Основні принципи оцінювання якості ґрунтів за вмістом важких металів для їх бонітування
DOI:
https://doi.org/10.31073/acss86-06Ключові слова:
Бонітування ґрунтів; Якість ґрунту; Здоров’я ґрунту; Важкі метали; Урожайність; Якість рослинної продукції; Модифікаційні критерії; Тест-рослиниАнотація
Метою оглядової статті є відстоювання тези, що оцінка якості ґрунту має базуватися не лише на його здатності створювати певну кількість урожаю, але й на визначенні еколого-токсикологічного стану ґрунту і пов’язаної з цим якості вирощуваної рослинної сировини та їх впливу на здоров’я населення, сільськогосподарської худоби та свійських і диких тварин. За допомогою системного, комплексного, порівняльного й логіко-аналітичного методів на основі узагальнення власних експериментальних даних і аналізу літературних джерел авторами сформульовані основні принципи оцінювання якості ґрунтів за вмістом важких металів. Запропоновано новий концептуальний підхід до удосконалення процедури загального й часткового бонітування, що передбачає розробку серії оцінювальних шкал модифікаційних критеріїв на вміст важких металів у ґрунтах. Критерії мають бути ранжовані згідно з буферністю ґрунтів щодо важких металів і видами сільськогосподарських угідь (рілля, сіножаті, багаторічні насадження, пасовища). Доведено важливість залучення до оцінювальних процедур даних аналізування тест-рослин на вміст важких металів, дії поліелементного забруднення, синергізму й антагонізму, рухомості, біологічної доступності важких металів, толерантності сільськогосподарських культур, можливості розбавлення забрудненої і дефіцитної щодо вмісту Zn, Cu, Co, Fe або Mn рослинної продукції тощо. Розробка є першою концептуальною пропозицією щодо моделі оцінювання якості ґрунтів України у сучасному контексті «від поля до столу», тобто, з урахуванням також якості вирощуваної рослинної сировини та її впливу на здоров’я людей і тварин.
Посилання
References
Law of Ukraine “About evaluation of land”. 2003. No 1378-IV: status in 28.06.2015 Official publication on the website of the Verkhovna Rada of Ukraine. URL: http://zakon2.rada.gov.ua. Id: 1378-15. (Ukr.).
About the Methodology of normative monetary valuation of agricultural land and settlements. Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine. 1995. No 213. status in 20.05.2015. Official publication on the website of the Verkhovna Rada of Ukraine: http://zakon2.rada.gov.ua. І Id: 213-95-п. (Ukr.).
Allen D.E., Singh B.P., Dalal R.C. 2011. Soil Health Indicators Under Climate Change: A Review of Current Knowledge. In book: “Soil Health and Climate Change”. Ed. by Bhupinder Pal Singh, Annette L. Cowie, K. Yin Chan. Berlin: Publisher “Springer Berlin Heidelberg”. Vol. 29 of the series Soil Biology. P. 25-45.
Soil health. USDA (United States Department of Agriculture). Natural Resources Conservation Service: URL: http://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/main/soils/health/.
Friedman D., Hubbs M., Tugel A., Seybold С., Sucik М. 2001.Guidelines for soil quality аssessment in conservation planning. Editor B. Joubert. 48 р.
Legaz B.V., Maia De Souza D., Teixeira R.F.M., Antón A., Putman B., Sala S. 2017. Soil quality, properties, and functions in life cycle assessment: an evaluation of models. Journal of Cleaner Production. Vol. 140. Р. 502-515.
Madejón P., Domínguez M.T., Murillo J.M. 2009. Evaluation of pastures for horses grazing on soils polluted by trace elements. Ecotoxicology. Vol.18 (4). P. 417-428.
De la Rosa D., Sobral R. Soil quality and methods for its assessment . In: “Land Use and Soil Resources”. Ed-s: Braimoh, Ademola K., Vlek, Paul. 2008. Р. 167-200. DOI: 10.1007/978-1-4020-6778-5.
Black H.I.J. , Garnett J.S , Ainsworth G., Coward P.A., Creamer R., Ellwood S., Horne J., Hornung M., Kennedy V.H., Monson F., Raine L., Osborn D., Parekh N.R., Parrington J., Poskitt J.M., Potter E., Reeves N., Rowland A.P., Self P., Turner S., Watkins J., Woods C., Wright J. 2002. MASQ: Monitoring and Assessing Soil Quality in Great Britain. Countryside Survey Module 6: Soils and Pollution. R&D Technical Report E1-063/TR / Research Contractor: Centre for Ecology and Hydrology. Publishing Organisation Environment Agency, Rio House, Waterside Drive, Aztec West, Almondsbury, BRISTOL, BS32 4UD. 200 р. ;
AbdelRahman M.A.E., Natarajan A., Hegde R. 2016. Assessment of land suitability and capability by integrating remote sensing and GIS for agriculture in Chamarajanagar district, Karnataka, India. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences. Vol.19. Р. 125–141.
Sonawane N.S., Sawant C.P., Patil R.V. 2013. Soil quality assessment and heavy metal contamination in agricultural soil in and around Toranmal (Triable Region) of Maharashtra. Archives of Applied Science Research. Vol. 5 (2). Р. 294-298.
Widiatmaka, Ambarwulan W., Setiawan Yu., Walter Ch. 2016. Assessing the suitability and availability of land for agriculture in Tuban Regency, East Java, Indonesia. Applied and Environmental Soil Science. Vol. 2016. Article ID 7302148. 13 р. URL: http://dx.doi.org/10.1155/2016/7302148.
Warkentin B.P. 1995. The changing concept of soil quality. Journal of Soil and Water Conservation. Vol.50. No.3. Р. 226-228.
He Z., Shentu J., Yang X., Baligar V.C., Zhang T., Stoffella P.J. 2015. Heavy metal contamination of soils: sources, indicators, and assessment. Journal of Environmental Indicators. Vol. 9. Р. 17-18.
Li W.X., Zhang X.X., Wu B., Sun Sh.L., Chen Y.S., Pan W.Y., Zhao D.Y., Cheng Sh.P. 2008. Comparative analysis of environmental quality assessment methods a case study of heavy metal-contaminated soil. Pedosphere. Vol. 18. Iss. 3. Р. 344–352; DOI: org/10.1016/S1002-0160(08)60024-7 ;
Chen Z.S. Selecting indicators to evaluate soil quality. 1999. Food and Fertilizer Technology Center. URL: http://www.agnet.org/library.php?func=view&id= 20110808172707 ;
Kisel V.I. 1997. Pollution of soils with heavy metals. In book: «Agroecological assessment of land in Ukraine and the location of crops». Kyiv: Agrarna nauka. Р. 114-125. (Rus);
Medvedev V.V., Plisko I.V. 2006. Estimation and qualitative assessment of arable land in Ukraine Kharkiv: Drukarnja No 13. 386 p. (Rus);
Fatieiev A.I., Miroshnychenko M.M., Samokhvalova V.L., Borodina Ya.V., Girzheva K.B. (Smirnova K.B.), Panasenko E.V., Semenov D.O., Luchnikova E.V., Yakushko V.I., Yankovska T.E., Lykova O.A., Lazebna M.E., Tertyshna A.V., Goriakina V.M. 2010. To develop the agro-geochemical zoning of soils of Ukraine and the methodology for diagnosing the state of chemical elements (trace elements, heavy metals) in the soil-plant system as the basis for the optimization of the microelement composition of crop production : GDR report (final) : 01.02.03-022 / National Scientific Center «Institute for Soil Science and Agrochemistry Research named after O.N.Sokolovsky». Kharkiv. 70 p. № State Registration 0106U004786 (Ukr.).
