Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет біоресурсів і природокористування України

ННі рослинництва, екології і біотехнологій

Агробіологічний факультет

Магістерська робота

на тему: "Динаміка і оцінка вмісту важких металів у ґрунтах Миколаївської області в умовах сучасного використання"

Спеціальність: 8.09010102 "Агрохімія та ґрунтознавство"

Магістерська програма: Ґрунтознавство, моніторинг якості ґрунтів та їх охорона

Виконала Л.А. Дмитрієва

Керівник магістерської роботи М.Ф. Бережняк

к. с. - г. н., професор

Київ 2013

Зміст

• Вступ
• Розділ №1. Огляд літератури
• 1.1 Важкі метали: хімічна, геохімічна та еколого-токсикологічна характеристика
• 1.2 Клінічна та екологічна токсикологія важких металів, поширення та рівні вмісту в навколишньому середовищі
• 1.3 Вміст важких металів та поведінка їх у ґрунтах
• 1.4 Проблеми нормування вмісту ВМ в основних компонентах агроланшафтів
• Розділ №2. Об'єкти та методи дослідження
• 2.1 Опис території досліджень
• 2.1.1 Природно-кліматична характеристика Миколаївської області
• 2.1.2 Геоморфологія і рельєф Миколаївської області
• 2.1.3 Ґрунтово-кліматичне районування Миколаївської області
• 2.1.4 Коротка характеристика основних типів ґрунтів області
• 2.1.4.1 Ґрунти зони Лісостепу
• 2.1.4.2 Ґрунти підзони північного Степу
• 2.1.4.3 Ґрунти підзони південного Степу
• 2.1.5 Сучасна структура сільськогосподарських угідь Миколаївської області
• 2.1.6 Короткий опис мережі стаціонарних моніторингових майданчиків ДУ Миколаївський центр Облдержродючість
• 2.2 Методи дослідження
• 2.2.1 Методи відбору зразків ґрунту та рослинності для дослідження вмісту ВМ
• 2.2.2 Методи діагностування важких металів у ґрунті та рослинності
• 2.2.3 Статистична обробка результатів дослідження.
• 2.2.3.1 Методи варіаційної статистики. Побудова і аналіз емпіричних розподілів вмісту ВМ, їх апроксимація
• 2.2.3.2 Кореляційний аналіз та побудова моделей регресії
• 2.2.3.3 Розрахунки показників інтенсивності міграції важких металів в агроландшафтах (індекс геохімічного розсіювання та елювіально-акумулятивний коефіцієнт)
• 2.2.3.4 Коефіцієнти накопичення та коефіцієнти переходу ВМ у ланці "ґрунт-рослина"
• Розділ №3. Результати досліджень поведінки важких металів в ґрунтах
• 3.1 Дослідження особливостей просторового розподілу вмісту важких металів в ґрунтах Миколаївської області
• 3.1.1 Нормативна оцінка отриманих результатів
• 3.2 Дослідження геопросторових характеристик розподілу важких металів на територіях великих водозборів
• 3.3 Дослідження вертикального розподілу важких металів в ґрунтовому профілі в залежності від генетичних властивостей ґрунтів та ступеню антропогенного впливу
• 3.4 Дослідження динаміки вмісту рухомих форм важких металів у ґрунтах мережі стаціонарних моніторингових майданчиків
• Розділ №4. Результати досліджень акумуляції важких металів біомасою основних сільськогосподарських культур
• 4.1 Залежність коефіцієнтів переходу ВМ в ланці "ґрунт-рослини" від властивостей елементу
• 4.2 Залежність коефіцієнтів переходу ВМ в ланці "ґрунт-рослини" від біологічних властивостей культури
• Розділ №5. Охорона праці
• Висновки
• Список інформаційних джерел
• Додатки

Вступ

Більшість дослідників відносять важкі метали до числа пріоритетних забруднювачів довкілля [2,16-18,28, 29, 35, 36-39, 44].

Тому контроль рівнів забруднення цими токсикантами основних компонентів природних та штучних екосистем (ґрунтів, природних вод та біологічних об'єктів) відноситься до числа важливих завдань екологічного моніторингу.

Аналіз літературних джерел показує, що проблема екологічної оцінки негативного впливу важких металів на ґрунтовий покрив та біологічні об'єкти далека від свого завершення.

Головними проблемами, які утруднюють оцінку екологічних ризиків від потрапляння важких металів до природних та штучних екосистем, є відсутність єдиної системи фонових рівнів, тобто таких концентрацій важких металів в ґрунтовому покриві, природних водах, біоті, які обумовлені дією суми природних процесів міграції та трансформації мікроелементів в природних та антропогенно змінених ландшафтах.

Не менш важливою проблемою є відсутність єдиної системи ГДК важких металів в основних об'єктах навколишнього середовища. Існуючі системи ГДК не узгоджені між собою. Для деяких елементів, таких як кадмій, досі не розроблені ГДК в ґрунтах.

Причиною неузгодженості та протиріч в існуючих системах нормування вмісту ВМ в компонентах екосистем більшість дослідників бачить в тому, що дослідження токсичного впливу важких металів на ґрунт та рослини проводились в основному на модельних об'єктах, тобто без урахування ролі тих процесів, які обумовлюють міграцію, акумуляцію та трансформацію важких металів в природних ландшафтах. Тому для вдосконалення системи екологічного моніторингу важких металів в природних та штучних екосистемах потрібні комплексні систематичні дослідження міграції та трансформації ВМ в ґрунтовому покриві, а також їх акумуляції основними видами сільськогосподарських культур із ґрунту в природних умовах на регіональному рівні.

Метою представленою роботи було дослідження міграції та трансформації важких металів (кадмію, свинцю, цинку, міді та кобальту) в ґрунтовому покриві та їх акумуляції основними сільськогосподарськими культурами в природно-кліматичних умовах Степової зони України.

Досягнення поставленої мети планувалось шляхом виконання наступних послідовних завдань:

· Дослідження особливостей просторового розподілу досліджуваних важких металів в ґрунтовому покриві Миколаївської області;

· Дослідження геопросторових характеристик (просторової локалізації та інтенсивності змиву-акумуляції) важких металів в ґрунтовому покриві території водозбору (на прикладі водозбірної території річок Висунь і Інгулець у Березнегуватському районі Миколаївської області);

· Дослідження особливостей вертикального розподілу важких металів в ґрунтовому профілі основних типів ґрунтів Миколаївської області в залежності від генетичних властивостей ґрунтів та ступеню їх антропогенної трансформації;

· Дослідження поведінки важких металів в основних типах ґрунтів Миколаївської області за результатами спостережень у мережі стаціонарних спостережних майданчиків;

· Визначення коефіцієнтів переходу ВМ із ґрунту в основну та побічну продукцію головних сільськогосподарських культур Миколаївської області.

