CC BY
125УДК 631.8:633.2.03:539
СИСТЕМА УДОБРЕНИЯ ПОЛЕВОГО И ЛУГОВОГО КОРМОПРОИЗВОДСТВА В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ
Н.М. Белоус, д.с.-х.н.; В.Ф. Шаповалов, д.с.-х.н.; Е.В. Смольский, к.с.-х.н.; Брянский ГАУ
Проведены исследования на радиоактивно загрязненной территории по эффективности применения различных систем удобрения при производстве кормов на полевых и луговых угодьях. Установлено, что калийные и фосфорно-калийные удобрения снижают удельную активность корма и переход 137Cs по пищевой цепи. Азотные удобрения повышают продуктивность кормовых угодий, но увеличивают переход 137Cs из почвы в корма. Высокие дозы калийных удобрений нивелируют действие азотных. Для получения кормов и продукции животноводства с луговых угодий с допустимым содержанием 137Cs необходимо применять полное минеральное удобрение в дозе М120Р60К180.
Ключевые слова: минеральные удобрения, кормовые угодья, продуктивность, радиоактивное загрязнение, корма.
Повышение эффективности кормопроизводства -один из первостепенных условий стабилизации агропромышленного комплекса страны [1]. При этом главными факторами удовлетворения возрастающих потребностей общества в продуктах питания становятся рациональное использование земельных ресурсов и расширенное воспроизводство плодородия почв [2-4]. Особую актуальность эти факторы приобретают в условиях радиоактивного загрязнения агросферы, когда существование региона связано с развитием территории, загрязненной долгоживущими искусственными радионуклидами [5-8].
Несмотря на существенное улучшение радиационной обстановки, до сих пор не удалось полностью решить проблему обеспечения населения и КРС безопасными молоком и кормами [9-12]. Риск получения продукции животноводства и кормопроизводства, не соответствующей принятым нормативам, при ведении как общественного хозяйствования, так и личного, по некоторым видам кормов достигает 50%[13].
Методика. Применение систем удобрения как основы ведения кормопроизводства в условиях радиоактивного загрязнения территории отрабатывали в полевых и луговых опытных участках Новозыбковского района Брянской области в 2009-2015 г.
Почва полевого опыта по возделыванию кормовых культур на зеленую массу - дерново-подзолистая песчаная. Агрохимическая характеристика: гумус - 1,31,5%, pHКCl - 5,5-5,8, Р2О5 - 247-294 мг/кг, К2О - 37-67 мг/кг. Плотность загрязнения 13705 колебалась от 820 до 850 кБк/м2.
Почва полевого опыта по возделыванию кормовых культур на сено - дерново-подзолистая песчаная. Агрохимическая характеристика: гумус - 1,5-1,7%, рН - 5,55,8, Р2О5 - 155-180 мг/кг, К2О - 80-120 мг/кг. Плотность загрязнения 137Cs колебалась от 335 до 385 кБк/м2
Почва лугового опыта по возделыванию кормовых культур на зеленую массу и сено - аллювиальная песчаная. Агрохимическая характеристика: гумус - 3,083,33%, рН - 5,2-5,6, Р2О5 - 620-840 мг/кг, К2О - 133-180 мг/кг. Плотность загрязнения 137Cs колебалась от 559 до 867 кБк/м2.
Схема полевого опыта по возделыванию кормовых культур на зеленую массу включала одновидовые посевы люпина желтого (сорт Престиж), овса (сорт Скакун), райграса однолетнего (сорт Изорский), суданской травы (сорт Кинельская 100), проса посевного (сорт Квартет). Система удобрения представлена тремя фонами: контроль (без удобрений), К180, К210. Применяли удобрения под предпосевную культивацию. Площадь опытной делянки 170 м2, повторность трехкратная, размещение делянок систематическое. Учет укосного урожая зеленой массы люпина желтого проводили в фазе си-зоблестящего боба, мятликовых культур - в фазе выхода в трубку - начала выметывания.
