CC BY
32
5. Avtorskoe svidetel stvo SU 1699401 A1. A 23 G 1/10, S 09 N 1/00. Sposob polucheniya belkovogo gidrolizata iz otxodov mexovogo i kozhevennogo proizvodstva. R.N. Grebeshova, N.N. Patenko, S.L. Panixina, G.B. Kupczova, L.D. Vanyushkina, I.M. Arends, V.V. Doroxov, E.A. Simonov, T.P. Nazarova, B.S. Grigorev, V.M. Reshetov. Opubl. 23.12.91, byul № 47. - 4 s.
6. Kuczakova V.E., Kremenevskaya M.I., Marchenko V.I. Vliyanie belkovy'x stimulyatorov iz pobochnyx produktov pererabotki krupnogo rogatogo skota na rost i razvitie rastenij //Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2013. - №33. - S. 27-31.
7. Patent № 2533037 RF: MPK S 05 F 1/00, A 01 N 33/00. Sposob polucheniya belkovogo stimulyatora rosta i razvitiya rastenij / V.E. Kuczakova, S.V. Frolov, M.I. Kremenevskaya, V.I. Marchenko - № 201334879/13; zayavl. 24.08.2013; opubl. 20.11.2014. Byul. № 32. - 6 s.
8. Patent № 2662782 RF: MPK A 023 J 1/10, A 23 K 10/26. Sposob polucheniya belkovogo produkta / M.I. Kremenevskaya, O.A. Sosnina, V.S. Kremenevskaya - № 2016147468; zayavl. 02.12.2016; opubl. 31.07.2018. Byul. № 22.
9. Kolesnikov L.E., Novikova I.I., Popova E .V., Priyatkin N.S., Kolesnikova Yu.R. Biologicheskoe obosnovanie sovmestnogo ispolzovaniya mikrobov-antagonistov i xitozanovyx kompleksov v zashhite yarovoj myagkoj pshenicy ot kornevoj gnili i listovy'x pyatnistostej// Vestnik zashhity rastenij. - 2017. - № 2 (92). - S. 28-35.
УДК 632.122.1:631.445.2 DOI 10.24411/2078-1318-2018-14087
Аспирант А.А. АКАТОВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected]) Канд. биол. наук М.А. ЕФРЕМОВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected])
СОДЕРЖАНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В ПОЧВАХ АВТОМОРФНЫХ И ГИДРОМОРФНЫХ ЛАНДШАФТОВ ЛУЖСКОГО РАЙОНА ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Ионизирующие излучения в биосфере, происхождение которых связано с естественными источниками, получили название естественного радиационного фона. Одним из его источников являются естественные радионуклиды, находящиеся в природной среде.
Эволюция биосферы, неразрывно связанная с историей изменения верхних оболочек Земли, происходила и продолжает осуществляться в условиях постоянно действующего естественного радиационного фона, который во все периоды эволюции биосферы создавался в основном за счет естественной радиоактивности почвообразующих пород и почв, Мирового океана и атмосферы. В последнее время интерес к проблеме естественного радиационного фона Земли существенно возрос, поскольку хозяйственная деятельность человечества сильно изменяет биосферу и постепенно превращает её в новую земную оболочку - ноосферу (В.И. Вернадский, 1944). В связи с этим необходим контроль радиоактивности окружающей среды, который невозможен без выяснения фоновых концентраций естественных радионуклидов в почвах.
Свойства почв определяют поступление радионуклидов в пищевые цепи (В.Ф. Дричко, 1983), поэтому изучение распределения естественных и искусственных радионуклидов в системе почва-растение является актуальной задачей.
Цель исследования - оценка содержания и закономерностей распределения радионуклидного состава почв Лужского района Ленинградской области.
Материалы, методы и объекты исследования. Объектом исследования явились почвы слабоволнистых равнин Лужского района Ленинградской области, образующих широкие полосы и представляющих собой переходные ступени от грядово-холмистых возвышенностей, находящихся в центре района, к несколько заболоченным равнинам юга и севера (Пестряков В.К., 1973).
Радиометрические исследования проведены на почвах двух типов: дерново-подзолистых и аллювиально-дерновых, сформированных на автоморфном и гидроморфном ландшафтах. С целью изучения радионуклидного состава почв в ходе почвенного мониторинга было сделано 6 почвенных разрезов на пробных площадках вблизи деревень Гобжицы и Баньково, расположенных в водосборном бассейне реки Оредеж. На автоморфных ландшафтах были выбраны 5 пробных площадок, почвенный покров которых по данным почвенного картирования содержал не менее 70% основной почвенной разности -- дерново-подзолистой почвы (разрезы № 1-5). В пойме реки Гобижка, входящей в водосборный бассейн реки Оредеж, была выбрана пробная площадка, отражающая основные почвообразовательные процессы гидроморфного ландшафта (разрез № 6). Согласно ГОСТ 17.4.3.01-83 каждая пробная площадка имела размер 5 га. Таким образом, общая площадь обследованной территории составляет 30 га.
На пробных площадках выявлены следующие почвы: дерново-среднеподзолистая песчаная контактно-глеевая почва на флювиогляциальных песках, подстилаемых моренным суглинком (разрез № 1); дерново-слабоподзолистая песчаная контактно-глеевая почва на флювиогляциальных песках, подстилаемых моренным суглинком (разрез № 2); дерново-слабоподзолистая песчаная иллювиально-железистая почва на флювиогляциальных песках (разрез № 3); дерново-слабоподзолистая обыкновенная среднесуглинистая почва на моренном суглинке (разрез № 4); дерново-среднеподзолистая песчаная почва намытая на делювии (разрез № 5); аллювиальная дерновая песчаная почва на аллювии (разрез № 6).
Агрохимические показатели почв были определены в соответствии со следующими методиками: органическое вещество - по Тюрину; сумма поглощенных оснований - по методу Каппена, ГОСТ 27821-88, обменная кислотность - по ГОСТ 26483-85; гидролитическая кислотность - по методу Каппена в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26621291, подвижные соединения фосфора и калия - по методу Кирсанова.
На сцинтилляционном гамма-спектрометре МКГБ «Радек» была определена активность тория-232, калия-40, радия-226 и цезия-137 во всех почвах по горизонтам. Полученные данные обработаны методами выборочной статистики и корреляционного анализа.
Результаты исследования. По своим физико-химическим свойствам исследуемые почвы типичны для территории Северо-Запада РФ. Для них характерны повышенная кислотность, низкое содержание органического вещества и обменных оснований (табл. 1). Так, верхний гумусово-элювиальный горизонт дерново-среднеподзолистой песчаной контактно-глеевой почвы на двучлене (разрез № 1) характеризуется низким содержанием органического вещества, очень сильнокислой реакцией среды, а также низким содержанием подвижных форм фосфора и калия. Степень насыщенности основаниями низкая - 47% [1]. Однако нижние горизонты более обогащены основаниями вследствие промывного водного режима.
Кислотные свойства дерново-слабоподзолистой песчаной контактно-глеевой почвы на двучлене (разрез № 2) выражены слабее, чем в предыдущей почве, так, гидролитическая кислотность почвы ниже в 2,3 раза. При морфологическом описании почв не обнаружено подзолистого горизонта в почве разреза № 2, в то время как в почвенном профиле разреза № 1 подзолистый горизонт ярко выражен.
Дерново-слабоподзолистая песчаная иллювиально-железистая почва на флювиогляциальных песках ранее входила в состав пашни (разрез № 3). Признаки окультуренности этой почвы проявляются в гумусово-иллювиальном горизонте: слабокислая реакция среды, высокое содержание фосфора в подвижной форме, повышенная степень насыщенности почвенно-поглощающего комплекса основаниями - 83%. Однако содержание органического вещества и калия в подвижной форме - низкое, что указывает на постепенное возвращение почвенных свойств к их естественному состоянию.
