Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Биологические науки
Экология

Диссертационная работа:

Замана Светлана Павловна. Эколого-биогеохимические принципы оценки и коррекции элементного состава системы почва - растения - животные : диссертация ... доктора биологических наук : 03.00.16, 06.01.04.- Москва, 2006.- 350 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-3/204

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4

Глава 1. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ К ЭКОЛОГО-БИОГЕО-
ХИМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ТЕРРИТОРИИ АГРОЛАНДШАФТА 11

  1. Основные экологические принципы, управляющие самовоспроизводством живых систем, и биогеохимические особенности территорий 11

  2. Причинно-следственные связи между элементным составом среды обитания и заболеваемостью животных и человека 26

  3. Сохранение почвенного покрова- основное условие устойчивости агроэкосистем 40

  4. Научные принципы разработки экспресс-метода оценки агроэкосистем 49 Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 66

  1. Объекты исследований 66

  2. Методы исследований 69 Глава 3. РОЛЬ КИСЛОТНО - ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ В ПОСТУПЛЕНИИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В АГРОЭКОСИСТЕМУ 74

  1. Показатели, характеризующие кислотно - основные свойства почв 74

  2. Исследования по влиянию реакции среды на всхожесть семян кормовых культур 87

  3. Изменение состава жидкой и твердой фаз почвенной суспензии при разных диапазонах рН 91 Глава 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ВОЛОС КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА 105

  1. Характеристика волосяного покрова крупного рогатого скота 105

  2. Определение химического элементного анализа волос 108

  3. Зависимость химического элементного состава волос от их локализации на теле животного 118

Глава 5. ОЦЕНКА СИСТЕМЫ ПОЧВА - РАСТЕНИЯ - ЖИВОТНЫЕ

НА ТЕРРИТОРИИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ХОЗЯЙСТВ 130

  1. Химический элементный состав почв кормовых угодий 130

  2. Химический элементный состав растений и кормов ' 142

  3. Результаты анализа волос крупного рогатого скота в разных хо- 149 зяйствах

  4. Определение диапазона нормального содержания макро - и микроэлементов в волосах кисти хвоста коров 181

  5. Оценка территории животноводческих хозяйств с помощью экспресс-метода 209

Глава 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ КОРРЕКЦИИ

ХИМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА АГРОЭКОСИСТЕМЫ

  1. Научно-методические принципы определения состава макро- и микроэлементсодержащих добавок для животных 221

  2. Исследования по применению консервирующе - минеральных

смесей при заготовке кормов 243

6.3. Разработка технологического приема коррекции микроэлементного
состава агроэкосистемы через почву кормовых угодий 254
ВЫВОДЫ 271
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 274
ЛИТЕРАТУРА 275
ПРИЛОЖЕНИЕ 309

Введение к работе:

Актуальность проблемы. В настоящее время особую актуальность приобретает решение вопросов агроэкологии, связанных с устойчивым функционированием системы почва - растения - животные - человек в условиях техногенеза, когда взаимодействие общества с окружающей природной средой вызвало множество отрицательных последствий. Поэтому назрела необходимость комплексного подхода при изучении миграции как жизненно-важных, так и токсичных химических элементов в агроэкоси-стеме на конкретной территории хозяйствования.

В отличие от саморегулирующейся природной экосистемы, где круговорот химических элементов практически замкнут, агроэкосистема включает экологические, экономические и социальные компоненты, и управление ею ведется извне и подчинено внешним целям человека.

Живые организмы (растения, животные, люди) и абиотическую среду их обитания на конкретной территории воедино связывает биогеохимический круговорот химических элементов. Извлечение из недр Земли и рассеивание в биосфере несвойственных живым организмам химических элементов приводит к тому, что они включаются в биогеохимические циклы с участием животных и человека, отравляя организмы и вызывая мутагенные изменения с непредвиденными последствиями. К примеру, люди извлекали из земной коры в средние века - 18, в ХУ11 веке - 25, в ХУ111 веке - 29, в XIX веке - 47, в начале XX веке - 54, а во второй половине XX века - более 80 химических элементов.

Как подчеркивал академик В.И. Вернадский (1960), «настоятельно необходимо направить научную деятельность в эти области биогеохимии не только ввиду их большого теоретического значения, но и ввиду несомненной важности для задач государственной жизни». В настоящее время актуальность таких исследований еще более возрастает, так как при хозяйственной деятельности людей не должны нарушаться фундаментальные биогеохимические циклы круговорота веществ, лежащие в основе жизне-

деятельности биосферы. В условиях сложившегося в России социо-эколого-экономического кризиса формирование системного подхода в развитии современных основ сельского хозяйства становится особенно актуальным.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась разработка концептуально-методологических основ эколого-биогеохимической оценки агроэкосистемы (почва - растения - животные), а также разработка экологически безопасных технологических приемов восполнения жизненно-важных химических элементов на конкретной территории хозяйствования.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

  1. Обосновать концептуальные подходы к эколого-биогеохимическому контролю территории агроландшафта и на этой основе разработать экспресс-метод ее оценки.

