Никель в почвах Средней Сибири

Литература

1. Афанасьева, Т.В. Почвы СССР / Т.В. Афанасьева, В.И. Василенко, Т.В. Терешина [и др.]. - М.: Мысль,

1979. - 380 с.

2. Добровольский, В.В. География почв с основами почвоведения: учеб. / В.В. Добровольский. - М.: ВЛАДОС, 1999. - 384 с.

3. Очерк почвы совхоза «Искра», п/я Р-6241 и рекомендации по их использованию / Востсибгипрозем. -Красноярск, 1976. - 173 с.

4. Технический отчет по почвенным изысканиям совхоза «Искра» Рыбинского района Красноярского края / Востсибгипрозем. - Красноярск, 1991. - 109 с.

5. Почвенный и агрохимический очерк культурного многолетнего пастбища / Сибир. НИИ гидротехники и мелиорации. - Красноярск, 1975. - 39 с.

6. Пояснительная записка к материалам комплексного агрохимического обследования сельскохозяйственных угодий ПХ «Искра» ФГУП ПО ЭХЗ Рыбинского района Красноярского края / Федеральное государственное учреждение «Станция агрохимической службы «Солянская»». - Новая Солянка, 2005. - 21 с.

7. Сметанин, В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель / В.И. Сметанин. - М.: КолосС, 2003. -94 с.

8. Боголюбов, С.А. Земельное право: учеб. / С.А. Боголюбов. - М.: ТК Велби; Проспект, 2004. - 400 с.

9. Г ражданский кодекс РФ. Часть 1-2.

10. Земельный кодекс РФ.

11. Федеральный закон от 10 января 1996 г. «О мелиорации земель».

12. Федеральный закон от 21 февраля 1992 г. «О недрах».

----------♦-------------

УДК 631.416.8: 546.74(571.51) Е.И. Волошин

НИКЕЛЬ В ПОЧВАХ СРЕДНЕЙ СИБИРИ

В статье исследованы особенности распределения никеля в почвах и растениях Средней Сибири. Установлено, что оно определяется разными условиями их почвообразования, гранулометрическим составом и концентрацией элемента в почвообразующих породах. Почвы лесостепной и подтаежной зон обеднены никелем. Среднее фоновое содержание никеля в почвах на площади 2,36 млн га равно 23,8 мг/кг. Содержание никеля в растениях определяется погодными условиями и биологическими особенностями сельскохозяйственных культур.

Введение. Никель в соответствии с ГОСТ 17.4.1.02-83 относится ко второму классу опасности. Этот элемент является одним из приоритетных загрязнителей окружающей среды. Загрязнение почвенного покрова никелем происходит в результате выбросов предприятий цветной металлургии, машиностроения и металлообработки, стройматериалов, химических производств, а также при сжигании угля и мазута на тепловых электростанциях [7]. Одним из источников поступления никеля в почвы сельскохозяйственных угодий является систематическое внесение фосфорных удобрений [15]. Повышенные концентрации никеля оказывают токсическое воздействие на живые организмы и являются канцерогенными для здоровья человека и животных [36].

Валовое содержание никеля в почвах мира колеблется от 1 до 100 мг/кг при среднем значении 20 мг/кг [15]. В природных условиях встречаются естественные биогеохимические провинции с более высоким содержанием никеля в почвах. Примером такой провинции является Актюбинская область Казахстана. В почвах этой провинции, сформированных на горных породах-серпентинитах, обнаружено от 133 до 2400 мг/кг никеля, что в 12-52 раза выше по сравнению с эталонной черноземной почвой [30].

Кларк никеля в литосфере равняется 58 мг/кг и в почвах мира - 40 мг/кг [3-4]. Содержание никеля в почвенном покрове определяется многими факторами, среди которых важнейшим является литологический состав почвообразующих пород. Различия в содержании никеля в верхних горизонтах почв связаны с био-

Почвоведение

климатическими условиями их почвообразования. Больше всего никеля содержится в глинистых и тяжелосуглинистых почвах, при облегчении гранулометрического состава концентрация металла обычно уменьшается [8; 29]. Причина этого явления заключается в том, что с утяжелением гранулометрического состава и увеличением поверхности частиц усиливаются сорбция рассеянных элементов на их поверхности за счет электростатических сил, а также их включения в межпакетное пространство [10].

В поверхностном слое почв пределы колебаний содержания никеля составляют: для подзолистых 5-60 мг/кг, серых лесных 18-33, каштановых - 20-46, луговых - 27-75, черноземов - 26-72 [7; 12; 15-16; 2122; 26-27; 34].