Borodina Ya.V., Fatieiev A.I., Zholudieva I.D., Sytina O.M. 2011. Comparative analysis of extractants for the removal of available forms of heavy metals from chernozem ordinary in order to normalize their content. Agrochemistry and Soil Science. Collected papers. No. 74. ISSAR. Kharkiv. P. 63-68. (Ukr.).
Borodina Ya.V., Fatjejev A.I. 2014. Patent for utility model № 89924 UА, МПК (2006.01) G01N 33/24 Method for estimation of soil availability by available forms of trace elements for cultivating grain crops; applicant and copyright holder: National Scientific Center «Institute for Soil Science and Agrochemistry Research named after O.N.Sokolovsky». Application: u 2013 10006; newsletter No 9. (Ukr.).
Fatjejev A.I., Miroshnychenko M.M., Borodina Ya.V., Shemet A.M. 2014. Assessment of the provision of soils in Ukraine with available forms of microelements for growing grain crops. Agrochemistry and Soil Science. Collected papers. ISSAR. Special Vol. to IX Congress "Soil Protection - The Basis for Sustainable Development of Ukraine", 30 June – 4 July 2014, Mykolajiv. Book 1. Plenary reports. Kharkiv: “Smughasta typoghrafija”. P. 162-171. (Ukr.).
Fatjejev A.I., Smirnova K.B., Semenov D.O., Luchnikova E.V., Shemet A.M. 2014. Evaluation suitability of soils Ukraine for organic farming on the content of trace elements. Visnyk agrarnoi nauky. No 4. P. 5-9. (Ukr.).
Fatjejev A.I., Semenov D.O., Smirnova K.B., Samokhvalova V.L., Borodina Ya.V., Luchnikova E.V., Shemet A.M., Yankovska T.E., Kucheriavenko O.V., Lazebna M.E., Goryakina V.M. 2015. Determine the limits of exposure to atmospheric emissions from enterprises in the energy and chemical industries: GDR report (final) : 07.01.02.05 П / National Scientific Center «Institute of Soil Science and Agrochemistry Research named after O.N.Sokolovsky». Kharkiv. 64 p. No State Registration 0114U003070 (Ukr.).
Demidov O.A., Kostenko V.M., Fatjejev A.I., Semenov D.O., Borodina Ja.V., Samokhvalova V.L., Smirnova K.B., Luchnykova Je.V., Lykova O.A., Shemet A.M., Jacuk I.P., Maistrenko M.I., Zhylkin V.A., Senin V.V., Maljuk T.V.; Editor: Fatieiev A.I. 2013. Method for determination of soil micronutrients needs for fruit trees and measures to eliminate their lack of mineral nutrition. Kharkiv: KP «Miska drukarnia». 61 p. (Ukr.).
Fatjejev A.I., Samokhvalova V.L., Mandryka O.V., Borodina Ja.V., Semenov D.O., Smirnova K.B., Luchnykova Je.V., Shemet A.V. Editors: Fatjejev A.I., Samokhvalova V.L. 2016. Ecological rehabilitation of technogenically contaminated heavy metals soils. Method. Kharkiv: “Smughasta typoghrafiia”. 147 p. (Ukr.).
Alekseev Yu.V. 1987. Heavy metals in soils and plants. Leningrad: Agropromizdat. 142 p. (Rus).
Omeri I.D. 2010. Physiological aspects of the cobalt and cadmium effects on human health. Kultura bezpeky, ekologhii ta zdorov'ia. No 3. P. 39-40. (Ukr.).
Rejmers N.F. 1990. Nature management: Dictionary reference book. Moskva: Mysl. 637 p. (Rus).
Kabata-Pendias A. 2010. Trace elements in soils and plants. 4th Edition. Boca Raton, FL: Crc Press. 548 p.
Vazhenin I.G. 1971. Methodological instructions for agrochemical survey and mapping of soils for the content of microelements. Moskva: Izdatelstvo VASHNIL. 79 p. (Rus).
