ИСТИНА

В форме микрочастиц различные вещества не только поступают на поверхность почвы при аэральном переносе, но и находятся в почве как потенциально подвижные фракции, ассоциированные с микрочастицами почвы. Помимо физической миграции с токами воды, минеральные матрицы микрочастиц могут трансформироваться, высвобождая сорбированные на их поверхностях либо входящие в состав комплексных соединений химические элементы. В настоящее время индустриальная деятельность человека и стремление к интенсификации сельского хозяйства приводит к повышению концентрации редкоземельных элементов (РЗЭ) в почве. В мировой литературе появляется много работ, посвящённых оценке влияния редкоземельных элементов (РЗЭ) в почвах на растения. Однако результаты исследований во многом противоречивы, а в России явно недостаточно научных работ, освещающих закономерности пространственного распределения микрочастиц и процессы трансформации форм соединений РЗЭ, поступающих на поверхность почвы, и их миграцию в почвах, а также поступление РЗЭ в растения. Настоящий проект должен заполнить имеющуюся брешь.

In the form of microparticles, various substances not only enter the soil surface during aerial transport, but are also found in soils as potentially mobile fractions associated with soil microaggregates. In addition to physical migration with flow of water, the mineral matrix of microparticles can transform, releasing chemical elements adsorbed on their surfaces or included in complex compounds. Currently, human industrial activity and the desire to intensify agriculture leads to an increase in the concentration of rare earth elements (REE) in the soil. In the world literature there are many works devoted to assessing the effect of rare earth elements (REE) in soils on plants. However, the results of the researchs are largely contradictory, and in Russia there are clearly not enough scientific papers covering the patterns of spatial distribution of microparticles and the processes of transformation of the forms of REE compounds entering the soil surface and their migration in soils, as well as REE entry into plants. This project should fill in the gap.

В ходе выполнения работ в рамках проекта предполагается получить результаты детального изучения процессов пространственного распределения и химического закрепления РЗЭ почвами; закономерности аккумуляции, фиксации и мобилизации содержащихся в почвах РЗЭ растениями с учетом их конкурентных отношений при полиэлементном аэральном загрязнении; сделать оценку фитотоксического эффекта РЗЭ и их влияния на рост и развитие растений. Авторы впервые предлагают развить комплексный подход к систематическому изучению взаимосвязей между формами нахождения РЗЭ в фоновых и загрязненных почвах различного типа и элементным балансом растений. Для этого, в частности, будет использовано уникальное сочетание физического фракционирования, инновационного метода динамического химического фракционирования форм элементов в почвах применительно как к нативным комплексным биогеохимическим исследованиям, так и к вегетационным опытам в лабораторных условиях. Предлагаемый подход к проблеме всестороннего изучения поведения РЗЭ в системе почва–растение и ожидаемые результаты отличаются научной значимостью и новизной. Предварительные исследования дают основания не сомневаться в успешном выполнении поставленных задач. Уровень ожидаемых результатов сопоставим с мировым. Более того, по ряду позиций ожидаемые результаты вполне можно назвать опережающими.

Апробирован гибридный метод фракционирования и определения форм элементов (основанный на АЭС-ИСП детектировании элементов в элюате вращающейся колонки в режиме “on-line”), который позволяет проводить и контролировать процесс динамического выщелачивания форм элементов на качественно новом уровне. - Проведены предварительные исследования по фракционированию форм редкоземельных элементов в почвах различного типа и источников загрязнения, показано преимущественное связывание редкоземельных элементов с органо-минеральными комплексами независимо от типа почвы и загрязнения. - Изучено содержание тяжелых щелочно-земельных и редкоземельных элементов в техногенно- загрязненных почвах (выбросы предприятий черной и цветной металлургии - Изучено распределение редкоземельных элементов и тяжелых металлов в профиле почв подзолистого ряда. - В почвах Хибинско-Ловозерской провинции выявлены зоны фоновых, слабоаномальных и сильноаномальных содержаний редкоземельных элементов и некоторых тяжелых металлов. - Установлено, что Mn-Fe-ортштейны являются высокочувствительными индикаторами загрязнения почв лантаноидами - На примере ячменя (Hordeum vulgare L.) показана способность лантана оказывать влияние на рост и развитие растений при проращивании на растворах, переходить в надземную часть растения при выращивании на дерново-подзолистой почве и способность влиять на поглощение питательных элементов. - Предварительное тестирование растворов, содержащих различные концентрации лантана и церия с применением Allium-теста, показало значимое уменьшение митотического индекса в апикальной меристеме корешков лука, пророщенного на растворах, содержащих лантан практически во всех тестируемых концентрациях (10-200 мг/л для лантана и 5-50 мг/л для церия) относительно контрольного варианта опыта (дистиллированная вода).

В ходе выполнения работ в рамках проекта предполагается получить результаты детального изучения химического и морфологического состава пылевых выпадений зон влияния предприятий по производству минеральных удобрений, процессов пространственного распределения и химического закрепления содержащихся в них РЗЭ почвами; закономерности аккумуляции, фиксации и мобилизации, содержащихся в почвах РЗЭ растениями с учетом их конкурентных отношений при полиэлементном аэральном загрязнении; сделать оценку влияния РЗЭ на рост и развитие растений.