Схема полевого опыта по возделыванию кормовых культур на сено включала одновидовые посевы люцерны изменчивой (сорт Сарга), тимофеевки луговой (сорт Марусинская 297), костреца безостого (Моршанский 760), а также травосмеси люцерны с тимофеевкой и люцерны с кострецом при соотношении компонентов: 60% - бобовые и 40% - мятликовые. Система удобрения представлена пятью фонами удобрений: контроль (без удобрений), Р60К120; Р60К150; Р60К180; Р60К210. Площадь опытной делянки 30 м2. Повторность вариантов трехкратная, размещение систематическое. На сено люцерну убирали в фазе бутонизации - начала цветения, мятликовые травы — в фазе выхода в трубку -начала выметывания, травосмеси — убирали в фазе бутонизации - начала цветения люцерны.
Естественный травостой пойменного луга представлен мятликовыми травами (рис.). Система удобрения включала следующие варианты: контроль (без удобрений),
Р60К90; Р60К120; ^0Р60К9; ^0Р60К12; ^0Р60К15; ^20Р60К12;
^20Р60К15; ^20Р60К180. Площадь посевной делянки 63 м2, уборочной - 24 м2, повторность вариантов опыта трехкратная.
Применяли аммиачную селитру, простой гранулированный суперфосфат, калий хлористый.
Рис. Пойменный луг опытного участка
Учет урожая зеленой массы проводили сплошным по-деляночным методом при помощи скашивания травостоя косилкой Е-302 и последующего взвешивания. Урожайность сена определяли путем высушивания зеленой массы с 1 м2 до воздушно-сухого состояния [14].
Удельную активность 137Cs в исследуемых растительных образцах устанавливали на комплексе универсальном спектрометрическом УКС Гамма Плюс (НПП «Доза», Россия), аппаратурная ошибка измерений не превышала 30 % [15].
Вынос 137Cs с урожаем вычисляли как произведение урожайности зеленой массы или сена кормовых культур на удельную активность 137 Cs в корме.
Кратность снижения 137 Cs рассчитывали как отношение удельной активности 137 Cs в кормах, полученных без применения удобрений, к удельной активности 137 Cs в кормах, полученных с применением удобрений.
Удельную активность молока и мяса рассчитывали как произведение суточного поступления корма (зеленая масса 50 кг, сено 5 кг), удельной активности корма и равновесного коэффициента перехода радионуклида в продукцию животноводства [16].
Результаты и их обсуждение. При возделывании сельскохозяйственных культур на зеленую массу в од-новидовых посевах наиболее высокой урожайностью характеризуется желтый люпин. Урожайность его в зависимости от доз удобрения составляла от 23,3 до 26,6 т/га. Урожайность зеленой массы мятликовых кормовых культур была ниже по сравнению с желтым
люпином (табл. 1).
Самый низкий урожай зеленой массы формировал райграс однолетний. Наиболее высокий урожай среди мятликовых кормовых имела суданская трава. Урожайность её по вариантам опыта изменялась от 15,7 до 17,3 т/га. Урожайность зеленой массы овса и проса в сравнении с суданской травой ниже. Калийные удобрения в целом слабо влияли на изменение уровня урожайности кормовых культур.
Наибольшая удельная активность 137 Cs выявлена в зеленой массе желтого люпина в контрольном варианте. Она составляла 170 Бк/кг при нормативе 100 Бк/кг [17] (табл. 1).
Применение возрастающих доз калийных удобрений снижает удельную активность корма до нормативного уровня. В зеленой массе мятликовых кормовых культур в зависимости от видового состава удельная активность 137 Cs изменялась от 26 до 72 Бк/кг, т.е. соответствовала нормативу. Внесение калия в дозах от К180 до К210 снижало удельную активность 137Cs в зеленой массе всех культур в 1,4-2,6 раза. Наибольший вынос последнего с урожаем отмечен в контрольном варианте, с увеличением доз калийных удобрений миграция из почвы 137Сб в продукцию кормопроизводства снижалась.
При скармливании молочному скоту полученной зеленой массы кормовых культур не более 50 кг/сут, молоко будет соответствовать требованиям норматива - не более 100 Бк/л [18]. Для получения мяса, соответствующего нормативу, - не более 160 Бк/кг [18] необходимо скармли-
вать не более 50 кг/сут зеленого корма мятликовых трав, а также зеленой массы люпина при использовании калийных удобрений в дозе К210 и больше.
