CC BY
17
УДК / UDC 631.1:620.267:632.118.3:631.895.003.13
ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДОБРЕНИЯ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ СУПРОДИТ-М И ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ГЕОТОН ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
THE EFFECTIVENESS OF LONG-ACTION FERTILIZER SUPRODIT-M AND ORGANO-MINERAL COMPLEX GEOTON IN THE CULTIVATION CEREALS IN CONDITIONS OF RADIOACTIVE POLLUTION
Ратников A.H.*, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий научный сотрудник Ratnikov A.N., Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Leading Researcher Свириденко Д.Г., кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Sviridenko D.G., Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher Попова Г.И., кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Popova G.I., Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher Арышева С.П., кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Arysheva S.P., Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher Петров K.B., научный сотрудник Petrov K.V., Researcher Баланова О.Ю., научный сотрудник
Balanova O.Yu., Researcher Ратникова Л.И., научный сотрудник Ratnikova L.I., Researcher ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии
и агроэкологии», Обнинск, Калужская область, Россия Russian Research Institute of Radiology and Agroecology, Obninsk, Kaluga region, Russia
*E-mail: ratnikov-51@mail.ru Семешкина П.С., кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель директора по научной работе Semeshkina P.S., Candidate of Agricultural Sciences, Deputy Director for Science ФГБНУ «Калужский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»,
Калуга, Россия Kaluga Research Institute of Agriculture, Kaluga, Russia E-mail: polina.semeshkina@gmail.com
Получены новые экспериментальные данные о пролонгированном действии органо-минерального удобрения СУПРОДИТ-М по ограничению поступления 137Cs из загрязненных почв в растения ячменя. Через год после внесения СУПРОДИТа-М в дерново-подзолистую супесчаную почву урожай зерна повышался в 2,2 раза по сравнению с контролем (без удобрений). Применение СУПРОДИТа-М на 2-ой год опыта привело к снижению содержания 137Cs в зерне ячменя в 2,0 раза по сравнению с ежегодным внесением минеральных удобрений. Коэффициент накопления 137Cs зерном при внесении СУПРОДИТа-М был в 2,5 раза ниже, чем в варианте с азофоской. Последействие СУПРОДИТа-М в снижении накопления 137Cs в урожае ячменя связано с уменьшением количества легкодоступных форм 137Cs в почве на 17% по сравнению с контролем. Установлена тесная положительная корреляция между Kh137Cs зерном и суммой обменной и подвижной форм 137Cs в вариантах с СУПРОДИТом-М (r=0,88). Испытания СУПРОДИТа-М и органо-минерального комплекса ГЕОТОН, в условиях вегетационного опыта при выращивании яровой пшеницы на дерново-подзолистой супесчаной почве показали, что при внесении СУПРОДИТа-М урожай зерна был на 48% выше, чем в варианте с азофоской. Обработка вегетирующих растений пшеницы
ГЕОТОНом привела к повышению урожая зерна на 12-19% по сравнению с вариантами без обработки, в зависимости от агрофона. Применение СУПРОДИТа-М позволило получать зерно с содержанием 137Cs в 1,25-1,7 раза меньше, чем при использовании минеральных удобрений. Эффективность СУПРОДИТа-М по снижению перехода 137Cs из почвы в пшеницу при применении ГЕОТОНа была в 1,3 раза выше, чем азофоски. Ключевые слова: СУПРОДИТ-М, ГЕОТОН, почва, ячмень, яровая пшеница, 137Cs, урожайность, накопление.
New experimental data on long-action of fertilizer SUPRODIT-M to limit uptake of 137Cs from contaminated soils into barley plants were obtained. In a year after using SUPRODIT-M on sod-podzol sandy soil, the yield of grain increased 2.2 times in comparison with the control (without fertilizers). The application of SUPRODIT-M during the 2nd year of experiment led to the reduction in the 137Cs in grain of barley in 2.0 times in comparison with the application of mineral fertilizers. The coefficient of 137Cs accumulation by the grain when SUPRODIT-M is applied is 2.5 times lower than in the variant with azofoska. The after effect of SUPRODIT-M in reducing 137Cs accumulation in the barley crop is associated with a decrease in the number of easily accessible forms of 137Cs in soil by 17% in comparison with the control group. A close positive correlation between the 137Cs grain sum of exchange and mobile forms 137Cs in the variants with SUPRODIT-M (r=0.88) is stated. Tests of SUPRODIT-M and organo-mineral complex GEOTON, under the conditions of vegetative experiment at cultivation of spring wheat on sod-podzol sandy soil showed that by application of SUPRODIT-M the grain yield was 48% higher, than in option with azofoska. The application of GEOTON on growing plants of wheat led to an increase of grain yield by 12-29% in comparison with the options without this application depending on soil fertility. The application of SUPRODIT-M allowed to obtain grain with the content of 137Cs in 1.25-1.7 times less than when using mineral fertilizers. The efficiency of SUPRODIT-M reduction in 137Cs transfer from soil to wheat by the application of GEOTON was 1.3 times higher than azofoska.
