19.3. Перечень обязательных показателей качества продукции растениеводства для исследований в агроэкологическом мониторинге

Показатель	Характеризуемые свойства	ГОСТ на метод определения	Наличие метода инфракрасной спектрометрии
Содержание клейковины в зерне Качество клейковины зерна	Технологические »	ГОСТ 133586. 1-68 ГОСТ 13586. 1-86	Имеется »

368

Продолжение

Показатель		Характеризуемые свойства	ГОСТ на метод определения	Наличие метода инфракрасной спектрометрии
Активность а-амилазы	Технологические			г
Содержание сахарозы	»		ГОСТ 17421-72	—
Доброкачественность очищенного	»		—	—
кормового сока
Содержание вредного азота	»		—	—
Масличность семян	»		ГОСТ 10857-64	Имеется
Количество лузги	»		—	—
Выход и качество:
длинного и короткого волокна	»		—	—
чесаного волокна	»		—	—
Объемный выход хлеба	Хлебопекарные		ГОСТ 9404-60	Имеется
Масса 1000 зерен	Физические		ГОСТ 10842-76	»
Натура зерна	»		ГОСТ 10840-64	»
Стекловидность зерна	»		ГОСТ 10987-64	»
Товарность клубней картофеля	»		—	—
Содержание азота	Химические		ГОСТ 13496. 4-84	Имеется
Содержание сырого белка:
в зерне	»		ГОСТ 134496. 4-84	»
в кормах	»		ГОСТ 10846-74	»
Содержание крахмала:
в зерне	»		ГОСТ 10845-76	Имеется
в картофеле	»		ГОСТ 7194-81	»
в кормах			ГОСТ 26176-84	»
Содержание:
фосфора	»		ГОСТ 26657-85	»
калия	»		—	—
кальция	»		ГОСТ 26570-85	Имеется
магния	»		—	—

Для осуществления непрерывного мониторинга состояния и развития ра­стений можно применять автоматизи­рованные системы. Такие системы представляют собой проблемно-ориен­тированный комплекс контрольно-из­мерительный аппаратуры, имеющий гибкую структуру, которая позволяет адаптироваться к информационному обеспечению широкого круга научно-исследовательских задач при разработ­ке современных технологий интенсив­ного экологически безопасного земле­делия.

В условиях интенсификации земле­делия, особенно при нарушении правил обработки почвы и посевов сельскохо­зяйственных культур, наблюдается вы­нос из агроэкосистем биогенных эле­ментов, остаточных количеств средств химизации и т.д., загрязняющих окру­жающую среду.

В число загрязняющих веществ вхо­дят и содержащиеся в удобрениях, выб­росах и отходах промышленности, осад­ках сточных вод, используемых в сельс­ком хозяйстве, тяжелые металлы. Заг­рязнение почв тяжелыми металлами опасно для почвенного покрова, вызы-

вает деградацию почв и снижает их пло­дородие.

Выращивание экологически безо­пасной продукции в условиях накопле­ния тяжелых металлов в почве требует изучения баланса их в целом, а также его расходных статей (вымывание филь­трующимися и поверхностными вода­ми, вынос растениями и др.).

Процессы накопления тяжелых ме­таллов в почве, их подвижность и верти­кальная миграция по профилю изучены пока недостаточно. Поэтому наряду с исследованиями миграции биогенных элементов из почвы с фильтрующимися водами необходимо изучать миграцию тяжелых металлов (Cd, Zn, Pb, Cr, Cu, Ni и др.) и факторы, влияющие на этот процесс (тип почвы и гранулометричес­кий состав, содержание органического вещества, физико-химические свой­ства, известкование, применение мине­ральных и органических удобрений).

Факторами формирования качества воды являются химические процессы трансформации и взаимодействия ве­ществ, биохимические, биологические, физико-химические, а также гидроло­гические.

369

В химическом составе природных вод можно выделить следующие группы соединений.

1. Ионы, определяющие степень ми­ нерализации воды. Это анионы — С1~,

SO^~, HCOJ, СО^~ и катионы — Са²\ Mg²⁺, К⁺.

2. Биогенные вещества: нитраты

(NOp, нитриты (N0$), аммоний (NHJ), фосфаты (РО4"), кремний (Si), органические соединения азота и фос­фора.

3. Органические вещества—-комп­ лекс истинно растворимых и коллоид­ ных органических соединений.

4. Растворенные газы (0₂, С0₂, Н₂ и

др.).

5. Микроэлементы (Li⁺, Pb²⁺, Cs⁺,

Ве²⁺, Sr²⁺, Ва²⁺, Сг²⁺, Mo, V, Мп, Вг~, J", F", В).

6. Ионы водорода, определяющие кислотно-щелочное равновесие водных растворов (рН).

7. Радиоактивные элементы.

Качество природных вод, контакти­рующих и взаимодействующих с поч­вой, тесно связано с почвенными про­цессами и техногенным воздействием на почву.

Под влиянием антропогенных фак­торов в природных водах могут содер­жаться различные загрязняющие веще­ства: нитраты, нитриты, пестициды, фе-нольные соединения, синтетические поверхностно-активные вещества, тя­желые металлы и т. д.