Illin V.B. 1995. Assessment of soil buffering with respect to heavy metals. Agrokhimiia. No 10. P. 109-113. (Rus).
Pashchenko Ya.V. (Borodina Ya.V.). 1996. The buffer capacity of peat soils relative to heavy metals: Thesis of dissertation for the scientific degree. Specialty: 06.01.03. Kharkiv: 25 p. (Ukr.).
Sueoka Yu., Sakakibara M., Sano S., Yamamoto Y. 2016. A New Method of Environmental Assessment and Monitoring of Cu, Zn, As, and Pb Pollution in Surface Soil Using Terricolous Fruticose Lichens. Environments. Vol. 3. No 35. DOI:10.3390/environments3040035.
Zhuravljova I.M. Agrochemical aspects of the toxicity of heavy metals in the soil-plant system: Thesis of dissertation for the scientific degree, specialty: 06.01.04. Kharkiv: 25 p. (Ukr.).
Kim M.S., Min H.G., Lee S.H., Kim J.G. 2016. Effects of various amendments on trace element stabilization in acidic, neutral, and alkali soil with similar pollution index. PLOS ONE. Vol. 11. 12 р. DOI:10.1371/journal.pone.0166335.
Rodríguez-Bocanegra J., Roca N., Febrero An., Bort J. Assessment of heavy metal tolerance in two plant species growing in experimental disturbed polluted urban soil. Journal of Soils and Sediments. DOI:10.1007/s11368-017-1666-8.
Topcuoğlu B. 2016. Heavy metal mobility and bioavailability on soil pollution and environmental risks in greenhouse areas. Bülent Topcuoğlu. IJAAEE. Vol. 3. Iss. 1. Р. 208-213.
Pallavi Singhal, Jha S.K, Thakur V.K., Ravi P.M, Patra A.C, Dubey J.S Tripathi RM. 2016. Assessment of Trace Element Intake through Some Vegetables to the Population of Mumbai. Vitam Miner. Vol. 5. Iss.1. doi:10.4172/2376-1318.1000135.
Silva P.S.C. Francisconi L.S., Gonçalves R.D.M.R. 2016. Evaluation of Major and Trace Elements in Medicinal Plants. J. Braz. Chem. Soc. Vol. 27. No. 12. Р. 2273-2289.
Liang J., Feng Ch., Zeng G., Gao X., Zhong M., Li X., Li X., He X., Fang Y. 2017. Spatial distribution and source identification of heavy metals in surface soils in a typical coal mine city, Lianyuan, China. Environmental Pollution. Vol. 225. Р. 681-690.
Seryiy A.I., Ogolenko N.A. 1987. Modern methods of assessment soils in the Ukrainian Soviet Socialist Republic (Ukraine). Information review. Ukrniinti. Vol. 31.1 Zemledelie, agronomiya, s.-h. melioratsiya. Kyiv. 36 p. (Ukr.).
Fatjejev A.I., Miroshnychenko M.M., Borodina Ya.V., Samokhvalova V.L., Sytina O.M. 2011. Standardization of heavy metals strength-fixed forms in soils. Visnyk agrarnoi nauky. No. Pp. 41-44. (Ukr.).
Fatjejev A.I., Semenov D.O., Smirnova K.B., Shemet A.M. 2016. Patent for utility model № 105541 UА, МПК (2006.01) G01N 33/24 A method for forecasting the level of accumulation of trace elements in agricultural crops on background soils; applicant and copyright holder: National Scientific Center «Institute of Soil Science and Agrochemistry Research named after O.N.Sokolovsky». Application: u 2015 08913; newsletter № 6. (Ukr.).
Baljuk S.A., Romashhenko I.M., Truskavetskyi R.S (Editors). (the team of authors). 2015. Soil melioration (taxonomy, prospects, innovations). Kherson: Ghrin D.S. 668 p. (Ukr.).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Поширення статті здійснюється на умовах ліцензії відкритого доступу Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
