УДК 635.926

DOI: 10.24412/cl-37200-2024-1161-1168

ЭКОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЧЕРНОЗЕМЕЛЬСКОЙ ОРОСИТЕЛЬНО-ОБВОДНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КАЛМЫКИИ

ECOLOGICAL AND HYDROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF THE CHERNOZEMELSKAYA IRRIGATION AND IRRIGATION SYSTEM OF KALMYKIA

Сангаджиева О.С., Бамбаева Е.Н., Сохорова З.В., Фадеева И.Ю., Бочкаев С.Л., Даваева Ц.Д., Сангаджиева Л.Х.

Sangadzhieva O.S., Bambayeva E.N., Sokhorova Z.V., Fadeeva I.Yu., Bochkaev S.L., Davaeva Ts.D., Sangadzhieva L.Ch.

Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова, Элиста, Россия

B.B. Gorodovikov Kalmyk State University, Elista, Russia

E-mail: chalga_ls@mail.ru

Аннотация. Изучены особенности элементного состава и органических веществ в растениях Черноземельского оросительного канала. Было изучено 12 растений относящихся к 9 семействам. Все изученные виды растений были разделены на гигрофиты и мезофиты, при этом мезофитная группа – это растения у берега канала, т.е. они не испытывают дефицита воды. Определены особенности элементного состава растительности канала. Максимум накопления аммония, нитратов и серы – у щавеля, татарника, минимум – у костра, василька, клубнекамыша. Мезофиты выделяется среди других экологических групп по накоплению тяжелых металлов - содержание металлов в 2-3 раза выше, чем у гигрофитов. Почти все ряды накопления ТМ начинаются растениями мезофитами: Гречишные, Астровые, Бобовые, Маревые, в конце рядов стоят растения гигрофиты – Осоковые, Рдестовые, Рогозовые. Определены уровни накопления биологически активных веществ в растениях канала. Более обогащены протеином растения мезоксерофиты 11,0-24%, гигрофиты обеднены протеином 8,5-12,0%. Высокое содержание протеина у мари, татарника, ромашки, василька, верблюжьей колючки. Растения-гигрофиты накапливают меньше аскорбиновой кислоты в 2-3 раза меньше, чем растения суши. Высокое содержание аскорбиновой кислоты у следующих видов: костер, верблюжья колючка, татарника, ромашки, мари. Обеднены витамином – гигрофиты.

Ключевые слова: тяжелые металлы, оросительная система, элементный состав, загрязнение.

Abstract. The features of the elemental composition and organic substances in the plants of the Chernozemelsky irrigation canal have been studied. 12 plants belonging to 9 families were studied. All the studied plant species were divided into hygrophytes and mesophytes, while the mesophytic group are plants near the canal shore, i.e. they do not experience water scarcity. The features of the elemental composition of the vegetation of the canal are determined. The maximum accumulation of ammonium, nitrates and sulfur is in sorrel, tartar, the minimum is in bonfire, cornflower, tubers. Mesophytes are distinguished from other ecological groups by the accumulation of heavy metals - the metal content is 2-3 times higher than that of hygrophytes. Almost all rows of TM accumulation begin with mesophyte plants: Buckwheat, Aster, Legume, Haze, at the end of the rows there are hygrophyte plants – Sedges, Rdestovye, Cattails. The levels of accumulation of biologically active substances in the canal plants have been determined. Mesoxerophytes are more enriched in plant protein by 11.0-24%, hygrophytes are depleted in protein by 8.5-12.0%. The high protein content of mari, tatarnik, chamomile, cornflower, camel thorn. Hygrophyte plants accumulate less ascorbic acid 2-3 times less than land plants. The following species have a high content of ascorbic acid: bonfire, camel thorn, tartar, chamomile, mari. Vitamin– depleted hygrophytes.

Key words: heavy metals, irrigation system, elemental composition, pollution.

Одной из ведущих отраслей народного хозяйства РК является сельское хозяйство. Особенно активно развивается животноводство, орошаемое растениеводство и технология переработки сельскохозяйственной продукции [1-5]. Вся территория республики находится в сети оросительных систем и каналов низкого качества, устаревшей конструкции, с большим сроком износа, в связи с этим повсеместно наблюдается подтопление, засоление, заболачивание территорий, имеющиеся природные водоемы в этих условиях пересыхают (эффект Аральского моря).