Key words: SUPRODIT-M, GEOTON, soil, barley, spring wheat, 137Cs, yield, accumulation.
Введение. Результаты научных исследований показывают, а передовой опыт убеждает, что повышение эффективности сельскохозяйственного производства и конкурентоспособности его продукции базируется на внедрении инновационных разработок. Усовершенствование зональных технологий возделывания сельскохозяйственных культур путем применения новых видов комплексных удобрений и препаратов, способствующих улучшению роста и развития растений, и, как следствие, увеличению их продуктивности, может служить перспективным направлением повышения эффективности отраслей растениеводства [1-3].
Снижение объема проведения агрохимических реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных угодьях, наблюдаемое в последнее время, способствует поиску дополнительных средств поддержания плодородия и снижения подвижности радионуклидов в почве, что приводит к ограничению их перехода из почвы в растения.
Цель исследований - изучить эффективность применения удобрения пролонгированного действия СУПРОДИТ-М и органо-минерального комплекса ГЕОТОН при возделывании зерновых культур в условиях радиоактивного загрязнения.
Условия, материалы и методы. Для решения поставленных задач были использованы разработанные во ВНИИРАЭ новое комплексное органо-минеральное удобрение СУПРОДИТ-М и органо-минеральный удобрительный комплекс - ГЕОТОН.
СУПРОДИТ-М получен на основе трепела (тонкопористого кремнистого минерала). Удобрение содержит азот, фосфор, калий, обогащено макро (Mg) и
микроэлементами (В, Mo), имеет повышенную сорбционную способность по отношению к загрязняющим почву веществам - тяжелым металлам и радионуклидам (137Cs) техногенного происхождения. СУПРОДИТ-М содержит биологически активные вещества - гуматы калия. Элементный состав СУПРОДИТа-М: N - 11%; P2O5 - 12%; К2О - 18%, Ca - 0,33%; Mg - 0,92%, органическое вещество - 30%. Содержание микроэлементов в удобрении: B -1200 мг/кг; Mo - 1400 мг/кг. Обладает пролонгированным действием. Применяется 1 раз в 2-3 года в дозах, общепринятых для минеральных удобрений в Центральном регионе Российской Федерации, 650-1000 кг/га. СУПРОДИТ-М защищен патентом Российской Федерации № 2426711 [4].
Основным сырьем для производства ГЕОТОНа являются низинные торфа [5]. ГЕОТОН представляет собой жидкий концентрат с содержанием азота (^ -9-14%, фосфора (P2O5) - 23-25%, калия (К2О) - 23-29%. Содержание органического вещества 32-45%, в том числе гуматов калия 9-12%. ГЕОТОН безвреден при использовании, хорошо растворим в воде, совместим с большинством используемых минеральных удобрений и средств защиты растений. ГЕОТОН защищен патентом Российской Федерации № 2490241 [5]. Он предназначен для поверхностной обработки вегетирующих растений в периоды максимального роста и потребности растений в питательных элементах: 1 -2 раза за вегетационный период (зерновые, овощные, кормовые, технические культуры, картофель) с целью увеличения урожайности, ускорения созревания, повышения устойчивости растений к воздействию неблагоприятных факторов, улучшения качества производимой продукции, в том числе снижения содержания радионуклидов и тяжелых металлов.
При обработке вегетирующих растений концентрат ГЕОТОНа применяется в дозе 1,0 л/га в баковой смеси с 200-300 л воды на 1 га [5].
СУПРОДИТ-М ^ - 11%, P2O5 - 12%, К2О - 18%) и азофоску ^ - 16%, P2O5 - 16%, К2О - 16%) вносили в почву в сопоставимых количествах с дозой внесения минеральных удобрений в виде растворов солей - N0.15P0.16K0.25 г/кг почвы, в дальнейшем NPK. Закладка вегетационного опыта проводилась по методике Журбицкого [6]. Агрохимический анализ почвы приведен в табл. 1.
Таблица 1 - Агрохимический анализ дерново-подзолистой супесчаной почвы (вегетационный опыт, 2014 г.)_
рНкс1 Нг, мг-экв./100 г Гумус, % К2О, мг/кг Р2О5, мг/кг Са, мг-экв./100 г Мд, мг-экв./100 г
5,2 2,9 1,12 67 140 4,7 0,61
Схема вегетационного опыта включала: 1. Почва (без удобрений) + 137Св; 2. №,15Ро,1бКо,25 ^РК) + 137Св; 3. СУПРОДИТ-М + 137Св; 4. Азофоска + 137Св; 5. Почва без удобрений + 137Св + обработка ГЕОТОНом; 6. NPK + 137Св + обработка ГЕОТОНом; 7. СУПРОДИТ-М + 137Св + обработка ГЕОТОНом; 8. Азофоска + 137Св + обработка ГЕОТОНом. Ячмень высаживали в сосуды, вмещающие 5,5 кг почвы, пшеницу яровую - 6,0 кг. Повторность 5-ти кратная. Радионуклид вносили в виде раствора хлорида 137Св в количестве 136,5х103 Бк/кг почвы в опыте с ячменем и 92,5 кБк/кг почвы - с пшеницей. Обработка вегетирующих растений зерновых ГЕОТОНом проводилась в фазу выхода в трубку. При проведении вегетационных опытов влажность почвы в сосудах поддерживали на уровне 60% от полной влагоемкости.
Урожай зерна пересчитывали на влажность 14% и на 100%-ную чистоту. После уборки урожая отбирали образцы почвы для определения агрохимических показателей: содержание органического вещества по методу Тюрина в модернизации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91); рН солевой вытяжки -потенциометрическим методом (ГОСТ 2642385), гидролитическая кислотность -по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91), определение подвижных форм фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91), обменных кальция и магния - комплексометрическим методом (ГОСТ 26487-85).
Исследования по определению содержания 137Cs в почве и продукции растениеводства проводили в аккредитованной испытательной лаборатории (ВНИИРАЭ) на аттестованном оборудовании по аттестованным методикам.
Результаты и обсуждение. В условиях вегетационного опыта на дерново-подзолистой супесчаной почве в 2014 г. было изучено влияние СУПРОДИТа-М, азофоски и простых минеральных удобрений в виде растворов солей (NH4NO3, KH2PO4, K2SO4) на продуктивность ярового ячменя сорт Hyp и поступление 137Cs в растения из загрязненной почвы.
Результаты исследований в вегетационном опыте показали, что внесение NPK в дерново-подзолистую почву, содержащую 137Cs, обеспечивало повышение урожая зерна ячменя в 4,8 раза по сравнению с контролем. Максимальный урожай зерна был получен в варианте с азофоской. Продуктивность ячменя на слабоокультуренной почве при внесении СУПРОДИТа-М на 31% выше, чем при применении минеральных удобрений.
Обработка растений ГЕОТОНом в фазу выхода в трубку стимулировала повышение продуктивности ячменя. Обработка ячменя ГЕОТОНом при внесении СУПРОДИТа-М в почву обеспечивала увеличение урожая зерна на 15%. В варианте с азофоской обработка вегетирующих растений ГЕОТОНом не вызывала достоверного роста урожая зерна (табл. 2) и соломы. Применение ГЕОТОНа на фоне NPK повышало урожай зерна ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве на 18%.
Таблица 2 - Влияние СУПРОДИТа-М и ГЕОТОНа на продуктивность ячменя сорт Hyp и накопление 137Cs в зерне на дерново-подзолистой почве. Kh137Cs (Бк/кг зерна)/(Бк/кг почвы)_
Вариант Без обработки ГЕОТОНом Обработка ГЕОТОНом
масса зерна, г/сосуд Kh137Cs, n х 10-2 масса зерна, г/сосуд Кн 137Cs, n х 10-2
Почва без удобрений + 137Cs - контроль 3,6 6,5 4,0 6,0
NPK + 137Cs 17,3 4,7 20,5 4,3
СУПРОДИТ-М + 137Cs 22,6 2,6 25,9 2,2
Азофоска + 137Cs 24,4 3,8 25,3 3,4
НСР05 2,2 0,4 2,4 0,7
Максимальное количество 137Св в урожае накапливалось при выращивании ячменя на неудобренной почве (контроль). СУПРОДИТ-М ограничивал переход 137Св из почвы в растения, что привело к снижению накопления 137Св в зерне в 2,5 раза по сравнению с контролем, а в соломе - в 2,0 раза (рис. 1).
О
0,4
0,35
0,3 -0,25 -0,2 -0,15 -0,1 0,05 0
0,360
0,177
0,182
NPK + 1 37Cs
СУПРОДИТ-М + 137Cs Азофоска + 137Cs
Рисунок 1 - Влияние СУПР0ДИТа-М на накопление 137Cs в соломе ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве, Kh137Cs (Бк/кг соломы)/(Бк/кг почвы)
При внесении NPK накопление 137Cs в зерне снижалось в 1,4 раза по сравнению с контролем. Накопление 137Cs в зерне ячменя при использовании азофоски было в 1,7 раза ниже, чем на контроле. Кратность снижения Кн 137Cs соломой на фоне азофоски составила 2,1 раза. Обработка ячменя в фазу выхода в трубку ГЕОТОНом способствовала снижению аккумуляции 137Cs в зерне при внесении азофоски в 1,1 раза, а при внесении СУПРОДИТа-М - в 1,2 раза по сравнению с вариантами без обработки. Снижение поступления 137Cs в урожай происходит, очевидно, за счет эффекта «разбавления» при повышении урожая (эффект «разбавления» - это снижение содержания 137Cs на единицу массы сухого вещества по мере увеличения урожая).
Применение нового комплексного удобрения СУПРОДИТ-М - более эффективный агрохимический прием по снижению перехода 137Cs из слабоокультуренной дерново-подзолистой супесчаной почвы в растения, чем внесение NPK. Содержание 137Cs в зерне ячменя на фоне азофоски и NPK было в 1,5-1,8 раза выше, чем в варианте с СУПРОДИТом-М. Достоверного снижения коэффициента накопления 137Cs соломой при внесении СУПРОДИТа-М по сравнению с азофоской не получено.
В условиях вегетационного опыта на дерново-подзолистой супесчаной почве в 2015 г. было изучено последействие СУПРОДИТа-М и азофоски на продуктивность ярового ячменя сорт Hyp и поступление 137Cs в растения из загрязненной почвы. Почва имела до закладки опыта следующие агрохимические показатели: рНка 4,6, содержание гумуса - 1,12%, содержание Р2О5 - 240 и К2О - 134 мг/кг почвы соответственно, гидролитическая кислотность - 2,56 мг-экв./100 г почвы. Азот, фосфор и калий вносили в почву ежегодно в виде растворов солей (как в 2014 г.) в сопоставимых количествах с дозой внесения СУПРОДИТа-М и азофоски - N0.15P0.16K0.25 г/кг почвы, в дальнейшем NPK. Схема вегетационного опыта 2015 г. с ячменем на дерново-подзолистой супесчаной почве включала: 1. Почва (без удобрений) + 137Cs; 2. N0.15P0.16K0.25 (NPK) + 137Cs; 3. СУПРОДИТ-М + 137Cs (2014 г.); 4. Азофоска + 137Cs (2014 г.). Сосуд вмещал 5,5 кг почвы. Повторность 5-ти кратная.
Содержание 137Cs в почве, растворах и растительном материале измеряли методом полупроводниковой гамма-спектрометрии с использованием детектора из сверхчистого германия (HPGe. ORTEC) и анализатора спектра IN 1200 (INTERTECHNIQUE), Франция.
Анализ результатов вегетационного опыта показал, что через год после внесения СУПРОДИТа-М в дерново-подзолистую супесчаную почву урожай ярового ячменя повышался в 2,2 раза по сравнению с контролем. Последействие СУПРОДИТа-М на формирование и величину продуктивности ячменя сопоставимо с последействием азофоски: число зерен в колосе -10-11 штук, масса зерна в колосе - 0,47-0,51 г, вес 1000 зерен - 44,4-44,7 г, соответственно (табл. 3). Ежегодное внесение ЫРК почвы обеспечило наибольшую прибавку урожая зерна - 23,4 г/сосуд.
Таблица 3 - Последействие СУПРОДИТа-М и азофоски на продуктивность ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве, загрязненной 137Св
Вариант Масса зерна, г/сосуд Элементы структуры фожая Масса соломы, г/сосуд
Масса зерен в одном колосе, г Масса 1000 зерен,г Соотношение солома/зерно
Почва без удобрений + 137Cs - контроль 6,2 0,25 39,6 1,90 11,8
NPK * + 137Cs 29,6 1,06 54,2 0,99 29,4
СУПРОДИТ-М + 137Cs 13,5 0,47 44,4 1,20 16,2
Азофоска + 137Cs 13,2 0,51 44,7 1,14 15,1
НСРоб 2,9 0,10 3,9 - 0,8
Примечание: *- NPK вносили ежегодно; 137Cs, СУПРОДИТ М, азофоска были внесены в 2014 г
Применение новых комплексных удобрений и минеральных удобрений на почве, содержащей 137Cs, приводит к повышению уровня плодородия почвы, созданию почвенных барьеров на пути транспорта радионуклида из почвы в растения [8]. Биологическая доступность 137Cs снижается в результате уменьшения количества его обменной формы и увеличения доли прочносвязанных [7, 10].
