CC BY
12
УДК 631.84+631.445.25
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЫХ ФОРМ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ НА СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ
Г.Н. Фадькин, к.с.-х.н.
Рязанский ГАТУ имени П.А. Костычева, email: [email protected]
Установлено, что в изучаемой серой лесной тяжелосуглинистой почве под влиянием длительного бессменного применения азотных удобрений на фоне суперфосфата простого и калия хлористого не происходит накопления тяжелых металлов (ТМ). Уровень поступления элементов примесей с исследуемыми азотными удобрениями настолько низок, что при существующих дозах внесения загрязнение почв ТМ не зафиксировано. Кроме того, значения содержания хлора (в пересчете на хлористый калий) и минеральной серы от применения разных форм азотных удобрений не превышают предельно допустимой концентрации.
Ключевые слова: серая лесная тяжелосуглинистая почва, стационарный опыт, формы азотных удобрений, тяжелые металлы, минеральная сера, хлор.
AGROECOLOGICAL BASEMENT FOR LONG-TERM APPLICATION OF THE NITROGEN FERTILIZERS OF DIFFERENT TYPES AT GREY FOREST HEAVY LOAMY SOIL
G.N. Fadkin
It is established that there is no accumulation of heavy metals under the influence of long-term permanent use of nitrogen fertilizers and potassium chloride in loamy grey forest soil under the analysis. There wasn't established any soil pollution with heavy metals taking into account the current low doses of nitrogen fertilizers usage. The level of their influence on soil is very low. Moreover, chloride (and thereafter that of potassium chloride) and mineral sulfur contents from different nitrogen fertilizers forms do not exceed In addition, the values of the chlorine content (in terms of potassium chloride) and mineral sulfur from the use of different forms of nitrogen fertilizers do not exceed the maximum permissible concentration.
Keywords: loamy gray forest soil, stationary test, forms of nitrogen fertilizers, heavy metals, mineral sulfur, chlorine.
Проблема улучшения экологического состояния почв на современном этапе приобретает особое значение. Почва обладает поглотительной способностью, в результате чего удерживает большую часть элементов - загрязнителей, однако их часть, благодаря буферным свойствам почвы, остается мобильной и потребляется растениями, а затем по пищевым цепям поступает в организм животных и человека. В то же время буферные способности почв не бесконечны и при систематическом поступлении загрязнителей происходит их накопление, приводящее к изменению физико-химических свойств почв и снижению их плодородия. Особенно подвержены таким процессам кислые, малогумуси-рованные и легкие по механическому составу почвы [1].
Многие авторы [2] отмечают, что основным источником поступления в почву тяжелых металлов (ТМ) из всех, выпускаемых промышленностью минеральных удобрений, являются фосфорные. Однако калийные и азотные удобрения, кроме наличия в них полезных элементов, также содержат ТМ, которые являются естественными примесями. Поэтому самого пристального внимания заслуживает проблема накопления ТМ в почвах.
В условиях стационарного опыта, который был заложен Е.А. Жориковым и Н.И. Арнаутовой в 1962 г. по методике ВИУА на опытном поле агротехнологической опытной станции университета в севообороте (однолетние травы, яровая пшеница, картофель, ячмень), изучали влияние длительного (45 лет) бессменного применения разных форм азотных удобрений на содержание ТМ, хлора и серы.
Рельеф участка ровный. Размер делянки 210 м2, длина 30 м, ширина 7 м, повторность трехкратная.
Фосфорные и калийные удобрения в виде суперфосфата простого гранулированного (21,8% Р2О5) и хлори-
стого калия (59,6% К2О), были фоном, на котором изучали различные формы азотных удобрений: аммиачная селитра (34,4% К), кальциевая селитра (14,6% К), натриевая селитра (15,1% К), аммоний сернокислый (21,7% К) и хлористый (24,9% К), аммиачная вода (20,2%) и мочевина (46% К). Удобрения вносили поде-ляночно вручную: под основную обработку - фосфорные и калийные; под предпосевную - азотные.
