Сельское хозяйство/3. Земледелие, грунтоведение и агрохимия

К.с-х.н. Шилов М.П., студент 2 курса Кабылдин Г.С.

РГП «Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова», Казахстан

Загрязнение зерна пшеницы тяжелыми металлами вдоль автомагистрали Костанай - Челябинск

Интенсивное техногенное воздействие на агроценозы степной зоны Северного Казахстана приводит к активному загрязнению растениеводческой продукции тяжелыми металлами [1]. Одним из основных источников загрязнения почв и растений в настоящее время являются автомагистрали [2]. Постоянный рост автомобильного транспорта, увеличение объема грузоперевозок, резко возросшее количество выхлопных газов оказывает жесткое влияние на придорожные экосистемы. Это приводит к активному накоплению в почвах и растениях придорожных полос тяжелых металлов, особенно свинца и кадмия [3].

В связи с этим целью исследований являлось – дать токсикологическую оценку содержанию свинца и кадмия в зерне яровой пшеницы вдоль автомагистрали межгосударственного значения Костанай – Челябинск. Исследования проводились на территории Костанайской области (Федоровский район, ТОО «Воронежский») в подзоне южных черноземов в 2011-2012 гг. по соответствующей методике [4]. Содержание тяжелых металлов определялось методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе С-115. Образцы зерна яровой пшеницы сорта Омская-18 отбирались с нарастающим удалением от автотрассы вглубь поля №15, площадью 385 га. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Полученные данные позволяют заключить о высоком токсическом прессинге автотранспорта на придорожные территории. Действие выхлопных газов прослеживается на достаточном расстоянии от автотрассы. Содержащиеся в них тяжелые металлы поглощаются растениями пшеницы в течение всей вегетации и активно участвуют в процессах метаболизма. В опыте выявлена четкая закономерность в аккумуляции тяжелых металлов в зависимости от удаленности источника загрязнения.

Таблица 1

Влияние автомагистрали Костанай – Челябинск на содержание тяжелых металлов в зерне пшеницы, 2012 г.

Географический пункт	Сопряженный участок	Содержание свинца, мг/кг	Содержание кадмия, мг/кг
Автомобильная трасса Костанай-Челябинск	ТОО «Воронежский», примыкающее поле с расстоянием от дороги: - 10 м - 20 м - 40 м - 60 м - 100 м - 200 м	2,38 2,08 1,38 0,65 0,51 0,28	0,28 0,35 0,62 0,30 0,12 0,08

Так, максимальная концентрация свинца в зерне приурочена к 10-ти метрам от дороги – 2,38 мг/кг, что в 4,5 раза выше допустимого уровня. В дальнейшем его содержание постоянно падает, и на отметке 100 м достигает ПДК-0,51 мг/кг. На удалении трассы 200 м зерно не загрязнено – 0,28 мг/кг.

Несколько иначе ведет себя кадмий. Его концентрация отметке 10 м в 2,8 раза выше ПДК-0,28 мг/кг и продолжает расти до удаления 40 м – 0,62 мг/кг. Затем уровень загрязнения постепенно падает, и на дистанции 100 м практически равен ПДК-0,12 мг/кг. Однако безопасным расстоянием следует признать полосу посевов в 200 м, где его токсичность опускается до 0,08 мг/кг. Такое разное поведение тяжелых металлов можно объяснить, по-видимому, различным составом выхлопных газов по плотности, которая сказывается на скорости оседания.

Содержание белка и сырой клейковины являются главными оценочными показателями качества зерна пшеницы. Накопление белковых веществ в зерне происходит в результате процесса реутилизации, который обеспечивает приток ассимилянтов в зерно. Естественно, что с этим потоком передвигаются по растению и тяжелые металлы.

Исследованиями установлено, что тяжелые металлы не ингибируют процессы передвижения и отложения органических веществ в зерне пшеницы (таблица 2).

Таблица 2

Влияние тяжелых металлов на содержание белка и сырой клейковины в зерне пшеницы, 2012 г.

Географический пункт	Содержание свинца, мг/кг*	Содержание кадмия, мг/кг	Белок, % N x 5.7	Клейковина, %	ИДК-1, ед.
Автострада Костанай-Челябинск, поле с расстоянием от дороги: - 10 м - 40 м - 200 м	2,38 1,88 0,28	0,28 0,62 0,08	14,2 14,8 14,0	30 31 30	96 (II) 36 (II) 78 (I)

Так, на разном расстоянии от дороги на точках 10, 40 и 200 м, при разном содержании и соотношении тяжелых металлов количество белка и сырой клейковины было одинаковым, соответственно 14,2; 14,8; 14,0 % и 30, 31, 30 %. Вместе с тем они оказывают влияние на качество клейковины. Так, под влиянием высоких концентраций свинца формируется слабая клейковина, а под воздействием кадмия – крепкая.

Таким образом, проведенные исследования позволяют заключить, что исследуемая автомагистраль является существенным источником загрязнения зерна пшеницы свинцом и кадмием. Придорожная полоса шириной 200 м испытывает максимальный токсический прессинг со стороны автотранспорта. Токсичные уровни тяжелых металлов (Pb, Cd) в зерне пшеницы не снижают темпы накопления белка и сырой клейковины, но ухудшают качество клейковинных белков.

Литература

1. Аленова Ж.Т. Агроэкологическая оценка земельных ресурсов Костанайской области и их рациональное использование. Автореф. …м. с.-х. наук. Костанай, 2012, 16 с.

2. Пархоменко Н.А. Агроэкологическая оценка действия тяжелых металлов в системе почва – растение вдоль магистралей в условиях лесостепи Западной Сибири / Н.А. Пархоменко, Ю.И. Ермохин. – Омск, 2005, 110 с.

3. Красницкий В.М. Агроэкотоксикологическая оценка агроценозов. Омск, 2004, 68 с.

4. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. – М.: ЦИНАО, 2005, 58 с.