Не соблюдение экологических требований приводит к авариям, выбросам газов, прорывам сточных вод, загрязнением площадей не обработанными отходами. Среди многочисленных загрязнителей наиболее токсичными считаются тяжелые металлы. Неизбежным результатом хозяйственной деятельности человека является загрязнение растений тяжелыми металлами. В литературе мало данных по влиянию физико-химических показателей на межфазовое распределение веществ в системе «вода – донные отложения – почвы - растения» и их аккумуляцию в растениях [6-8].

Целью работы является изучение особенностей элементного состава и органических соединений в водных и околоводных растениях Черноземельского оросительного канала. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: определить элементный состав водных растений; уровни содержания тяжелых металлов в растениях, почве и воде; выявить особенности биологического накопления элементов растениями; определить уровни накопления биологически активных веществ в растениях; оценка степени загрязнения почв по соотношению органических и неорганических компонентов.

Объект исследования. Черноземельский оросительно-обводнительный канал (ЧООС), инженерное название Черноземельский магистральный канал, расположен в искусственном русле, характеризующемся потерями стока и недостаточной увлажненностью. Эти условия влияют на химический режим водоемов. Вода в канале отличается повышенной минерализацией и содержит сбросные и дренажные воды, которые поступают в него в небольших количествах с близлежащих территорий. Весной минерализация воды составляет 3,849 г/л, а осенью – 4,738 г/л [9]. Для изучения концентраций солей в почвах отбирались пробы в различных местах (улицы, микрорайоны, частный сектор с животноводческими дворами, мини предприятия и т.д.). Канал проходит рядом с поселками Южный, Светлый, Адык, Сарул, Яшкуль. Объектом нашего исследования являются хозяйственные территории поселков. Поселки небольшие, здесь занимаются выращиванием овощей, кормов для скота, выпасом скота. На территории хозяйств имеются несколько буровых площадок, заправки для авто и сеть дорог разного уровня: межпоселковые, междугородние, республиканские. Были отобраны пробы с 15 участков с разным хозяйственным использованием, на глубине 0-30 сантиметров.

Основу прибрежной растительности в Черноземельской оросительной системе составляют формации рогоза и тростника, они же представлены на мелководьях. Растительность территории оросительного канала распространена до глубины 1,2-1,5 м и даже 2 м. Первый пояс растительности (до глубины 20-40 см) составляют сообщества гидрофильных видов. Это преимущественно сухопутные растения, адаптированные к сильно увлажненному субстрату и к воздуху, насыщенному водяными парами: клубнекамыш, осока, рогоз песчаный. Второй пояс – ассоциации гидрофилов: рогозы узколистный и широколистный, тростник, сусак зонтичный. Растительность канала сосредоточена довольно узкой полосой (около 2 м) вдоль берегов. От уреза воды узкой полосой (1,5 м) располагаются прибрежно водные растения (осоки, рогозы, камыши, сусак), на открытых участках воды и между зарослями прибрежной растительности появляются погруженная растительность (рдест курчавый, наяда, роголистник темнозеленый, рдест пронзенолистный) [10, 11]. Ширина зарослей обычно не превышает 2 м в местах взятия проб. Среди погруженной растительности можно встретить растения с плавающими листьями (кубышка желтая, кувшинка белая), они были отмечены только в районе пос. Адык. Были отобраны пробы 12 растений из 9 семейств, расположенных по количеству видов в семействах – в 6 рангах. Наиболее распространенными являются растения трех семейств: злаковые, астровые и бобовые.

Методы анализа. Анализы природных объектов проводили следующими методами: титриметрия, капиллярный электрофорез «Капель», методом ААС. Чувствительность метода ААС составляет 0,01-0,05 микрограмм на миллилитр, оптимальная область определения от 0,5 до 20 микрограмм в миллилитре, газовая смесь пропан-воздух которая дает температуру 2500- 3000°С, достаточную для атомизации тяжелых металлов [12, 13]. Определение минерализации и солевого состава почвы и воды проводили по методикам ГОСТ. Кроме определения степени засоления, также устанавливался тип и степень засоления почв. Солевые вытяжки использовались для определения подвижных форм N, P, K; рН, емкости поглощения, суммы обменных оснований. Определение легкогидролизуемого азота проводили по ГОСТ 26107-84. Определение подвижных форм фосфора и калия проводили по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО ГОСТ 26207-91. Определение калия и натрия проводили методом пламенной фотометрии при длинах волн 766,5 нм и 589,0 нм по ГОСТ 26207-91. В работе проанализировано 50 образцов почв, донных отложений, из них 20 образцов на количественное определение тяжелых металлов (ТМ). Потенциометрическим методом в солевых вытяжках определяли ионы нитрата, ионы аммония, ионы кали и ионы натрия с помощью ионселективных электродов на иономере И-110. Для калибровочного графика использовали стандартные растворы с концентрацией от 10^-6 до 10^-1 моль/л растворы NH4Сl, KNO3, NaCl, KCl.