Фоновое содержание никеля в почвах разных регионов России неодинаковое. Для черноземов целинных участков заповедных территорий Центрально-Черноземной зоны фоновое содержание никеля колеблется от 31 до 39 мг/кг [28], предгорной и степной зон Краснодарского края - 56 [12], Волгоградской области - 24 [22], Забайкалья - 28 мг/кг [16]. Аналогичная зависимость в изменении концентрации никеля прослеживается и в других типах почв сельскохозяйственных угодий. Для Западной Сибири фоновое содержание никеля равно 30-40 мг/кг [14] и для стран СНГ 12-58 мг/кг [18; 33].

Максимальное количество никеля обнаруживается в верхнем горизонте почв. Накопление его в гумусовом горизонте свидетельствует о биогенной аккумуляции [35]. Дифференциация никеля по профилю различных почв неодинаковая и является функцией их генетических свойств. Основные факторы, влияющие на распространение никеля по почвенному профилю, являются содержание глинистой фракции и величина рН, которые обуславливают процессы сорбции-десорбции элемента в почвах [16; 24].

Содержание никеля в почвах Красноярского края исследовано недостаточно полно [11; 32]. В опубликованных работах приводятся данные о том, что в Норильском промышленном районе [17] и в зоне про-мвыбросов электростанции [5] происходит техногенное загрязнение почв этим элементом.

Целью работы является изучение особенностей распределения никеля в почвах и растениях Средней Сибири.

Объекты и методы исследований. Отбор почвенных образцов проводился из 0-20 см слоя в 19932002 гг. в соответствии с «Методическими указаниями по проведению комплексного агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий» [19]. Распределение никеля в профиле почв и изучение содержания в растениях исследовали на реперных участках локального мониторинга [20]. Образцы растений отбирали во время уборки урожая сельскохозяйственных культур. В почвенных образцах определяли гумус по методу Тюрина, рН солевой вытяжки - потенциометрически, гранулометрический состав по Качинскому. Определение валового содержания никеля проводили по методике ЦИНАО [18]. Содержание никеля в растениях определяли после сухого озоления. В полученных вытяжках определение никеля проводили атомноабсорбционным методом на ДДЭ-30 в пламени ацетилен-воздух.

Результаты и их обсуждение. Для черноземов Средней Сибири характерна неоднородность в распределении никеля в верхнем горизонте (табл. 1). В черноземах Красноярской, Ачинско-Боготольской, Наза-ровской, Чулымо-Енисейской лесостепи и подтаежной зоне содержание никеля колеблется от 9,0 до 64,8 мг/кг. Отмеченные различия обусловлены физико-географическим положением этих зон, неодинаковой кон-тинентальностью климата и минералогического состава почвообразующих пород.

Среднее содержание никеля в черноземе выщелоченном Красноярской лесостепи составляет 25,8 мг/кг, Ачинско-Боготольской лесостепи - 27,0, Назаровской лесостепи - 31,6, Чулымо-Енисейской лесостепи

- 28,2 мг/кг. Близкие результаты по концентрации никеля в верхнем горизонте почв получены у чер-

ноземов оподзоленных и обыкновенных. Наиболее низкое количество никеля (20,3-23,6 мг/кг) характерно для черноземов карбонатных.

Содержание никеля в черноземах располагается в следующий ряд: обыкновенный - 28,9 мг/кг; выщелоченный - 27,8; оподзоленный - 27,5; карбонатный - 21,9 мг/кг. Среднее содержание никеля в черноземах равно 27,4 мг/кг, что ниже, чем в почвах Западной Сибири [14].

Серые лесные оподзоленные почвы в лесостепной и подтаежной зонах Средней Сибири располагаются на северных и восточных склонах и характеризуются лучшими условиями увлажнения. В пашне эти почвы чередуются с черноземами. Содержание никеля в этих почвах колеблется от 9,7 до 40,0 мг/кг (табл. 2). Среднее содержание никеля в серых лесных почвах Красноярской лесостепи составляет 23,4 мг/кг, Назаровской лесостепи - 30,4, Чулымо-Енисейской лесостепи - 25,4 и зоне подтайги - 26,1 мг/кг. Из разных подтипов почв более высокой концентрацией никеля выделяются темно-серые лесные и наименьшей - светлосерые лесные. Серые лесные почвы занимают промежуточное положение.

По концентрации никеля эти почвы распределяются следующим образом: темно-серые - 26,7 мг/кг, серые лесные - 25,5 и светло-серые лесные - 19,5 мг/кг, что составляет 0,5-0,7 кларка. Среднее содержа-

ние никеля в серых лесных почвах лесостепной и подтаежной зон края равно 25,7 мг/кг. Анализ полученных данных показывает, что концентрация никеля в серых лесных почвах Средней Сибири ниже, чем в черноземах, что связано с их более благоприятным водным режимом и возможным выщелачиванием этого элемента из верхнего горизонта почв. Дерново-подзолистые почвы подтаежной зоны по содержанию никеля не отличаются от серых лесных.

