CC BY
47
ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДОБРЕНИЙ И МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ПРИ РЕАБИЛИТАЦИИ РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЁННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
Маркина З.Н. (БГИТА, г. Брянск, РФ)
Прудников П.В., Ковалёв Л.А. (Центр «Агрохимрадиология, г. Брянск, РФ)
The results of the research show, that the agrochemical activities aiming at the increase of soil fertility restrict the penetration of Cs into food and foradge crops.
Оценку эффективности агрохимических методов при реабилитации радиоактивно загрязнённых территорий проводили в СХПК «Красная Ипуть» Новозыб-ковского района Брянской области, в предполесских агроландшафтах, наиболее
137
загрязненных Cs, в длительных стационарных опытах на дерново -подзолистой легкосуглинистой почве, сформированной на водно-ледниковых отложениях. Пахотный горизонт почвы опытного участка характеризуется следующими показателями: гумус - 4,39 %; рНсол - 6,0; гидролитическая кислотность - 1,59 мэкв/100г почвы; сумма обменно -поглощенных оснований - 16,0 мэкв/100г почвы; подвижный фосфор - 433 мг/кг почвы; обменный калий - 178 мг/кг почвы; обменный кальций - 6,7 мэкв/100г почвы; обменный магний - 1,2 мэкв/100г почвы, плот-
137 2
ность загрязнения Cs составляет 918,7 кБк/м . Опыты расположены в пространстве и времени. Общая площадь делянки - 200, а учётная - 50 м2 Повторность опыта 4-кратная, расположение делянок систематическое, чередование культур соответствует 10-польному севообороту. Агротехника возделывания культур общепринятая для данной зоны.
Перед закладкой опыта под первую культуру (картофель) севооборота по полной схеме вносились удобрения и мелиоранты. Органические удобрения (навоз - 120т/га, торф - 120 т/га), доломитовую муку (3 т/га) и цеолит (5 т/га, 10 т/га, 15 т/га) вносили один раз за ротацию. Одинарные дозы минеральных удобрений вносили из расчёта на получение запрограммированной величины урожая, а также
137
полуторные и двойные дозы на ограничение поступления Cs в продукцию. Минеральные удобрения из расчёта на планируемый урожай применяли ежегодно под каждую культуру перед посевом вразброс. Из минеральных удобрений применяли аммиачную селитру (34%), суперфосфат гранулированный (19,7%), калий хлористый (60%).
Схема чередования культур: картофель - ячмень - кукуруза - овес с подсевом многолетних трав - многолетние травы I года пользования - многолетние травы II года пользования - озимая рожь - вико-овсяная смесь - ячмень - озимая рожь. Сорта культур следующие: картофель - «Новинка»; ячмень - «Гонор»; кукуруза -«Коллективная» (F1); овес - «Скакун»; многолетние травы - тимофеевка луговая; озимая рожь - «Пуховчанка».
На всех вариантах опытов до их закладки и в период уборки культуры отбирали смешанные почвенные образцы на глубину 0-20 см тростьевым буром. Образцы основной и побочной продукции растений отбирали при уборке урожая. Почвенные и растительные образцы анализировали в специализированных инструментальных лабораториях Брянского государственного центра химизации и
сельскохозяйственной радиологии. Агрохимический анализ почвенных и растительных образцов проводили стандартными методами, принятыми в агрохимической службе России.
Плодородие почв и почвенного покрова является главным и основополагающим фактором преодоления последствий радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий, снижение которого можно достичь за счёт внесения средств химизации, и тем самым, повысить экологическую радиоустойчивость почвенного покрова, которое проявляется через количество и качество производимой биологической продукции на биогеоценотическом уровне. Определяющими факторами плодородия почв, влияющими на величину перехода радионуклидов в растения являются повышенная почвенная кислотность, низкая обеспеченность гумусом, подвижным фосфором и обменным калием. Доведение этих параметров почвенного плодородия до оптимальных величин является наиважнейшим фактором, препятствующим поступлению радионуклидов в продукцию.
