |
0,25 |
- |
26,32 |
- |
3,2 |
12,20 |
0,06 |
28 |
Цеолит |
0,24 |
96 |
12,99 |
49,4 |
3,0 |
2,30 |
0,11 |
60 |
Фосфогипс |
1,71 |
684 |
30,33 |
115,2 |
3,6 |
1,20 |
0,13 |
24 |
Фосфогипс+цеолит (раздельно) |
2,52 |
1000 |
28,64 |
108,2 |
2,5 |
0,87 |
0,18 |
28 |
Фосфогипс+цеолит (в смеси) |
0,48 |
192 |
30,62 |
116,3 |
3,4 |
1,10 |
0,05 |
25 |
Достоверность при р?0,05 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
НСР=0,05 |
- |
- |
13,26 |
- |
1,3 |
- |
- |
- |
Существенный рост поступления Sr в растения отмечался лишь при содержании насыщенного стронцием цеолита в почве более 5%, то есть очень значительном содержании Sr в почве.
Установлено также, что поступление Sr в растения в большей степени определялось площадью их листовой поверхности (то есть интенсивностью транспирации) и активностью фотосинтеза, чем содержанием водорастворимого Sr в почве приведены в таблице 13.
Хотя отмечали некоторое негативное влияние фосфогипса на развитие проростков ячменя и кукурузы, связанное вероятно с изменением рН почвенного раствора, тем не менее, в вариантах с внесением цеолита и фосфогипса наблюдали повышенную активность хлоропластов и содержание хорофилла, лучшие морфологические показатели развития длины и массы растений, площади листовой поверхности.
Таким образом, внесение природных цеолитов при химической мелиорации солонцовых почв может быть признано перспективным приемом, позволяющим уменьшит риск загрязнения почв тяжелыми металлами, а также положительно влияющим на урожайность сельскохозяйственных культур. [13]
Са/ Sr
В почве
Са/ Sr в соломе
Мг/кг
В % к контролю
Мг/кг
В % к контролю
Мг/кг
В % к содержанию в соломе
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Контроль
0,59
-
9,7
-
5,9
60,8
0,16
36
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Цеолит
0,46
95
57
58,8
7,8
136,8
0,16
54
Фосфогипс
8,65
1466
11,9
122,7
10,3
86,6
0,94
65
Фосфогипс+ цеолит (раздельно)
8,95
1517
13,7
141,2
9,1
66,4
0,40
26
Фосфогипс+ цеолит (в смеси)
7,32
1240
17,2
177,3
10,8
62,8
0,60
0,51
Достоверность при р?0,05
-
-
-
-
-
-
-
-
НСР р=0,05
-
-
3,4
-
4,3
-
-
-
2. Экспериментальная часть
Похожие статьи
-
Растительность и почва в природе образуют единую взаимосвязанную систему. Под каждой растительной группировкой распространены почвы только определенного...
-
Для выявления площадей засоленных почв в Казахстане были использованы материалы почвенных съемочных работ. При почвенно-географических съемках...
-
С возникновением огромных площадей залежных бросовых солонцовых земель на территории республики и в связи с реорганизацией колхозно-совхозной системы...
-
Введение - Пути использования малопродуктивных солонцовых земель в Костанайской области
Солонцы, солончаки и солоди представляют собой генетические типы почв, развивающиеся в связи с проявлением процессов засоления и рассоления. Они...
-
Засоленные почвы различаются по глубине залегания солевого горизонта, химизму засоления и степени засоления. В классификации и диагностике почв,...
-
Незамкнутость техногенного круговорота приводит к загрязнению природной среды, в том числе почвы, различными химическими веществами: тяжелыми металлами,...
-
Свинец и растения - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
По современным представлениям, свинец не является физиологически необходимым элементом для растений. Однако есть и другое мнение, согласно которому...
-
Кадмий и растения - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Кадмий поступает в растения, в основном, за счет почвы. Значительная доля Cd, попадающего в почву, связывается с почвенными химическими комплексами,...
-
С исторической точки зрения интерес проблеме загрязнений почв появился с исследованием плодородия, поскольку такие элементы, как железо, марганец, медь,...
-
Поведение радионуклидов в почвах и закономерности их поступления в растения - Основы экологии
Загрязнение растениеводческой продукции радионуклидами, прежде всего, зависит от свойств почвы, которые обуславливают поглощение и закрепление...
-
Охрана почв от загрязнения и разрушения - Основы экологии
Промышленность и современное сельское хозяйство с его высокими энерговооруженностью, темпами химизации, индустриализации, концентрацией животноводства,...
-
По экологическим критериям природный газ - наиболее оптимальное топливо. В продуктах сгорания отсутствуют зола, копоть и такие канцерогены, как...