Колебания никеля в разных подтипах лугово-черноземной почвы составляют: оподзоленной - 31,2 мг/кг, обыкновенной - 28,1, выщелоченной - 27,8 мг/кг (табл. 3). Среднее содержание никеля в луговочерноземных почвах равно 28,5 мг/кг. Отличительной особенностью этих почв является несколько повышенное содержание в них никеля. Это объясняется миграцией никеля с повышенных элементов рельефа в пониженные, в которых происходит формирование лугово-черноземных почв.

В других типах интразональных почв содержание никеля колеблется от 15,2 до 38,0 мг/кг. Более высокой концентрацией никеля характеризуются темно-бурая оподзоленная почва, низкой - луговая карбонатная. Среднее содержание никеля в луговых, темно-бурых, темно-цветных и аллювиально-луговых почвах ниже, чем в лугово-черноземных. Различия в содержании никеля среди интразональных почв происходят из-за неодинаковых условий их почвообразования.

Таким образом, валовое содержание никеля в разных почвах пашни центральной и западной зон края изменяется от 8,2 до 64,8 мг/кг, или в 7,9 раза. Среднее содержание никеля в почвах на площади 842,8 тыс. га (п= 11960) равно 26,1 мг/кг. Почвы центральных и западных районов края меньше содержат никеля в сравнении с аналогами из Западной Сибири и Забайкалья [14; 16].

В Канской лесостепной зоне содержание никеля в поверхностном слое почв изменяется от 5,0 до 57,0 мг/кг. На площади 935,9 тыс. га (п= 4323) среднее содержание никеля в почвах равно 28,2 мг/кг. Почвы в этой зоне больше содержат никеля, чем в центральных и западных районах края. Различия в содержании никеля в почвах обусловлены неодинаковой концентрацией элемента в почвообразующих породах.

В Минусинской лесостепной зоне на площади 585,9 тыс. га (п= 3088) концентрация никеля в почвах колеблется от 5,9 до 43,4 мг/кг при среднем значении 17,2 мг/кг. В отличие от западной, центральной и восточной зон, в южных районах концентрация никеля в 1,5-1,6 раза ниже, что связано с облегченным гранулометрическим составом этих почв.

Результаты агрохимического картографирования показывают, что среднее фоновое содержание никеля в почвах Средней Сибири на площади 2,36 млн га (п= 19371) равно 23,8 мг/кг, или 0,6 кларка. Почвы лесостепной и подтаежной зон края обеднены никелем в сравнении с аналогами из других регионов страны [14; 16; 33].

Различия в содержании и распределении никеля по профилю почв во многом определяется направлением процесса почвообразования. В черноземах повышенная концентрация никеля наблюдается в верхней части иллювиального горизонта, что совпадает с увеличением фракции физической глины [22]. По данным В.Б. Ильина [13], на распределение тяжелых металлов по профилю почв Западной Сибири оказывают влияние генетические особенности: обедненность некоторыми элементами элювиального горизонта и обогащение ими иллювиального. Илистые частицы содержат никеля в 2-4 раза больше, чем почвенная масса отдельного горизонта почв. Обогащение илистых частиц тяжелыми металлами происходит не только за счет их накопления в минеральной основе, но и за счет аккумуляции в гумусовом веществе.

Распределение никеля в профиле почв лесостепной и подтаежной зон Средней Сибири неодинаковое (табл. 4). В пахотном горизонте темно-бурой и темно-цветной пойменной орошаемых почвах Красноярской лесостепи происходит биогенная аккумуляция никеля (Кэа>1). В то же время в пахотном горизонте других почв реперных участков наблюдается вынос этого элемента. Вниз по почвенному профилю в большинстве почв содержание никеля увеличивается, что связано с повышением концентрации элемента в почвообразующих породах. В профиле почв содержание физической глины (г= 0,29±0,12), гумуса (г= 0,19±0,12) и реакция среды (г=-0,28±0,12) оказывают слабое влияние на концентрацию никеля.

Никель относится к группе тяжелых металлов, которые слабо поглощаются растениями [25]. Интенсивность поглощения никеля растениями определяется типом почв, содержанием подвижных форм элемента, видовыми особенностями растений, их приспособленностью к различным факторам окружающей среды. Наибольшее количество никеля содержится в корнях и продуктивной части растений [23].

Среди сельскохозяйственных культур овес и фасоль обладает способностью к преимущественному накоплению никеля в генеративных органах [1-2; 9]. Это связано с биологическими особенностями данных культур и повышенной подвижностью никеля в почвах и растениях, особенно в условиях повышенной почвенной кислотности [22].