Результаты исследования. В канале минерализация воды увеличивается от весны к осени и зависит от источника водоснабжения. Максимальное значение составляет 4,2-25,3 г/л в водоемах, где ведется водный промысел, и не превышает 7,1 г/л. Общая минерализация воды в канале может быть солоноватой (1-3 г/л) или солеными (3-10 г/л). В тех водоемах, где классификационная принадлежность не изменилась, динамика содержания определенных ионов соответствует изменениям общей минерализации. В озерах, где классификационная принадлежность изменилась, показатели содержания определенных ионов повысились, а остальные снизились, включая ионы хлора. Повышение минерализации от весны к осени объясняется тем, что канал имеет одно русло, и уменьшение объема воды приводит к повышению ее минерализации [4, 5, 11].

По ионному составу весной вода в канале и близлежащих озерах является хлоридно- магниевого типа, а более удаленных – хлоридно-натриевого типа, летне-осенний период вода в канале ЧООС относится к хлоридно-натриевой II типа. Было проанализировано качество воды канала (таблица 1). В процессе протекания по руслу канала жесткость воды меняется от 10 до 27,7 мэкв/л, произошло увеличение жесткости в 1,5-3 раза. Меняется щелочность воды в сторону уменьшения у пос. Светлый, увеличения – у пос. Сарул. Меняется минерализация вод в сторону увеличения в 3-5 раз. Такие изменения не могут не сказаться на донных отложениях.

Таблица 1 Характеристика воды Черноземельского оросительного канала

Содержание солей в донных отложениях, взятых со дна канала, колеблется от 0,26 до 0,75%, что свидетельствует о их засоленности. Анализ солевой вытяжки из почв показал, что сумма солей выше 0,25% составила 43% от общего количества изучаемых образцов. В катионной составляющей преобладает (Na⁺) натрий от 0,74 до 2,28 мэкв/100 г. Содержание Na увеличивается в солонцах и солончаках 2-13 мэкв/100 г. Содержание иона кальция в основном не превышает 0,69 мэкв/100 г и лишь в засоленных отложениях достигает 2,85 и 4,37 мэкв/100 г, соответственно. Значительную роль играет (Mg²⁺) магний изменяющийся от 0,47 до 1,15 мэкв/100 г.

Ионы хлора и сульфатов являются анионными компонентами, которые изменяются в диапазоне от 0,52 до 1,14 мэкв/100 г и от 1,12 до 3,45 мэкв/100 г соответственно. Во всех примерах количество ионов хлора превышает 0,03 мэкв/100 г, обычно колеблющееся в диапазоне 5-12 мэкв/100 г.

В таблице 2 представлена информация о донных отложениях канала, которые были выбраны весной 2022 года.

Значения pH варьируют от 7,82 до 8,65, а также меняется тип засоления: от сульфатно- хлоридного магниево-натриевого до хлоридно натриево-магниевого.

В районе исследования основные типы почв светлокаштановые и бурые полупустынные разной степени солонцеватости и их разновидности лугово-бурые и лугово-каштановые. Разнообразие почв зависит от их гранулометрического состава, который может быть песчаным, супесчаным или легкосуглинистым. Бурые почвы имеют высокий процент солонцов, а некоторые солонцы и солончаки могут иметь кислую реакцию рН 4,45. Нейтральная среда рН 6,75-7,8 характерна для лугово-бурых и бурых полупустынных почв.