  2. Определить влияние реакции среды (рН) жидкой фазы и С02 газовой фазы почвы на динамику изменения элементного состава ее жидкой фазы, определяющую доступность химических элементов из почвы растениям и дальше по биогеохимической пищевой цепи - животным.

  3. Для разработки экспресс-метода оценки агроэкосистемы усовершенствовать методику определения содержания химических элементов в волосяном покрове крупного рогатого скота. Выявить участки кожного покрова животных, в наибольшей мере отражающие элементный состав волос и определить ориентировочные нормы содержания в волосах ряда химических элементов.

  4. Изучить взаимосвязи между содержанием химических элементов в почве кормовых угодий и содержанием их в волосяном покрове крупного рогатого скота; определить наиболее существенные для этого показатели, характеризующие содержание химических элементов в почве.

5. Разработать экологически безопасные технологические приемы восполнения жизненно-важных химических элементов в системе почва -растения - животные.

Предметом защиты являются концептуально-методологические подходы к эколого-биогеохимической оценке агроэкосистемы и экологически безопасные технологические приемы восполнения эссенциальных химических элементов в системе почва - растения - животные.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Концептуально-методологические подходы к оценке-агроэкосистемы,
разработанные с учетом биогеохимических особенностей территории и ос
новных экологических принципов, управляющих самовоспроизводством
живых систем.

2. Закономерности влияния реакции среды (рН) почвы на доступность хи-

«

мических элементов из почвы растениям и дальнейшую миграцию их в организм животных.

  1. Методика оценки содержания как жизненно-важных, так и токсичных химических элементов в волосяном покрове крупного рогатого скота и ориентировочные нормы по ряду химических элементов в волосах кисти хвоста коров черно-пестрой породы.

  2. Экспресс-метод эколого-биогеохимической оценки территории агро-ландшафта, суть которого состоит в определении содержания химических элементов в волосах кисти хвоста крупного рогатого скота, позволяющего не только оценить обеспеченность коров эссенциальными элементами, но и проводить эколого-биогеохимическую индикацию природно-техногенных территорий с дисбалансом химических элементов в пищевых цепях.

  3. Технологические приемы улучшения элементного статуса конкретной территории с помощью восполнения жизненно-важных элементов в разных звеньях биогеохимической пищевой цепи: через почву, через заготавливаемые корма, через жидкую добавку для скота.

Научная новизна и теоретическая значимость работы

Впервые разработаны эколого-биогеохимические принципы оценки и коррекции элементного состава агроэкосистемы на основе выявленных закономерностей миграции макро- и микроэлементов в биогеохимической цепи почва-растения-животные с использованием на последнем из этих уровней в качестве тест-объекта волосяного покрова животных. Его использование обусловлено наличием взаимосвязи между содержанием доступных форм эссенциальных химических элементов в почве кормовых угодий и содержанием их в волосах кисти хвоста крупного рогатого скота.

Усовершенствован метод определения содержания эссенциальных и токсичных элементов в волосах крупного рогатого скота, отличающийся от существующих методов способом очистки волос от внешних загрязнений.

Установлены закономерности влияния рН почвы на изменение элементного состава ее жидкой фазы, которое определяет доступность химических элементов из почвы растениям и дальнейшую миграцию их в организм животных. Показано, что в дерново-подзолистой почве подвижные формы микроэлементов, определяемые в ацетатно-аммонийной вытяжке (рН 4,8), в отличие от их валового содержания, общепринятого при эколо-го-биогеохимических исследованиях, положительно коррелируют с содержанием данных микроэлементов в выращенных на такой почве растениях и с содержанием их в организме животных. Определено содержание и эссенциальных, и токсичных химических элементов в молоке и их индикация в волосах коров черно-пестрой породы. Установлены закономерности изменения изотопного состава жидкой среды организма животного при потреблении воды, обедненной дейтерием.

Научно обоснована и апробирована в хозяйственных условиях методика коррекции дефицита эссенциальных элементов на территории агроланд-шафта с помощью применения жидких биологически активных микроэле-ментсодержащих добавок для животных, смесей при заготовке кормов и удобрений для кормовых угодий на основе гуматов нового поколения.

Практическая значимость работы

1. Предложен экспресс-метод эколого-биогеохимической оценки
территории агроландшафта.

  1. Разработана технология полосного подсева трав в дернину природных угодий с одновременным внесением жидких биологически активных микроэлементсодержащих удобрений на основе гуматов нового поколения. По результатам исследований проведена модернизация дерниннои сеялки СДК-2,8 - дооборудование ее дополнительным устройством для внесения в ложе семян высеваемых трав жидких удобрений, содержащих необходимые для каждого конкретного участка кормового угодья жизненно-важные микроэлементы в форме органических солей.