74

Валовое содержание никеля в черноземах

Район Чернозем Обследованная площадь, тыс. га Гумус, % рНш Объем выборки, п Содержание, мг/кг

min-max X

Красноя рская лесостепь

Сухобузимский Выщелоченный 54,5 6,7 6,0 1296 13,6-52,9 26,1 ±0,04

Оподзоленный 4,7 6,5 5,6 80 17,3-41,2 26,3±0,60

Обыкновенный 13,6 7,8 6,3 292 17,3-53,0 25,2±0,20

Больше- Выщелоченный 19,6 6,6 5,9 179 14,1-42,1 25,6±0,20

Муртинский Оподзоленный 4,8 7,7 5,6 39 18,2-42,5 26,5±1,20

Ачинско-Боготольская лесостепь

Ачинский Выщелоченный 7,4 6,0 6,0 86 18,4-33,3 27,0±0,40

Оподзоленный 3,4 6,6 5,7 28 15,8-32,4 25,6±1,30

Назаровская лесостепь

Назаровский Выщелоченный 162,1 8,7 5,6 2027 18,9-48,2 31,6±0,02

Оподзоленный 12,7 8,0 5,4 149 18,5-37,0 31,0±0,30

Обыкновенный 7,6 8,1 6,2 91 23,9-48,7 34,1 ±0,60

Чулымо-Енисейская лесостепь

Ужурский Выщелоченный 46,9 9,2 6,0 573 14,5-64,8 30,7±0,10

Оподзоленный 2,4 9,3 5,5 32 9,6-34,4 30,8±1, 10

Обыкновенный 136,7 8,8 6,5 1606 9,8-55,1 30,7±0,03

Шарыповский Выщелоченный 70,6 7,5 5,7 805 9,0-33,2 26,2±0,04

Оподзоленный 10,5 8,3 5,4 127 13,5-36,5 24,6±0,30

Обыкновенный 20,2 7,3 6,2 234 12,4-37,3 27,8±0,20

Карбонатный 2,1 7,8 6,5 24 19,0-29,9 23,6±1,50

Новоселовский Выщелоченный 65,5 8,2 5,9 1577 10,0-40,4 27,8±0,03

Оподзоленный 0,4 7,7 5,5 11 25,9-29,4 26,8±3,70

Обыкновенный 40,5 8,3 6,4 732 9,0-40,1 26,8±0,06

Карбонатный 0,3 8,0 7,2 8 15,8-28,8 20,3±4,40

Подтаежная зона

Манский Оподзоленный 6,0 8,4 5,2 80 24,2-32,2 27,4±0,50

Ачинский Оподзоленный 5,8 6,8 5,5 60 21,5-39,6 28,2±0,70

75

Валовое содержание никеля в серых лесных и дерново-подзолистых почвах

Район Почва Обследованная площадь, тыс. га Гумус, % рНш Объем выборки, п Содержание, мг/кг

мin-max X

Красноярская лесостепь

Сухобузимский Темно-серая лесная оподзоленная 12,6 7,0 5,8 253 12,5-34,5 24,3±0,10

Серая лесная оподзоленная 1,2 4,5 5,7 30 9,7-31,2 24,3±1, 10

Светло-серая лесная оподзоленная 0,08 1,0 5,8 2 19,0-20,0 19,5±19,50

Больше- Темно-серая лесная оподзоленная 13,3 6,8 5,7 143 16,0-40,0 25,5±0,30

Муртинский Серая лесная оподзоленная 1,6 3,7 5,5 21 20,8-28,2 23,7±1,70

Назаровская лесостепь

Назаровский Темно-серая лесная оподзоленная 11,5 7,4 5,1 135 20,4-39,1 34,0±0,30

Серая лесная оподзоленная 0,8 4,0 5,1 9 20,2-35,6 26,9±4,80

Чулымо-Енисейская лесостепь

Ужурский Темно-серая лесная оподзоленная 2,4 8,2 5,8 28 12,4-36,5 27,8±1,40

Шарыповский Темно-серая лесная оподзоленная 5,5 7,5 5,8 61 18,1-34,0 25,1 ±0,60

Серая лесная оподзоленная 2,7 3,7 5,5 34 17,4-37,8 23,1±1,20

Новоселовский Темно-серая лесная оподзоленная 0,4 8,7 5,7 11 23,2-28,7 25,5±3,50

Подтаежная зона

Манский Темно-серая лесная оподзоленная 14,0 6,6 5,1 220 8,2-33,0 26,5±0,10

Серая лесная оподзоленная 3,0 4,8 4,8 45 21,1-27,9 25,7±0,80

Ачинский Темно-серая лесная оподзоленная 17,8 6,2 5,4 186 15,1-34,7 27,0±0,20

Серая лесная оподзоленная 2,1 4,6 5,3 24 28,2-30,3 29,8±1,80

Дерново-подзолистая 15,3 4,7 5,1 165 11,4-32,0 24,9±0,20

Больше- Темно-серая лесная оподзоленная 14,3 6,3 5,1 136 17,0-28,2 24,4±0,20

Муртинский Серая лесная оподзоленная 2,7 4,4 5,3 25 22,0-28,2 24,8±1,50

Дерново-подзолистая 0,7 6,0 5,0 7 24,6-26,7 26,3±5,60

76

Таблица 3

Валовое содержание никеля в интразональных почвах _____________________________________