Встречается засоление, вызванное присутствием карбоната натрия – содовое засоление. Для выявления засоления были взяты следующие критерии классификации засоленности почв: сухой остаток водной вытяжки из отложений, сумма токсичных солей. Среднее по сухому остатку составляет 0,31%, сумма токсичных солей составляет 70%. Соответственно этим критериям, изучаемые отложения классифицируются как незасоленные и засоленные. Высокое содержание солей может привести к выщелачиванию грунта и увеличению соотношения Na:(Са+Mg), что в свою очередь может вызвать вытеснение обменного кальция натрием из коллоидного комплекса отложений (таблица 3).

Таблица 2 Химический состав донных отложений

Таблица 3 Тип и степень минерализации донных отложений ЧООС

В водной вытяжке из почв, взятых вблизи канала, содержание солей колеблется от 7,6 до 15,1%, что свидетельствует о засоленности изучаемых почв. Кислотность почвы измеряли в водной вытяжке (1 : 5). Водородный показатель рН водной вытяжки колеблется от 7,2 до 8,1, что говорит о небольшой щелочности всех почв. Анализ водной вытяжки показал, что на территории, прилегающей к ЧООС, встречаются слабозасоленные, засоленные и сильнозасоленные почвы. Для всех изучаемых почв характерен хлоридный тип засоления. Количество хлоридов варьирует от 196 до 253 мг/л, содержание Са – от 3,5 до 7,3 мг-экв/100 г, Na – от 0,10 до 0,78 мг-экв/100 г. Тип засоления почв соответствует типу минерализации воды в озерах. Это позволяет охарактеризовать процессы выщелачивания и соленакопления, происходящие в течение длительного периода в озерах.

Результаты анализа водной вытяжки представлены шестью ионами в двух видах концентрации: в миллиграмм-эквивалентах и процентах. Среди катионов высокие концентрации отмечены для натрия – выше 3,1 до 7 мэкв/100 г почвы на орошаемом участке. Магний также неравномерно распределен от 0,4 до 2,0 мэкв/100 г почвы. Среди анионов хлориды распределены неравномерно: концентрация меняется от 0,3 (буровая и пастбище) до 3,4 мгэкв/100г почвы (в поселке у АЗС и на орошаемом участке). Сульфаты распределены неравномерно: концентрация меняется от 0,1 (в поселке) до 7,6 мэкв/100 г почвы (орошаемый участок, поселок у АЗС). Содержание сульфатов выше, чем хлоридов в 3-7 раз.

По ионному составу водной вытяжки из почв образуются концентрационные ряды для анионов: на пастбище больше сульфатов SO4>HCO3>Cl, на орошаемом участке Cl>SO4>HCO3 больше хлоридов, появляется сода, что неблагоприятно для развития растений и губительно для урожая. Образуются концентрационные ряды для катионов: на пастбище

Na>Ca>Mg больше натрия, на орошаемом участке почвы сильно засолены и повышается роль магния и натрия Na>Mg>Ca. Изменение величины сухого остатка происходит в пределах 0,1-0,3 (на пастбище и поселке) до 0,5-0,7% (на орошаемом участке и вблизи АЗС в поселке). По результатам водной вытяжки из почв определено наличие токсичных солей в водной вытяжке из почв (это отношение концентрации натрия с магнием к 15 [8]:

Изменения такие же, как и для сухого остатка водной вытяжки и составляют большую его часть. Содержание токсичных солей до 0,1 – нормальное, от 0,11 до 0,3% и выше становится неблагоприятным для растений орошаемых участков.

Нитраты необходимы для роста и развития растений, они находятся в почве в доступной форме, если их не хватает, то вносят удобрения – селитры (калиевая, кальциевая, аммонийная – в виде нитратов). Содержание нитратов изменялось от 0,1 до 0,4 мг/на кг почвы. Высокое содержание их на орошаемом участке – в 2,5 раза больше, чем в поселке. Отношение нитратов к аммонию NO3/ NH4 на территории пастбища и буровой меньше 1: 0,5-0,8 раз, что свидетельствует о преобладании восстановительных процессов и наличии источника загрязнения этих участков органическими веществами (стоки с буровой и животноводческой стоянки.

На изучаемом объекте бурые полупустынные почвы слабо щелочные рН больше 8,0. Низкое содержание фосфатов, высокое содержание азота аммония, в некоторых пробах больше в 2-3 раза от нитратов, что неблагоприятно для растений, так как это восстановленный азот. Таким образом, почвы обеднены питательными элементами, засолены, имеют щелочную реакцию водной среды.