Длительное применение минеральных систем удобрений в чистом виде и в сочетании с различными дозами цеолита к концу ротации севооборота уменьшили содержание гумуса в почве, положительное влияние оказала органо -минеральная система удобрений. Применение минеральных систем удобрений в чистом виде и в сочетании с различными компонентами привело к увеличению кислотности почвы на 0,2-0,3 единицы рН, кроме контроля и варианта с доломитовой мукой. Содержание подвижных фосфатов постоянно снижалось в севообороте во всех вариантах опыта на 12-33 %, независимо от применяемых систем удобрений, что естественно сказывается на продуктивности возделываемых культур, и соответственно, на накоплении радионуклидов в единице массы продукции. Необходимо отметить, что содержание подвижных фосфатов в почве в вариантах с ежегодным внесением одинарных, полуторных и двойных доз фосфорных удобрений было одинаковым. При внесении калийных удобрений в севообороте во всех вариантах опыта, кроме варианта с двойными дозами, снизилось содержание обменного калия в почве. Уменьшение обменного калия в почве связано с его фиксацией глинистыми минералами и значительной подвижностью в легких по механическому составу почвах.
Неодинаковое влияние изучаемых агрохимических приёмов на динамику основных элементов питания в почве подтвердилось статистически, при обработке результатов методом дисперсионного анализа (табл. 1). Существенные различия между контролем и вариантами с органическими удобрениями указывают на то, что изменение содержания гумуса определяется их внесением, изменение реакции почвенной среды более прослеживалось при внесении цеолита, независимо от дозы внесения, и полуторных и двойных доз фосфорно -калийных удобрений, содержание калия достоверно изменялось при применении всех изучаемых систем. Динамика фосфора в почве не зависела от применяемых удобрений и минеральных образований, поскольку его поведение в большей мере определяется условиями увлажнения и биологическими особенностями культур.
Таблица 1 - Данные однофакторного дисперсионного анализа (Ртеор = 4,35)
Группы
Показатели
гумус рН Р2О5 К2О
Рфакт
Цеолит 1+КРК 6,37 10,49 4,92 19,58
Цеолит2+КРК 3,75 13,99 0,51 27,23
Цеолитз+КРК 6,52 10,32 0,004 26,66
№К 3,25 3,68 1,17 5,39
№>5К1,5 4,49 8,35 0,027 39,95
№К2 0,78 9,62 0,061 46,78
Торф+ОТК 34,75 4,05 0,23 25,84
Навоз+ОТК 34,87 4,38 0,79 37,58
Доломитовая мука+КРК 9,30 0,89 0,09 17,22
Результаты проведенных исследований показали, что проявление некоторых аспектов радиоэкологических функций почвы в условиях антропогенных ландшафтов обеспечило к концу ротации севооборота закономерное снижение абсо-
137
лютного количества Сs в почве на 22,5.. .38,4% (табл. 2, вар. 2 и 10) в зависимости от применяемых агрохимических приёмов.
Таблица 2 - Величина снижения активности почв, %
Показатели Варианты
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Активность 13^, кБк/м 2 (до закл.) 1006,0 976,3 1031,3 1001,2 1081,3 1012,5 1027,8 1019,6 1031,1 1131,0
В конце ротации севооборота 704,6 756,9 805,8 749,9 722,3 725,4 704,8 692,4 662,4 697,0
% снижения 30,0 22,5 21,9 25,1 33,2 28,4 31,4 32,1 35,8 38,4
Содержание гумуса, подвижного фосфора, обменного калия и кислотность -это управляемые показатели плодородия почв. Поступление радионуклидов в растения зависит от основных управляемых агрохимических параметров плодородия почв, которые можно расположить в следующей ряд: содержание гумуса > содержание обменного калия > величина рН > содержание подвижного фосфора. Действие гумуса, обменного калия, почвенной кислотности, подвижного фосфора происходит в сложных комбинациях друг с другом, мы посчитали целесообразным объединить их в агрохимическую антирадиационную модель плодородия почв для основных сельскохозяйственных культур. Понятие агрохимические барьеры (табл. 3) нами введено для обозначения такого состояния почвенного плодородия, достижение параметров которого резко изменяет условия поступления радионуклидов в растения, и обеспечивает получение продукции растениеводства, соответствующей требованиям санитарно - гигиенических нормативов.