Об'єкт досліджень агроландшафти природно-кліматичної зони Степу України на території Миколаївської області.

Предмет досліджень - просторовий розподіл, масові концентрації, інтенсивність ґрунтової міграції та переходу із ґрунту в біомасу сільськогосподарських культур міді, цинку, кадмію, свинцю та кобальту.

важкий метал ґрунт сільськогосподарська культура

Наукова новизна роботи полягає в результаті багаторічних натурних досліджень вперше для агроландшафтів території Миколаївської області:

· Досліджені рівні вмісту рухомих форм міді, кобальту, свинцю та кадмію в ґрунтовому покриві та побудовані картосхеми їх просторового розподілу;

· Виявлені території локального монометалічного та поліметалічного забруднення ґрунтів ВМ;

· За допомогою методу кореляційного аналізу розроблена методика оцінки впливу природних (змив-акумуляція) та антропогенних (застосування мідьвмісних фунгіцидів) чинників на формування локального моно - та поліметалічного забруднення;

· Розрахований сумарний індекс металевого забруднення ґрунтового покриву області, дана його нормативна оцінка. Виявлена пріоритетна роль свинцю у формування сучасного рівню металевого забруднення ґрунтового покриву області;

· Дослідження геопросторового розподілу важких металів в межах водозбірної території показали наявність значного градієнту концентрації всіх досліджуваних металів в широтному напрямку, тобто від вододілу між балкою Вірьовчина та та р. Висунь і Інгулець до іхніх заплав;

· Виявлено існування двох зон концентрування ВМ: ґрунти територій геоакумулятивних ландшафтів річкових заплав та території сильнозмитих ґрунтів на делювії карбонатних порід;

· Були розраховані елювіально-акумулятивні коефіцієнти для генетичних горизонтів основних типів ґрунтів Степу України та виявлені відмінності вертикального розподілу ВМ у ґрунтовому профілі ґрунтів з непорушеною та порушеною генетичною структурою;

· Розраховані коефіцієнти переходу досліджуваних ВМ із ґрунту в основну та побічну продукцію основних с-г культур Миколаївської області, проведена оцінка впливів хіміко-біологічних властивостей металів та біологічних властивостей культури на накопичення важких металів біомасою рослин.

Результати проведених досліджень можуть бути застосовані у практиці ґрунтово-екологічного моніторингу агроландшафтів зони Степу, для виділення територій, придатних для вирощування екологічно безпечної продукції, а також для розробки системи заходів із відновлення екологічного стану антропогенно порушених ґрунтів.

Розділ №1. Огляд літератури

1.1 Важкі метали: хімічна, геохімічна та еколого-токсикологічна характеристика

До важких металів відносяться елементи з типово металічними властивостями і густиною більше 5г/см³. Елементи, що відносяться до цієї групи, дуже різноманітні за хімічними властивостями [10,24,25,38]. Але з екологічної точки зору їх об'єднує здатність викликати негативні зміни в живих організмах [25,44,67]. Токсичність важких металів, мірою якої є гранично допустимі концентрації (ГДК), змінюється у широких межах. Найбільш токсичними сучасна екологія вважає Hg, Cd та Pb. Деякі з важких металів, такі як Cu, Zn, Co, Mn у невеликих кількостях є важливими мікроелементами і токсична дія їх проявляється лише при підвищених концентраціях. Усі важкі метали за ГОСТом 17.4.1.02-83 [22] розподілені на три класи токсичності:

Клас токсичності	ЕЛЕМЕНТИ
1-й клас небезпечності	Cd, Hg, Pb, Zn, As, F*
2-й клас небезпечності	Co, Ni, Mo, Cu, Cr, B, Sb*
3-й клас небезпечності	Ba, V, Wo, Mn, Sr
ПРИМІТКА:	* позначені токсичні неметали

Перша група - найбільш небезпечна. Представники другої, а особливо третьої групи не мають сильного токсичного ефекту і значне забруднення довкілля цими металами можливе лише внаслідок великої техногенної аварії.

Всі важкі метали, крім Fe та Mn, досить мало поширені у природних середовищах. Так середній вміст в земній корі Cd складає 0,13г/т, Hg-0.083 г/т, Pb - 16г/т, Со - 18 г/т, Сu - 47 г/т, Zn - 83г/т. В той же час вміст Mn - 1000 г/т, Fe - 1000г/т, K-25000г/т, Ca - 33000г/т [13]. Розподіл важких металів між об'єктами біосфери є наслідком еволюційних процесів і підтримується біогеохімічними циклами. Зміни у складі однієї з ланок впливають на наступні ланки біогенних циклів міграції.

1.2 Клінічна та екологічна токсикологія важких металів, поширення та рівні вмісту в навколишньому середовищі

Аналіз літературних джерел показує, що на сьогодні наукою накопичений значний обсяг даних із токсичної дії важких металів на організми [7,15, 32,45,48, 71].

Кадмій має надзвичайно високу токсичність, легко пересувається в ґрунтах, швидко засвоюється рослинами і нагромаджується в них.

Свинець - це небезпечна нейротоксична речовина, що впливає на центральну та периферійну нервову систему. Дослідники виказують все більше занепокоєння з приводу збільшення забруднення свинцем довкілля в економічно розвинених країнах та його негативним впливом на здоров'я людей. Підраховано, що якщо вміст свинцю в кістках сучасних людей, які займаються сільським господарством, прийняти за 100 %, то його вміст у кістках людей, що жили у 18 - 5 ст. до нової ери, складе 15 %, а у людей, що жили у 4 - 18 ст. нової ери - коливається в межах - 18-50 %. Це означає, що забруднення довкілля свинцем має тривалий та глобальний характер [71].

Вміст в ґрунті свинцю зазвичай коливається в межах від 0,1 до 20 мг/кг. Середній вміст свинцю в рослинах 0,5-3 мг/кг, однак в рослинах, які вирощенні на ґрунтах сильно забруднених свинцем, відбувається його накопичення. Рівні вмісту синцю в ґрунтах, при яких він стає токсичним для рослин - 20-30мг/кг. Свинець негативно впливає на біологічну діяльність у ґрунті, він інгібує активність ферментів (особливо дігідрогеназ і уреазу) зменшення інтенсивності виділення оксиду вуглецю (IV) І чисельності мікроорганізмів. Свинець спричиняє порушення метаболізму мікроорганізмів, особливо процесів дихання і клітинного поділу.

Внесення в ґрунт 250 мг/кг свинцю знижує врожайність рису на 20%. а при вмісті 400-600 мг/кг він діє токсично. Рослини мають різну чутливість до свинцю, однак уповільнення росту ячменю, райграсу, конюшини, гречки, сої картоплі стає очевидним при вмісті в ґрунті 40-60 мг/кг свинцю. [6, 50, 51, 70, 74, 82]

Цинк входить до складу ферментів, бере участь у обміні речовин, у біосинтезі вітамінів та ростових речовин.

