Оценка содержания и накопления тяжелых металлов в дерново-подзолистых почвах и растениях агроценозов Ивановской области

Представлены результаты комплексного и локального мониторинга дерново-подзолистых почв сельскохозяйственного назначения и культурных растений на реперных участках Ивановской области за период 2013…2022 гг. на содержание в них цинка, свинца, кадмия, ртути и мышьяка. Валовое содержание ртути и мышьяка и подвижных форм цинка, свинца и кадмия в пахотных дерново-подзолистых почвах и почвах реперных участков не превышает допустимые концентрации, что свидетельствует о том, что исследуемые почвы области пригодны для возделывания основных сельскохозяйственных культур. По данным локального мониторинга установлена зависимость содержания подвижной формы цинка, свинца, кадмия и валового содержания мышьяка и ртути от гранулометрического состава дерново-подзолистых почв. Суглинистые почвы, в отличие от легких, имели значительно бóльшее содержание подвижных форм свинца, валового мышьяка и ртути. Легкие почвы содержали больше подвижного цинка. Вся выращенная растительная продукция культур не содержала тяжелых металлов выше допустимых уровней, соответствуя по качеству ветеринарным и гигиеническим требованиям. Все зерновые культуры больше содержали цинка в зерне, чем в соломе по сравнению с кадмием, свинцом, ртутью и мышьяком на легких и на суглинистых почвах. Построены ряды культур для песчаных, супесчаных и суглинистых почв по убывающему содержанию в их продукции тяжелых металлов. Рассчитаны коэффициенты накопления тяжелых металлов растительной продукцией культур и проведен их сравнительный анализ. Корреляционным анализом определены взаимосвязи между содержанием металлов и мышьяка в почвах и продукции растениеводства.

This research highlights the results of comprehensive and local monitoring of soddy podzolic soil for agricultural purposes and cultivated plants in reference areas of the Ivanovo region between 2013 and 2022. It aims to define the content of zinc, lead, cadmium, mercury and arsenic. The gross content of mercury and arsenic and labile forms of zinc, lead and cadmium in arable soddy podzolic soils and soils of reference plots does not exceed permissible concentrations. It indicates that the soils under study of the region are suitable for cultivating basic agricultural crops. According to local monitoring data, there is a dependence of the labile form of zinc, lead, cadmium and the total content of arsenic and mercury on the granulometric composition of soddy podzolic soils. Loamy soils, in contrast to light soils, had a significantly higher content of labile forms of lead, total arsenic and mercury. Light soils contained more labile zinc. All grown plant products did not contain heavy metals above permissible levels, meeting the quality veterinary and hygienic requirements. All grain crops contained more zinc in grain than in straw compared with cadmium, lead, mercury and arsenic in light and loamy soils. Crops were characterized according to the decreasing content of heavy metals in their products for sandy, sandy loam and loamy soils. This research also provided the coefficients of accumulation of heavy metals in plant and their comparative analysis. Correlation analysis determined the relationships between the content of metals and arsenic in soils and crop production.