Окультурення грунтів садових ділянок і підвищення їх родючості безпосередньо пов'язано з проблемою отримання екологічно безпечної плодоовочевої продукції. З одного боку, існує технологічна необхідність застосування органічних і мінеральних добрив, пестицидів, з іншого боку, присутній неконтрольоване техногенний вплив на навколишнє середовище (грунт і атмосферу) з боку промисловості та транспорту.
Серйозну небезпеку становить насичення середовища проживання людей солями важких металів. До них відносяться: свинець, цинк, мідь, молібден, кадмій, кобальт, ртуть, олово і ін. Слід зазначити, що важкі метали, будучи в малих кількостях мікроелементами, входять до складу багатьох рослинних ферментів, однак в підвищених концентраціях вони накопичуються і стають токсичними для рослин і людей. При цьому в грунті порушуються фізико-хімічні процеси, змінюється якісний склад гумусу і всього поглинає грунтового комплексу, включаючи мікробіологічні процеси, акумулюються токсичні сполуки, що в кінцевому підсумку призводить до зниження ґрунтової родючості. Надходження важких металів у рослини залежить від кислотності грунту, вмісту гумусу, механічного складу грунту, умов зволоження та інших факторів.
Основними джерелами надходження важких металів в середу є:
- викиди підприємств чорної і кольорової металургії, теплових електростанцій, а також автотранспорту;
- хімічні засоби захисту від шкідників і хвороб;
- нетрадиційні форми добрив - сапропелі, осади стічних вод, компости з міського сміття та відходів різних виробництв,
Техногенного забруднення грунтів, рослин і продукції піддається в більшою мірою присадибні та садово-городні ділянки, так як вони розміщені в приміській зоні або поблизу від автотрас. Вирощувані тут рослини накопичують важкі метали і в залежності від ступеня забруднення грунту можуть знижувати продуктивність. Наприклад, втрати врожаю ягідних культур доходять до 80-95%. І звичайно, така продукція буде містити важкі метали в небезпечному для здоров'я кількості.
Складність звільнення грунтів від надлишку важких металів посилюється тим, що вони зберігаються в грунті тривалий час, незважаючи на що йдуть вкрай повільно процеси природного самоочищення. Дослідами Всеросійського селекційно-технологічного інституту садівництва і розсадництва було показано, що «підступність» важких металів ховається за тим фактом, що до певного рівня вмісту їх у грунті (наприклад, свинцю на суниці і кадмію на смородині) не виявляються жодні негативні симптоми за зовнішнім виглядом рослин. Навіть, навпаки, спостерігається більш «пишний» зростання цих рослин. Однак при рівні забруднення ґрунту свинцем 500 мг / кг, що належать до безпечного для суниці, ягоди були непридатні для споживання з гігієнічних міркувань.
Завдання зниження надходження токсичних речовин в рослини може бути вирішена завдяки багатоплановим комплексним заходам. В даний час всі відомі прийоми детоксикації (звільнення) забруднених важкими металами грунтів можна розділити на три групи.
А) Повне видалення забрудненого шару грунту і заміна його на «чистий» або пройшов спеціальну обробку. Прийом використовується при локальному забрудненні в обмеженому обсязі.
Б) Перехід на вирощування рослин в захищеному грунті (для запобігання попадання в грунт атмосферних викидів).
А) Використання адаптаційних можливостей рослин. Наприклад, таких, які не накопичують важкі метали в їстівних частинах, або таких, які відносно стійкі до них. Так, смородина і малина менше страждають від надлишку свинцю, суниця і смородина - від надлишку міді, вишня - від надлишку кадмію.
Б) Використання рослин-концентратів важких металів для регулярного видалення їх надземної і підземної маси, а також спеціальних мікроорганізмів, які поглинають важкі метали і тим самим роблять їх недоступними для рослин.
В) Використання «металлоустойчівих» сортів. Проведена Орловським селекційним інститутом оцінка сортів чорної смородини по накопиченню в ягодах солей важких металів показала, наприклад, у сорту Минай Шмирев зниження вмісту цинку і міді в 10 разів у порівнянні з сортом йоржистий, а нікелю і свинцю в 3 і 14 разів (відповідно) по порівняно з сортом Орлова.
Прийоми впливають на рухливість важких металів і виключають їх з біологічного кругообігу або переводять в легкорозчинні і рухомі форми. До їх числа відносяться:
A) Промивання забрудненого ґрунту, наприклад, кальцієвої селітрою або внесення розчинних солей заліза (хлорне залізо) для видалення з грунту міді, кадмію, хрому, марганцю, нікелю.
Б) Зміна кислотності грунту (до оптимальної для кожної культури) шляхом вапнування і підвищення вмісту гумусу для зменшення токсичності важких металів внаслідок зв'язування їх в недоступні для рослин металлоорганические комплекси.
B) Застосування мінеральних добрив (в раціональних дозах). Ефективність їх багато в чому, залежить і від вмісту гумусу в грунті. Своєрідною «планкою», перейшовши через яку різко зростає віддача від мінеральних добрив, є 2%. Тому для поповнення запасів гумусу в грунті необхідно регулярне внесення органічних добрив, пам'ятаючи, що в середньому на дерново-підзолистих грунтах збільшення вмісту гумусу на 0,1% дає доза їх в 1 кг / м 2.
Збалансоване харчування рослин за допомогою мінеральних добрив, крім прямої функції забезпечення життєдіяльності рослин, впливає і на поведінку важких металів.
Так, внесення азотних добрив знижує токсичність свинцю, міді і миш'яку; фосфорних добрив - свинцю, міді, кадмію, нікелю та цинку; калійних добрив (у підвищених дозах) - радіоцезію.
Г) Детоксикація грунту, забрудненого важкими металами, за допомогою природних і штучних сорбентів. До числа перевірених і ефективних сорбентів слід віднести цеолітові туфи (5% від маси грунту), вапно (1 кг / м 2), торф (20 кг / м 2), які повністю усувають фитотоксичность і відхилення якості ягід смородини і суниці. Ряд сорбент меліорантів на основі цеолітових туфів і сапропелю ( «Нара-1», Нара-2 »та інші) показують посилення детоксикаційної ефекту в кілька разів як при моно-, так і при комплексному забруднення грунту кадмієм, свинцем, міддю.
Таким чином, більшість з перерахованих прийомів спрямовані на підвищення родючості грунту.
І тому можна вважати доведеним, що чим плодороднее грунт, тим менше важких металів та інших токсичних речовин може надходити в рослини і тим чистіше отримується від них продукція.