-
Совершенствование ресурсных циклов базируется на ряде общих принципов, на основе которых строится природопользование в любой отрасли производства...
-
Кадмий и удобрения - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
В зависимости от доз и наличия фосфорных удобрений, кадмий в почве накапливается в разных количествах. Опасным накоплением кадмия считается 3 мг/кг, в...
-
Защита почв от загрязнения - Загрязнение почв пестицидами
Защита почв от загрязнения тяжелыми металлами базируется на совершенствовании производства. Например, на производство 1 т хлора при одной технологии...
-
Заключение - Влияние химических загрязнителей на биосферу
На стыке столетий заметно возросла деловая активность ученых-экологов, сотрудников департаментов и управлений по охране и рациональному...
-
Кадмий (Cd), Кадмий и почвы - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Кадмий и почвы В почвы кадмий поступает в составе отходов, образующихся при добыче и переработке цинковых, свинцово-цинковых, медно-цинковых руд; в виде...
-
Способы защиты почв от загрязнения - Экология человека
К основным направлениям по защите почв от деградации относятся следующие мероприятия: защита почв от заболачивания и засоления, водной и ветровой эрозии,...
-
Эта среда относится к наиболее сложной как по свойствам, так и по разнообразию в пространстве. Для нее характерна низкая плотность воздуха, большие...
-
Почва и человек - ПОЧВА В БИОСФЕРНОМ ПРОЦЕССЕ
Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его значение для жизни общества определяется тем, что почва является основным источником...
-
Антропогенный загрязнение почва фитотоксичность Актуальность темы . Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и...
-
Рекультивация земель - Основы экологии
Земли, на которых в результате хозяйственной деятельности уничтожена растительность, изменены гидрологический режим и рельеф местности, разрушен и...
-
Рациональное использование земель - Развитие природных ресурсов на Дальнем Востоке
Почвенные методы очистки проводят на полях орошения. При почвенной очистке помимо бактерий в очистке участвуют простейшие беспозвоночные микроорганизмы....
-
Применение удобрений - Основы экологии
Одним из наиболее эффективных способов снижения уровня загрязнения с.-х. культур является применение в научно обоснованных нормах минеральных (макро - и...
-
Составными частями агроэкосистемы являются сельскохозяйственные угодья, на которых выращиваются зерновые, пропашные, кормовые и технические культуры, а...
-
Продуктивность сельскохозяйственных культур зависит от многих факторов. Часть из них, таких, как температурный режим, солнечная радиация, не регулируются...
-
Введение - Источники поступления таллия в объекты окружающей среды
Элемент III группы периодической системы. Атомный номер 81. Природные изотопы: стабильные -- 203Т 929,50 %), 205Т (70,50 %); радиоактивные -- 206Т (Т1/2...
-
- Дать экологическую характеристику объектам находящихся на территориях сельскохозяйственных земель: - Деградации почв; - Применения удобрений,...
-
Человечество пришло к пониманию, что дальнейшее развитие технического прогресса невозможно без оценки влияния новых технологий на экологическую ситуацию....
-
В ближайшей перспективе назревает истощение жизненно важных для человеческой цивилизации сырьевых источников планеты. К этому добавляется демографический...
-
Современные темпы экономического развития обострили проблему ограниченности природных ресурсов. Возникла необходимость повышения экологических требований...
-
Загрязняющие вещества: определение и анализ В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными...
-
Одним из основных факторов экономики любой страны, являются энергоресурсы. Их наличие, виды, доступ к ним значительно влияют на экономическое развитие...
-
Химическое загрязнение почв - Литосфера и ее загрязнение
Химическое загрязнение почв. При оценке токсического воздейст - вия тяжелых металлов или других веществ на ценотическом уровне необходимо оценить не...
-
Природная среда Казахстана, включающая, в основном, степи, полупустыни и пустыни, а также, помимо прочего, уникальные внутриконтинентальные моря и озера,...
-
С конца 1980-х гг. в нашей стране на смену социалистическому оптимизму ("у нас все хорошо") пришел экологический мазохизм. Стало модным изображать Россию...
-
Состояние воздушного бассейна Казахстана и Костанайской области Здоровье подрастающего поколения - наверное политика, в которой заложено наше будущее. В...
-
Для оценки воздействия любого объекта на окружающую среду большое значение имеет сбор первичной информации. Только опираясь на эту информацию, можно...
-
Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами производят прямыми методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического анализа на...
-
Почва - типы и отношение растений - ПОЧВА В БИОСФЕРНОМ ПРОЦЕССЕ
Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он...
Использование природных циолитов при химической мелиорации засоленных почв - Пути использования малопродуктивных солонцовых земель в Костанайской области