1. Действие систем удобрения на продуктивность полевого кормового угодья и миграцию 137Cs по цепи почва-корм-продукция
Вариант опыта Урожай-жай-ность зеленой массы, т/га Удельная активность в кормах, Бк/кг Вынос с урожаем, кБк/га Кратность снижения раз Удельная активность
в молоке, Бк/л в мясе, Бк/кг
Люпин желтый
Контроль 23,3 170 3949 - 85 339
К180 25,6 89 2266 1,9 44 177
К210 26,6 69 1822 2,5 34 137
Овёс
Контроль 8,0 61 486 - 30 121
К180 11,2 36 400 1,7 18 71
К210 12,3 26 315 2,4 13 51
Райграс однолетний
Контроль 5,7 68 390 - 34 137
К180 7,7 48 371 1,4 24 96
К210 8,7 29 251 2,4 14 58
Суданская трава
Контроль 15,7 59 919 - 29 117
К180 16,3 45 739 1,3 23 91
К210 17,3 31 544 1,9 16 63
Просо
Контроль 14,1 72 1017 - 36 144
К180 14,9 44 662 1,6 22 89
К210 16,7 28 459 2,6 14 55
ность Cs была ниже, чем в сене люцерны. Применение возрастающих доз калийных удобрений при совместном внесении с фосфорными удобрениями снижает удельную активность корма в 1,6-3,9 раза в зависимости от состава травостоя.
2. Действие удобрений на продуктивность полевого кормового угодья и миграцию 137Cs по цепи почва-корм-продукция животноводства (среднее за 2011-2014 г.)
Урожайность сена кормовых культур в полевом кормопроизводстве на контроле варьировала от 3,40 до 7,26 т/га в зависимости от биологических особенностей выращиваемых культур. Смешанные посевы, по сравнению с одновидовыми, формировали больше сена (табл. 2).
Внесение фосфорно-калийных удобрений в дозе Р60К120 способствовало росту урожайности как одновидовых посевов от 0,45 до 1,08 т/га в зависимости от вида трав, так и смешанных посевов от 0,97 до 1,16 т/га.
При последовательном увеличении дозы калийных удобрений (К30, К60, и К90) в составе фосфорно-калийных (Р60К120) отмечали тенденцию к повышению урожайности. Выявили, что увеличение соотношения калия к фосфору в фосфорно-калийных удобрениях при возделывании как одновидовых, так и смешанных посевов дает положительный эффект. Максимальная продуктивность во всех вариантах опыта в 1,45-1,86 раза больше, чем на контроле; она получена при внесении Р60К210.
Наибольшая отзывчивость на фосфорно-калийные удобрение выявлена в одновидовых посевах люцерны посевной, при улучшении обеспеченности этими элементами питания урожайность существенно возрастала - в 1,9 раза.
Наибольшая удельная активность 137Cs в одновидо-вых посевах выявлена в сене люцерны в контрольном варианте; она составляет 386 Бк/кг при нормативе 400 Бк/кг [17] (табл. 2). В сене одновидовых посевов мятли-ковых трав и в смешанных посевах удельная актив-
Вариант опыта Урожайность сена, т/га Удельная активность в кормах, Бк/кг Вынос с урожаем, кБк/га Кратность снижения 13^, раз Удельная активность
в молоке, Бк/л в мясе, Бк/кг
Люцерна посевная
Контроль 5,56 386 2146 - 19 77
Р60К120 6,64 246 1633 1,6 12 49
Р60К150 7,51 192 1442 2,0 10 38
Р60К180 9,21 142 1308 2,7 7 28
Р60К210 10,36 103 1067 3,8 5 21
Кострец безостый
Контроль 3,95 256 1011 - 13 51
Р60К120 4,4 136 598 1,9 7 27
Р60К150 4,89 94 460 2,7 5 19
Р60К180 5,24 77 403 3,3 4 15
Р60К210 5,73 55 315 4,7 3 11
Тимофеевка луговая
Контроль 3,4 239 813 - 12 48
Р60К120 4,17 107 446 2,2 5 21
Р60К150 4,61 141 650 1,7 7 28
Р60К180 5,13 83 426 2,9 4 17
Р60К210 5,61 69 387 3,5 3 14
Люцерна + кострец безостый
Контроль 7,26 315 2287 - 16 63
Р60К120 8,23 197 1621 1,6 10 39,4
Р60К150 9,00 133 1197 2,4 7 26,6
Р60К180 9,89 91 900 3,5 5 18,2
Р60К210 11,10 80 888 3,9 4 16
Люцерна + тимофеевка луговая
Контроль 6,77 291 1970 - 15 58
Р60К120 7,93 207 1642 1,4 10 41
Р60К150 8,86 111 983 2,6 6 22
Р60К180 9,93 75 745 3,9 4 15
Р60К210 10,66 40 426 7,3 2 8
Примечание. Урожайность в сумме за 2 укоса, т/га, удельная активность в среднем за 2 укоса, Бк/кг
Наибольший вынос 137Cs с урожаем был в контрольном варианте, с увеличением доз калия в составе фос-форно-калийных удобрений снижалась миграция 137Cs из почвы в сено.