  2. Разработаны и апробированы научно-методические рекомендации по приготовлению жидких макро- и микроэлементсодержащих добавок для животных, согласно которым для каждой конкретной территории и даже отдельного хозяйства добавка должна быть местной и отражать биогеохимические особенности территории хозяйства, биологическую усвояемость и совместимость форм нахождения жизненно-важных химических элементов, а также необходимость поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме животных.

  3. Предложена экологически безопасная технология заготовки кормов (силоса и сенажа) с применением консервирующе - минеральных смесей, обеспечивающая не только высокую сохранность и питательную ценность кормового сырья, но и заготовку кормов, обогащенных эссенциаль-ными химическими элементами. Для реализации данной технологии разработана и испытана в хозяйственных условиях установка для приготовления смесей и внесения их в кормовое сырье, позволяющая при трамбовке и разравнивании растительной массы в траншее строго дозировать применяемую смесь.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены на VII съезде Всесоюзного общества почвоведов (Ташкент, 1985), Всесоюзной конференции «Проблемы гумуса в земледелии и использование органических удобрений» (Владимир, 1987), Российской конференции «Антропогенное изменение почв Севера в индустриально развитых странах» (Мурманск, 1995), VI Международном форуме по информатизации МФИ-97 (Москва, 1997), 5-й научно-практической конференции «Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах» (Москва, 1998), 3-й Российской биогеохимической школе «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы (Новосибирск, 2000), научно-практической конференции «Круговорот биогенных веществ и плодородие почв в адаптивно-ландшафтном земледелии России» (Москва, 2000), Международной конференции по микроэлементам (Германия, 2000), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы научного обеспечения увеличения производства, повышения качества кормов и эффективного их использования» (Краснодар, 2001), симпозиуме «Перспективные агрохимические технологии повышения качества кормов» (РАСХН, ВНИПТИХИМ, 2002), 3-й Международной научно-практической конференции «Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах» (Пенза, 2002), Международной научной конференции «Современные проблемы геохимической экологии и сохранения биоразнообразия» (Киргизия, 2003), 4-й Российской биогеохимической школе «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы» (Москва, 2003), 4-м Международном симпозиуме «Микроэлементы в человеке: новые перспективы» (Греция, 2003), 3-й Международной научно-практической конференции «Энергосберегающие технологии в растениеводстве и мобильной энергетике» (РАСХН, ВИЭСХ, 2003), съезде Российского общества медицинской элементологии (2004), V Международной биогеохимической школе «Актуальные проблемы геохимической экологии» (Казахстан, 2005), Международной научно-

практической конференции «Научное и кадровое обеспечение формирования земельно-имущественного комплекса России» (Москва, 2005), Международной научной конференции «Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур» (Москва, 2005), Российско-Японском рабочем совещании «Проблемы геохимической экологии, диагностики мик-роэлементозов и их коррекции» (Москва, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 50 научных работ, в том числе 9 на английском языке.

Автор считает приятным долгом выразить благодарность заведующему лабораторией кормопроизводства НИИСХ ЦРНЗ, доктору с- х. наук Соколову А.В. за совместную работу при разработке технологических приемов восполнения эссенциальных элементов в агроэкосистеме; профессорам Хироши Мегуро (Hiroshi Meguro) и Тсунео Камата (Tsuneo Kamata) из Японии за оказание помощи при выполнении проекта МНТЦ № 2046, а также доктору биологических наук, профессору ГЕОХИ РАН Ермакову В.В. и старшему научному сотруднику ВНИИЭФ - РФЯЦ Усенко СИ. за совместную работу над проектом МНТЦ № 2046.

Подобные работы
Спринчак Дмитрий Викторович
Детоксикация тяжелых металлов (свинца и кадмия) в системе "почва - растение - животное"
Кайрамбаев Самат Капашевич
Миграция радионуклидов в системе "почва - растение" на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона
Бокова Татьяна Ивановна
Закономерности детоксикации антропогенных загрязнителей (тяжелых металлов) в системе почва - растение - животное - продукт питания человека
Коренькова Екатерина Анатольевна
Экологическая оценка роли продуктов техногенеза в системе почва-растение
Пильгук Олег Николаевич
Экологическая оценка состояния кадмия в системе "почва-растение" в условиях Семипалатинского Прииртышья
Шаранова Екатерина Вячеславовна
Экологические аспекты трансформации соединений тяжелых металлов (меди и свинца) в системе почва-растение
Дьяконова Ольга Владимировна
Тяжелые металлы и минеральные формы азота в системе почва-растение
Ноздрина Светлана Ивановна
Экологическая эффективность применения осадка сточных вод и цеолитовых туфов в системе почва-растения (В условиях черноземных почв Орловской области)
Ткаченко Ольга Анатольевна
Влияние различных видов вермикомпоста на поведение цезия-137 и тяжелых металлов в системе почва-растение
Джамбетова Петимат Махмудовна
Исследование эколого-генетического влияния загрязнения почв нефтепродуктами на природные популяции растений и тест-системы

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net