Цей елемент відносять до помірно токсичних хімічних елементів. Його вміст в ґрунтах залежить від материнської породи, вмісту органічної речовини, реакції ґрунтового розчину і коливається від 10 до 800 мг/кг, а найчастіше складає 30-50 мг/кг. В рослинах цинк стає токсичним при концентрації більше 400 мг/кг сухої маси, мабуть внаслідок зниження адсорбції інших важливих елементів. В ґрунтах цинк доволі рухомий [6, 9, 11, 62, 67, 72].

Накопичення надлишкової кількості цинку негативно впливає на більшість ґрунтових процесів: спричиняє зміну фізичних та фізико-хімічних властивостей ґрунту, знижує біологічну діяльність. Цинк пригнічує життєдіяльність мікроорганізмів, внаслідок чого порушуються процеси перетворення органічної речовини в ґрунтах. Надлишок цинку в ґрунтах перешкоджає ферментації, розкладанню целюлози, диханню, дії уреази і т.д.

Цинк легко поглинається рослинами, накопичується в основному у зелених частинах. Міграція цинку із ґрунту в рослину залежить від культури.

При вмісті у ґрунті 460 мг/кг Zn урожай знижується на 10%. цинк у кількості 250-1000 мг/кг ґрунту токсичний для рису. При вмісті в ґрунті 140-310 мг/кг цинку сильно пригнічується розвиток рослин (ячмінь, райграс, конюшина, соя, гречка, картопля) [6, 50, 70, 74, 82]

В зв`язку з можливою шкідливою дією надлишків цинку на живі організми встановлено його ГДК, яке становить 300 мг/кг у ґрунті й 200-400 мг/кг - сухої маси у рослин.

Мідь один з найважливіших мікроелементів. Фізіологічна активність міді пов'язана головним чином із включенням її до складу активних центрів окислювально-відновних ферментів. Недостатній вміст міді в ґрунтах негативно впливає на синтез білків, жирів і вітамінів і сприяє безплідності рослинних організмів. Мідь бере участь у процесі фотосинтезу і впливає на засвоєння азоту рослинами. Разом з тим, надлишкові концентрації міді мають несприятливий вплив на рослинні та тваринні організми [2, 4, 8, 9,11,40, 50, 51, 68].

В ґрунтах вміст міді коливається від 1,5 до 100 мг/кг.

Валовий вміст міді в ґрунтах не перевищує 1*10^-5 %. Вміст міді в рослинах коливається від 3 до 15 мг. на 1 кг. сухої речовини.

Кобальт відноситься до числа біологічно активних елементів і завжди міститься в організмі тварин і в рослинах. З недостатнім вмістом його в ґрунтах пов'язаний недостатній вміст кобальту в рослинах, що сприяє розвитку малокрів'я у тварин (тайгово-лісова нечорноземна зона). Входячи до складу вітаміну В₁₂, кобальт досить активно впливає на надходження азотистих речовин, збільшення вмісту хлорофілу і аскорбінової кислоти, активізує біосинтез і підвищує вміст білкового азоту в рослинах. Разом з тим підвищені концентрації сполук кобальту є токсичними для рослин. Для більшості рослин кобальт необхідний в концентрації не більше 1,0 мг/кг.

Вміст кобальту в ґрунтах зазвичай 1-10 мг/кг. Внаслідок вивітрювання в окислювальному кислому середовищі кобальт стає відносно рухливим, але через активну сорбцію оксидами заліза та марганцю і глинистими мінералами не мігрує у розчинній фазі. Концентрації кобальту в розчинах більшості незабруднених територій змінюється від 0,3 до 87 мкг/л. Відомо також, що рухливість кобальту суттєво залежить від складу органічної речовини ґрунту. Органічні хелати кобальту відомі як легкорухливі й активно-транспортовані у ґрунтах сполуки [2, 11, 29, 38].

1.3 Вміст важких металів та поведінка їх у ґрунтах

Особливу увагу дослідників викликало вивчення вмісту важких металів у ґрунтах.

Ґрунт - це специфічний елемент біосфери, він не тільки акумулює ВМ, але й виступає як природний буфер. Ґрунт здатний трансформувати сполуки металів, зв'язувати їх в менш доступні форми, тим самим знижуючи їх надходження до рослин. Він має здатність до самоочищення. Саме у цьому полягає бар'єрна функція ґрунтів як елемента ландшафту [17,28, 29].

Головне джерело надходження важких металів у ґрунти - це атмосфера. З опадами та пилом в ґрунти Європи щорічно надходить від 1,9 до 5,4 г/га Cd [3,29, 32,68]. За оцінками спеціалістів, тільки від металургійних підприємств на земну поверхню випадає щорічно: міді 154650т, цинку - 121500т, свинцю - 89000т, нікелю - 12000т, кобальту - 765т, молібдену - 1500т, ртуті - 30,5т. Внаслідок спалювання вугілля та нафти щорічно випадає: ртуті - 1600т, свинцю - 3600т, міді - 2100т, цинку - 7000т, нікелю - 3700т. Вихлопні гази автотранспорту є джерелом викиду 260000т свинцю щорічно [44].

Метали порівняно швидко накопичуються в ґрунтах та дуже повільно з них виводяться: період напіввиведення цинку - 500 років, кадмію - 1100 років, міді - до 1500 років, свинцю - до декількох тисяч років.

До факторів, що забруднюють довкілля важкими металами, часто відносять хімізацію землеробства, зокрема застосування мінеральних та органічних добрив. Дослідники виділяють два аспекти впливу застосування добрив на забруднення ґрунтів важкими металами. По-перше, у складі добрив можуть бути важкі метали, що потенційно здатні накопичуватись в ґрунтах, по-друге - добрива, змінюючи агрохімічні властивості ґрунтів, можуть впливати на рухомість важких металів у ґрунтах та їх надходження в рослини. Вважається, що найбільшу кількість важких металів містять фосфорні добрива. За оцінкою різних авторів вміст, найбільш небезпечного Cd в фосфатній сировині складав від 0,2 до 0,7 мг/кг (СРСР) до 50-170 мг/кг (Австралия, США) [9, 14, 19, 25, 48, 50,70].

Вміст кадмію в ґрунті залежить переважно від материнської породи. Чорноземи мають стотисячні частки процентів кадмію, що на порядок нижче вмісту його в рослинах. Гумусовий шар ґрунту має підвищений вміст кадмію.