Наши исследования показали, что через год после внесения СУПРОДИТа-М содержание обменного 137Cs в почве снизилось на 13,8%, а подвижного (вытяжка 1Н HCl) - на 3,2% по сравнению с контролем. Доля кислоторастворимой фракции 137Cs (вытяжка 3Н HCl) в варианте с СУПРОДИТом-М увеличилась на 3,8%. Применение СУПРОДИТа-М приводит к более прочной фиксации 137Cs ППК за счет комплексного сорбента, входящего в состав удобрения: содержание фиксированной (остаточная) формы возрастает по сравнению с контролем на 13,2% (табл. 4).
Таблица 4 - Формы нахождения 137Cs в почве под ячменем через год после внесения радионуклида, СУПРОДИТа-М и азофоски
Вариант 137Cs, % от суммарного
1Н AcNH4 обменная 1Н HCl подвижная 3Н HCl Прочно-фиксированная
Почва без удобрений + 137Cs - контроль 23,8±0,74 12,7±0,85 9,7±1,13 53,8±1,20
NPK + 137Cs 14,7±0,68 15,6±0,98 15,3±0,48 54,4±0,42
СУПРОДИТ-М + 137Cs 10,0±0,51 9,5±0,43 13,5±0,37 67,0±1,05
Азофоска + 137Cs 13,8±0,63 15,2±1,15 17,7±0,83 53,3±1,16
При однократном внесении азофоски к концу 2-го года вегетации количество обменного 137Св в почве уменьшилось на 10%, а подвижного увеличилось на 2,5% по сравнению с контролем. Содержание кислоторастворимого 137Св при использовании азофоски на 8,0% выше, чем на контроле. Фракционный состав 137Св в дерново-подзолистой супесчаной почве при ежегодном внесении ЫРК был практически тот же, как и в варианте с азофоской: содержание обменного 137Св снизилось на 9,1%, количество подвижного и кислоторастворимого 137Св увеличилось по сравнению с контролем на 2,9% и 5,6%, соответственно.
Применение СУПРОДИТа-М снижает подвижность 137Св в почве в большей степени, чем азофоска. При внесении СУПРОДИТа-М суммарное содержание обменной и подвижной форм 137Св, наиболее доступных для корневого усвоения растениями, было на 9,5% ниже, чем в варианте с азофоской. Количество фиксированного 137Св при двухлетней его инкубации в почве в варианте с СУПРОДИТом-М возрастало на 13,7% по сравнению с азофоской (см. табл. 4). Наблюдения за изменением фракционного состава 137Св в почве при внесении различных удобрений свидетельствует о том, что СУПРОДИТ-М увеличивает прочность закрепления радионуклида ППК. Изменение подвижности 137Св в дерново-подзолистой супесчаной почве при внесении нового комплексного удобрения СУПРОДИТ-М и минеральных удобрений оказало заметное влияние на поступление радионуклида в растения.
Анализ результатов показал, что коэффициенты накопления 137Св зерном ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве в условиях вегетационного опыта в 2015 г. варьировали от 0,02 до 0,06. Наибольшее количество 137Св накапливалось в урожае ячменя на неудобренной почве (табл. 5).
Таблица 5 - Последействие СУПРОДИТа-М и азофоски на накопление 137Св в урожае ярового ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве_
Вариант Зерно Солома
Кн137Св вынос 137Св с зерном, Бк/сосуд Кн137Св вынос 137Св с соломой, Бк/сосуд
Почва без удобрений + 137Св - контроль 0,06 50,0 0,47 822,5
ЫРК + 137Св 0,04 178,2 0,40 1747,5
СУПРОДИТ-М + 137Св 0,02 50,0 0,21 512,3
Азофоска + 137Св 0,05 95,9 0,31 710,0
НСР05 0,003 9,5 0,04 65,0
При ежегодном внесении ЫРК накопление 137Св снижалось в зерне в 1,5 раза, а в соломе - в 1,2 раза. Внесение азофоски привело к снижению накопления 137Св в зерне ячменя в 1,2 раза, в соломе - в 1,5 раза по сравнению с контролем. Коэффициент накопления 137Св зерном ячменя в варианте с азофоской был в 1,25 раза выше, чем при внесении ЫРК в растворимом виде.