В обширной литературе по аридным почвам юга России и территории Северо-Западного Прикаспия [3, 6, 8, 10, 14] мало внимания уделено макро- и микроэлементному составу почв, хотя они способствуют повышению урожайности, повышают качественные показатели и питательность кормов.

Концентрационные ряды ТМ меняются в зависимости от расстояния до канала: на прибрежной территории поселков Zn>Pb>Cu>Co>Cd; на буровых, пастбище и орошаемых участках Zn>Cu> Co>Pb>Cd.

Содержание Zn в почвах неравномерно от 19 до 53 мг/кг почвы: высокое содержание на бывшей буровой, на одном участке пастбища и на орошаемом участке. В сравнении с поселком содержание цинка выше в 2 на пастбище и в 3 раза на орошаемом участке. Содержание Pb, одного из токсичных элементов, в почвах неравномерно от 3,7 до 10,2 мг/кг почвы. Высокое содержание его на бывшей буровой, на одном участке пастбища и на орошаемом участке. В сравнении с поселком содержание свинца выше в 1,5 на пастбище и в 2,5 раза на орошаемом участке.

Элементный состав почв является важнейшим показателем химического состояния почв, их свойств и генезиса. Накопление большого фактического материала о содержании химических элементов в почвах и других компонентах ландшафта требует проведения биогеохимического районирования отдельных территорий на региональном и локальном уровне. Прежде всего, такие работы проводят там, где наблюдается резкий дефицит или избыток элементов, и поэтому проявляются эндемические заболевания растений, животных и человека. В степной зоне, которая считается благополучной в отношении эндемических заболеваний благодаря оптимальному содержанию и соотношению в почвах большинства элементов, биогеохимические исследования крайне редки [9, 15].

Из-за отсутствия пополнения воды и высокой испаряемости происходит обмеление естественных водоемов Черноземельского района (Меклетинских и Состинских озер). Уменьшение объема воды приводит к повышению минерализации и пересыханию некоторых водоемов, что сокращает естественные нерестилища, засолению воды и изменению растительности.

Наибольшее выпадение в осадок и инкрустация высшей водной растительности карбонатами происходит в канале рядом с поселками Южный, Светлый, Адык, Сарул, Яшкуль, особенно сильно инкрустируются рдесты (пронзеннолистный и гребенчатый) (рисунок 1). Раковины моллюсков в этих озерах более прочные.

Среди биотических составляющих водных экосистем особое место отводится высшим растениям (макрофитам) как ведущему фактору формирования и регулирования качества воды, а также кислородного режима природных водоемов. Определены особенности элементного состава растительности канала. NH4-ион содержится в растениях в интервале 109,0-931,0 мг/кг, в среднем 298,7 мг/кг сухого растения, в гигрофитах 109,0-325,0 мг/кг. Высокое накопление NH4- иона: щавель, татарник, минимум – у костра, василька, клубнекамыша. NO3-ионы накапливаются водными растениями в широком интервале концентраций 256,0-1731,0 мг/кг, в среднем 465 мг/кг растения в сухом виде, у гигрофитов уровень ниже 256,0-406,0 мг/кг. Высоким содержанием NO3-ионы отличаются: водные растения – рогоз, рдест, сусак; из растений суши у татарника уровень NO3 выше среднего в 3,7 раза, минимум отмечен для растений суши – василек, костер.

Содержание P в пределах 233,0-992,0 мг/кг, в среднем 459,4 мг/кг, у гигрофитов разброс уже 233,0-341,0 мг/кг. Отличий в уровне содержания Р для водных и околоводных растений нет, максимум Р у дурнишника и татарника, у гигрофитов – клубнекамыша и рдеста содержание ниже среднего. Пределы содержания S 193,0-3012,0 мг/кг, т.е. отличия в 15 раз, среднее содержание 1541 мг/кг, у гигрофитов интервал уже 268,0-792,0 мг/кг, различие в 3 раза. Максимальные концентрации S у растений суши: василек, верблюжья колючка, татарник, марь белая. У водных растений низкий уровень S у рдеста и клубнекамыша.

