Кадмий в урожае

«Аграрный сектор» №2(48) за июнь – июль 2021

Кадмий в урожае льна масличного, твердой пшеницы и подсолнечника… С такой проблемой все чаще сталкиваются фермеры, реализующие урожай на    экспорт. Впервые с превышением кадмия в урожае твердой пшеницы я столкнулась, когда занималась изучением того, как реагируют в казахстанских условиях итальянские сорта твердой пшеницы. Экологические испытания этих сортов проводились три года. Пшеница итальянских и местных сортов с опытных участков анализировалась в европейских лабораториях. И три года подряд анализы показывали наличие кадмия в урожае всех сортов. Затем, когда я стала заниматься проектами по льну масличному, снова столкнулась с этой же проблемой. Но теперь уже кадмий обнаруживался в урожае льна. Казалось бы, мало ли какие элементы присутствуют в урожае! Но дело в том, что кадмий — это токсичный тяжелый металл и допустимое содержание его в урожае должно быть в микроскопических количествах, а лучше, чтобы его вообще не было. Был случай, когда европейский заказчик отказался от партии льна масличного из-за содержания в нем кадмия.

Возникают вопросы:

1) откуда кадмий присутствует в урожае?

2) что нужно делать, чтобы этот элемент не накапливался?

Давайте вспомним периодическую систему Менделеева и какие элементы входят в побочную подгруппу II группы.  Цинк, кадмий и ртуть. Это устаревшая классификация, а по современной классификации это элементы 12-й группы. Но не это важно, а важна электронная конфигурация атомов этих элементов, а именно цинка и цадмия: у цинка [Ar]3d¹⁰4s², у кадмия [Kr]4d¹⁰5s².

Если посмотреть на распределение электронов по энергетическим уровням в атомах этих элементов, то видим, что они относятся к семейству s-элементов, максимальная степень окисления в которой равна +2.

Кадмий был открыт в цинковых рудах, так как он сопутствует цинку. Он даже с греческого переводится как «цинковая руда».

Содержание кадмия в почве зависит от состава материнской породы. Он поступает в окружающую среду с промышленными выбросами, в воду — со сбросными водами с промышленных объектов. Основным источником кадмиевого загрязнения пашни является внесение удобрений, в особенности фосфорных. Французское Агентство санитарной безопасности питания (ANSES) рекомендует использовать удобрения с содержанием кадмия не более 20 мг/кг. Согласно рекомендациям FAO перейти на удобрения с низким содержанием тяжелых металлов, весной 2022 года в странах ЕС вступит в силу запрет на фосфорсодержащие удобрения, содержание кадмия в которых превышает 60 мг/кг. К 2026 году содержание кадмия в килограмме удобрений будет регламентировано до 40 мг. На следующем этапе страны смогут самостоятельно принять решение о снижении норматива по содержанию кадмия в удобрениях до 20 мг/кг.

Эта информация — пища для размышления нашим фермерам.

Пришла пора вспомнить физиологию растений. Роль цинка в жизни растения очень велика. Цинк активирует дыхательные ферменты, он требуется для синтеза хлорофилла, входит в состав рибосом. Поэтому его недостаток нарушает синтез белка. Кроме того, он нужен для поддержания структуры клеточных мембран. Также цинк входит в состав карбоангидразы, катализирующей гидратацию С0₂ с образованием угольной кислоты и последующим ее разложением на воду и С0₂. Цинк играет важную роль в метаболизме РНК, ДНК, синтезе белка и в клеточном делении. Кроме того, он повышает устойчивость растений к сухому и жаркому климату. Цинк – незаменимый элемент для растения. Редко какое хозяйство, выращивающее пшеницу и лен, применяет цинковые удобрения. При недостатке цинка растение замещает его близким по химическому строению кадмием. Почему это происходит? Во-первых, поступающий в почву кадмий из выбросов и удобрений находится в подвижной форме и легко усваивается растениями. Во-вторых, растения нуждаются в цинке, а его в почве почти нет или он в дефиците. Но есть в почве кадмий. Количество электронов на s-уровне кадмия вводит растение в заблуждение, и этот элемент воспринимается растением как цинк. Установлено, что хлорофилл обладает способностью концентрировать кадмий в растительных тканях. Видимые симптомы повышенного содержания кадмия в растениях — это хлороз листьев, красно-бурая окраска их краев и прожилок, задержка роста и повреждение корневой системы. Фитотоксичность кадмия проявляется и в тормозящем действии на фотосинтез. Чтобы не происходило накопления кадмия в почве и урожае, обращаем внимание на экомаркировку фосфорных удобрений, применяем цинковые удобрения, проводим мелиоративные работы, стремимся к севообороту, помним законы земледелия.

Дина Мырзакулова, канд. с.-х. наук,

консультант журнала по защите растений

Полную версию статьи читайте в журнале «Аграрный сектор» №2(48) за июнь – июль 2021