СУПРОДИТ-М ограничивал поступление 137Св в растения и снижал накопление его в зерне и соломе в 2,2-3,0 раза по сравнению с контролем. Применение СУПРОДИТа-М на второй год опыта обеспечило снижение содержания 137Св в зерне в 2,0 раза, в соломе в 1,9 раза по сравнению с ежегодным внесением ЫРК. Коэффициент накопления 137Св зерном при использовании СУПРОДИТа-М был в 2,5, а соломой - в 1,5 раза ниже, чем в варианте с азофоской.
Высокий положительный эффект последействия СУПРОДИТа-М в снижении накопления 137Св в урожае ячменя обусловлен уменьшением количества легкодоступных форм радионуклида в почве на 17%. Установлена положительная корреляция между Кн137Св зерном и содержанием обменной формы 137Св (г=0,67), также между Кн137Св и суммой обменной и подвижной форм (г=0,88) в вариантах с СУПРОДИТом-М. Применение ЫРК при выращивании ярового ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве привело к увеличению выноса 137Св с зерном в 3,6, с соломой - в 2,1 раза. Вынос 137Св с урожаем зерна на второй год опыта в варианте с азофоской в 1,9 раза выше, чем на контроле. Наименьшее количество 137Св с урожаем зерна ярового ячменя отчуждается при использовании СУПРОДИТа-М. Применение СУПРОДИТа-М на дерново-подзолистой супесчаной почве, загрязненной 137Св, обеспечивало на второй год опыта получение зерна с содержанием радионуклида в 1,9 раза меньше, чем при использовании азофоски.
При ежегодном внесении ЫРК суммарный вынос 137Св с урожаем (зерно + солома) ячменя в 2,4-3,4 раза выше, чем при однократном применении азофоски и СУПРОДИТа-М (рис. 2). Вынос 137Св с урожаем ячменя в варианте с СУПРОДИТом-М по сравнению с азофоской сократился в 1,4 раза.
1926
806
562
Без удобрений
МРК + 137Сэ
СУП РОДИТ-М 137Сэ
Азофоска + 137Cs
Рисунок 2 - Последействие СУПРОДИТа-М и азофоски на вынос 137Св с урожаем ячменя (зерно + солома) на дерново-подзолистой супесчаной почве
(вегетационный опыт, 2015 г.)
В 2015 г. был проведен вегетационный опыт по изучению влияния минеральных удобрений (ЫРК), комплексных удобрений (СУПРОДИТ-М, азофоска) и органо-минерального комплекса ГЕОТОН на продуктивность и качество зерна яровой пшеницы (сорт Любава), возделываемой на дерново-подзолистой супесчаной почве, содержащей 137Св. Схема опыта представлена выше.
Применение простых форм удобрений, содержащих Ы, Р2О5, К2О в легкодоступной для корневого усвоения растениями форме на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве вегетационного опыта, позволило получить максимальный урожай зерна яровой пшеницы - 25,2 г/сосуд (табл. 6). Урожай зерна при использовании СУПРОДИТа-М был на 7,0% ниже, чем на контроле (ЫРК). При внесении азофоски в почву из-за недостатка калия в питательной смеси (Ы:Р: К= 1:1:1) урожай зерна снижался на 37% по сравнению с контролем, где Ы:Р:К=1:1,06:1,6. Продуктивность яровой пшеницы при внесении СУПРОДИТа-М увеличилась на 48% по сравнению с азофоской.
Таблица 6 - Влияние СУПРОДИТа-М и ГЕОТОНа на продуктивность яровой пшеницы и накопление 1370в в урожае на дерново-подзолистой супесчаной почве (вегетационный опыт, 2015 г.)_
Вариант опыта Масса, г/сосуд Кн1370в
зерно солома зерно солома
ЫРК + 1370в 25,2 36,7 0,10 ± 0,01 0,50 ±0,01
ЫРК + 1370в + обработка ГЕОТОНом 29,3 39,9 0,06±0,006 0,40 ± 0,01
СУПРОДИТ-М + 1370з 23,4 31,8 0,06±0,004 0,40 ± 0,4
СУПРОДИТ-М + 1370в + обработка ГЕОТОНом 27,8 35,2 0,06±0,008 0,32 ± 0,01
Азофоска + 1370в 15,8 24,2 0,08±0,007 0,55 ± 0,03
Азофоска + 1370в + обработка ГЕОТОНом 17,7 25,1 0,06±0,005 0,44 ± 0,05
НСР 05 1,7 2,4
Обработка ГЕОТОНом вегетирующих растений проводилась дважды: в фазы выхода в трубку и начала колошения. Наибольшая прибавка урожая зерна при обработке растений ГЕОТОНом получена при внесении в почву СУПРОДИТа-М - 4,4 г/сосуд, что на 18,8% выше, чем в варианте без обработки. Урожай зерна пшеницы на фоне азофоски при обработке ГЕОТОНом повышался на 12%. Применение ГЕОТОНа в фазу выхода в трубку при внесении в почву ЫРК обеспечило повышение урожая зерна на 16,3%.