Содержание K находится в пределах 0,87-3,02 мг/кг, среднее 1,54 мг/кг; у гигрофитов интервал 1,13-2,8 мг/кг. Максимальное у дурнишника, мари белой, у водных максимум – сусак зонтичный; минимальное – у костра кровельного, верблюжьей колючки и рдеста. Na в пределах 0,056-0,187 мг/кг, среднее содержание 0,122 мг/кг, у гигрофитов 0,013-0,14 мг/кг. Максимум Na у верблюжьей колючки и дурнишника, минимальное содержание у водных растений сусака и рдеста. Если рассматривать особенности накопления биогенных элементов (NPK) растениями по семействам, то образуется ряд: Астровые>Маревые>Сусаковые. Остальные элементы распределены равномерно в растениях всех семейств.

Определены уровни содержания тяжелых металлов в растениях. Pb пределы 0,34-1,52 мг/кг, среднее 0,84 мг/кг, гигрофиты 0,47-0,89 мг/кг. Максимум у мари, татарника и щавеля, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и рдеста. Cd пределы 0,04-0,36 мг/кг, среднее 0,25 мг/кг, гигрофиты 0,19-0,28 мг/кг. Максимум Cd у рогоза, татарника и ромашки, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и щавеля. У цинка Zn пределы содержания 10,34-47,72 мг/кг, среднее 16,42 мг/кг, особенности гигрофитов 13,45–16,92 мг/кг. Максимум Zn у дурнишника и мари, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и клубнекамыша. Для меди Cu пределы 2,53-11,49 мг/кг, среднее 5,71 мг/кг, гигрофиты 4,69–5,32 мг/кг. Максимум Cu у дурнишника, татарника, василька, ромашки, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и щавеля. Содержание Co в пределах 0,05-0,34 мг/кг, среднее 0,14 мг/кг, гигрофиты 0,04–0,14 мг/кг. Максимум Co у татарника и щавеля, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и клубнекамыша. Растения образуют следующие концентрационный ряд по тяжелым металлам: Zn>Cu>Pb>Cd>Co.

Для общей характеристики растений необходимо было определение белковых веществ - протеинов в растениях. Диапазон содержания протеина в растениях широкий 8,5-24%, различия в содержании в 3 раза, среднее 17,1%. Более обогащены протеином растения, растущие на суше (мезоксерофиты) 11,0-24%, гигрофиты обеднены протеином 8,5-12,0%. Высокое содержание протеина у мари, татарника, ромашки, василька, верблюжьей колючки. Низкое содержание протеина у сусака, клубнекамыша, рдеста, костра. Важным компонентом растений являются биологически активные вещества. Одним из таких веществ является витамин С – аскорбиновая кислота. Содержание ее в изучаемых растениях находятся в широком интервале 13,0-53,0 мг%, среднее – 31,17 мг%. Здесь также растения-гигрофиты накапливают меньше аскорбиновой кислоты в 2-3 раза меньше, чем растения суши. Высокое содержание аскорбиновой кислоты у следующих видов: костер, верблюжья колючка, татарника, ромашки, мари. Обеднены витамином – гигрофиты.

Результаты проведенных исследований показали, что содержание ряда ТМ в макрофитах каналов достигают высокого уровня и варьирует в широких пределах как в зависимости от видовой принадлежности растений, так и среди растений одного вида, произрастающих в разных участках канала. Среднее содержание биофильных ТМ, необходимых для развития растений, находятся в концентрациях, отвечающих уровням содержания 1 группы элементов незаменимых для растений. Цинк находится в пределах 10,34-47,72 мг/кг, в среднем 16,42 мг/кг, у гигрофитов 13,45-16,92 мг/кг. Максимум у дурнишника и мари, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и клубнекамыша. Медь находится в пределах 2,53-11,49 мг/кг, в среднем 5,71 мг/кг, у гигрофитов 4,69-5,32 мг/кг. Максимум у дурнишника, татарника, василька, ромашки, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и щавеля.

Тяжелые металлы в растениях, растущих вдоль канала или в русле канала, образуют следующие концентрационный ряд: Zn>Cu>Pb>Cd>Co. Ряды поглощения ТМ сильно различаются не только по видовым различиям, но и по семействам. Принадлежность отдельных видов растений к растительным семействам представлены средними значениями и диапазоном концентраций ТМ. Почти все ряды начинаются растениями мезофитами – Гречишные, Астровые, Бобовые, Маревые, в конце рядов стоят растения гигрофиты – Осоковые, Рдестовые, Рогозовые. Это можно объяснить как корневой системой растений, так и питательной средой. Растения, произрастающие на почве, получают больше химических элементов, чем водные растения, кроме того, у них более мощная корневая система, которая может иметь длину до 1-1,5 м.