Для решения задач научно-исследовательской работы автором использованы исходные сведения Я.В. Костина [4], а также личные материалы [5], полученные при постановке стационарного опыта кафедры агрохимии, почвоведения и физиологии растений. Данный стационарный опыт относится к группе агротехнических, подгруппе однофакторных. По длительности проведения - к группе многолетних. По числу экспериментов - опыт массовый.
Исследованиями установлено, что значения содержания ТМ (табл. 1) в верхнем 0-20 см слое от применения разных форм азотных удобрений не превышают предельно допустимой концентрации (ПДК). Распределение и накопление ТМ в почве в опыте обусловливалось почвообразовательными процессами и естественными потоками ТМ в агроландшафты.
Уровень поступления элементов примесей с исследуемыми азотными удобрениями настолько низок, что при существующих дозах внесения (под пропашные культуры по 100 кг/га д.в. под культуры сплошного сева по 60 кг/га д.в.) загрязнение почв ТМ не зафиксировано.
Анализ таблицы 1 позволяет заключить, что с точки зрения накопления содержания ТМ в серой лесной тяжелосуглинистой почве, все исследуемые азотные удобрения безопасны, так как при их систематическом использо-
1. Влияние азотных удобрений на содержание подвижных форм тяжелых металлов
Вариант са РЬ Со N1 Zn Си Мп Сг
1995 г. [6]
Без удобрений 0,03 0,3 0,08 0,6 2,2 0,09 8,8 0,08
РК - фон (контроль) 0,03 0,3 0,08 0,6 0,5 0,11 14,5 0,08
РК + КН4Ш3 0,05 0,4 0,08 0,9 0,5 0,08 14,8 0,08
РК + Са(Ш3)2 0,03 0,3 0,08 0,4 2,1 0,05 16,6 0,08
РК + N¿N03 0,03 0,3 0,08 0,5 2,5 0,12 12,4 0,08
РК + (№4)2804 0,05 0,3 0,08 1,3 1,9 0,14 59,0 0,10
РК + КН4С1 0,03 0,3 0,08 1,3 0,8 0,23 39,4 0,16
РК + ]Ж40Н 0,03 0,5 0,08 1,1 0,8 0,12 27,5 0,09
РК + С0(]Ж2)2 0,05 0,3 0,08 0,9 1,6 0,14 30,9 0,08
ПДК (ГН 2.1.7.2041-06) 1,0 6,0 5,0 4,0 23,0 3,0 80,0 6,0
2005 г.
Без удобрений 0,02 0,4 1,1 0,6 0,3 0,06 11,1 0,08
РК - фон (контроль) 0,04 0,4 1,2 0,6 0,3 0,56 11,4 0,08
РК + КН4Ш3 0,04 0,4 1,3 0,8 0,6 0,62 15,6 0,08
РК + Са(Ш3)2 0,04 0,4 1,3 0,5 0,4 0,60 13,1 0,08
РК + МаШ3 0,04 0,4 1,3 0,4 0,3 0,62 13,9 0,08
РК + (КН4)2804 0,06 0,4 1,4 1,4 0,3 0,61 17,3 0,09
РК + КН4С1 0,04 0,4 1,2 1,5 0,3 0,63 18,5 0,11
РК + ]Ж40Н 0,03 0,4 1,1 1,0 0,4 0,59 14,7 0,08
рк + га(]ж2)2 0,06 0,4 1,3 0,8 0,3 0,55 14,6 0,08
ПДК (ГН 2.1.7.2041-06) 1,0 6,0 5,0 4,0 23,0 3,0 80,0 6,0
2. Влияние многолетнего применения азотных удобрений на содержание подвижных форм _хлора и серы в серой лесной тяжелосуглинистой почве (2005 г.), мг/кг почвы_
Вариант
Хлор
0-20 см
20-40 см
Сера минеральная 0-20 см
Без удобрений
34,2
27,6
15,9
РК - фон (контроль)
44,1
28,0
21,2
РК + КН4Ш3
62,8
22,1
18,5
РК + Са(Ш3)2
61,3
23,4
17,7
РК + N¿N0*
61,4
23,8
19,2
РК + (КН4)2804
70,8
31,3
32,1
РК + КН4С1
119,5
30,7
РК + ]Ж4ОН
65,7
23,5
19,6
РК + С0(ЫИ2)2
64,1
27,9
19,5
ПДК
360,0*
160,0
* ПДК на КС1.