Район Почва Обследованная площадь, тыс. га Гумус, % рНш Объем выборки, п Содержание, мг/кг

мin-max X

К расноярская лесостепь

Сухобузимский Лугово-черноземная обыкновенная 3,5 6,9 6,2 64 18,4-55,4 27,6±0,90

Луговая оподзоленная 0,03 9,0 5,3 1 28,0 28,0-

Пойменная слоистая 2,52 5,0 5,2 37 20,0-38,0 29,0±1,20

Темно-бурая оподзоленная 0,39 4,2 5,3 6 29,4-32,0 30,7±7,90

Темно-цветная оподзоленная 0,18 3,4 5,3 6 21,6-33,7 28,2±7,30

Больше- Лугово-черноземная выщелоченная 2,7 8,5 6,0 28 22,3-32,7 29,9±1,40

Муртинский Луговая карбонатная 0,04 10,0 6,5 1 15,2 15,2-

Темно-цветная карбонатная 0,68 6,1 6,6 10 24,5-34,0 29,5±4,40

Темно-бурая карбонатная 0,96 6,0 6,8 3 23,5 23,5±9,60

Н азаровская лесостепь

Назаровский Лугово-черноземная оподзоленная 1,7 7,1 5,3 20 15,9-36,1 31,2±2,00

Чулымо-Енисейская лесостепь

Ужурский Лугово-черноземная обыкновенная 2,7 9,7 6,1 24 19,4-39,6 28,7±1,90

Шарыповский Лугово-черноземная выщелоченная 2,4 7,9 5,6 28 21,4-36,6 29,0±1,50

Новоселовский Лугово-черноземная выщелоченная 0,6 7,4 5,5 8 23,1-28,7 24,6±4,90

Подтаежная зона

Ачинский Темно-бурая карбонатная 1,52 6,0 6,0 29 19,4-28,1 22,8±1,20

Темно-цветная карбонатная 1,13 6,5 6,5 10 19,1-25,1 20,6±3,30

Больше- Луговая оподзоленная 1,11 7,8 5,3 12 23,0-28,2 25,1 ±3,20

Муртинский Аллювиально-луговая насыщенная 0,17 4,1 6,8 2 15,2-28,6 22,1 ±22,10

77

Профильное распределение валового никеля в пахотных почвах реперных участков

Зона

Почва, место расположения

Горизонт, глубина, см

Гумус, %

РН солевой

Физическая глина, %

Никель, мг/кг

2

3

4

5

6

7

Темно-бурая пойменная; СПК «Березовский», Березовский район

Красноярская

лесостепь

Апах

В1

В2

Ск

0-20

40-50

70-80

90-100

3,3

0,6

0,5

0,5

Темно-цветная пойменная; АО «Солонцы», Емельяновский район

Апах 0-20

АВ 28-38

Вк 45-54

Вск 60-70

СДК 77-87

6,7

4,3

2,1

0,7

0,7

6.9

6.9 7,3 8,0

6,9

6,6

7,3

7.6

7.6

30.8 20,1 16,0

7.8

36,7

38.4 37,6

37.5

28.5

31,4

31,0

24,7

28,3

31,7

31,9

34,1

35,4

28,6

Подтаежная

Серая лесная среднеоподзо-ленная; д. Игнатово, Пировский район

Апах

А1А2

А2В

В1

В2Д

СКД

0-20

25-35

41-47

50-60

75-85

110-120

3,8

3,1

2,0

1,0

0,7

0,9

Серая лесная сильнооподзо-ленная; ст. Чернореченская, Козульский район

Апах 0-20

А1А2 26-36

А2В 40-50

В1 65-75

В2 90-100

ВС 110-120

Ск 130-140

3,6

3,2

1,0

0,7

0,5

0,5

0,5

Серая лесная среднеоподзо-ленная; д. Игнатово, Пировский район

Апах

А^и

А2В

В

Ск

0-15

30-40

60-70

80-90

110-120

4,4

2,0

1,2

0,8

0,6

Темно-серая лесная оподзолен-ная; пос. Первоманский, Ман-ский район

Апах

А1А2

А2В

В1

0-20

35-45

51-61

65-75

10,6

4,5

1,3

1,2

4,5

4.2

4.2 5,4 6,7 7,1

