Источником увеличения тяжелых металлов могут быть естественные процессы выветривания материнских пород, обогащенных тем или иным металлом. Но главным является антропогенный фактор загрязнения: выбросы промышленных предприятий, выхлопные газы транспортных средств, применение для орошения сточных вод, технического и природного ила в качестве удобрения, использование пестицидов, удобрений и мелиорантов.

Тяжелые металлы при попадании в почву вступают в физические сорбционные процессы, химические реакции с элементами почвенного раствора и в физико-химические обменные реакции почвенного поглощающего комплекса. Около 50 % всей массы тяжелых металлов аккумулировано в оксидах железа. Большая часть тяжелых металлов закрепляется в необменной форме путем хемосорбции в результате вытеснения двух ионов водорода, входящих в ОН – группы на поверхности оксидов. Часть металлов связана непосредственно с глинистыми минералами. Обменные формы тяжелых металлов также с органическим веществом почв.

Барьером для тяжелых металлов является органическое вещество почвы, основную часть которого составляют специфические высокомолекулярные соединения – гуминовые кислоты (ГК) и фульвокислоты (ФК). Гуминовые кислоты способны достаточно крепко связывать тяжелые металлы, снижая их поступление в растения и почвенно-грунтовые воды. Фульвокислоты обладают более ярко выраженной способностью к комплексообразованию с ионами тяжелых металлов (ТМ) по сравнению с гуминовыми, но в то же время являются менее устойчивыми и более подвижными. Важным фактором устойчивости комплекса ТМ и ФК является реакция почвенной среды. При рН 5 комплексы фульвокислот устойчивее, чем при рН 3, и меняются в зависимости от ТМ.

Стабильность комплексов гуминовых кислот с ТМ достаточно высокая, но в определенных условиях зависит от реакции среды.

Сильной зависимостью подвижности и миграционной способности от окислительно-восстановительного потенциала почвы обладают Zn, Cu, Ni, Co. В анаэробных условиях микробиологических процессов образуются соединения двухвалентного железа, одновалентной меди и двухвалентного марганца, которые характеризуются умеренной подвижностью и миграцией. Высокой подвижностью в кислой среде, слабой в нейтральной и щелочной средах обладают Zn, Ni, Cu, Pb, Cd, Hg. В среде с рН > 6 большинство ТМ находятся в форме труднорастворимых гидроокисей. Поэтому важную роль играет реакция почвенного раствора, оптимальное значение которого для сельскохозяйственных культур при загрязнении почвы сужается до пределов 6-7 единиц. В этом случае в результате химических реакций соединения тяжелых металлов, их концентрация в почвенном растворе и токсичность резко снижается.

При подкислении почв существенно возрастает растворимость и подвижность бора, меди, цинка, кобальта и других микроэлементов. Повышенное содержание их в подвижных формах в почве часто оказывает токсичное действие на растения. Из-за высокой кислотности снижается доступность растениям такого важного микроэлемента, как молибден.

В кислой среде ухудшаются условия гумусообразования. Кислые почвы имеют неудовлетворительные физические свойства из-за низкого содержания и неблагоприятного состава гумуса, а также дефицита кальция. Они часто переуплотнены, плохо оструктурены, склонны к коркообразованию, что неблагоприятно отражается на их водно-воздушном режиме.

В кислой среде угнетаются аммонификация, нитрификация, замедляется фиксация азота из воздуха, ухудшается азотный режим почвы.

Анализ физических, физико-химических и агрохимических свойств черноземов пашни лесостепной зоны Челябинской области четко выявил развитие деградационных процессов, основными причинами которых являются: девегация и вместе с ней выключение почв из действующих природных экосистем, истощение фонда элементов питания растений и загрязнение химическими продуктами. Использование черноземов выщелоченных в пашне без специальных агротехнических приемов сопровождался ухудшением их физического, физико-химического и агротехнического состояний. Четко наблюдается нарушение генетических процессов почвообразования и снижение многих показателей плодородия. Многолетние опыты и практика земледелия свидетельствуют о том, что для улучшения агрофизических, физико-химических и физических свойств черноземов необходимо осуществлять комплекс мер по расширенному воспроизводству плодородия почв, расширять круговорот органического вещества и питательных веществ.

В соответствии с законом Российской Федерации «О недрах» необходимо грамотно пользоваться землей, не снижая плодородия пашни и не нарушая ее структуры. На пользуемых землях проводить почвозащитные мероприятия, направленные на снижение степени химизации сельского хозяйства, на повышение плодородия земли [29].

Выводы

1. Действие минеральных удобрений, вносимых в течение 35 лет в рекомендованных дозах, проявилось лишь в повышении гидролитической кислотности среднесуглинистого выщелоченного чернозема южной лесостепи, причем только в самом верхнем слое (0-10 см) и нижнем (20-30 см) пахотного горизонта.

2. Влияние способов обработки среднесуглинистого выщелоченного чернозема южной лесостепи на его кислотность более ощутимо. Однако по пахотному горизонту в целом различия в водной и солевой кислотности почвы между вариантами опыта невелики, почва является нейтральной.

3. На гидролитическую кислотность почвы больше всего оказали влияние вспашка и плоскорезная обработка на 10-12 см. Вспашка заметно повысила ее во всех слоях пахотного горизонта на варианте без применения минеральных удобрений, плоскорезная мелкая обработка так же точно проявилась на удобренном фоне. Кроме того, высокой гидролитическая кислотность почвы в слое 20-30 см при отвальной обработке оказалась и при внесении удобрений.

Список литературы

1 Смирнов П.М. Агрохимия / П.М.Смирнов, Э.А. Муравин. – М.: Агропромиздат, 1984 – 447 с.

2 Филеп Д. Формы кислотности и кислотно-основная буферность почв / Д. Филеп, М. Рэдли // Почвоведение. – 1989. – № 12. – С. 48– 58.

3 Кауричев И.С. Почвоведение / И.С. Кауричев, Л.Н. Александрова, Н.П. Панов. – М.: Колос, 1982. – 496 с.

4 Амельянчик О.А. Показатели и методы оценки почвенной кислотности и потребности почв в извести / О.А. Амельянчик, Л.А. Воробьева. // Агрохимия. – 1991. – № 2. – С. 123– 135.

5 Аскинази Д.Л. К вопросу о природе почвенной кислотности / Д.Л. Аскинази, Н.П. Карпинский, Н.П. Ремезов // Почвоведение. – 1955. – № 9. – С. 17– 24.

6 Миессеров К.Г. К вопросу о природе почвенной кислотности / К.Г. Миессеров // Почвоведение. – 1955. – № 3. – С. 17– 24.

7 Александрова А.М. О природе почвенной кислотности / А.М. Александрова, Н.К. Крупский, Ю.В. Дараган // Почвоведение. – 1983. – № 3. – С. 34– 43.

8 Абрамян С.А. О методах определения кислотности почв / С.А. Абрамян, А.Ш. Галстян // Почвоведение. – 1981. – № 11. – С. 138– 141.

9 Ягодин Б.А. Агрохимия / Б.А. Ягодин, Ю.П. Жуков, В.И. Кобзаренко. – М.: Мир, 2003.– 584 с.