Верхний горизонт дерново-слабоподзолистой обыкновенной среднесуглинистой почвы на моренном суглинке (разрез № 4) характеризуется высокой кислотностью, средней
степенью насыщенности основаниями - 67%, низким содержанием фосфора и калия в подвижной форме.
Дерново-среднеподзолистая песчаная почва на делювии (разрез № 5) сформирована у подножия склона, поэтому имеет в верхней части профиля намытый горизонт, в котором содержание органического вещества, подвижного калия, обменных оснований несколько выше, чем в других почвах, сформированных в природных условиях.
Верхний горизонт аллювиальной дерновой песчаной почвы на аллювии (разрез № 6) характеризуется очень сильнокислой реакцией среды, очень низким содержанием гумуса и подвижных форм фосфора и калия. В верхнем горизонте почвы наблюдаются очень высокие показатели гидролитической кислотности почвы и суммы обменных оснований, что может быть связано с приносом речными водами илистых частиц на данную территорию.
Таблица 1. Физико-химические показатели почв
Горизонт Глубина, см Сорг-? % рНкс1 Нг, ммоль/100 г 8, ммоль/100 г Подвижные формы, мг/кг
Р2О5 К2О
Дерново-среднеподзолистая песчаная контактно-глеевая почва на флювиогляциальных песках,
подстилаемых моренным суглинком (разрез № 1)
А1 2-25 1,34 3,27 6,67 2,90 30,00 60,00
А2В 25-58 0,87 4,22 1,13 2,30 7,50 16,25
ВС 58-84 0,42 4,61 2,05 9,62 36,60 21,50
Он >84 0,54 4,59 1,03 5,00 97,50 55,50
Дерново-слабоподзолистая песчаная контактно-глеевая почва на флювиогляциальных песках,
подстилаемых моренным суглинком (разрез № 2)
А1 2-18 0,72 3,89 2,92 3,02 25,50
ВС1ё 18-60 0,39 4,43 1,12 3,68 55,00 29,25
Он 60-65 0,47 3,91 2,38 2,90 5,00 57,50
Дерново-слабоподзолистая песчаная иллювиально-железистая почва
на флювиогляциальных песках (разрез № 3)
А1 2-29 1,89 5,08 2,52 12,02 436,88 65,00
В 29-49 0,99 5,58 0,81 9,38 152,50 28,75
ВС 49-91 0,42 5,33 0,55 8,00 90,00 24,50
С > 91 1,74 5,02 0,88 10,88 32,50 108,25
Дерново-слабоподзолистая обыкновенная среднесуглинистая почва на моренном суглинке (разрез № 4)
А1 2-37 1,31 3,93 2,83 5,68 16,50 48,40
В 37-98 0,21 3,90 1,13 8,60 25,63 48,40
Дерново-среднеподзолистая песчаная почва намытая на делювии ( разрез № 5)
Анам 4-28 1,70 3,90 2,93 7,03 6,88 98,20
А1 28-51 0,24 4,29 0,99 4,55 13,38 14,42
А2 51-70 0,27 4,52 0,39 4,55 24,63 5,26
В 70-87 0,29 4,44 1,26 4,33 134,63 12,94
С 87-105 0,29 4,53 1,26 4,55 97,25 7,21
Аллювиальная дерновая песчаная почва на аллювии (разрез № 6)
А1 10-35 1,37 3,86 8,45 10,85 0,50 26,64
В 35-50 0,53 4,04 3,13 5,90 0,88 9,04
С 50-107 0,32 4,44 1,05 4,35 27,75 1,93
-* - ниже предела обнаружения
Во всех почвах были определены удельные активности тория-232 и радия-226. Содержание тория-232 в верхнем гумусовом горизонте составляет от 10,9 до 38,8 Бк/кг, что хорошо согласуется с литературными данными, представленными разными авторами в более ранний период [2, 3]. Минимальное содержание тория (рис. 1) характерно для почв, развитых на флювиогляциальных песках и на двучлене (разрезы № 1-3). Максимальное содержание
2321Ъ наблюдается в дерново-подзолистой почве, сформированной на морене (разрез № 4). Удельная активность 2321Ъ в профиле этих разновидностей дерново-подзолистой почвы возрастает сверху вниз.