5.9 5,4 4,2

4.1 4,6

6.9

7.1

5,6

4,3

4,0

4,2

6,9

5.7

5.7

5.6

5.6

60,1

59,0

59.4

69.4 65,2

66.4

60,6

61,6

73.3

79.4 75,1 72,6

73.4

61.3 66,5 68,9

71.3

68.4

52,2

54,6

52,5

61,0

28,1

27,7

30,0

32.4 36,9

38.4

28.5

27.1

32.3

37.2

42.6 39,5

39.4

23.9 26,6

28.9 32,4

33.9

28,6

32.2

33.3 33,8

1

78

Окончание табл. 4

3

4

5

6

7

В2

ВС

Ск

90-100

110-120

140-150

1,1

1,0

0,9

5,4

7,0

7,2

60,0

67,7

67,4

32,2

34,1

34,7

Назаровская лесостепь

Чернозем выщелоченный; АО «Ададымское», Назаровский район

Апах 0-20

АВ 28-38

Вк 40-50

В1 58-68

Ск 100-110

10.9

7.9 8,4 1,3 1,1

6,0

5.6

5.7

6.7 6,9

56,6

57,9

56,4

70,2

67,1

28,0

28.7 31,5

29.7 34,4

Ачинско-Боготольская лесостепь

Чернозем выщелоченный; д. Журавлиха, Боготольский район

Апах

АВ

В1

Вк

Ск

0-20

26-33

40-50

70-80

100-110

6,2

4,6

1,1

0,7

0,5

6,0

6,4

5,9

7.0

7.0

58,8

59,7

66,0

64,1

66,0

30.0

31.0 35,2

28.5

28.6

Назаровская лесостепь

Чернозем выщелоченный; пос. Степной, Назаровский район

Апах

АВ

В1

Вк

Ск

0-20

35-45

70-80

100-110

130-140

9,8

3,7

1,3

0,8

0,6

6,0

4,9

5,5

7.0

7.1

50,7

70.1

69.1 66,4 71,0

27,9

27.4

35.5 29,1 29,4

Чулымо-

Енисейская лесостепь

Чернозем выщелоченный; пос. Балахта, Балахтинский район

Апах

АВ

В1

Вк

Ск

0-20

30-40

50-60

70-80

100-110

10,5

9,8

1,4

0,7

0,6

6,1

5,6

5.1

7.1 7,4

45,8

47,4

59,1

51,7

53,0

24.6 25,3 28,8

27.7

24.8

Чернозем выщелоченный; пос. Большая Мурта, Больше-Муртинский район

красноярская

лесостепь

Апах

А1

АВ

В1

В2

Ск

0-20

30-40

50-60

73-83

90-100

140-150

8,8

7,9

5.2

1.3 0,8

1.4

Чернозем обыкновенный; АО «Солонцы», Емельяновский район

Апах

А1

АВ

Вк

Ск

0-20

28-38

41-51

53-63

80-90

7.2

6.3

4.3 1,8 0,8

6,0

5,9

5.3

5.3 6,1 7,1

6,6

6.5 6,4 7,0

7.6

52.4

48.8 59,1

57.4

54.8 57,0

38,3

40.0

41.0 38,6 35,2

30,1

33.5

33.5 31,3

31.0

32.0

30,5

29,2

32.1

34.1 37,7

1

2

На содержание никеля в основной и побочной продукции зерновых культур оказывает влияние уровень плодородия почв [31]. Наиболее высокие концентрации никеля в зерне овса отмечаются при низком уровне плодородия почв и кислой реакции почвенного раствора. В этих условиях соединения никеля становятся более доступными для растений.

Содержание никеля в растениях колеблется от 1 до 10 мг/кг. Границы избыточного и токсичного уровней никеля для большинства видов растительности изменяется от 5,0 до 30,0 мг/кг [15]. Критические концентрации никеля по негативному действию на урожай зерновых и зернобобовых культур на окультуренной почве составляют 100-150 мг/кг и на неокультуренной - 25-30 мг/кг [31].