При скармливании молочному и мясному скоту полученного сена кормовых культур не более 5 кг/сут молоко и мясо будут соответствовать требованиям норматива.
Естественный травостой пойменного луга представлен следующими видами мятликовых трав: овсяница луговая - 30%, лисохвост луговой - 50, тимофеевка луговая -20%. Урожайность зеленой массы и сена естественного травостоя в сумме за два укоса составила, соответственно, 6,59 и 1,63 т/га (табл. 3).
Применение возрастающих доз калийных удобрений в составе фосфорно-калийных увеличивало урожайность зеленой массы и сена до 2,7 раз по сравнению с контролем.
При внесении азотных удобрений в дозе N90 совместно с Р60К90 увеличивался сбор зеленой массы и сена в 1,5 раза по сравнению с Р60К120. Повышение дозы калийных удобрений до К150 в составе ^0Р60 способствовало росту урожайности зеленой массы и сена в 1,1 раз по сравнению с ^0Р60К90.
3. Действие удобрений на продуктивность лугового кормового
угодья и миграцию 137Cs по цепи почва-корм_продукция животноводства_
Вариант опыта Урожайность, т/га Удельная активность 137С8 в кормах, Бк/кг Вынос с урожаем, кБк/га Кратность снижения 137сз, раз Удельная активность 137С8
в молоке, Бк/л в мясе, Бк/к г
Зеленая масса
Контроль 6,59 1169 7704 - 585 2338
Р60К90 15,43 143 2206 8,2 72 286
Р60К120 17,50 111 1943 10,5 56 222
^0Р60К90 26,93 311 8375 3,8 156 622
^0Р60К12 0 28,09 250 7023 4,7 125 500
^0Р60К15 0 29,57 140 4140 8,4 70 280
^20Р60К1 20 33,39 167 5576 7,0 84 334
^20Р60К1 50 34,44 94 3237 12,4 47 188
^20Р60К1 80 37,77 74 2795 15,8 37 148
Сено
Контроль 1,63 3276 5340 - 164 655
Р60К90 3,73 456 1701 7,2 23 91
Р60К120 4,35 346 1505 9,5 17 69
^0Р60К90 6,57 1309 8600 2,5 65 262
^0Р60К12 0 6,86 786 5392 4,2 39 157
^0Р60К15 0 7,50 400 3000 8,2 20 80
^20Р60К1 20 8,00 505 4040 6,5 25 101
^20Р60К1 50 8,68 355 3081 9,2 18 71
^20Р60К1 80 9,1 263 2393 12,5 13 53
Примечание. Урожайность в сумме за 2 укоса, т/га (среднее за 20092015 г.), удельная активность в среднем за 2 укоса, Бк/кг (среднее за 2009-2014 г.)
С увеличением дозы азотных удобрений до ^20 совместно с Р60К120 возрастала урожайность зеленой массы и сена в 1,2 раза по сравнению с ^0Р60К90. Увеличение калийных удобрений до К180 в составе ^20Р60 увеличивало урожайность зеленой массы и сена в 1,1 раз по сравнению с ^20Р60К120. Главным фактором повышения продуктивности кормовых угодий были азотные удобрения.