вании содержание ТМ было во много раз ниже ПДК, а на варианте без удобрений оно не превышало естественного агрофона.
Сопутствующие с азотными удобрениями хлор и сера могут легко перемещаться по профилю почвы и оказывать специфическое влияние на почву и растения, вплоть до токсичного. Исследованиями установлено, что значения содержания хлора (в пересчете на хлористый калий) и минеральной серы (табл. 2) в верхнем 0-20 см слое от применения разных форм азотных удобрений не превышают ПДК. В варианте без удобрений содержание минеральной серы было незначительным (15,9-16,3 мг/кг почвы). В зависимости от горизонта систематически удобрявшаяся фосфорно-калийными удобрениями почва содержала большее количество минеральной серы (21,2-21,7 мг/кг почвы). Данное значение было превышено только в варианте с сульфатом аммония (32,1-34,1 мг/кг почвы) за счет дополнительного внесения серы в виде сульфата. За 44 года проведения опыта с сульфатом аммония было внесено около 1050 кг/га минеральной
серы. В вариантах с разными формами азотных удобрений содержание минеральной серы в пахотном горизонте ниже, чем в подпахотном. Разница колеблется в пределах 1,5-3,3 мг/кг почвы в зависимости от формы. На данное распределение серы по горизонтам влияет выращивание сельскохозяйственных культур, которые снижают содержание минеральной серы за счет выноса из почвы с урожаем, при этом все показатели ее содержания минеральной серы заметно ниже ПДК.
Многолетнее систематическое применение хлористого калия незначительно увеличило содержание хлора (на 9,9 мг/кг почвы в слое 0-20 см и на 0,4 мг/кг почвы в слое 2040 см). Применение азотных удобрений усилило данный процесс (табл. 2). Это особенно видно в варианте с аммонием хлористым, так как за 44 года проведения опыта в почву дополнительно внесено около 2370 кг/га хлора. При рассмотрении содержания хлора по горизонтам можно отметить более высокую концентрацию хлора в пахотном горизонте. Хлор - подвижный элемент и более интенсивно вымывается из слоя 20-40 см. Такое распреде-
ления концентрации хлора накладывает свои отпечаток на продуктивность растении и плодородие сероИ лесноИ тяжелосуглинистой почвы, о чем уже говорилось выше.
Таким образом, распределение и накопление ТМ в почве обусловливалось почвообразовательными про-
цессами и естественными потоками ТМ в агроланд-шафтах. Уровень поступления элементов примесей с исследуемыми азотными удобрениями настолько низок, что при существующих дозах внесения загрязнение почв не зафиксировано.
Литература
1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. - Л.: Агропромиздат, 1987. - 142 с.
2. Аристархов А.Н. Эколого-агрохимическое обоснование оптимизации питания растений и комплексного применения макро- и микроудобрений в агроэкосистемах: автореф. дисс. д.б.н.: 06.01.04. МГУ им. М.В. Ломоносова. - Москва, 2000. - 88 с.
3. Войтович Н.В., Костин Я.В., Чумаченко И.Н., Сушеница Б.А. Формы минеральных удобрений при длительном применении. - М.: ЦИНАО, 2002. - 208 с.
4. Виноградов Д.В. Содержание тяжелых металлов в семенах ярового рапса при разном уровне минерального питания // Плодородие, 2009, № 6. - С. 50-51.