На реперных участках локального мониторинга содержание никеля в растениях характеризуется большим разнообразием (табл. 5). На концентрацию никеля в урожае сельскохозяйственных культур оказали влияние погодные условия и биологические особенности растений. Максимальное количество осадков (400600 мм) выпадает в подтаежной и таежной зонах края. В Ачинско-Боготольской и Назаровской лесостепных зонах влагообеспеченность растений выше (400-500 мм), чем в Красноярской и Чулымо-Енисейской (300400 мм). Резко континентальный климат, частые весеннелетние засухи создают неблагоприятный водный и температурный режимы и оказывают влияние на степень подвижности химических элементов в почвах и концентрацию в растениях. Из зерновых культур более высокое содержание никеля (1,6 мг/кг) наблюдается в овсе. У этой культуры концентрация никеля в 3,2-4,2 раза была выше, чем у яровой пшеницы и превышала МДУ [6]. Повышенное содержание никеля в зерне овса отмечается и в других зонах края, удаленных от каких-либо источников загрязнения [11]. Вероятно, что способность овса накапливать никель в продуктивной части урожая связана с биологическими особенностями этой культуры. Из многолетних трав повышенное содержание никеля отмечается в зеленой массе клевера. В урожае всех культур средняя концентрация никеля (1,2 мг/кг) была ниже в сравнении с средним содержанием этого элемента в растениях - 1,8 мг/кг [10].

Таблица 1

Содержание никеля в растениях на черноземах, серых лесных и пойменных почвах реперных участков

Культура Исследованная n Никель, мг/кг воздушно сухой массы

часть Пределы колебаний Среднее

Черноземы выщелоченный и обыкновенный, содержание никеля 22,6-34,9 мг/кг

Пшеница (Triticum aestivum) Зерно 12 0,2-0,8 0,5±0,08

Ячмень (Hordeum distichon) Зерно 6 0,2-0,6 0,4±0,10

Овес (Avena sativa) Зерно 7 1,1-1,9 1,6±0,40

Кострец безостый (Bromus inermis) Зеленая масса 4 0,3-0,9 0,6±0,30

Темно-серые и серые лесные, содержание никеля 21,8-32,9 мг/кг

Клевер луговой (Trifollium pretense) Зеленая масса 6 2,4-2,8 2,6±1,50

Залежь: мятлик луговой (Poa pratensis), пырей ползучий (Agropyron penens), тимофеевка луговая (Phleum pretense) Зеленая масса 7 2,0-2,8 2,4±0,40

Темно-бурая и темно-цветная пойменные, содержание никеля 27,1-33,2 мг/кг

Капуста(Brassica oleracea) Кочан 6 0,4-0,7 0,5±0,30

Морковь (Daucus carota) Корнеплод 4 0,4-1, 1 0,7±0,30

Выводы

1. Фоновое содержание никеля в почвах Средней Сибири на площади 2,36 млн га колеблется от 5,0 до 64,8 мг/кг при среднем значении 23,8 мг/кг.

2. Распределение никеля в почвах определяется разными условиями их почвообразования, гранулометрическим составом и концентрацией элемента в почвообразующих породах. Почвы лесостепной и подтаежной зон обеднены никелем. Низкая концентрация никеля в почвах обусловлена пониженным содержанием этого элемента в почвообразующих породах в сравнении с литосферой. Наиболее низкое содержание никеля отмечается в почах Минусинской лесостепной зоны.

Почвоведение

3. Содержание никеля в растениях определяется погодными условиями и биологическими особенностями сельскохозяйственных культур. Наибольшее его количество наблюдается в зерне овса и травах.

Литература

1. Динамика накопления и распределения никеля в растениях овса / И.В. Андреева, В.В. Говорина, Б.А Ягодин [и др.] // Агрохимия. - 2000. - № 4. С. 68-71.

2. Динамика накопления и распределения никеля в растениях фасоли / И.В. Андреева, В.В. Говорина,

Б.А. Ягодин [и др.] // Изв. ТСХА. - 2001. - Вып. 1. - С. 102-112.

3. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах / А.П. Виноградов. - М.: Изд-во АН

СССР, 1957. - 279 с.

4. Войткевич, Г.В. Справочник по геохимии / Г.В. Войткевич, А.В. Кокин, А.Е. Мирошников. - М.: Недра, 1990. - 480 с.

5. Волкова, В.Г. Техногенез и трансформация ландшафтов / В.Г. Волкова, Н.Д. Давыдова. - Новосибирск: Наука, 1987. - 190 с.

6. Временный максимально-допустимый уровень (МДУ) содержания некоторых химических элементов и

госсипола в кормах для сельскохозяйственных животных и кормовых добавках. - М., 1987. - 5 с.

7. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин [и др.]. - М.: Недра, 1990. - 334 с.

8. Глазовская, М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР / М.А. Глазовская. - М.: Высш.

шк., 1988. - 328 с.

9. Говорина, В.В. Накопление никеля некоторыми сельскохозяйственными культурами при разных уровнях его содержания в дерново-подзолистой почве / В.В. Говорина, И.В. Андреева, Н.К. Сидоренкова // Агрохимия. - 2003. - № 7. - С. 60-69.

10. Добровольский, В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеивание / В.В. Добровольский. - М.: Мысль, 1983. - 272 с.

