XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Цель: провести теоретическое обоснование влияния воды на миграцию железа в природной системе «почва – растения» Курганской области, подобрать методику исследования и провести эксперимент.

По литературным данным известно, что на миграцию железа в системе «почва – растения» напрямую влияют различные формы воды, а также следующие главные факторы среды: осадки; режим увлажнения; периодический застой влаги атмосферных осадков в профиле почвы; близкое залегание кислых пресных или насыщенных карбонатных грунтовых вод (pH среды) и периодическое колебание их уровня; антропогенные факторы. Сегодня антропогенным факторам оказывается наибольшее внимание, так как внедрение удобрений в почву может ускорить и увеличить миграцию железа к растениям.

К фоновым факторам на содержание ионов железа и их миграцию в природной системе «почва – растения», выступают следующие: источники увлажнения; механический состав почв; плодородие; физико-химический состав почв; влажность почвы.

Теоретические основы исследования проверяли с образцами почв и растительности, отобранных с территорийБелозерского и Звериноголовского районов Курганской области.

Исследуемые районы расположены в противоположных частях Курганской области. Их объединяет река Тобол, которая является главным водным источником. Данные районы имеют умеренно-тёплый климат.

В Белозерском районе преобладающие почвы: чернозёмны, солонцовые и серые лесные, в Звериноголовском районе: аллювиальные засоленные; черноземы обыкновенные

Для определения общего количества железа в растениях (%)собрали такие образцы как: Тархун эстрагон (лат. Artemísia dracúnculus); Рогоз широколиственный (лат.Cyperaceae); Сушеница топяная (лат. Gnaphálium uliginósum); Тысячелистник обыкновенный(лат. Achilléa millefólium) ;  Донник желтый (лат. Melilótus officinális); Икотник Седоватый  (лат. Bertéroa incána).

На выбранных территориях нами выделены точки природных и антропогенных зон, на которых мы произвели отбор проб почвы, воды и растительности на предмет содержания в них ионов железа.

После отбора проб проведен лабораторный анализ исследуемых (отобранных) образцов почвы, растений, воды.

В данной работе на изучение содержания железа в почвах и растениях опирались на методику с роданидом аммония, которая основана на взаимодействии железа с роданид-ионом в сильнокислой среде с образованием окрашенного в красный цвет комплексного соединения.

Выяснили, что после поглощения железа корнями растений, Fe²⁺окисляется до Fe³⁺,транспортируется в активно растущие области растения. Поглощение железа растениями, как и любого металла, происходит быстрее всего, когда железо присутствует в ионной форме.

После транслокации железо имеет тенденцию фиксироваться и не может быть повторно переведено из органа в орган , начинает накапливается в генеративных органах растений. Оно является функциональной составляющей, частью ферментативных систем растений.

Среднее содержание железа в почвах составляет 3,8%. Минимальные значения содержания растворимого железа отмечают при щелочных значениях рН. Именно поэтому кислые почвы богаты неорганическим железом вплоть до токсичных уровней, а в щелочных, хорошо аэрируемых почвах низкие концентрации растворимого железа не могут удовлетворить потребности растений.

В почвах с высоким содержанием двухвалентного железа растения данный элемент получат в наибольших количествах, так как эта форма подвижна и легко усваивается. Токсичное содержание железа в почвах может вызвать у растений ряд заболеваний.

Грунтовая вода, которая расположена более близко к поверхности земли, двухвалентного железа больше, чем в воде более низких горизонтов, частично за счет массы органического вещества в верхних слоях почвы и низкой кислотности.

Наблюдается, что в поверхностных водах общее количество железа (%) выше, чем в подземных, т.к. в условиях отсутствия дефицита кислорода, происходит постепенное увеличение железа от поверхности ко дну, основной преобладающей формой железа в зимний период является растворенная форма, летом взвешенная с наибольшими концентрациями в придонных горизонтах.

Количество железа с годовыми осадками мигрует больше, чем с осадками за месяц. В первую очередь, это обуславливается количеством поступаемой воды. Поток осадков проходит через железосодержащие минералы и породы, которые привносят железо в воду из почвы.

Самой благоприятной предпосылкой для миграции железа воды является таяние снежного покрова весной, особенно при его затяжном характере. Для доказательства мы провели эксперимент, в лаборатории методом фотоколометрирования и математическим расчетам установили, что общее содержание железа в снежном покрове составляет 1,7%.

Сразу после таяния снежного покрова почва пополняется запасами влаги и насыщается химическими элементами. Дневное таяние снега создает в верхнем слое почвы большое количество влаги, которая в период ночных заморозков образует ледяную корку на поверхности участка. Днем такая корка тает и растворяет различны химические элементы, унося их в почву.

Список используемой литературы

Т.Я. Ашихмина, В.А. Титова, Н.Г. Катаева, Т.Л.Недопекина: Количественное определение железа в почве и природной воде объекта// Сборник материалов Всероссийской научной школы. 2006г. С.152-156

Иванищев В.В. Новые аспекты в изучении адаптации растений к воздействию металлов // Тульский экологическая бюллетень. Тула: 2007г. С. 274-277.

Почвоведение: учебник для университетов. В 2ч./ Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. Ч.1. Почва и почвообразование / Богатырев Л.Г., В.Д. Василевская., А.С. Владыченский и др. – Москва: Издательство Высшая школа ,1988.- 368 с.

Код для цитирования: Скопировать