Применение минеральных удобрений способствует значительному снижению поступления 137 Сs в растения из почвы. Так, в контрольном варианте на естественном травостое удельная активность зеленой массы и сена многолетних трав в среднем за два укоса составила, соответственно, 1169 и 3276 Бк/кг, что превышает нормативный показатель в 11,7 и 8,2 раза (см. табл. 3).
Внесение азотных удобрений в дозе совместно с Р60К90 увеличивало удельную активность зеленой массы и сена, соответственно, в 2,8 и 3,7 раза по сравне-
нию с Р60К120. Увеличение калийных удобрений до К150 в составе ^0Р60 снижало удельную активность как зеленой массы, так и сена. Однако корм не соответствовал нормативному требованию.
Получение корма, соответствующего нормативу, возможно при применении полного минерального удобрения в дозах N^50^50 и ^20Рб0К180.
Наибольший вынос 137Сб с урожаем отмечен в варианте с применением азотных удобрений в дозе при соотношении с калийными 1:1, с увеличением доз калийных удобрений снижалась миграция из почвы 137Сб в продукцию кормопроизводства.
Внесение минеральных удобрений в дозе Р60К60 снижало удельную активность 137 Сs в зеленой массе и сене, соответственно, в 8,2 и 7,2 раза, но корм не соответствовал нормативным требованиям. Применение минеральных удобрений в дозе Р60К120 снижало удельную активность сена до нормативного уровня, зеленая масса ему не соответствовала.
Удельная активность 137 Cs в молоке и мясе в контрольном варианте превышает нормативный показатель, соответственно, в 5,9 и 14,6 раза при скармливании зеленой массы и в 1,6 и 4,1 раза при скармливании сена.
Получение молока и мяса, соответствующих нормативным требованиям, обеспечивается
кормлением скота зеленой массой с пойменного луга при использовании минеральных удобрений: для молока - в дозах Р60К90, Р60К120, ^Рб0^50, N^50^20, ^20Рб0К150 и ^20Р60К180, для мяса - в дозе N^50^0.
Кормление скота сеном пойменного луга с использованием при выращивании трав минеральных удобрений в исследуемых дозах обеспечивает получение молока и мяса, соответствующего нормативным требованиям. Для получения мяса, соответствующего нормативным требованиям, на луга вносят минеральные удобрения в дозах Р60К90, Р60К120,
N90Р60К120, N90Р60К150, N120Р60К120, ^20Р60К150 и ^20Р60К180.
Заключение. Исследованиями установлено, что при ведении полевого и лугового кормопроизводства в условиях радиоактивного загрязнения
сельскохозяйственных угодий необходимо отдавать предпочтения кормовым культурам, которые в наименьшей степени накапливают радионуклиды. Выявлено, что бобовые культуры накапливают 137Cs в своей биомассе больше, чем мятликовые. Применение калийных и фосфорно-калийных удобрений снижает удельную активность корма и переход 137 Cs по пищевой цепи. Азотные удобрения повышают продуктивность кормовых угодий, но увеличивают переход 137Cs из почвы в корма. Высокие дозы калийных удобрений нивелируют действие азотных удобрений. Для получения кормов для животноводства с луговых угодий с допустимым содержанием 137Cs необходимо применять полное минеральное удобрение в дозе ^20Р60К180.
Литература
1. Косолапов В.М. Современное кормопроизводство - основа успешного развития АПК и продовольственной безопасности России // Земледелие. - 2009. - № 6. - С. 3-5.
2. Сычев В.Г., Шафран СА. Агрохимические свойства почв и эффективность минеральных удобрений. - М.: ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, 2013. - 296 с.
3. Харкевич Л.П., Белоус Н.М., Смольский Е.В., Чесалин С.Ф. Воздействие агротехнических и агрохимических мероприятий на урожай-
ность многолетних трав и плодородие почвы // Плодородие. - 2013. -№ 4 (73). - С. 25-27.
4. Бельченко С.А., Ториков В.Е., Шаповалов В.Ф., Белоус И.Н. Технологии возделывания кормовых культур в условиях радиоактивного загрязнения и их влияние на содержание тяжелых металлов и цезия -137 // Вестник Брянской ГСХА. - 2016. - № 2 (54). - С. 58-67.