Агрохимические приемы в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур на радиоактивно загрязненных почвах направлены, в первую очередь, на повышение плодородия почв, что способствует получению стабильного урожая. Исследования, проведенные в институте, показали, что применение органических, фосфорных, калийных удобрений, особенно их собственное внесение в рекомендованных дозах, изменяют подвижность 1370в, и, как следствие, снижают накопление радионуклида в растениях [8 ,9].
Максимальное количество 1370в при возделывании яровой пшеницы на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве накапливается на фоне ЫРК. Применение ГЕОТОНа в варианте с внесением питательных элементов в растворимом виде приводило к снижению содержания 1370в в зерне в 1,7 раза, в соломе - в 1,25 раза.
СУПРОДИТ-М ограничивал поступление 1370в из почвы в растения и снижал накопление в урожае по сравнению с контролем в 1,25-1,7 раза. Кн1370в соломой пшеницы при внесении СУПРОДИТа-М и обработке растений ГЕОТОНом в 1,25 раза ниже, чем в варианте без обработки. Использование СУПРОДИТа-М и ГЕОТОНа в технологиях выращивания пшеницы на дерново-подзолистой почве обеспечивает получение зерна и соломы с наименьшим содержанием 1370в. Накопление 1370в в зерне пшеницы при внесении азофоски снижалось по сравнению с вариантом с внесением ЫРК в 1,25 раза. Положительный эффект совместного применения азофоски и ГЕОТОНа по снижению перехода 1370в из почвы в растения и накопление в урожае составляет 1,25-1,3 раза по сравнению с вариантом без обработки препаратом. Эффективность СУПРОДИТа-М, обладающего свойствами сорбента, по снижению аккумуляции 1370в в зерне выше, чем азофоски в 1,3 раза, в соломе - в 1,4 раза [9].
Вынос 1370в с урожаем яровой пшеницы в зависимости от видов применяемых удобрений составил 0,24-0,34% от количества радионуклида, находящегося в почве, при этом вынос 1370в с зерном - 0,02-0,04%. Максимальный вынос 1370в с урожаем получен на фоне ЫРК. При обработке вегетирующих растений ГЕОТОНом вынос 1370в с зерном и соломой (отдельно)
на контроле в 1,2-1,3 раза ниже, чем без обработки (табл. 7). Различия по выносу 137Св с урожаем при использовании СУПРОДИТа-М и азофоски недостоверны. Положительный эффект ГЕОТОНа по снижению выноса 137Св в вариантах с СУПРОДИТом-М и азофоской (зерно + солома) был практически одинаков и составил 15,4-16,6%.
Таблица 7 - Вынос 137Св с урожаем яровой пшеницы на дерново-подзолистой супесчаной почве_
Вариант опыта Вынос 137Св, Бк/сосуд
зерно солома зерно + солома
ЫРК + 137Св 240,8 1809,0 2049,8
ЫРК + 137Св +обработка ГЕОТОНом 181,5 1469,4 1650,9
СУПРОДИТ-М + 137Св 145,6 1401,3 1546,9
СУПРОДИТ-М + 137Сз + обработка ГЕОТОНом 126,2 1164,2 1290,4
Азофоска + 137Св 132,2 1337,6 1469,8
Азофоска + 137Св +обработка ГЕОТОНом 105,8 1137,5 1243,3
НСР05 13,5 140,0 150,0
Применение СУПРОДИТа-М при возделывании яровой пшеницы на дерново-подзолистой супесчаной почве позволило уменьшить вынос 137Cs с урожаем зерна в 1,7 раза по сравнению с внесением NPK. Вынос 137Cs с урожаем зерна в варианте с азофоской в 1,8 раза ниже, чем на фоне NPK.