Выводы

1. Количественное соотношение тяжелых металлов, свойственное почвообразующим почвам, сохраняется и в растениях, что указывает на тесную взаимосвязь между ними. Содержание ТМ в растениях подвержено значительным колебаниям, обусловленным их биологическими особенностями, почвенными и погодными условиями. Абсолютное накопление их в растениях значительно сокращается в засушливые годы. Сопряженное изучение микроэлементного состава основных компонентов сухостепных ландшафтов (почвообразующих пород, почв, растительности, поверхностных и грунтовых вод) послужило основой для биогеохимического районирования территории республики.
2. Изучены особенности элементного состава и органических веществ в растениях Черноземельского оросительного канала вблизи поселков. Было изучено 12 растений, относящихся к 9 семействам. Все изученные виды растений были разделены на следующие экологические группы: гигрофиты и мезофиты, при этом мезофитная группа – это растения у берега канала, т.е. они не испытывают дефицита воды, как растения пастбищ.
3. Определены особенности элементного состава растительности канала. Высокое накопление NH4-иона: щавель, татарник, минимум – у костра, василька, клубнекамыша. Высоким содержанием NO3-ионы отличаются: водные растения – рогоз, рдест, сусак; из растений суши у татарника уровень NO3 выше среднего в 3,7 раза, минимум отмечен для растений суши – василек, костер. Максимальное содержание калия – у дурнишника, мари белой, у водных максимум отмечен для сусака зонтичного; минимальное – у костра кровельного, верблюжьей колючки и рдеста. Максимум Na у верблюжьей колючки и дурнишника, минимальное содержание у водных растений сусака и рдеста.
4. Определены уровни содержания тяжелых металлов в растениях. Pb максимум у мари, татарника и щавеля, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и рдеста. Максимум Cd у рогоза, татарника и ромашки, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и щавеля. Максимум Zn у дурнишника и мари, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и клубнекамыша. Максимум Cu у дурнишника, татарника, василька, ромашки, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и щавеля. Максимум Co у татарника и щавеля, низкое содержание у костра, верблюжьей колючки и клубнекамыша. Растения образуют следующие концентрационный ряд: Zn>Cu>Pb>Cd>Co.
5. Мезофиты выделяется среди других экологических групп по накоплению тяжелых металлов – содержание металлов в 2-3 раза выше, чем у гигрофитов. Особенно высокие уровни накопления у Zn, Cu отмечены у погруженных гидрофитов. Почти все ряды накопления ТМ начинаются растениями мезофитами: Гречишные, Астровые, Бобовые, Маревые, в конце рядов стоят растения гигрофиты – Осоковые, Рдестовые, Рогозовые. Это можно объяснить как корневой системой растений, так и питательной средой.
6. Определены уровни накопления биологически активных веществ в растениях канала. Более обогащены протеином растения мезоксерофиты 11,0-24%, гигрофиты обеднены протеином 8,5-12,0%. Высокое содержание протеина у мари, татарника, ромашки, василька, верблюжьей колючки. Растения-гигрофиты накапливают меньше аскорбиновой кислоты в 2-3 раза меньше, чем растения суши. Высокое содержание аскорбиновой кислоты у следующих видов: костер, верблюжья колючка, татарника, ромашки, мари. Обеднены витамином – гигрофиты.
7. Анализ водорастворимых солей из почв показал, что почвы поселков слабозасолены. Типы засоления варьируют от хлоридно-натриевого (Cl) до хлоридно-сульфатно-натриевого (Cl- SO4-Na). Значительно больше сумма токсичных солей на орошаемом участке 6,43-17,94 мэкв/100 г. Такое изменение происходит в результате вымывания солей при длительном контакте минерализованной воды с засоленной почвой.
8. Из тяжелых металлов определено содержание 6 металлов. По нашим исследованиям фоновые почвы содержат в среднем 12,43 мг меди, 15,73 мг цинка и 7,58 мг/кг свинца. На основании данных анализа кислотной вытяжки из почв определен концентрационный ряд: Zn>Cu>Pb>Co>Cd.