Основним джерелом забруднення ґрунтів кадмієм є промислові викиди і стічні води. Значна кількість кадмію надходить у ґрунт з фосфорними добривами, вапняковими матеріалами та викидами автотранспорту.

При внесенні фосфатів токсична дія кадмію знижується, тому що утворюються важкорозчинні фосфати кадмію. Гумус та кальцій також знижують токсичну дію кадмію. Рухомість кадмію і цинку та доступність їх для рослин значно вище в кислих ґрунтах, ніж у ґрунтах, що мають нейтральну та слаболужну реакцію. Cd та Zn, Cd та Pb - елементи-синергісти, а Cd та Ni - елементи-антагоністи.

Вміст кадмію ж у ґрунтових водах, у порівнянні зі свинцем, більш високий, тому що він погано сорбується компонентами ґрунтового поглинального комплексу. За своїми агрохімічними властивостями кадмій близький до калію.

ГДК свинцю в ґрунтах дорівнює 1* 10^-2 %. Високий вміст його спостерігається в ґрунтах поблизу металургійних заводів в результаті осідання димових викидів.

У ґрунтах свинець концентрується вздовж автомобільних шляхів внаслідок того, що він додається до пального як антидетонатор і з вихлопними газами потрапляє в повітря та ґрунт. Деяка кількість свинцю надходить до ґрунту разом з інсектицидами, що мають його у своєму складі.

Потрапляючи в ґрунти, важкі метали піддаються складним процесам фізико-хімічної трансформації, серед яких найголовнішими є:

· утворення та мінералізацію органомінеральних речовин;

· окислювально-відновлювальні реакції та реакції, що призводять до зміни кислотності;

· адсорбційні взаємодії та іонний обмін;

· утворення та розчинення важкорозчинних сполук.

Відмічено також, що всі процеси в свою чергу регулюються життєдіяльністю кореневих систем рослин та мікробними метаболітами [12, 14].

Свинець у ґрунтах може утворювати молібдати та хромати, що веде до зниження рухомості елементу. Також малорухливі сульфати, карбонати та гідроксиди свинцю. Цей елемент здатний заміщувати K, Ba, Sn і навіть Ca як у мінералах, так і сорбційних позиціях ґрунтового поглинального комплексу.

Цинк у ґрунтах асоціюється головним чином з водними оксидами Fe i Al (14-38%) та з глинистими мінералами (23-63%), тоді як його рухомі форми та органічні комплекси складають відповідно 1,2 та 1,2 - 2,3 %. Концентрація цинку в ґрунтових розчинах коливається від 4 до 270 мкг/л. Він найбільш рухомий на легких та кислих ґрунтах. Фракція Zn, що зв'язаний з оксидами Fe та Mn, більш доступна для рослин.

Розчинність та доступність Zn в ґрунтах виявляє від'ємну кореляцію зі ступенем насиченості Ca та вмістом сполук P і S.

Мідь в ґрунтах зустрічається у вигляді кількох форм хімічних сполук, які суттєво відрізняються за ступенем доступності для рослин:

· водорозчинна;

· обмінна, що поглинена органічними і мінеральними колоїдами;

· важкорозчинні мідні солі;

· мінерали, що містять мідь;

· комплексні металоорганічні сполуки міді.

Частина цього елементу міцно зв'язана з ґрунтовими кислотами гумусу - гуміновою, креновою, апокреновою. Мідь утворює також комплексні сполуки з рядом органічних кислот - щавелевою, лимонною, малеїновою, янтарною.

Механізми фіксації міді в ґрунтах:

· адсорбція;

· окклюзія та осадження;

· утворення хелатів та комплексоутворення;

· мікробіологічна фіксація.

Органічні хелати міді складають 80 % від суми її розчинних форм.

Екологічне значення процесів трансформації важких металів у ґрунтах полягає в тому, що різні сполуки металів по різному діють на ґрунтову біоту, а також (і це головне!) в різній мірі переходять з ґрунту в рослини, забруднюючи останні. На рухливість важких металів у ґрунтах та інтенсивність надходження у рослини, як свідчать багато дослідників [1, 2, 4, 8, 14, 19, 20, 28,30, 34, 36, 40, 81] впливають слідуючі властивості ґрунту:

· реакція середовища (pH);

· вміст органічної речовини;

· рухомого фосфору;

· гранулометричний склад;

· ємність поглинання катіонів.

1.4 Проблеми нормування вмісту ВМ в основних компонентах агроланшафтів

Фізіологічне та агрономічне значення має не валовий вміст важких металів, а їх рухомі форми у ґрунтах. Це призвело до необхідності глибокого комплексного дослідження біогеохімічної географії мікроелементів, форм їх сполук і закономірностей міграції та акумуляції. Але причини, що обумовлюють ступінь рухомості важких металів в об'єктах довкілля, вивчали в основному під час модельних експериментів і недостатньо в природних умовах.

Існує багато спроб [5, 21, 31, 35, 37, 39, 41, 42, 46, 67, 82] встановлення ГДК важких металів у ґрунтах. Оцінки дослідників дуже розрізняються, інколи на 1 порядок. Складність даної проблеми в тому, що одним з головних критеріїв встановлення ГДК є ступінь можливого забруднення продуктів харчування (транслокаційний підхід). Він закладений у всі нині діючі ГДК, що затверджені міністерством охорони здоров'я колишнього СРСР [69]. Але різні види рослин по різному засвоюють важкі метали з ґрунту. В літературі неодноразово вказують [40, 44] на наявність у рослин захисних механізмів, що блокують надлишкове надходження важких металів з ґрунтів. Тому при досить великих рівнях вмісту металів у ґрунтах їхній вміст в рослинах не перевищує гігієнічних нормативів.

Тому вивчення хімічної "поведінки", тобто сукупності процесів хімічної та біохімічної трансформації важких металів у конкретних ґрунтах кожного ґрунтово-кліматичного регіону, в кінцевому підсумку не лише дозволить прогнозувати їх надходження у рослини, а й далі до організму людини. Знання закономірностей перетворення цих токсикантів у ґрунтах та вплив на ці процеси агрохімічних показників відкриває можливість керування рухливістю важких металів у ґрунтах.

Розділ № 2. Об'єкти та методи дослідження

2.1 Опис території досліджень

2.1.1 Природно-кліматична характеристика Миколаївської області

Територія Миколаївської області з півночі на південь простягнулась на 250 км, з заходу на схід на 180 км. На півночі область межує з Дніпропетровською та Кіровоградською областями, на сході ? з Херсонською, на заході ? з Одеською. На півдні її омиває Чорне море разом з численними лиманами та затоками.

Миколаївська область розташована в основному в зоні північного та південного Степу України, лише незначна північно-західна її частина належить до Лісостепу [86].