5. Алексахин Р.М., Лунёв М.И. Техногенное загрязнение сельскохозяйственных угодий (исследования, контроль и реабилитация территорий) // Плодородие. - 2011. - №3. - С. 32-35.
6. Харкевич Л.П., Белоус И.Н., Анишина Ю.А. Реабилитации радиоактивно загрязненных сенокосов и пастбищ. - Брянск: Брянская ГСХА, 2011. - 211 с.
7. Подоляк А.Г., Тимофеев С.Ф., Гребенщикова Н.В., Арастович Т.В., Жданович В. Прогнозирование накопления 137Cs и 90Sr в травостоях основных типов лугов Белорусского Полесья по агрохимическим свойствам почв// Радиационная биология. Радиоэкология. - 2005. - Т. 45. - № 1.- С. 100-11.
8. Белоус И.Н., Харкевич Л.П., Шаповалов В.Ф. Влияние удобрений и обработки почвы на миграцию 137Cs в почве кормовых угодий // Земледелие. - 2012. - №8. - С. 8-10.
9. Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф., Смольский Е.В., Чесалин С.Ф. Радиационная оценка применения минеральных удобрений на естественных кормовых угодьях // Проблемы агрохимии и экологии. - 2013. -№ 1. - С. 9-15.
10. Prosyannikov E.V., Silaev A.L., Koshelev I.A. Specific ecological features of 137Cs behavior in river floodplains // Russian Journal of Ecology. -2000. - Т. 31. - №2. - P. 132-135.
11. Коренев В.Б., Воробьева Л.А., Белоус И.Н. Урожайность кормовых и зерновых культур и накопление 137С8 в зависимости от внесения возрастающих доз калийных удобрений // Вестник Брянской ГСХА. -2013. - №5. - С. 3-6.
12. Белоус Н.М., Сидоров И.И., Смольский Е.В., Чесалин С.Ф., Дро-бышевская Т.В. Риск получения молока и кормов, не соответствующих нормативам по содержанию цезия-137, в условиях юго-запада Брянской области // Достижения науки и техники АПК. - 2016. -Т.30. - №5. - С. 75-77.
13. Методика опытов на сенокосах и пастбищах. - М.: ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, 1971. Ч. 2. - 176 с.
14. Методические указания по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях. - М.: ЦИНАО, 1985. - 20 с.
15. Фокин А.Д., Лурье А.А., Торшин С.П. Сельскохозяйственная радиология: учебник. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Лань, 2011. - 416 с.
16. Ветеринарно-санитарные требования к радиационной безопасности кормов, кормовых добавок, сырья кормового. Допустимые уровни содержания радионуклидов 908г и 137С8. Ветеринарные правила и нормы. ВП 13.5.13/06-01 // Ветеринар. патология. - 2002. - №4. - С. 44-45.
17. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов: Санитарно-эпидемиологические правила и нормы СанПиН 2.3.2.1078-01. - М.: Минздрав РФ, 2002. - 164 с.
FERTILIZING SYSTEM OF FIELD AND MEADOW FORAGE PRODUCTION IN RADIOACTIVELY CONTAMINATED AREAS
N.M. Belous, V.F. Shapovalov, E.V. Smolsky, Bryansk State Agricultural University ul. Sovetskaya 2a, Kokino, Vygonichsky district, Bryansk oblast, 243365 Russia,
E-mail: [email protected]
The efficiency of different fertilizing .systems in the production offorage on field and meadow lands under radioactive contamination has been studied. It is established that the use of potash and phosphorus-potassium fertilizers reduces the specific activity of forage and the transfer of 137Cs in the food chain. Nitrogen fertilizers increase the productivity of fodder lands, as well as the transfer of 137Cs from the soil to forage. High doses ofpotash level the effect of nitrogen fertilizers. On meadow lands, it is necessary to apply the complete mineral fertilizer N120P60K1s0 to obtain forage and livestock products with permissible contents of 137Cs. Keywords: mineral fertilizers, fodder lands, productivity, radioactive pollution, forage.
Плодородие №5^201 б 39