Выводы. Получены новые экспериментальные данные о пролонгированном действии органо-минерального удобрения СУПРОДИТ-М по ограничению поступления 137Св из загрязненных почв в растения и снижению накопления в урожае ячменя. Через год после внесения СУПРОДИТа-М в дерново-подзолистую супесчаную почву урожай ярового ячменя повышался в 2,2 раза по сравнению с контролем (без удобрений). Применение СУПРОДИТа-М на 2-ой год опыта привело к снижению содержания 137Св в зерне ячменя в 2,0 раза по сравнению с ежегодным внесением ЫРК. Коэффициент накопления 137Св зерном при использовании СУПРОДИТа-М был в 2,5, а соломой - в 1,5 раза ниже, чем в варианте с азофоской. Высокий положительный эффект последействия СУПРОДИТа-М в снижении накопления 137Св в урожае ячменя обусловлен уменьшением количества легкодоступных форм радионуклида в почве на 17% по сравнению с контролем. Установлена положительная корреляция между Кн137Св зерном и содержанием обменной формы 137Св (г=0,67) и между суммой обменной и подвижной форм (г=0,88) в вариантах с СУПРОДИТом-М.
Испытания СУПРОДИТа-М и органо-минерального комплекса ГЕОТОН, в условиях вегетационного опыта при выращивании яровой пшеницы на дерново-подзолистой супесчаной почве, содержащей 137Св, показали, что при внесении СУПРОДИТа-М урожай зерна на 48% выше, чем в варианте с азофоской. Опрыскивание вегетирующих растений пшеницы ГЕОТОНом в фазу начала колошения обеспечило повышение урожая зерна на 12-19% по сравнению с вариантами без обработки, в зависимости от агрофона. Применение СУПРОДИТа-М позволило получать зерно яровой пшеницы с содержанием 137Св в 1,25-1,7 раза ниже, чем при использовании минеральных удобрений. Кн137Св соломой пшеницы при обработке растений ГЕОТОНом снижался в 1,25 раза по сравнению с вариантом без обработки. Эффективность СУПРОДИТа-М по снижению перехода 137Св из почвы в пшеницу при обработке растений ГЕОТОНом была в 1,3 раза выше, чем азофоски.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (КОНЦЕЦИЯ). Пущино, 1994. 148 с.
2. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (экологические основы) теория и практика. М.: Агрорус,2008. Т.1. 814 с.
3. Кирдин В.Ф. Инновационные разработки сельскохозяйственной науки в производство // Инновационные аспекты научного обеспечения АПК Центрального Федерального округа РФ. Ученые Немчиновки - производству. М.: МосНИИСХ, 2015. С. 145-151.
4. СУПРОДИТ-М - новое комплексное удобрение, обеспечивающее получение экологически безопасной продукции растениеводства / А.Н. Ратников, Д.Г. Свириденко, Т. Л. Жигарева, Г.И. Попова, К.В. Петров, Л.И. Ратникова, О.Ю. Баланова. // Биологические науки Казахстана. 2016. № 1. С. 76-88.
5. Применение нового биологически активного органо-минерального комплекса ГЕОТОН в технологиях возделывания зерновых культур и кукурузы / А.Н. Ратников, Н.И. Санжарова, К.В. Петров, Д.Г. Свириденко, Г.И. Попова, А.А. Суслов, Н.А. Лашкиба, И.А. Иванов, П.С. Семешкина, Т.А. Дадаева, Т.А. Амелюшкина, М.В. Мазуров Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2017. 30 с.
6. Журбицкий З.И. Теория и практика вегетационного опыта. М.: Наука, 1968. 243 с.
7. Изменение доступности радионуклидов растениям при химизации сельского хозяйства / Е.В. Юдинцева, Т.Л. Жигарева, Э.М. Левина, С.Д. Соколова, Е.Д. Сидорова // Агрохимия. 1982. № 5. С. 82-88.
8. Апробация технологий реабилитации сельскохозяйственных угодий с высокими уровнями радиоактивного загрязнения, временно выведенных из землепользования после аварии на ЧАЭС / И.Е. Титов, О.А. Шубина, Н.И. Санжарова, Т.Л. Жигарева, В. К. Кузнецов // Радиация и риск. 2012. Т. 21. № 2. С. 33-38.
9. Баланова О.Ю., Ратников А.Н. Накопление 137Cs в урожае яровой пшеницы при использовании СУПРОДИТа-М и ГЕОТОНа на дерново-подзолистой супесчаной почве // Сборник докладов молодежной конференции с международным участием «Взгляд молодых ученых на современные проблемы развития радиобиологии, радиоэкологии и радиационных технологий» (к 45-летию образования ФГБНУ ВНИИРАЭ). Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2016. С. 79-84.
10. Behavior of radionuclides in meadows and efficiency of countermeasures / N.I. Sanzharova, S.V. Fesenko, V.A. Kotik, S.I. Spiridonov // Radiation Protection Dosimetry. 1996. Vol. 64. № %. Pp. 43-48.