Розташована територія області у межах чотирьох природно-кліматичних провінцій: Лісостепової Правобережної, Степової Правобережної, Степової посушливої Правобережної та Сухостепової Причорноморської (Рис. 2.1.).

Клімат теплий і посушливий. Сума середніх добових температур понад +10° досягає в північних районах 3000°, а в крайніх південних ~ 3400° Середня місячна температура повітря найбільш теплого місяця (липня) плюс 21,2-22,9°С, а найбільш холодного (січня) мінус 3,2-5,0°.

Клімат Миколаївської області має свої негативні риси, несприятливі для вирощування сільськогосподарських культур: високі температури в літку (до +39°), а іноді весною, які сильно висушують ґрунт; суховії, які знижують уражай і нерідко призводять до часткової загибелі посівів; сильні зимові вітри, що здувають і без того незначний сніговий покрив з відкритих місць у балки; циклонні зливи влітку, що змивають родючий шар ґрунту і посилюють процеси ерозії на схилах балок. І все ж загалом і в цілому клімат області сприятливий для сільського господарства.

Рисунок 2.1 Межі природно-кліматичних зон Лісостепу, Степу та Сухого степу на території Миколаївської області

2.1.2 Геоморфологія і рельєф Миколаївської області

Північно-західна частина Миколаївської області, в межиріччі Дніпра й Південного Бугу, відноситься до південного схилу Придністровської височини, південна межа її збігається з границею поширення Українського кристалічного щита, складеного твердими породами-гранітами, гнейсами, кварцитами та ін. На заході до Придністровської височини прилягає Волино-Подільська, яка має слабо хвилясту поверхню з: найбільш розчленованими частинами на заході й південному заході [86].

За рельєфом поверхня цієї частини області являє собою хвилясту рівнину, розчленовану річковими долинами, ярами та балками на окремі вододільні плато. Загальний уклон території - з північного заходу на південний схід.

У північно-західній частині області, в межах порожистої долини Південного Бугу і в басейнах його приток Чорного Ташлика та Мертвоводу рельєф рівнинно-хвилястий з досить розвиненою мережею річкових долин, ярів га балок, густота яких досягає 0,50-0,75км на 1 кв км.

У південно-західній частині Придніпровської височини, яка охоплює значну частину Вознесенського та Єланецького районів, рельєф слабо хвилястий. Густота ерозійного розчленування 0,5-0,6 км на 1 кв.км. Середня крутизна схилів-3 - 9, а місцями 15 і більше градусів.

Південно-східна частина Придніпровської височини, яка охоплює східну частину Єланецького і більшу частину Новобузького і Казанківського районів, відноситься до південної межі поширення кристалічного щита. Для цього району характерним є заглиблення кристалічних порід і широке розповсюдження осадових відкладень. Тут також добре розвинена гідрографічна й яружно-балочна мережа. Вододільні простори займають близько 75% загальної площі описуваного району. Найбільш розчленовані північна і південно-східна його частини. Тут річки і балки розділяють територію на вододіли з крутими, сильно еродованими схилами, які надають місцевості дуже хвилястого характеру.

На південь від Придніпровської і Волино-Подільської височин розташована Причорноморська низовина, яка характеризується нескладною геологічною будовою. Докембрійський кристалічний фундамент залягає тут на глибині 100 - 250 м і у північній частині низовини і на глибині 500-1000 м у південній.

Лівобережжя Південного Бугу дренується річками Інгул та Інгулець і притокою Висунь. Розходи цих річок дуже малі, в окремі роки вони пересихають, тому не можуть бути джерелом зрошування великих площ.

Описувана територій являє собою широке вододільне слабо хвилясте плато з подовими зниженнями, які в рельєфі слабо виражені. Їх глибина коливається в межах від 2 до 4м, площі - від 50-100 до 1000 і більше гектарів. Яружно-балкова місцевість займає невелику площу в долинах Інгулу, Інгульця, Південного Бугу та інших річок. Процеси ерозії в прирічковій смузі проходять досить інтенсивно.

Інгулецько-Бузьке межиріччя розчленовує, крім річки Інгулу, правобережна притока Інгульця річка Висунь і широкі балки Вірьовчина і Білозерська. Глибина врізу р. Висуні - близько 30-35м. Схили її долини круті, складені вапняками і мергелями неогену із сильно змитими ґрунтами.

Прибережна смуга Дніпровсько-Бузького лиману розчленована короткими, але широкими і глибокими балками. Яружно-балкова місцевість з еродованими ґрунтами використовується переважно під вигони та пасовища, їх продуктивність дуже низька.

В долинах Південного Бугу, Інгулу, Інгульця перші надзаплавні піщані тераси зустрічаються невеликими окремими ділянками. Найбільші масиви їх поширені в долині Південного Бугу біля сіл Ковалівка, Ново-Петрівка та Гур'ївка і міста Вознесенськ, в долині Інгулу біля села Піски, в долині Інгульця біля сіл Євгенівка і Павлівка.

Межиріччя Південного Бугу і Тилігульського лиману охоплює Очаківський, Миколаївський та південно-західну частину Веселинівського району. Середня густота долинно-балкової мережі 0,3-0,4км на 1кв. м. Широкі слабо дреновані вододільні плато характеризуються розвитком замкнутих знижень різної морфологічної виявленості. Найбільш розчленована поверхня рівнин середньої течії річки Тилігул та басейну річки Чичиклія. Тут ріки і балки врізались у корінні породи, й утворилися широкі та глибокі долини. На південь поверхня рівнини поступово знижується.

2.1.3 Ґрунтово-кліматичне районування Миколаївської області

Чорноземи Миколаївської області відносяться до Помірно-континентальної фації підтипів чорноземних ґрунтів.

Підзона північного степу в області територіально входить до Дніпровсько-Дністровської провінції та Дніпровсько-Дністровського ґрунтового округу. Для округу характерні деревовидно-ерозійні сполучення чорноземів звичайних глибоких середньо - та мало гумусних похило-увалистої рівнини.

Підзона південного степу входить до Азово-Причорноморської провінції. Обидва округи цієї провінції - Дністровсько-Інгульський і Азово-Причорноморський - рівно представлені на території області, оскільки кордон між ними проходить по долині р. Інгул, тобто майже посередині області.

Західний, Дністровсько-Інгульський округ, представлений деревовидно-ерозійними сполученнями чорноземів південних неглибоких мало гумусних та слабогумусованих похило-увалистої рівнини; на території спостерігається поступовий перехід ґрунтових властивостей від звичайних чорноземів розташованого на північний захід Дніпровсько-Дністровського ґрунтового округу.

Для східного, Азово-Причорноморського округу, характерні подово-депресійні сполучення чорноземів південних неглибоких мало гумусних та слабогумусованих у комплексі подових ґрунтів різного ступеню лучності та солонцюватості. Характерно, що на території цього округу зосереджений основний масив зрошуваних земель Миколаївської області. (Рис. 2.2.).