11. Ерышова, О.В. Загрязнение тяжелыми металлами окрестностей Красноярска / О.В. Ерышова //Агрохим. вестн. - 1996. - № 3. - С. 37-38.

12. Жуков, В.Д. Оценка содержания валовых форм тяжелых металлов в агроландшафтах Краснодарского края / В.Д. Жуков, А.Я. Ачканов // Тяжелые металлы в окружающей среде. - Пущино, 1996. - С. 73-74.

13. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири / В.Б. Ильин // Почвоведение. - 1987. - № 11.

- С. 87-94.

14. Фоновое количество тяжелых металлов в почвах юга Западной Сибири / В.Б. Ильин, А.И. Сысо, Н.Л. Байдина [и др.] // Почвоведение. - 2003. - № 5. - С. 550-556.

15. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях: пер. с англ. / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас.

- М.: Мир, 1989. - 439 с.

16. Кашин, В.К. Никель в почвах Забайкалья / В.К. Кашин, Г.М. Иванов // Почвоведение. - 1995. - № 10. -С.1291-1298.

17. Особенности почв Норильского промышленного района: тез. докл. / Х.А. Кутыев, О.М. Терещенков, В.М. Игамебердиев, Е.Н. Попова. - М., 1996. - С. 78-79.

18. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства. - М.: ЦИНАО, 1989. - 61 с.

19. Методические указания по проведению комплексного агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий. - М.: МСХ РФ, 1994. - 96 с.

20. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных участках. - Изд. 2-е, пере-раб. и допол. - М.: ЦИНАО, 1996. - 14 с.

21. Никонов, В.В. Биогеохимические циклы Си и Ы1 в лесных экосистемах Севера / В.В. Никонов,

В.П. Горяинова, Н.В. Лукина // Тяжелые металлы в окружающей среде. - Пущино, 1996. - С. 42-43.

22. Оголева, В.П. Никель в почвах Волгоградской области / В.П. Оголева, Л.Н. Чердакова // Агрохимия. -

1980. - № 9. - С. 105-108.

23. Оголева, В.П. Закономерности распределения никеля в растениях Волгоградской области / В.П. Оголева, Л.Н. Чердакова // Агрохимия. - 1981. - № 12. - С. 90-92.

24. Панасин, В.И. Распределение никеля в агроэкосистемах Калининградской области / В.И. Панасин, О.П.Сержант // Агрохим. вестн. - 2004. - № 2. - С. 13-15.

25. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман. - М.: Высш. шк., 1975. - 342 с.

26. Протасова, Н.А. Почвенно-геохимическое районирование Воронежской области / Н.А. Протасова, М.Т. Копаева// Почвоведение. - 1995. - № 4. - С. 446-453.

27. Протасова, Н.А. Микроэлементы в ландшафтах Тамбовской области и биохимическое районирование

ее территории / Н.А. Протасова, И.М. Голубев, Н.И. Коробейников // Почвоведение. - 1996. - № 12. -

С. 1459-1466.

28. Протасова, Н.А. Макро и микроэлементы в почвах Центрально-Черноземной зоны и почвенногеохимическое районирование ее территории / Н.А. Протасова, А.Б. Беляев // Почвоведение. - 2000. -№ 2. - С. 204-211.

29. Реуце, К. Борьба с загрязнением почвы: пер с румын. / К. Реуце, С. Кырстя. - М.: Агропромиздат, 1986.

- 221 с.

30. Сидоренко, Г.И. Никель (гигиенические аспекты охраны окружающей среды) / Г.И. Сидоренко, А.И. Щу-кова. - М.: Медицина, 1980. - 176 с.

31. Тихомиров, Ф.А. Действие никеля на растения на дерново-подзолистой почве / Ф.А. Тихомиров, Н.Н. Кузнецова, Л.Г. Магина // Агрохимия. - 1987. - № 8. - С. 74-80.

32. Токовой, Н.А. Препараты плодородия / Н.А. Токовой, Н.М. Майборода. - Красноярск: Кн. изд-во, 1975. -75 с.

33. Тяжелые металлы в системе почва - растение - удобрение / под ред. М.М. Овчаренко. - М., 1997.

- 290 с.

34. Черных, Н.А. Экотоксикологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами / Н.А. Черных, Н.Э. Милащенко, В.Ф. Ладонин. - М.: Агроконсалт, 1999. - 176 с.

35. Шакури, Б.К. Никель, ванадий, хром и стронций в почвах Нахичеванской АССР / Б.К. Шакури // Почвоведение. - 1978. - № 4. - С. 49-54.

36. Ягодин, Б.А. Никель в системе почва - удобрение - растение - животные и человек / Б.А. Ягодин, В.В. Говорина, С.Б. Виноградова // Агрохимия. - 1991. - № 1. - С. 128-138.

♦'