Дисмикроэлементоз, как и дефицит отдельных микроэлементов, может быть обусловлен не только недостатком или избытком веществ, но и нарушением их оптимальных соотношений в рационе питания. При этом превышение содержания одних микроэлементов может само по себе вызывать дефицит других в связи с конкуренцией при всасывании или реабсорбции (Ковальский В.В., 1971, 1973; Гичев Ю.П., Гичев Ю.Ю., 1998; Пестова Л.В., 1999).
Биологическая роль химических элементов, в том числе и микроэлементов, в организме животных и человека достаточно хорошо изучена (Ковальский В.В., 1962; Андрианова Г.А., 1970; Зырина Н.Г., Белицына Г.Д., 1981 и др.) в течение последних лет половины прошлого столетия. В опытах установлено, что металлы группы натрия, хлора, кальция, магния, калия, серы представлены в организме в виде катионов, используемых клетками для создания электрических биопотенциалов и биотоков, а также для передачи их сигналов. Из всех известных химических элементов были выделены пятнадцать (железо, йод, медь, цинк, кобальт, хром, молибден, никель, ванадий, селен, марганец, мышьяк, фтор, кремний, литий), которые находятся в организме в малых концентрациях и признаны эссенциальными. Малые дозы вышеприведенных элементов обусловлены их большой биологической и химической активностью (Скальный А.В., 1999; Гичев Ю.П., Гичев Ю.Ю., 1998; Авцын А.П., Жаворонов А.А., Риж М.А., Строчкова Л.С., 1991; Терпугова О.В., 1997).
Исследованиями Скального А.В., 1999; Скрипкина Ю.К., Бакулина М.П., 1974; Furszyfer J., Kurland L.T., Mc. Conahey W.M., 1972 определено, что взаимодействие между макро- и микроэлементами носят двухсторонний и трехступенчатых характер. Поэтому отклонение от оптимальных концентраций даже одного вещества вызывает цепь последовательных нарушений гомеостаза. Результатом этого является развитие патологических процессов в обмене веществ, а также в эндокринной, иммунной системах организма (Самохин В.Т., 1992; Иванов В.И., Корелова Е.И., Пестова Л.В., 2001; Лобков В.Ю., Белоногова А.Н., 2011 и др.).
1 Природно-климатические факторы среды как причина возникновения, развития дисмикроэлементозов
1.1 Физико-химическая характеристика почв Ярославской области
Ярославская область расположена в центральной части Русской равнины, в бассейне Верхней Волги, в пределах лесной зоны. По данным ВерхнеВолжской гидрометеорологической обсерватории (1974), Фридланда В.М. (1986), территория области компактна (36,3 тыс. км2 ). Климат области умеренно-континентальный, с умеренно теплым и влажным летом, умеренно холодной зимой и ясно выраженными сезонами весны и осени. В летний сезон наибольшую повторяемость имеет средняя суточная температура воздуха +180 С с колебаниями от +150 до +200 С. Зимой преобладает пасмурная погода с умеренными морозами и средней температурой от -10,50 до -12,00 С.
В геоморфологическом отношении область относится к северо-восточной части центральной моренной равнины, где воздействие четвертичного оледенения было смягчено позднейшей длительной эрозией. Поэтому почвообразующие породы в данной области представлены главным образом ледниковыми отложениями и бедны известью. Избыточное увлажнение приводит к образованию почв болотного типа. Происходит оглеение нижних слоев горизонтов. На поверхности нарастает слой торфа. Образуются дерново-подзолистыми глеевые и темноцветные заболоченные почвы. В долинах рек встречаются аллювиальные почвы.
Исследование почв ФГУ агрохимической службой «Ярославская» за 2006-2012 гг. показало, что почвенный покров области по строению и плодородию сложен и разнообразен. В Ярославской области преобладают дерновоподзолистые и подзолистые почвы разной степени оподзоленности, образовавшейся под временным влиянием травянисто-луговой растительности.
Дерново-подзолистые почвы области также пестры по механическому составу. В Любимском, Тутаевском районах встречаются глинистые и таежноглинистые почвы (1,3 тыс. га). Около 70% пашни области (в Даниловском, Любимском, Переславском, Тутаевском, Ярославском районах) – дерновоподзолистые легкосуглинистые почвы (620 тыс. га), занимающие пологие водораздельные пространства. Супесчаные и песчаные почвы имеются в Большесельском, Некрасовском, Рыбинском, Угличском районах, занятая ими площадь составляет 167 тыс. га общей площади. При такой пестроте почвенных разностей для них характерна малая мощность и безструктурность пахотного слоя, недостаток органических веществ.
Территория северной части Ярославского административного округа имеет среднюю распаханность и лесистость, поскольку большую часть угодий занимают луга, болота, водоемы и лесная местность.
На территории области преобладают кислые почвы (рН до 5,5), они составляют 359,2 тыс. га, или 53,8% от обследованной площади, почвы с низким и средним содержанием фосфора (Р2О5 до 100 мг/кг почвы) – 50,4% от обследуемой площади (336,6 тыс. га). Площадь почв с низким и средним содержанием калия достигает 547,6 тыс. га или 82,0%, а с содержанием гумуса (при значении 2,5%) доходит до 474,1 тыс. га, или 71,0% от обследованной площади.
Наши исследования показывают, что процессы выщелачивания приводят к снижению почвенного плодородия.
Ярославская область в целом является биогеохимической провинцией с недостаточностью йода, кобальта и цинка. Для объективной оценки геохимической ситуации мы проводили изучение почв в подконтрольных хозяйствах.
Характеристика сельскохозяйственных угодий Тутаевского района (пашни, пастбища и сенокосы) представлена на рисунке 1.
суглинистые
0,8; 1%
6,1; 4%
2; 1% 2; 1% супесчаные
2,2; 1% каменистые
эродированные
18,1; 12%
аллювиальные и дерново
намытые глеевые
14,9; 10% овражно-балочного
36,2; 25% комплекса
3,2; 2% всего
минеральные глеевые
98; 68% и глеевые
болотные
Рисунок 1 – Типы почв Тутаевского района, (%)
Данные группы почв отличаются средней (22,60% от обследованных почв) и слабокислой кислотностью со значением pH до 5,5 (34,30%). Имеются территории с pH 5,6-6,0. Их количество составляет 25,50% от обследованных почв района). При этом насыщенность грунта основаниями (от повышенного до высокого) составляет 70,1%. Содержание подвижных форм фосфора в основном среднее – 51-100 мг/кг (40% от обследованных почв района), реже повышенное – 101-150 мг/кг (27% от обследованных почв района), а калия низкое и среднее – 41-120 мг/кг. Отмечается низкое содержание калия от 41-80 мг/кг (46,3%), встречаются почвы со средним содержанием подвижного калия до 81-120 мг/кг (37,3% от обследованных почв района). Содержание гумуса снижено и составляет 2,5%.
Состав и физико-химические свойства почв обуславливают в них различное содержание таких элементов, как медь, железо, цинк, марганец, фосфор, кальций, а также кадмий, свинец, никель, хром, оказывающих влияние на содержание в них подвижных форм микроэлементов. Повышенная концентрация в почвенном покрове железа, марганца, являющихся антагонистами йода, кобальта, снижает содержание усвояемых форм микроэлементов в культурном слое почв. Установлен высокий уровень содержания в почвенном покрове кадмия, достигающий 0,68 мг/кг.
1.2 Содержание микроэлементов в почвенном покрове
Поступление микроэлементов в растения зависит, прежде всего, от содержания их в почве в доступном для растений состоянии, а также биологиче-