Крім природних умов, значний внесок у формування сучасного стану ґрунтового покриву області вносять антропогенні чинники. Серед останніх слід відмітити нерівномірність радіаційного забруднення території області внаслідок аварії на ЧАЕС та значне поширення процесів деградації ґрунтів.

Рисунок 2.2 Ґрунтові округи чорноземів в кордонах Миколаївської області

2.1.4 Коротка характеристика основних типів ґрунтів області

Властивості ґрунтів, як відомо, значною мірою обумовлюються характером ґрунтоутворюючих порід. На Миколаївщині виділено такі ґрунтоутворюючі породи:

· леси та лісовидні суглинки;

· алювій давній;

· алювій сучасний;

· делювій;

· елювій магматичних порід;

· елювій щільних карбонатних порід;

· глини;

· глини засолені;

· піски дочетвертинні;

· сучасні морські піщані відклади;

· леси з підстильними карбонатними породами;

· магматичні та щільні карбонатні, які є підстильними породами. [86,87]

Домінуючою ґрунтоутворюючою породою на території області є леси. За механічним складом леси належать переважно до легкоглинистих та важкосуглинкових. Вони містять у собі до 15-16% карбонатів кальцію, який обумовлює при ґрунтоутворенні закріплення продуктів розкладу органічної маси - гумусових сполук. Завдяки цьому на лесах Степу утворились найбільш родючі ґрунти - чорноземи.

Побачити ґрунти Миколаївської області ми можемо (Рис. 2.3.)

1 - Темно-сірі ґрунти та опідзолені чорноземи

2 - Чорнозем типовий

3 - Чорнозем звичайний

4 - Чорнозем південний

5 - Темно-каштанові ґрунти

6 - Гідроморфні ґрунти (алювіально-лучні, лучно-болотні,

лучно-чорноземні)

7 - Галогенні ґрунти (солонці, солончаки, солоді)

8 - Дерново-піщанні ґрунти

Рисунок 2.3 Карта ґрунтів Миколаївської області

2.1.4.1 Ґрунти зони Лісостепу

Чорноземи неглибокі лісостепові переважно на лесових породах (шифр-34). Чорноземи неглибокі малогумусні пилувато-важкосуглннкові мають незначне поширення в Кривоозерському районі, де залягають на плато. Загальна товщина гумусового горизонту (Н+Нр) в них коливається в межах 50-70 см, глибина ґрунтового профілю досягає 90-95 см. Вміст гумусу в орному шарі - 5,3-5,5%, в підорному - 4,0-4,3 %.

Вбирний комплекс насичений кальцієм і магнієм, порушення колоїдної частини та переміщення їх по профілю не спостерігається.

За механічним складом ці ґрунти мають досить значні кількості пилуватих фракцій, що обумовлює погіршення їх структурності. Так, за даними аналізів, кількість крупнопилуватих часток досягає 40,43%, тим часом як фізична глина (сума часток діаметром менше 0,01) становить 59,22%. Таке, співвідношення фізичної глини до пилуватих часток обумовлює негативні воднофізичні властивості ґрунту.

Чорноземи глибокі переважно на лесових породах (шифри-40,41,42,43). Ці ґрунти мають значне поширення в північно-західній частині території Первомайського та Кривоозерського районів. Залягають на рівнинних вододільних плато, на давніх терасах річкових долин та на схилах балок різної крутизни. За механічним складом вони переважно легкоглинисті, важко- та середньосуглинкові.

Середня глибина гумусового шару в чорноземах малогумусних становить 57 см, всього гумусованого профілю 104см, з коливанням від 96 до 115 см. Колір гумусового шару темно-сірий. Глибина закипання з соляною кислотою 47 см, карбонати залягають у вигляді цвілі на глибині 50 55 см.

Вміст гумусу в орному шарі дорівнює 4-5%; донизу кількість його зменшується поступово і на глибині одного метра становить близько 2%. Вбирний комплекс насичений кальцієм та магнієм. Реакція середовища близька до нейтральної.

Чорноземи глибокі малогумусні карбонатні (шифр-41) залягають на найбільш підвищених вододільних плато. Від соляної кислоти вони закипають із самої поверхні ґрунту. Резерви легкодоступних рослинам поживних, речовин, особливо фосфорної кислоти, недостатні для одержання високих урожаїв, тому необхідно вносити гній та мінеральні добрива у фізіологічно-кислих формах.

Чорноземи глибокі малогумусні вилуговані (шифр-42) залягають на днищах улоговин та прибалкових зниженнях, де умови зволоження більш сприятливі, ніж на вододілах. Характерним і для цих ґрунтів є глибоке вилугування карбонатів кальцію і значна глибина ґрунтового профілю.

Чорноземи глибокі середньогумусні (шифр-43) відрізняються від малогумусних більшим вмістом перегною, внаслідок чого верхній шар у них має більш інтенсивне, темне забарвлення.

2.1.4.2 Ґрунти підзони північного Степу

Чорноземи звичайні переважно на лесових породах (шифри: 46, 47, 48, 49, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 58, 59). Чорноземи звичайні займають на Миколаївщнні близько 46% усієї площі орних земель

Вони найбільш поширені в північностеповій зоні області. На півночі прилягають до території Кіровоградської області, на півдні межують з чорноземами південними Причорноморської низовини. Залягають на підвищених широкохвилястих рівнинних ділянках вододілів, а змиті їх відміни на пологих спадистих і слабоспадистих схилах річкових долин та балок.

Чорноземи звичайні середньогумусні глибокі (шифри: 46,47,48) та чорноземи звичайні середньогумусні (шифри 51,52,53) характеризуються високою родючістю. За механічним складом вони переважно легкоглинисті та важкосуглинкові. Закипання з кислотою - на глибині 45-60 см. Глибина гумусового забарвлення в них досягає 80-100 см і більше. Карбонатний псевдоміцелій - на глибині 70-120 см, білозірк - нижче 120 см.

Вміст гумусу в орному шарі становить у середньому 5,8-6,0%. Вниз по профілю він зменшується досить поступово. Так, у чорноземах звичайних середньогумусних глибоких (шифр-46) на глибині 75-90см кількість гумусу удержується на рівні 2,2%. Вбирний комплекс насичений кальцієм і магнієм: на 100г ґрунту припадає кальцію 38-40 мг-екв і магнію 3-4, ступінь насичення-97%, Реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної і лише в карбонатних відмінах слаболужна. Ґрунтові води залягають глибоко і не впливають на процеси ґрунтоутворення. Валова кількість азоту складає - 0,26%, фосфору - 0,32% і калію - 2,2%.