В верхней части профиля дерново-среднеподзолистой песчаной почвы на делювии (разрез № 5) в намытом горизонте отмечается высокое содержание тория (рис.1), которое резко снижается в гумусово-элювиальном горизонте (А1). В нижней части профиля этой почвы удельная активность 2321Ъ возрастает, повторяя поведение радионуклида в дерново-подзолистых почвах, описанных ранее в нашей работе и в литературе [4].
Удельная активность ТЬ-232, Бк/кг
(а)
(Ь)
Рис. 1. Удельная активность тория-232 в почвах: (а) - дерново-подзолистые почвы (разрезы № 1, 2, 3, 4, 5),
(Ь) - аллювиально-дерновая почва (разрез № 6)
В аллювиально-дерновой песчаной почве на аллювии (разрез № 6) удельная активность тория-232 снижалась вниз по профилю (рис. 1). Вероятно, высокое содержание радиоактивного тория в верхней части профиля связано с приносом илистых частиц, богатых 2321Ь, во время половодья.
В верхнем гумусово-элювиальном горизонте почв удельная активность 226Яа варьировала в пределах от 26,32 до 50,84 Бк/кг (рис. 2), что соответствует данным, полученным в других регионах мира [3, 5], но заметно выше, чем средние удельные активности радионуклида в дерново-подзолистой почве таежной зоны РФ (Р.М. Алексахин и др., 1990). Максимальная концентрация радионуклида зарегистрирована в дерново-подзолистой почве на моренном суглинке (разрез № 4) и в аллювиально-дерновой почве (разрез № 6) - 50,3 и 50,8 Бк/кг соответственно. В почвах автоморфных ландшафтов, сформированных на флювиогляциальных песках, заметна миграция 226Ra вниз по профилю, что характерно и для его химических аналогов - кальция и магния.
20
40
60
80
20
и
С- 40
160 80
100
Удельная активность Иа-226 , Бк/кг Рис. 2. Удельная активность радия-226 в почвах: 1, 2, 3, 4 - почвы автоморфных ландшафтов, 6- почва гидроморфного ландшафта
В дерново-среднеподзолистой песчаной почве на делювии (разрез № 5 ) 226Яа обнаружен только в гумусовом горизонте (А1) почвенного профиля в пределах 33,03±12 Бк/кг.
По данным Р.М. Алексахина (1990), концентрация 226Яа в почвах всех климатических зон меньше концентрации 2321Ъ . Однако в исследованных нами почвах Лужского района Ленинградской области удельная активность 226Яа несколько превышает активность 2321Ъ.
Методом корреляционного анализа была определена взаимосвязь между агрохимическими показателями гумусового горизонта почв и удельной активностью естественных радионуклидов (табл. 2). В результате было обнаружено, что содержание 2321Ъ в почвах достоверно зависит от содержания подвижного фосфора в почве. Можно предположить, что при увеличении подвижности фосфора снижается вероятность образования нерастворимых фосфатов тория, что согласуется с данными Р.М. Алексахина и др. (1990).
Таблица 2. Коэффициенты корреляции между содержанием радионуклидов в почве
и агрохимическими показателями почвы
Показатель ТЪ-232 Яа-226
Сорг 0,51 0,02
РН 0,79 0,99
Нг -0,13 -0,19
0,80 0,78
Подвижный Р2О5 -0,88 -0,85
Подвижный К2О 0,20 -0,78
Чем больше кислотность почвенной среды, тем меньше удельная активность 2321Ъ (табл. 2). По данным литературных источников, 2321Ъ в щелочной среде осаждается, образуя нерастворимые гидрооксиды [2].
