Труды Кубанского государственного аграрного университета


<<<  Back

2018, № 74

UDC: 550.47:631.416.9
GSNTI: 68.05.43

Nutrients and toxic heavy metals in the agrocenosis of the Kuban with the intensification of agriculture

The work is devoted to the study of the content dynamics of acid-soluble and mobile biogenic compounds (manganese, cobalt, nickel, copper, zinc) and toxic heavy metals (cadmium, lead, chromium) in the soil and grain products of grain-grass crop rotation of the steppe part of the Azov-Kuban lowland. High doses of fertilizers contribute to the accumulation of acid-soluble Nickel compounds, copper and zinc above the MPC, while the content of mobile forms of all studied elements below the MPC. The concentration of copper and zinc ions in the soil solution is below the optimal range of these trace elements for normal growth and development of plants, the content of mobile manganese is above the upper limit of the optimal range. The degree of mobility in the arable soil layer of copper is < 1.0%, of zinc 1.5-2.0%,of chromium - about 1%, of cobalt - 2-3%, of nickel - 3-4%, of manganese - 17-25%, of cadmium is more than 20%. Microelement composition of winter wheat and barley grain corresponds to optimal biogeochemical parameters. The content of zinc in barley and winter wheat grain is 25-30 mg/kg, of copper - 3-4 mg/kg, of cobalt - 0.2-0.7 mg/kg. Accumulation of manganese in barley grain is approximately 10 mg/kg, of cadmium - 0.03-0.04 mg/kg, of lead - 0.04-0.08 mg/kg, which is almost two times lower than in the grain of winter wheat. The content of cadmium in winter wheat grain is in the dose higher than the MPC of 0.06 mg/kg for baby food when intensive technology is used with mineral fertilizers N180P120K160. There is a general tendency of biogenic metals grain content decrease with the increase of mineral fertilizers dose.
Keywords: Leached chernozem, heavy metals, crop rotation chain, grain, winter wheat, barley, MPC
DOI: 10.21515/1999-1703-74-58-64

References:

  1. Бершанская, С. И. Урожайность и качество зерна различных сортов озимой пшеницы в зависимости от предшественника, удобрений и других приемов выращивания / С. И. Бершанская, Н. Н. Нещадим, А. А. Квашин // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2016. - № 120. - С. 1305-1321.
  2. Гайдукова, Н. И. Взаимосвязь различных форм соединений тяжелых металлов в пахотном слое почвы и накопление их в зерне озимых культур / Н. Г. Гайдукова, И. И. Сидорова, И. В. Шабанова, Е. Д. Федащук // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2015. - № 111. - С. 737-757.
  3. Влияние агрохимических средств земледелия на содержание свинца и кадмия в черноземе выщелоченном и озимой пшенице / Н. Г. Гайдукова, Н. А. Кошеленко, И. И. Сидорова, И. В. Шабанова // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2007. - № 9. - С. 88-94.
  4. Загорулько, А. В. Агроэкологическое обоснование альтернативных технологий выращивания озимой пшеницы на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья / А. В. Загорулько, А. М. Кравцов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 35. - С. 322-333.
  5. Квашин, А. А. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в условиях недостаточного увлажнения Краснодарского края / А. А. Квашин, Н. Н. Нещадим, К. Н. Горпинченко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2017. - № 128. - С. 985-1003.
  6. Квашин, А. А. Эффективность выращивания различных сортов озимой пшеницы в условиях Западного Предкавказья / А. А. Квашин, К. Н. Горпинченко, Н. Н. Нещадим // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2016. - № 123. - С. 1152-1181.
  7. Ковальский, В. В. Проблемы биогеохимии микроэлементов и геохимической экологии / В. В. Ковальский. - Россельхозакадемия: Москва, 2009. - 356 с.
  8. Минеев, В. Г. Последействие различных систем удобрения на ферментативную активность дерново-подзолистой почвы при загрязнении тяжелыми металлами / В. Г. Минеев, Л. А. Лебедева, А. В. Арзамазова // Агрохимия. - 2008. - № 10. - С. 48-54.
  9. Гайдукова, Н. И. Мониторинг содержания тяжелых металлов в системе удобрения - почва - растения / Н. Г. Гайдукова, И. В. Шабанова, Н. Н. Нещадим, А. В. Загорулько. - Краснодар, 2017. - 181 с.
  10. Нещадим, Н. Н. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы сорта Антонина на черноземе выщелоченном в условиях Западного Предкавказья // Н. Н. Нещадим, А. С. Скоробогатова, Н. Н. Фидипенко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2017. - № 129. - С. 1364-1381.
  11. Об экологических рисках, связанных с накоплением свинца и кадмия в зерне озимой пшеницы, выращенной на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья / Н. Н. Нещадим, Н. Г. Гайдукова, И. В. Шабанова, И. И. Сидорова // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 36. - С. 115-118.
  12. О распределении соединений Mn, Сu, Zn, Pb, Cd и Со в почвенном профиле чернозёма выщелоченного Азово-Кубанской низменности / Н. Г. Гайдукова, В. И. Терпелец, Н. С. Баракин, И. В. Шабанова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №95. - С. 729-741.
  13. Последействие навоза на содержание микроэлементов в черноземе выщелоченном Кубани / Н. Г. Малюга, П. Т. Букреев, Н. Г. Гайдукова, И. В. Шабанова // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 36. - С. 87-91.
  14. СанПиН 2.3.2. 1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. - Введ. 2002-09-01. - М.: Изд-во стандартов, 2008. - 180 с.
  15. Эколого-агрохимические аспекты влияния удобрений на баланс тяжелых металлов в почве и продуктивность сельскохозяйственных культур. Монография// Н. Г. Гайдукова, И. В. Шаба-нова, Н. Н. Нещадим, А. В. Загорулько //- Краснодар: КубГАУ, 2016. - 288 с.
  16. Basta N.T. Remediation of heavy metal contaminated soil using rock phosphate / N. T. Basta, R. Gradwohl // Better Crops. - 1998. - V. 82. - P. 4.

Authors:

  1. Zagorulko Alexander Vasilievich, DSc in Agriculture, professor, head of the department, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
  2. Shabanova Irina Vyacheslavovna, Phd in Сhemical, фssociate зrofessor, Department of сhemistry, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
  3. Neshchadim Nikolai Nikolaevich, DSc in Agriculture, professor, advisor to the rector, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
  4. Gaydukova Nina Georgievna, Phd in Сhemical, professor, Department of сhemistry, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.