Рухомими формами поживних для рослин речовин ці ґрунти забезпечені помірно і добре.

Чорноземи звичайні малогумусні глибокі (шифр 49) та чорноземи звичайні малогумусні неглибокі (шифр 57,58,59) відрізняються між собою глибиною гумусних горизонтів. У неглибоких відмінах загальна глибина гумусних горизонтів (Н+Нр) коливається в межах 60-70см. Закипання з кислотою на глибині 65-70 см, білозірка - на глибені 80-110 см. Кількість гумусу в орному шарі - 5,0-5,5%, в підорному 4,0-4,3%. За механічним складом вони переважно легкоглинисті та важкосуглинкові. Ці ґрунти, як і описані вище середньогумусні, мають значні запаси поживних речовин, сприятливі водно-фізичні властивості, їх родючість висока, але дещо менша, ніж у середньо гумусних.

Карбонатні відміни чорноземів звичайних середньо-гумусних глибоких (шифр 47) і чорноземів звичайних середньо-гумусних (шифр 52) утворились на підвищеннях вододільних рівнин і характеризуються тим, що закипають з кислотою з поверхні. Вбирний комплекс їх повністю насичений кальцієм та магнієм. Реакція сольової витяжки орного шару - слаболужна або близька до нейтральної. Карбонатні ґрунти містять менше рухомих форм фосфорної кислоти, що негативно впливає на їх родючість.

Чорноземи звичайні середньогумусні вилуговані (шифр 48) утворились у малопомітних зниженнях і характеризуються вилугованістю карбонатів на глибину гумусових горизонтів з незначним збільшенням загальної товщини ґрунтового профілю. Реакція ґрунтового розчину слабокисла (рН 6,2-6,7) або близька до нейтральної.

Чим більша ступінь змитості, тим менший вміст гумусу і так само менша місткість вбирання при однаковому механічному складі. Кількість увібраного магнію поступово збільшується від чорноземів звичайних глибоких середньогумусних до чорноземів звичайних малогумусних неглибоких. Обмінного натрію в описуваних ґрунтах дуже мало - 0,2-0,3 мг-екв на 100г ґрунту.

За даними аналізів водних витяжок, у чорноземів звичайних середньогумусних та малогумусних неглибоких кількість водорозчинних солей у верхніх горизонтах незначна. Мінеральний залишок водної витяжки коливається в межах від 0,026 до 0,52%. На глибині 250-300 см кількість водорозчинних солей збільшується до 0,55%.

Таким чином, чорноземи звичайні не засолені на всю глибину ґрунтового профілю. Правда, в Казанківському районі виявлено значну кількість солей у породі на глибині залягання мінералізованих вод, але ці солі не впливають на верхні горизонти ґрунту. Крім того, звичайні чорноземи з ґрунтовими водами на глибині 3м мають лише незначне поширення.

Чорноземи звичайні мають високу потенціальну родючість. Так, за даними аналізів, чорноземи звичайні середньогумусні містять в орному шарі: азоту загального від 0,25 до 0,35%, фосфору - від 0,10 до 0,16%, калію - від 2,17 до 2,24%; чорноземи звичайні малогумусні містять у цьому ж шарі: азоту - від 0,22 до 0,24% фосфору - від 0,11 до 0,16%, калію - від 2,11 до 2,14%. Проте ці елементи, особливо фосфати, в значній мірі перебувають у малодоступній для рослин формі.

Рухомими формами азоту і калію чорноземи звичайні середньогумусні забезпечені добре, фосфору - серединьо. Виняток являють вилуговані відміни, які добре забезпечені фосфором. Чорноземи звичайні малогумусні забезпечені рухомими формами азоту і фосфору в середній мірі, калієм - добре.

Чорноземи звичайні відносяться до найбільш родючих ґрунтів області. Висока природна родючість їх обумовлена значним вмістом у них гумусу, азоту, фосфору і калію, сприятливою динамікою поживних речовин і добрими фізичними властивостями.

За механічним складом ці ґрунти переважно легко-глинисті та пилувато-важкосугдинкові.

Кількість водотривких агрегатів у чорноземів звичайних середньогумусних становить в орному шарі - 19,5%, в підорному - 32-35%, у малогумусних відповідно 18 та 30%.

2.1.4.3 Ґрунти підзони південного Степу

Чорноземи південні на лесах (шифр-68). Друге місце за питомою вагою в загальній площі орних земель в Миколаївській області, близько однієї третини, займають чорноземи південні малогумусні, які залягають на широких рівнинних вододілах у північній частині південного Степу. Утворилися вони в умовах невеликої кількості опадів, дренування річковими долинами та поверхневого стоку, що відбилось у процесі ґрунтоутворення на характері проникнення і закріплення гумусових речовин по профілю.

Гумусовий горизонт має завглибшки 32-35см і забарвлений у темнувато-сірий колір, в орному шарі грудкувато-пороховидний, у підорному - зернистий. Перехід до наступного горизонту поступовий. Перехідний гумусовий горизонт досягає 55-60см, темнувато-сірий донизу з буруватим відтінком, грубозернистий з домішкою дрібно-горіхуватих відокремленостей. Перехід до породи повільний, іноді з язиками, закипання з кислотою на глибині 35-60см.

Ущільнений карбонатний горизонт з білозіркою залягає на глибині 70-80 см, гіпс - на глибині 2-2,5 м. За механічним складом переважають легкоглинисті та пилувато-важкосуглинкові відміни.

Кількість гумусу в орному шарі становить у середньому 4,1%, в підорному шарі - 2.9%, а на глибині 40-50 см - 2%. Реакція ґрунтового розчину в орному шарі слабо-кисла (рН сольове дорівнює 6,4).

Ґрунтовий вбирний комплекс чорноземів південних легкоглинистих насичений переважно катіонами кальцію та магнію, що знаходяться в співвідношенні 4,5:

1. Місткість вбирання - 30-34 мг-екв на 100 г ґрунту. Ступінь насиченості основами 96-97%.

Чорноземи південні бідніші, ніж чорноземи звичайні, на гумус і поживні речовини. На жаль, багато гумусу втрачається цими ґрунтами внаслідок їх неправильного обробітку. При оранці безструктурного сухого ґрунту він розпорошується і гумус разом з дрібноземом видувається вітром і легко зноситься атмосферними опадами в балки. Для поліпшення фізичних властивостей цих ґрунтів треба вносити органічні добрива, які разом з калієм сприяють поліпшенню структури і водовбирної властивості ґрунту.

Валові запаси азоту в описуваних ґрунтах становлять до 0,18% в орному шарі і 0,14% у підорному; фосфору - 0,1% в орному шарі і 0,09%в підорному. Рухомими формами азоту і калію чорноземи південні забезпечені добре, фосфору - середньо.