Высокий достоверный коэффициент корреляции указывает на тесную связь между содержанием 226Ra в почве и её кислотностью (табл. 2). В литературе приводятся сопоставимые данные о возрастании сорбции 226Яа в почве при увеличении рН [6]. В профиле почвы 226Яа распределяется аналогично обменным основаниям Са и М§, что объясняется подобием физико-химических свойств щелочноземельных элементов. Корреляционная связь между суммой обменных оснований и содержанием радионуклида положительная.
Корреляционный анализ показал, что содержание 226Ra в почве достоверно зависит от подвижности фосфора. Снижение содержания подвижного фосфора в почве подразумевает осаждение фосфатов, в процессе которого происходит закрепление радия в составе нерастворимых солей почвы. Между концентрациями подвижного калия и 226Ra не обнаружена достоверная корреляционная связь, но заметна тенденция их взаимодействия в почве: увеличение содержания подвижного калия приводит к снижению удельной активности 226Ra. По-видимому, калий вытесняет радионуклид с сорбционных позиций твердой фазы почвы в почвенный раствор, тем самым увеличивая его подвижность в почве.
Выводы. Проведение радиологического мониторинга почв позволяет сделать следующие выводы.
1. Содержание 232Th в верхнем гумусовом горизонте почв Лужского района Ленинградской области составляет от 10,9 до 38,8 Бк/кг. Минимальное валовое содержание радионуклида обнаружено в дерново-подзолистых песчаных почвах на флювиогляциальных песках, максимальное - в дерново-среднеподзолистой песчаной почве на делювии. В почвах автоморфных ландшафтов содержание 232Th увеличивается вниз по профилю, в профиле аллювиально-дерновой почвы на пойменном аллювии изменяется в обратном направлении.
2. В верхнем гумусово-элювиальном горизонте почв Лужского района удельная активность 226Ra варьировала в пределах от 26,32 до 50,84 Бк/кг. Максимальная концентрация радионуклида зарегистрирована в дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почве на морене и в аллювиально-дерновой почве на пойменном аллювии.
3. Содержание 232Th в верхнем горизонте почвы достоверно зависит от содержания подвижного фосфора в почве (R = -0,88). Содержание 226Ra в почве находится в наиболее тесной зависимости от кислотности почвы (R = 0,99) и содержания подвижных форм фосфора в почве (R = -0,85).
Литература
1. Ефимов В.Н., Горлова М.Л., Лунина Н.Ф. Пособие к учебной практике по агрохимии. -М.: КолосС, 2004. - 192 с.
2. Рачкова Н.Г., Шуктомова И.И., Таскаев А.И. Состояние в почвах естественных радионуклидов урана, радия и тория (обзор) // Почвоведение. - 2010. - № 6. - С. 698 - 705.
3. Navas A., Gaspar L., Lopez-Vicente M., Machin J. Technical note: Spatial distribution of natural and artificial radionuclides at the catchment scale (South Central Pyrenees) // Radiation Measurements. - 2011. - V. 46. - P. 261-269.
4. Nevadovic S., Nevadovic M., Kljajevic L., Poznanovic M., Mihajlovic-Radosavljevic A., Pavlovic. V. Vertical distribution of natural radionuclides in soil: Assessment of external exposure of population in cultivated and undisturbed areas // Sci. Total Environ. - 2012. - V.429. - P.309-316.
5. Fujiyoshi, R., Sawamura, S. Mesoscale variability of vertical profiles of environmental radionuclides (40K, 226Ra, 210Pb and 137Cs) in temperate forest soils in Germany // Sci. Total Environ. - 2004. - V.320. - P.177-188.
6. Ribeiro F.C.A., Silva J.I.R., Lima E.S.A., Perez D.V., Lauria D.C. Natural radioactivity in soil of the state of Rio de Janeiro (Brazil): Radiological characterization and relationships to geological formation, soil types and soil properties //J. Environ. Radioactivity. - 2018. - V.182. - P. 34-43.
