Тяжелые металлы в почвах и растениях

Содержание тяжелых металлов в почвах и растениях является важным критерием условий земледелия и качества сельскохозяйственной продукции. Их концентрация в продукции растениеводства определяется в значительной мере аккумуляцией в почвах. К сожалению, однако, контроль за содержанием тяжелых металлов затруднен или невозможен в полевых условиях. Требуется специальный квалифицированный анализ почв и продукции по этим параметрам. При рассмотрении анализов особое значение приобретают сведения о предельно допустимых концентрациях каждого элемента (или соединения) в почвах и сельскохозяйственных продуктах (табл. 61 и 62).

Такие данные приводятся здесь на основе ’’Медико-санитарных требований”(1990), а также других современных нормативов.

Если загрязненность почв этими элементами ниже ПДК, то в этом случае не требуются специальные мероприятия. В случае превышения ПДК слабоокультуренные почвы необходимо подвергнуть интенсивному окультуриванию — нейтрализовать высокую кислотность, осуществить глинование легких почв, внести органические удобрения и повысить содержание гумуса. Целесообразно внесение 3-4-кратных доз извести. Они резко снижают поступление в растение свинца, кадмия, цинка и других металлов. Затем на хорошо окультуренном поле размещают растения, от которых в пищу идут те части, которые слабо накапливают тяжелые металлы (томаты, бахчевые культуры, картофель).

Если нецелесообразно (или невозможно) окультуривание, то тогда на загрязненных почвах следует размещать технические культуры: лен, коноплю, клещевину, картофель для переработки на крахмал или спирт, сахарную свеклу, эфиромасличные, реже семенники овощных или кормовых культур.

Почвы, загрязненные тяжелыми металлами, нельзя использовать для выращивания кормовых культур, так как на корм скоту идут те части растений, в которых происходит заметное накопление металлов.

Нельзя размещать на загрязненных почвах овощи (особенно, шпинат, салат, капусту и др.). Следует обратить особое внимание на подбор растений, на процесс естественного самоочищения почв.

Опасность загрязнения сельскохозяйственной продукции радионуклидами. В последнее десятилетие получило распространение новое опасное явление, связанное с аккумуляцией долгоживущих радионуклидов — радиоактивных изотопов стронция и цезия в поверхностных слоях почвенного профиля. Эти радионуклиды не обладают большой вертикальной подвижностью. Они концентрируются в основном в верхних (0...5; 0...10 см) слоях почвенного профиля. Их высокая концентрация в пахотном слое оказывается весьма стабильной и опасной. В России после Уральской и Чернобыльской катастроф почвы, загрязненные радионуклидами стронция, цезия и др., распространены в Челябинской, Свердловской, Брянской, Калужской, Смоленской и других областях. Концентрация радионуклидов в почвах имеет пятнистый, весьма неоднородный характер. Поскольку радионуклиды стронция, цезия, других элементов аккумулируются в самых верхних слоях почвенного профиля, они легко переносятся при ветровой эрозии. Происходит расширение контуров загрязнения.

Этот процесс протекает особенно интенсивно в почвах, подверженных активной дефляции (например, в осушенных торфяных). В результате ветровой эрозии твердые частицы, несущие радионуклиды, попадают в воды рек, каналов и озер, оседают на дне водоемов и водотоков, образуя радиоактивный ил, или мигрируют дальше с водным потоком. Опасность накопления радионуклидов заключается не только в том, что изотопы оказывают прямое вредное воздействие на живые организмы, но еще и в том, что из почвы они переходят в продукцию сельского хозяйства. Скорость такого перехода и темпы накопления в значительной мере зависят от свойств почвенного покрова.

Чем слабее окультуренность почвы, тем существеннее угроза загрязнения сельскохозяйственной продукции. Наименее благоприятная радиационная ситуация свойственна малопродуктивным лугам и пастбищам на осушенных торфяных и оглеенных песчаных подзолистых почвах с низкими значениями pH.

Снизить переход радионуклидов в продукцию растениеводства можно следующими агротехническими и гидромелиоративными мероприятиями:
- известкованием;
- внесением навоза и сапропеля, применением других органических удобрений;
- уменьшением доз азота и увеличением калия {по сравнению с обычно принятыми схемами).

Наряду с этими мероприятиями на луговых и пастбищных угодьях целесообразно поверхностное рыхление почв и фрезерование дернины. Обнаружена определенная тенденция снижения перехода радионуклидов в продукцию при понижении уровня грунтовых вод и усилении степени дренированное на осушенных территориях.

Кроме мероприятий по общему повышению плодородия, важным профилактическим приемам является рациональная система обработки почвы, направленная на погребение радионуклидов ниже глубины распространения основной массы корней. Эти несложные агротехнические мероприятия позволяют резко сократить переход радионуклидов в растения или получать продукцию, не загрязненную нуклидами.

Положительные результаты были получены при обработке загрязненных радионуклидами почв двухъярусным, плугом на глубину 38-40 см без предварительного дискования. В последующем целесообразно применять почвозащитные технологии возделывания сельскохозяйственных культур без оборота пласта с обработкой плоскорезом. По данным УкрНИИ сельскохозяйственной радиологии такое захоронение основной массы радионуклидов на фоне обработки почв плоскорезом является надежным способом ограничения миграции радионуклидов в растения. Значительно менее благоприятные результаты получены при обычной обработке почв (с оборотом пласта).

Вместе с тем глубокая обработка загрязненных почв двухъярусным плугом недопустима при близком залегании грунтовых вод, а также в тех случаях, когда землепользователь не располагает достаточными средствами для создания верхнего плодородного пахотного слоя почв. Это обусловлено тем, что при глубокой обработке на поверхность почвы извлекают кислый обедненный гумусом подзолистый горизонт. Это наименее плодородный слой почвенного профиля. Необходимы специальные дорогостоящие работы по его окультуриванию. Они складываются из внесения крупных доз извести, органических и минеральных удобрений. В этом отношении наиболее благоприятными для двухъярусной глубокой пахоты являются все пойменные почвы, почвы на лессовидных почвообразующих породах, почвы с мощными гумусовыми горизонтами.