Важкий механічний склад чорноземів південних обумовлює їх високу водоутримуючу здатність. Ґрунти ці нагромаджують багато вологи, але мало віддають її рослинам.

Нормальна щільність орного шару ґрунту обумовлює коливання об'ємної ваги в межах - 1,0-1,1г\см³. Вниз до породи вона збільшується і сягає 1,4. Загальна пористість залежить від щільності зложенння та агрегатного стану того чи іншого горизонту. В орному шарі чорноземів південних важкосуглинкових величина загальної пористості становить 53,9%, в підорному менше - 52,2%. а в породі ще менше - 48,1%.

2.1.5 Сучасна структура сільськогосподарських угідь Миколаївської області

Одним з найважливіших показників якості землекористування є структура земельного фонду, зокрема сільськогосподарських угідь. За роки досліджень вона не зазнала значних змін. Площа сільськогосподарських угідь області складає більше 2 млн. га, у тому числі ріллі - 1693тис. га. Характерним для Миколаївської області і одним з найвищих в Україні залишається рівень розораності сільськогосподарських угідь - 82,6 %. Співвідношення стабільних агроландшафтів до нестабільних по Миколаївській області складає майже 1: 5 (1: 4,75).

Таблиця 2.1 Структура сільськогосподарських угідь Миколаївської області

Одиниці виміру	Нестабільні агроланшафти	Стабільні агроландшафти
	рілля	багаторічні насадження	луки і пасовища	сіножаті	перелоги
Тис. га	1693,2	34,31	266,31	3,937	3,149
%	82,6	17,4

Наявність у Миколаївській області еродованих земель зумовлює, певною мірою, обмежений режим їх використання. Площа таких земель складає 815 тис. га, а це майже половина орних земель області. З них на Північний Степ приходиться 498,8 тис. га. При цьому налічується 715,6 тис. га орних земель, розміщених на схилах, з них - 93,2 тис. га на схилах крутизною від 3 до 5° і майже 22 тис. га - 5-7° та більше 7°.

2.1.6 Короткий опис мережі стаціонарних моніторингових майданчиків ДУ Миколаївський центр Облдержродючість

Існуюча мережа моніторингових ділянок на території Миколаївської області налічує 53 стаціонари та охоплює всі 19 адміністративних районів області [75].

Основні особливості системи спостережень в ММД, що дозволяють отримати інформацію, недоступну для отримання в процесі агрохімічної паспортизації:

· точна географічна прив'язка, що дозволяє отримати додаткову інформацію про ділянку (висота, ухил, експозиція та довжина схилу, спряженість по стоку із розташованими поруч вододжерелами, напрямки міграції хімічних елементів (ізолінії стоку) тощо);

· значно розширений перелік показників якісного стану ґрунту та можливість польових досліджень морфологічних та морфометричних показників (потужність гумусового горизонту, закладання та опис розрізів тощо) у поєднанні з географічною реєстрацією дозволяє перейти до режимних, а не періодичних, спостережень;

· можливість вивчення мікронеоднорідностей розподілу ґрунтових показників (метод геостатистичної сітки) та впливу на неї особливостей рельєфу, режиму зволоження тощо та застосування сучасних методів геостатистичного аналізу;

· одночасний відбір зразків ґрунту та рослинності дозволяє отримати інформацію по виносах хімічних елементів та сполук в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах;

· можливість розробки та перевірки моделей переносу хімічних елементів (зокрема радіонуклідів, токсичних елементів) у конкретних мезо - та мікрорегіональних умовах, в т. ч. у випадках надзвичайних екологічних ситуацій.

Все вищезазначене дозволяє кваліфікувати дослідження ґрунтів та рослинності в ММД, як систему режимних (тобто моніторингових) спостережень за станом ґрунтів і міграцією хімічних елементів та сполук в агроекосистемах, результати якої можна інтерполювати на споріднені за ґрунтово-кліматичними умовами території [5, 58, 77].

Мета досліджень - виявлення характеру та спрямованості змін екологічного стану агроландшафтів Миколаївської області (ґрунтової компоненти та біоти), аналіз причин виникнення змін та їх оцінка, розробка системи контрзаходів для відвернення наслідків негативних процесів в агроландшафтах.

Завдання досліджень:

- систематичні спостереження за станом земель, якістю та забрудненістю ґрунтової та рослинної компонент агроландшафтів;

- визначення кількісних характеристик міграції (коефіцієнти переходу в ланці "ґрунт - рослини") основних забруднювачів - токсичних елементів та штучних радіонуклідів, - в агроландшафтах;

- визначення параметрів розподілу хімічних елементів (елементи мінерального живлення рослин, мікроелементи) та радіонуклідів в основних типах ґрунтових катен зони Степу;

- формування та ведення бази даних агроекологічного стану ґрунтів, якості та забруднення рослинницької продукції;

- рання діагностика негативних змін в агроландшафтах та розробка системи контрзаходів з метою мінімізації наслідків негативних змін, покращення агроекологічного стану грунтів, біологічної цінності та екологічної безпечності сільськогосподарської рослинницької продукції.

Об'єкт досліджень - ґрунтовий покрив та рослинність на землях сільськогосподарського призначення в мережі пунктів постійного контролю.

Предмет досліджень: показники агрохімічного, фізико-хімічного, еко-токсикологічного та радіологічного стану ґрунтів, показники хімічного складу та радіоактивного забруднення рослинності, показники інтенсивності міграції хімічних елементів в ґрунті та ланці "ґрунт - рослини"

З метою забезпечення уніфікації та достовірності випробувань, відповідно до вимог формування загальнонаціональної бази даних з моніторингу довкілля для проведення спостережень застосовуються загальноприйняті методи польових досліджень та відбору зразків з GPS-прив'язкою точок відбору в стандарті визначення координат WGS-84.

Визначення показників стану ґрунтів та хімічного складу рослин, а також радіонуклідного забруднення проводяться згідно з стандартними та стандартизованими методами.

1) Відбір ґрунтових зразків - за вимогами МВ-83 "Методические указания по проведению радиологических исследований на контрольных участках. - М.:, ЦИНАО. - 1983. - 25 с." та КНД "Методика суцільного ґрунтово-агрохімічного моніторингу сільськогосподарських угідь України/ За редакцією академіків О.О. Созінова, Б.С. Прістера. Керівний нормативний документ. - К., - 1994, - 162 с." з модифікацією (відбір зразків проводиться радіологічним буром з площею відбору 50 см² та глибиною 20см).

2) Відбір зразків рослинності - за вимогами МВ-83. Оцінка урожайності - рамковим методом за ОСТ 46-23-74. Полевые опыты с удобрениями в системе государственной агрохимической службы СССР. Издание официальное. М.: Министерство сельского хозяйства СССР, 1974. - 41с.