5. Костин Я.В. Динамика изменения плодородия и продуктивности серых лесных почв при длительном применении разных форм минеральных удобрений: автореф. дисс. д.с.-х.н. - Немчиновка, 2001. - 46 с.
6. Фадькин Г.Н. Влияние разных форм азотных удобрений на продуктивность и качество культур севооборота на серых лесных почвах: автореф. дисс. к.с.-х.н. - Москва, 1998. - 23 с.
ПОЗДРАВЛЯЕМ С ЮБИЛЕЕМ
14 июня Попову Петру Дмитриевичу исполняется 80 лет
Ему выпало принимать активное участие в организации Государственной агрохимической службы с первых дней ее образования. Работу в ней он начал с самого малого ее звена - заведующим Гулькевичской зональной агрохимической лабораторией (ныне ФГУ САС «Кавказская») Краснодарского края вплоть до руководителя высшим органом - Всесоюзным производственно-научным объединением «Союзсельхозхимия».
По окончании Майкопского сельскохозяйственного техникума молодой агроном комсомольцем-добровольцем едет на освоение целинных земель Казахстана. В дальнейшем он прошел путь типичный для своего поколения: армейская служба - командир танка, Ростовский-на-Дону госуниверситет, производство и достойная карьера ученого и администратора.
Петр Дмитриевич всегда следовал девизу: в учении нельзя останавливаться.
Он становится кандидатом, а затем доктором сельскохозяйственных наук. Его вклад неоценим в совершенствовании агрохимической службы, в становлении и развитии Всесоюзного НИИ органических удобрений и торфа (ВНИПТИОУ), где многие годы он был первым его директором-организатором. Затем стал директором другого Всероссийского НИИ химизации сельского хозяйства (ВНИПТИХИМ). Это редкий пример руководителя двух масштабных институтов страны в одной жизни в течение 15 лет. Кроме того, параллельно с научной работой он активно вел просветительскую и педагогическую деятельность, в частности, в течение 6 лет преподавал в МГУ им. М.В. Ломоносова, читая лекции по темам: «Агрохимическая служба в России и за рубежом», «Теория и практика применения органических удобрений».
В трудное время всеобщей перестройки П.Д. Попов возглавил ВПНО «Союзсельхозхимия» после таких известных и талантливых руководителей этим объединением, как Виктор Петрович Никонов, Николай Федорович Татар-чук, Алексей Тимофеевич Гуленко. Во всем этом победило стремление его к познанию нового, желания окунуться в мир науки о первооснове всего живого на земле-почве, ее плодородии в «погоне» за получением большого каравая Родины-России, желание на практике сделать с помощью химии Кубанские урожаи нормой российского земледелия.
Трудно переоценить и то, что сделано в организации и деятельности отечественной агрохимической службы в прошлом XX веке с его участием под руководством таких известных, талантливых ученых-агрохимиков и первооснователей ее, какими являлись в СССР - Аркадий Михайлович Артюшин, в России - Анатолий Васильевич Постников.
Важно еще отметить человеческие качества Петра Дмитриевича Попова. Он обладает удивительной способностью никогда, ни при каких обстоятельствах не оставлять человека (даже пусть малознакомого) в беде. «И обязательность, как писал о нем известный писатель Вячеслав Иванович Пальман, - исключительная: уж если сказал, то сделает». А о его умении поддерживать добрые отношения с коллегами и друзьями - ходят легенды!
П.Д. Поповым опубликовано свыше 200 научных и литературных трудов. Он является членом Союза журналистов России, бессменно, с 1976 г., членом редакционных коллегий журналов «Химия в сельском хозяйстве», «Химизация сельского хозяйства», «Агрохимический вестник». Награжден многими орденами и медалями.
Редакция и редколлегия журнала «Агрохимический вестник», а также коллектив ВНИИ органических удобрений и торфа поздравляют Петра Дмитриевича Попова с юбилеем и желают ему доброго здоровья, семейного благополучия и дальнейших творческих успехов!