Таблица 3 - Агрохимическая составляющая моделей плодородия дерново -подзолистой легкосуглинистой почвы, загрязнённой 13"^
Культура Показатели
рН (КС1) Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг Гумус, %
оптим. агро- хим. барьер оптим. агро- хим. барьер оптим. агро- хим. барьер оптим. агро- хим. барьер
Оз. рожь 5,5-6,0 5,8-6,6 200 250-280 150-200 210-230 1,9-2,3 2,5-3,0
Ячмень 6,0-6,5 6,6-7,0 150-200 220-250 190-220 250-280 2,1-2,5 3,1-3,5
Овёс 5,5-6,0 5,8-6,6 120-150 180-200 150-170 200-220 2,1-2,5 2,6-3,0
Картофель 5,1-5,5 5,6-6,3 200-250 280-300 200-300 350-400 2,5-3,0 3,1-4,0
Кукуруза 6,0-6,5 6,6-7,2 150-200 250-300 200-220 250-300 2,5-3,0 3,1-4,0
Одн. травы 5,5-6,0 5,6-6,6 200-230 250-300 180-200 250-300 2,1-2,5 2,6-3,0
Мн. травы 5,1-5,6 5,8-6,6 150-180 200-250 180-200 230-250 2,1-2,5 2,6-3,0
Статистическая обработка экспериментального материала методом множественной линейной регрессии позволила установить зависимость между величинами агрохимических показателей почвы и накоплением 13"^ в урожае основных сельскохозяйственных культур (табл. 4).
Судя по коэффициенту множественной детерминации (Я ) вариации накопления радионуклида в урожае сельскохозяйственных культур значительно различаются. По мере падения величин агрохимических показателей их влияние на разме-
137
ры перехода Cs в продукцию увеличивается даже при высоком уровне плодородия.
Таблица 4 - Зависимость содержания 13"^ в урожае сельскохозяйственных
культур от состояния почвенного плодородия
Культура Уравнение множественной регрессии Я Я2
Картофель У = 129,30 - 2,22Х* - 14,107 + 0,19Е - 1,00А 0,39 0,15
Ячмень У = -74,03 - 5,13Х + 22,297 + 0,03Е - 0,387А 0,41 0,16
Кукуруза У = 1309,1 -59,72Х - 81,657 - 4,01Е -12,24А 0,58 0,34
Овёс У = 277,19 - 12,37Х - 19,297 - 0,5Е - 3,14А 0,63 0,39
Мн. травы I г.п. У = -81,27 - 21,59Х + 60,577 - 2,56Е - 1,22А 0,43 0,18
Мн. травы II г.п. У = 824,70 + 6,13Х - 11,87 + 0,43Е - 5,66А 0,50 0,25
Озимая рожь У = - 80,41 - 0,80Х + 16,667 + 1,25Е - 2,09А 0,47 0,22
Однолет. травы У = -992,83 - 87,09Х + 265,947+1,5Е - 9,24А 0,55 0,31
Ячмень У = 55,77 - 2,29Х - 3,377 + 0,007Е - 0,84А 0,68 0,46
Озимая рожь У = 12,07 - 3,03Х +3,677 +0,54Е - 1,81А 0,70 0,49
*Примечание: Х - содержание гумуса, %; Z - величина рН; Е - содержание Р2О5, мг/100г почвы; А - содержание К2О, мг/100г почвы.
Таким образом, поступление радионуклида из дерново -подзолистой легкосуглинистой почвы в сельскохозяйственные растения определяется содержанием радионуклида в почве, биологическими особенностями культур, обеспеченностью элементами питания и применяемыми системами удобрений. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что агрохимические мероприятия, направленные на повышение плодородия почв, обеспечивают получение стабиль-
ных урожаев сельскохозяйственных культур и ограничивают поступление Cs в продукцию.