Поступающие с поверхности почвы загрязняющих веществ с фильтрую­щимся током воды через зону аэрации проходят в грунтовые воды. Накаплива­ясь в зоне аэрации, они являются вто­ричным источником загрязнения грун­товых вод. Последние, в свою очередь, загрязняют подземные (важнейший ис­точник питьевой воды) реки и водоемы. Не случайно качество грунтовых вод яв­ляется своеобразным интегральным по­казателем интенсивности не только ес­тественных процессов, связанных с почвообразованием и круговоротом элементов в природе, но и антропоген­ных воздействий (например, примене­ние средств химизации).

Основным методом исследования

вод внутрипочвенного стока (инфильт-рационных, лизиметрических) является лизиметрический метод. Принцип его заключается в исследовании почвенно­го раствора, вытесненного просачиваю­щимся через почву избытком дождевой и снеговой воды.

В практике лизиметрических иссле­дований чаще всего применяют три типа лизиметров: лизиметры-монолиты с ненарушенным строением почвы; на­сыпные лизиметры с сохранением есте­ственной последовательности в распо­ложении генетических горизонтов по­чвы, а также лизиметрические воронки модификации Шиловой, устанавливае­мые на различной глубине и пригодные главным образом для изучения концен­траций внутрипочвенного стока по про­филю почвы.

Основные недостатки лизиметрии — изолированность почвы в установках от грунтовых вод и отсутствие по этой причине капиллярного подъема воды с растворенными веществами, а также ог­раничение поверхности почвы стенка­ми лизиметра, что задерживает поверх­ностный сток воды, который в есте­ственных условиях составляет 20...25 % суммы выпавших осадков. Тем не менее этот метод позволяет моделировать про­цессы миграции элементов по профилю почвы и обеднения корнеобитаемого слоя основными элементами питания в зависимости от количества атмосфер­ных осадков, типа и гранулометричес­кого состава почвы, ее окультуреннос-ти, физико-химических свойств, форм и доз удобрений, вида возделываемых культур и их продуктивности.

Изучение методом лизиметрии осо­бенностей изменений концентрации элементов в инфильтратах из почв под влиянием различных факторов позво­лило установить, что внесение мине­ральных удобрений (особенно в повы­шенных дозах) многократно увеличива­ет вымывание оснований поглощающе­го почвенного комплекса. Они вы­тесняются катионами удобрений и в эк­вивалентных количествах увлекаются легкоподвижными не сорбируемыми

почвой анионами (S0₄ ,N0₃,C1 ).

Внутрипочвенный сток не только снижает почвенное плодородие, но и

370

приводит к загрязнению грунтовых и более глубоко залегающих горизонтов подземных вод.

Грунтовые воды —воды первого от поверхности земли водоносного пласта, залегающего на водоупоре. Поверх­ность грунтовых вод называют «зерка­лом». Поровое пространство, заполнен­ное водой и находящееся ниже зерка­ла, — зона насыщения. Поровое про­странство выше зеркала, содержащее атмосферный воздух, — зона аэрации. Загрязненность почвенного слоя и зоны аэрации — показатель загрязнения грун­товых вод. Таким образом, анализ вод­ных вытяжек из почвы и пород зоны аэрации — достаточно объективный ме­тод исследования загрязнения грунто­вых вод.

Создание специализированной на­блюдательной сети требует бурения скважин, поэтому целесообразно мак­симально использовать уже имеющиеся наблюдательные скважины, колодцы, родники. При бурении скважин для от­бора проб грунтовых вод глубиной до Юм пользуются ручным, глубиной до 50 м — шнековым бурением.

По происхождению поверхностные воды разделяют:

на поверхностно-склоновые;

почвенно-поверхностные (микрору-чейковой сети и склонов);

почвенно-грунтовые (из зоны аэра­ции, где в периоды обильного увлажне­ния возникают водоносные пласты — «верховодка»);

грунтовые из постоянно существую­щих водоносных горизонтов, залегаю­щих на первом от поверхности земли сплошном водоупоре.

Поверхностные воды при развитии эрозионных процессов обусловливают смыв почвы, потерю элементов пита­ния, загрязнение окружающей среды. Основной метод изучения поверхност­ного и внутрипочвенного стоков скло­нов, а также смыва почв с поверхнос­ти — комплексные полевые наблюде­ния на специально оборудованных сто­ковых площадках, позволяющих соби­рать сток талых и дождевых вод.

Установка приемников воды на раз­личных глубинах почвенного профиля дает возможность измерять также внут-рипочвенный горизонтальный сток.

Для учета вертикальной миграции воды и растворенных в ней химических ве­ществ на склоновых землях можно ис­пользовать блок лизиметров В. Е. Явту-шенко, конструкция которых представ­ляет собой сочетание лизиметров-под­донов, оснащенных разделительными боковыми щитами высотой, соответ­ствующей глубине размещения их в по­чве. Устройство лизиметров обеспечи­вает беспрепятственное поверхностное и внутрипочвенное горизонтальное пе­редвижение воды вниз по склону. Лизи­метры благодаря их ступенчатому раз­мещению по глубине почвенного про­филя позволяют фиксировать опреде­ленный объем почвы и оценивать количественно инфильтрацию воды.

Атмосферные осадки, вынося из ат­мосферы вещества-загрязнители, явля­ются фактором экологического риска. Так, наличие в атмосфере окислов серы и азота создает опасность выпадения кислотных дождей.

Анализ химического состава атмос­ферных осадков необходим для учета поступления элементов на единицу площади при балансовых расчетах.