Literatura
1. Efimov V.N., Gorlova M.L., Lunina N.F. Posobie k uchebnoj praktike po agrohimii. - M.: KolosS, 2004. - 192 s.
2. Rachkova N.G., Shuktomova I.I., Taskaev A.I. Sostoyanie v pochvah estestvennyh radionuklidov urana, radiya i toriya (obzor) // Pochvovedenie. - 2010. - № 6. - S. 698 - 705.
3. Navas A., Gaspar L., López-Vicente M., Machín J. Technical note: Spatial distribution of natural and artificial radionuclides at the catchment scale (South Central Pyrenees) // Radiation Measurements. - 2011. - V. 46. - P. 261-269.
4. Nevadovic S., Nevadovic M., Kljajevic L., Poznanovic M., Mihajlovic-Radosavljevic A., Pavlovic. V. Vertical distribution of natural radionuclides in soil: Assessment of external exposure of population in cultivated and undisturbed areas // Sci. Total Environ. - 2012. - V.429. - P.309-316.
5. Fujiyoshi, R., Sawamura, S. Mesoscale variability of vertical profiles of environmental radionuclides (40K, 226Ra, 210Pb and 137Cs) in temperate forest soils in Germany // Sci. Total Environ. - 2004. - V.320. - P.177-188.
6. Ribeiro F.C.A., Silva J.I.R., Lima E.S.A., Perez D.V., Lauria D.C. Natural radioactivity in soil of the state of Rio de Janeiro (Brazil): Radiological characterization and relationships to geological formation, soil types and soil properties //J. Environ. Radioactivity. - 2018. - V.182. -P. 34-43Y£K 632.122.1:631.445.2
УДК 631:615 БО1 10.24411/2078-1318-2018-14093
Доктор с.-х. наук В.П. ЦАРЕНКО (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected]) Аспирант А.С. ГОРСКИЙ (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected])
АЗОТНЫЙ РЕЖИМ ОСВОЕННЫХ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ СЕВЕРО-ВОСТОКА РФ (НА ПРИМЕРЕ КИРОВСКОЙ ЛОС)
В настоящее время отмечается высокая степень антропогенной нагрузки на биосферу, одним из объектов которой являются агроэкосистемы. Известно, что около 90% продуктов питания и 87% белка производится за счет отраслей земледелия и животноводства, которые в свою очередь базируются на использовании ресурсов этих экосистем [1]. Особый интерес вызывают агроэкосистемы на осушенных и освоенных торфяных низинных почвах ввиду их уникальных свойств. Уникальность этих почв заключается в огромных запасах органического вещества и азота. Несмотря на это, для получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур, а также сохранения плодородия торфяных почв необходимо использование минеральных удобрений, как азотных, так фосфорных и калийных. Если применение азотных удобрений носит зональный характер и определяется скоростью минерализационных процессов органических азотсодержащих соединений в почве, то фосфорные и калийные удобрения необходимо вносить ежегодно в полных дозах, поскольку эти почвы бедны фосфором и калием. Агротехника возделывания различных сельскохозяйственных культур на этих почвах и применение минеральных удобрений оказывают огромное влияние на интенсивность процессов минерализации торфа и особенно на их азотный режим. Поэтому исследование азотного режима торфяных почв, потенциального и возможного эффективного содержания азота и запасов его различных форм позволяет эффективно использовать органическое вещество, почвенный азот и азот удобрений.
Цель исследования - изучить азотный режим торфяных низинных почв при длительном возделывании различных сельскохозяйственных культур. Выявить наиболее благоприятную сельскохозяйственную культуру для возделывания на торфяных низинных почвах, а также определить её долю в посевных площадях для снижения сработки торфяника.
Материалы, методы и объекты исследования. В статье представлены основные показатели азотного режима торфяных низинных освоенных почв Кировской лугоболотной опытной станции. Почвенные образцы для исследования основных показателей азотного режима отбирали в конце июня 2016-2017 годов.
Объектами исследования являются торфяные низинные освоенные почвы торфомассива «Гадово болото» Кировской лугоболотной опытной станции. Представленные
