Monitoring of chrome and nickel contents in agroecosystems of Central Chernozem region of Russia

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The research was carried out within the framework of the state agroecological monitoring program. The goal was to conduct an environmental assessment of chromium and nickel content in agroecosystems of the southwestern part of the Central Chernozem region using the example of the Belgorod region. All analytical studies were carried out in an accredited testing laboratory using generally accepted methods. During the research, it was found that the average gross content of chromium and nickel in the arable layer in leached chernozems is 19.8 and 24.5, in typical chernozems – 20.0 and 24.9, in ordinary chernozems – 20.9 and 26.6 mg/kg, respectively. The average content of mobile forms of chromium in the studied soils was in the range of 0.13–0.14, nickel – 0.37–0.41 mg/kg. Exceeding the levels of the approximately permissible amount of nickel and the maximum permissible concentration of mobile forms of these heavy metals in soils was not detected. In the agroecosystems of the Belgorod region, chromium and nickel are mainly supplied with organic fertilizers, but this does not pose a risk for soil contamination and crop production. The highest average chromium content (0.45 mg/kg) was observed in sunflower seeds, and the lowest (0.22 mg/kg) in corn grain. Soybean grain is characterized by an abnormally high nickel content (4.81 mg/kg), and the lowest concentration (0.63 mg/kg) is observed in corn grain.

About the authors

S. V. Lukin

Belgorod Center for Agrochemical Service; Belgorod State National Research University

Author for correspondence.
Email: dannaukiozemle@yandex.ru
Russian Federation, Belgorod; Belgorod

References

  1. ГОСТ 17.4.1.02-83. Государственный стандарт Союза ССР. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения. М.: Стандартинформ, 2008. 4 с.
  2. Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 238 с.
  3. Kabata-Pendias A. Trace Elements in Soils and Plants. 2010. 548 р.
  4. Lukin S. V., Zhuikov D. V. Content and Balance of Trace Elements (Co, Mn, Zn) in Agroecosystems of the Central Chernozemic Region of Russia // Agriculture. 2022. Vol. 12. № 2. doi: 10.3390/agriculture12020154. EDN HCQUTK.
  5. Semenkov I. N., Koroleva T. V. International Environ mental Legislation on the Content of Chemical Ele ments in Soils: Guidelines and Schemes // Eurasian Soil Science. 2019. V. 52. № 10. P. 1289–1297. doi: 10.1134/S1064229319100107. EDN BHVMYE.
  6. Chen Sh., Wang M., Li Sh., Zhao Zh. E. W. Overview on current criteria for heavy metals and its hint for the revision of soil environmental quality standards in China // Journal of Integrative Agriculture. 2018. V. 17. № 4. P. 765–774. doi: 10.1016/S2095-3119(17)61892-6.
  7. СанПиН 1.2.3685-21 “Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания”. Утверждены Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021. № 2.
  8. Побилат А. Е., Волошин Е. И. Мониторинг хрома в почвах и растениях Красноярского края // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2019. 22(2), С. 49–54. doi: 10.29296/25877313-2019-02-08. EDN YXIEKD.
  9. Методические указания по определению тяжёлых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: Типография Московской с.-х. академии им. К.А. Тимирязева, 1992. 61 с.
  10. Побилат А. Е., Волошин Е. И. Содержание никеля в агроценозах Красноярского края// Микроэлементы в медицине. 2019. 20(1). С. 52–58. doi: 10.19112/2413-6174-2019-20-1-52-58.
  11. Юмашев Н. П., Трунов И. А. Почвы Тамбовской области. Мичуринск-Наукоград РФ: Изд-во Мичуринского государственного аграрного университета, 2006. 216 с.
  12. Медведев И. Ф., Деревягин С. С. Тяжелые металлы в экосистемах. Саратов: “Ракурс”, 2017. 178 с.
  13. Аристархов А., Лунев М., Павлихина А. Эколого- агрохимическая оценка состояния пахотных почв России по содержанию в них подвижных форм тяжелых металлов // Международный сельскохозяйственный журнал. 2016. № 6. С. 42–47.
  14. Хижняк Р. М. Экологическая оценка содержания микроэлементов (Zn, Cu, Co, Mo, Cr, Ni) в агроэкосистемах лесостепной зоны юго-западной части ЦЧО / Автореф. канд. дис. М.: РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2016. 24 с.
  15. Чимитдоржиева Г. Д., Цыбенов Ю. Б., Мильхеев Е. Ю., Нимбуева А. З., Бодеева Е. А. Никель лесостепных экосистем Западного Забайкалья в системе порода – почва – гумусовые вещества – растения // Агрохимия. 2016. № 3. С. 58–64.
  16. Сысо А. И. Закономерности распределения химических элементов в почвообразующих породах и почвах Западной Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. 277 с.
  17. Caio C. Fabiano, Tiago Tezotto, José L. Favarin, Joseph C. Polacco and Paulo Mazzafera. Essentiality of nickel in plants: a role in plant stresses // Frontiers in Plant Science. 2015. 6:754. doi: 10.3389/fpls.2015.00754
  18. Кашин В. К. Содержание микроэлементов в люцерне в Западном Забайкалье // Агрохимия. 2018. № 8. С. 46–51. doi: 10.1134/S0002188118080070. EDN XWMXCP.
  19. Мальцева Н., Якунина Н., Ядрищенская О. Соя полножировая в кормлении кур несушек // Комбикорма. 2007. № 4. С. 51–52.
  20. ВМДУ-87 “Временный максимально допустимый уровень содержания некоторых химических элементов и госсипола в кормах для сельскохозяйственных животных и кормовых добавках”, 1987. 4 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences