Научная статья на тему 'Влияние мелиоративных добавок на агрохимические свойства агродерново-подзолистой почвы, загрязнённой кадмием'

Влияние мелиоративных добавок на агрохимические свойства агродерново-подзолистой почвы, загрязнённой кадмием Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
144
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РЕМЕДИАЦИЯ / ТЯЖЁЛЫЕ МЕТАЛЛЫ / КАДМИЙ / МЕЛИОРАНТЫ / УДОБРЕНИЯ / АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ / REMEDIATION / HEAVY METALS / CADMIUM / AMELIORANTS / FERTILIZERS / AGROCHEMICAL INDICATORS

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Леднев А.В., Ложкин А.В.

Представлены результаты пятилетних исследований одного из направлений ремедиации агродерново-подзолистых почв, загрязнённых кадмием, химической мелиорации. Эксперимент был заложен в 2011 г. в учхозе «Июльское» Воткинского района Удмуртской Республики на участке, искусственно загрязненном сульфатом кадмия в дозе 5 мг д.в./кг (высокий уровень загрязнения). Агрохимические показатели пахотного слоя почвы:рНКС1-4,8; Нг3,3 ммоль/100 г; S 11,1 ммоль/100 г; содержание подвижного фосфора 103 мг/кг, обменного калия 110 мг/кг, гумуса 1,8%. Для ремедиации почвы использовали следующие мелиоранты и удобрения: известняковая (в дозах 8 и 12 т/га) и фосфоритная (1,0 и 1,5 т/га) мука, суперфосфат(90 и 120 кгд.в./га), сульфид натрия(90 и 120 кгд.в./га), торф (50 и 100 т/га) и цеолит (в дозах 50 и 100 т/га). В работе представлены только результаты определения их влияния на агрохимические показатели загрязнённой почвы. Характер и параметры такого воздействия зависели от химического состава мелиоративных добавок, дозы и периода, прошедшего после внесения. Наиболее значительное и пролонгированное положительное действие на почву оказало внесение известняковой муки, она статистически достоверно снизила почвенную кислотность загрязнённой почвы (на 0,6-1,8 ед. рНКС1) и увеличила сумму обменных оснований (на 4,8-9,4 ммоль/100 г почвы). Внесение фосфоритной муки повысило содержание подвижного фосфора в почве в 2 5 раз, суперфосфата на 13-52%. Применение цеолита в дозе 100 т/га увеличило сумму обменных оснований почвы на 0,6-3,7 ммоль/100 г почвы, количество обменного калия на 4-64%. Использование торфа на 0,19-1,05% повысило содержание органического вещества. Положительное действие мелиоративных добавок, особенно повышенных их доз, отмечали в течение пяти лет наблюдений. Это позволяет рекомендовать использование изученных веществ при ремедиации почв.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Леднев А.В., Ложкин А.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Influence of Ameliorative Additives on Agrochemical Properties of Agro-Sod- Podzol Soil Contaminated by Cadmium

The article presents the results of five-year studies of chemical amelioration, which is one of the directions of remediation of agro-sod-podzol soils, contaminated by cadmium. The experiment was laid out in 2011 in the work-study unit “Iyul'skoe”, Votkinsk district, the Republic of Udmurtia, on the artificially contaminated by cadmium sulfate plot. The dose of cadmium sulfate was 5 mg/kg (a.s.), the level of contamination was high. Agrochemical characteristics of the arable layer of the soil were the following: pH(KCl) 4.8; hydrolytic acidity 3.3 mmol/100 g; S 11,1 mmol/100 g; the content of mobile phosphorus103 mg/kg, of exchange potassium 110 mg/kg, of humus 1.8%. Different doses of fertilizers and ameliorants were studied as ameliorant additives: lime dust (8 and 12 t/ha) and phosphorite meal (1.0 and 1.5 t/ha), superphosphate (90 and 120 kg/ha), sodium sulfide (90 and 120 kg/ha), peat (50 and 100 t/ ha) and zeolite (50 and 100 t/ha). This article presents only their impact on agrochemical indicators of the contaminated soil. The nature and parameters of this effect were influenced by the chemical composition of ameliorative additives, the dose of their application and the period since the introduction. Lime dust had the most significant and prolonged positive impact on the soil, it significantly reduced the acidity of the contaminated soil (at 0.6-1.8 units pH(KCl)) and increased the amount of exchange bases (to 4.8-9.4 mmol/100 g). The application of phosphorite meal increased the content of mobile phosphorus in soil 2-5 times, of superphosphate at 13-52%. Application of zeolite at the dose of 100 t/ha increased the amount of exchange bases in the soil by 0.6-3.7 mmol/100 g, the amount of exchange potassium by 4-64%. Peat increased the organic matter content by 0.19-1.05%. The positive effect of these ameliorative additives, especially their increased doses, was registered for five years of observations. So, it is recommended to use the studied substances during soil remediation.

Текст научной работы на тему «Влияние мелиоративных добавок на агрохимические свойства агродерново-подзолистой почвы, загрязнённой кадмием»

УДК 631.445.9:631.452:631.811.94

ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНЫХ ДОБАВОК НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АГРОДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, ЗАГРЯЗНЁННОЙ КАДМИЕМ

А.В. ЛЕДНЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора (e-mail: ugniish@yandex.ru)

А.В. ЛОЖКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Удмуртский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Ленина, 1, с. Первомайский, Завьяловский р-н, Удмуртская Республика, Российская Федерация

Резюме. Представлены результаты пятилетних исследований одного из направлений ремедиации агродерново-подзолистых почв, загрязнённых кадмием, - химической мелиорации. Эксперимент был заложен в 2011 г. в учхозе «Июльское» Боткинского района Удмуртской Республики на участке, искусственно загрязненном сульфатом кадмия в дозе 5 мг д.в./кг (высокий уровень загрязнения) . Агрохимические показатели пахотного слоя почвы:рНКС1-4,8; Нг- 3,3 ммоль/100 г; S - 11,1 ммоль/100 г; содержание подвижного фосфора - 103 мг/кг, обменного калия - 110 мг/кг, гумуса - 1,8%. Для ремедиации почвы использовали следующие мелиоранты и удобрения: известняковая (в дозах 8 и 12 т/га) и фосфоритная (1,0 и 1,5 т/га) мука, суперфосфат(90 и 120 кг д.в./га), сульфид натрия(90 и 120 кг д.в./га), торф (50 и 100 т/га) и цеолит (в дозах 50 и 100 т/га). Б работе представлены только результаты определения их влияния на агрохимические показатели загрязнённой почвы. Характер и параметры такого воздействия зависели от химического состава мелиоративных добавок, дозы и периода, прошедшего после внесения. Наиболее значительное и пролонгированное положительное действие на почву оказало внесение известняковой муки, она статистически достоверно снизила почвенную кислотность загрязнённой почвы (на 0,6-1,8 ед. рНКС1) и увеличила сумму обменных оснований (на 4,8-9,4 ммоль/100 г почвы). Внесение фосфоритной муки повысило содержание подвижного фосфора в почве в 25 раз, суперфосфата - на 13-52%. Применение цеолита в дозе 100 т/га увеличило сумму обменных оснований почвы на 0,6-3,7 ммоль/100 г почвы, количество обменного калия - на 4-64%. Использование торфа на 0,19-1,05% повысило содержание органического вещества. Положительное действие мелиоративных добавок, особенно повышенных их доз, отмечали в течение пяти лет наблюдений. Это позволяет рекомендовать использование изученных веществ при ремедиации почв. Ключевые слова: ремедиация, тяжёлые металлы, кадмий, мелиоранты, удобрения, агрохимические показатели. Для цитирования: Леднев А.Б., Ложкин А.В. Влияние мелиоративных добавок на агрохимические свойства агродерново-подзолистой почвы, загрязнённой кадмием //Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №9. С. 84-87.

Тяжёлые металлы (ТМ) относятся к числу наиболее широко распространённых загрязнителей почвенного покрова всех индустриально развитых регионов Российской Федерации. С другой стороны, именно в этих регионах производят значительную часть сельскохозяйственной продукции, качественное состояние которой далеко не всегда отвечает санитарно-гигиеническим требованиям. Это определяет высокую актуальность и практическую значимость поиска путей улучшения экологического состояния таких территорий и производства на них безопасной растениеводческой продукции.

На сегодняшний день накоплен значительный эмпирический материал по подходам к ремедиации загрязнённых почв [1, 2, 3], тем не менее, в этой сфере остается ряд вопросов, которые недостаточно хорошо отражены в научной литературе или имеют спорный характер. Особенно это касается региональных особенностей почвенного покрова, требующих адаптации известных

агроприёмов к зональным почвам и конкретным тяжёлым металлам.

В Удмуртской Республике из тяжелых металлов наибольшую угрозу представляет кадмий, так как доля почв с повышенным уровнем его валового содержания составляет 84,3%, в том числе с высоким - 14,6% [4].

Цель наших исследований - выявить эффективность мелиоративных добавок для ремедиации почв, загрязнённых кадмием.

Условия, материалы и методы. Одно из перспективных направлений ремедиации почв, загрязнённых тяжёлыми металлами, - химическая мелиорация. Этот способ позволяет перевести ТМ в труднодоступные для растений формы, повысить плодородие загрязнённых почв и их экологическую ценность.

В своих исследованиях мы изучали различные дозы мелиорантов и удобрений, выбор которых осуществлён по результатам проведённого литературного и патентного поиска и закладки серии лабораторных и полевых опытов. Из всех изученных доз на обсуждение представлены только наиболее эффективные. Эффективность определяли по совокупности следующих факторов: влияние на подвижность кадмия в почве; повышение урожайности и качества сельскохозяйственных культур; стоимость проведения мелиоративных работ; положительное влияние на агрохимические показатели почвы и период последействия. Обсуждение первых трёх факторов было проведено в наших предыдущих работах [5, 6], в представленной статье рассмотрено действие мелиоративных добавок только на агрохимические показатели почвы, которые отражают основные её свойства.

Полевой мелкоделяночный опыт заложен в 2011 г. на опытном поле Ижевской государственной сельскохозяйственной академии в учхозе «Июльское» Воткинского района Удмуртской Республики на искусственно загрязненном агрозёме текстурно-дифференцированном среднесуглинистом (по старой классификации -дерново-подзолистая слабосмытая среднесуглинистая почва). Агрохимические показатели пахотного слоя почвы: рНКС| - 4,8; Нг - 3,3 ммоль/100 г; Б - 11,1 ммоль/100 г; содержание подвижного фосфора - 103 мг/кг, обменного калия - 110 мг/кг, гумуса - 1,8%. Загрязнение почвы проведено сульфатом кадмия в дозе 5 мг д.в./кг (высокий уровень загрязнения). Опыт заложен в 4-кратной повторности согласно общепринятым методикам. Размер опытной делянки - 1x2 м. Размещение вариантов систематическое со смещением. Использовали следующие мелиоранты и удобрения: низинный торф с сильной степенью разложения (60-70%), близкой к нейтральной реакцией (рНКС| 5,8) и влажностью 65% в дозах 50 и 100 т/га; известняковая мука 1 класса с нейтрализующей способностью 88% в дозах 8 и 12 т/га; фосфоритная мука класса А с содержанием Р2О5 30% в дозах 1,0 и 1,5 т/га; гранулированный простой суперфосфат с содержанием Р2О5 19% в дозах 90 и 120 кг д.в./га; цеолит из Хотынец-кого месторождения Орловской области (состоящий на 50-60% из клиноптилолита и ряда других минеральных сорбентов: монтмориллонита, опал-тридимита и др.) в дозах 50 и 100 т/га; сульфид натрия (химически чистая соль) в дозах 90 и 120 кг д.в./га. Все агротехнические

Таблица 1. Влияние мелиоративных добавок на сумму обменных катионов оснований почвы, ммоль/100 г почвы

Сроки отбора образцов

17.08.11 21.08.12 16.08.13 18.08.14 26.08.15

Вариант содер- ± к кон- содер- ± к кон- содер- ± к кон- содер- ± к кон- содер- ± к кон-

жание тролю жание тролю жание тролю жание тролю жание тролю

Почва без загрязнения 9,9 - 10,0 - 9,8 - 8,9 - 8,6 -

Почва без мелиорантов

+ кадмий (контроль) 11,8 - 10,1 - 10,0 - 9,2 - 8,3 -

Фосфоритная мука:

1,0 т/га 13,3 1,5 11,8 1,7 12,4 2,4 10,1 0,9 9,9 1,6

1,5 т/га 16,4 4,6 13,4 3,3 13,1 3,1 11,0 1,8 10,0 1,7

Суперфосфат:

90 кг д.в./га 10,6 -1,2 11,0 0,9 11,9 1,9 9,5 0,3 8,4 0,1

120 кг д.в./га 12,9 1,1 10,6 0,5 11,9 1,9 9,8 0,6 8,1 -0,2

Сульфид натрия:

90 кг д.в. (Б2-)/га 11,0 -0,8 11,5 1,4 10,5 0,5 10,0 0,8 8,1 -0,2

120 кг д.в. (Б2-)/га 11,0 -0,8 10,1 0 10,3 0,3 9,4 0,2 8,2 -0,1

Известь:

8 т/га 18,1 6,3 16,7 6,6 15,3 5,3 14,0 4,8 13,1 4,8

12 т/га 20,0 8,2 19,0 8,9 17,1 7,1 14,4 5,2 17,7 9,4

Торф:

50 т/га 11,7 -0,1 10,9 0,8 12,4 2,4 10,4 1,2 9,7 1,4

100 т/га 13,6 1,8 12,0 1,9 13,1 3,1 11,1 1,9 11,5 3,2

Цеолит:

50 т/га 12,0 0,2 11,2 1,1 13,4 3,4 11,2 2 10,8 2,5

100 т/га 12,4 0,6 12,4 2,3 17,0 7,0 11,8 2,6 12,0 3,7

НСР05 - 2,7 - 2,0 - 2,2 - 2,9 - 1,5

работы проводили вручную (кроме посева). Изучение эффективности воздействия мелиорантов и удобрений на агроэкологические показатели загрязнённой почвы проводили в звене севооборота: викоовсяная смесь (2011 г.); ячмень (2012 г.); овес (2013 г.); викоовсяная смесь (2014 г.) и овес (2015 г.).

Почвенные и растительные образцы отбирали по ГОСТ 17.4.3.01-83 (СТ СЭВ 3847-82) и анализировали в биохимической лаборатории Удмуртского НИИСХ стандартными гостированными методами.

Результаты и обсуждение. Для проведения реме-диации загрязнённых почв были выбраны широко распространённые мелиоранты и удобрения, что позволило избежать негативного воздействия на почвенные свойства. Исключение составили только сульфид натрия и цеолит, которые относились к менее изученным нетрадиционным средствам.

Влияние мелиоративных добавок на почвенную кислотность зависло от их химического состав. Наибольшее воздействие на ее величину закономерно оказала известняковая мука, которая обусловила значительный сдвиг кислотно-щелочного баланса в щелочную сторону (доза 8 т/га на 0,6-1,5 ед. рНКС|; доза 12 т/га - на 1,21,8 ед. рНКС|). Необходимо отметить, что этот мелиорант обладал длительным последействием, и не снижал свою эффективность даже на пятый год после внесения. Изменение кислотности почвы под действием других мелиоративных добавок происходило в пределах математической ошибки, исключение составили фосфоритная мука и цеолит, статистически достоверно повысившие величину этого показателя на третий год после внесения на 0,4-0,8 ед. рНКС|.

Из всего комплекса агрохимических показателей для выявления эффективности ремедиационного воздействия мелиоративных добавок наибольшее значение имела сумма обменных оснований. Этот показатель объективно отражал их влияние на поглотительную способность почвы, которая служит определяющим фактором физико-химического поглощения тяжёлых металлов.

Почва опытного участка характеризовалась низкой суммой обменных оснований, которая в течение пяти лет

наблюдений изменялась незначительно и колебалась в абсолютном контроле от 8,6 до 10,0 ммоль/100 г почвы (табл. 1). Загрязнение кадмием не повлияло на величину этого показателя. Наибольшее действие на сумму обменных оснований, как и в случае с кислотностью, оказала известняковая мука, в первый год после применения которой отмечено ее резкое увеличение: доза 8 т/га - на 6,3 ммоль/100 г почвы; доза 12 т/га - на 8,2 ммоль/100 г почвы. Причем эффект сохранялся даже на пятый год после внесения. Это общеизвестное действие известняковой муки, которое отражено в большом количестве работ [7,8].

Статистически достоверное увеличение суммы обменных оснований, в большинстве случаев, обеспечило внесение в загрязнённую почву повышенных доз фосфоритной муки, что было связано с наличием в её составе кальция (химическая формула фосфоритной муки - Са5(РО4)^,ОН). При внесении 1,5 т/га этого мелиоранта сумма обменных оснований в первый год возрастала на 4,6 ммоль/100 г почвы. Со временем эффект от фосфоритной муки ослабевал, тем не менее, даже на пятый год он сохранялся на уровне 1,7 ммоль/100 г почвы. Существенно увеличивало сумму обменных оснований и внесение в загрязнённую почву цеолита. Его действие нарастало по годам. На пятый год исследований разница с контролем при дозе цеолита 100 т/га составила 3,7 ммоль/100 г почвы, при дозе 50 т/га - 2,5 ммоль/100 г. Положительное влияние цеолита обусловлено специфическим строением кристаллической решётки этого минерала, которая придает ему уникальные сорбционные свойства (100-120 ммоль/100 г). Действие торфа на сумму катионов оснований почвы оказалось менее выраженным и было не всегда статистически достоверным.

Для дерново-подзолистых почв особое значение имеет содержание органического вещества. Именно оно определяет уровень плодородия и способность почвы противостоять неблагоприятным изменениям окружающей среды, в том числе техногенному загрязнению тяжелыми металлами (буферную способность). В нашем опыте повышение буферной способности с помощью непосредственного внесения органического вещества

Таблица 2. Влияние мелиоративных добавок на содержание органического вещества, %

Сроки взятия образцов

17.08.11 21.08.12 16.08.13 18.08.14 26.08.15

Вариант содер- ± к кон- содер- ± к кон- содер- ± к кон- содер- ± к кон- содер- ± к кон-

жание тролю жание тролю жание тролю жание тролю жание тролю

Почва без загрязнения 1,57 - 1,72 - 1,88 - 1,97 - 1,74 -

Почва без мелиорантов

+ кадмий (контроль) 1,37 - 1,91 - 1,91 - 1,84 - 1,64 -

Фосфоритная мука:

1,0 т/га 1,60 0,23 1,72 -0,19 1,89 -0,02 2,02 0,18 1,68 0,04

1,5 т/га 1,82 0,45 2,23 0,32 1,92 0,01 2,19 0,35 1,75 0,11

Суперфосфат:

90 кг д.в./га 1,90 0,53 1,91 0 1,88 -0,03 2,09 0,25 1,84 0,20

120 кг д.в./га 1,82 0,45 1,94 0,03 1,94 0,03 2,11 0,27 1,68 0,04

Сульфид натрия:

90 кг д.в. (Б2-)/га 1,25 -0,12 2,04 0,13 1,93 0,02 2,14 0,30 1,69 0,05

120 кг д.в. (Б2-)/га 1,40 0,03 1,76 -0,15 1,88 -0,03 1,85 0,01 1,71 0,07

Известь:

8 т/га 1,18 -0,19 1,74 -0,17 1,97 0,06 1,86 0,02 1,72 0,08

12 т/га 1,62 0,25 1,85 -0,06 1,96 0,05 1,87 0,03 1,83 0,19

Торф:

50 т/га 2,06 0,69 2,15 0,24 2,10 0,19 2,17 0,33 2,15 0,51

100 т/га 2,42 1,05 2,41 0,50 2,17 0,26 2,60 0,76 2,26 0,62

Цеолит:

50 т/га 1,71 0,34 1,81 -0,10 1,96 0,05 2,12 0,28 1,81 0,17

100 т/га 1,71 0,34 2,20 0,29 1,98 0,07 1,88 0,04 1,75 0,11

НСР05 — 0,58 - 0,40 - 0,16 - 0,37 - 0,23

изучали на примере внесения высоких доз торфа. Результаты исследований подтвердили высокую эффективность этого агроприёма. Внесение в 2011 г. торфа в дозе 100 т/га обеспечило достоверное увеличение содержания органического вещества в почве в течение 5 лет исследований на 0,26-1,05%. Использование торфа в дозе 50 т/га повышало величину этого показателя на 0,19-0,69%, что было достоверным не во всех случаях (табл. 2). Из других мелиоративных добавок наибольшее влияние на содержание органического вещества оказало внесение суперфосфата, фосфоритной муки и цеолита, но они обусловливали его повышение, в большинстве случаев, только на уровне тенденции.

Обеспеченность подвижным фосфором в контрольном варианте в течение 5 лет наблюдений изменялось в пределах 25% и зависело от климатических условий вегетационного периода, возделываемой культуры и дозы фонового внесения удобрений (табл. 3).

Наибольшее влияние на содержание подвижного фосфора в загрязнённой почве оказало использование таких мелиорантов, как фосфоритная мука и суперфосфат. Внесение фосфоритной муки в дозе 1 т/га увеличило его количество в почве в 2,0-3,8 раза, 1,5 т/га -в 2,5-4,8 раза, причём в течение первых лет оно постепенно увеличивалось, а начиная с четвертого года, стало уменьшаться. Действие суперфосфата было выражено значительно слабее. При дозе 90 кг д.в./га содержание подвижного фосфора в почве достоверно возросло только в первый год исследований, затем увеличение отмечали лишь на уровне тенденции, причем по годам исследований разница с контролем уменьшалась. Доза внесения суперфосфата 120 кг д.в./га существенно повышала содержание подвижного фосфора в загрязнённой почве, причем, несмотря на постепенное уменьшение величина этого показателя, даже на пятый год исследований эффективность этого приема оставалась математически достоверной. Относительно короткий период последействия суперфосфата, по сравнению с фосфоритной мукой, можно объяснить его значительно большей растворимостью, что, в свою очередь, обусловливает повышенную интенсивность потребления растениями, а также

переход в почве в труднодоступные формы фосфатов алюминия и железа. В целом, несмотря на то, что последействие фосфорных удобрений длится больший период времени, чем у азотных и калийных, оно редко прослеживается дольше 2-4 лет [8].

Из других мелиоративных добавок заслуживает внимание цеолит в дозе 100 т/га, причём его наибольший положительный эффект проявился на третий год после внесения и составил 64% (превышение по сравнению с контролем). Доза цеолита 50 т/га тоже способствовала увеличению содержания подвижного фосфора в загрязнённой почве, но только на уровне положительной тенденции. Повышение количества фосфатов в почве при использовании этого мелиоранта объясняется его минералогическим составом, в котором в качестве примеси присутствовали фосфориты (до 5%).

Таблица 3. Влияние мелиоративных добавок на содержание подвижного фосфора в почве, мг/кг*

Вариант Год

2011\2012\2013\2014\2015

Почва без загрязнения 110 118 103 118 80

Почва + кадмий (контроль) 114 128 107 113 77

Фосфоритная мука:

1,0 т/га 342 258 407 387 207

1,5 т/га 362 322 509 499 330

Суперфосфат:

90 кг д.в./га 156 162 137 131 87

120 кг д.в./га 173 178 150 137 99

Сульфид натрия:

90 кг д.в. (Б2-)/га 137 125 133 120 73

120 кг д.в. (Б2-)/га 115 110 103 104 86

Известь:

8 т/га 119 118 104 99 89

12 т/га 125 145 109 103 78

Торф:

50 т/га 111 104 100 95 69

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

100 т/га 110 125 103 101 87

Цеолит:

50 т/га 127 133 132 125 90

100 т/га 150 140 175 157 98

НСР05 41 48 36 55 20

* Даты отбора образцов те же, что и для предыдущих показателей.

Таблица 4. Влияние мелиоративных добавок на содержание обменного калия в почве, мг/кг*

Вариант Год

2011\2012\2013\2014\2015

Почва без загрязнения 95 103 100 108 67

Почва + кадмий (контроль) 94 110 99 105 62

Фосфоритная мука:

1,0 т/га 97 115 96 104 71

1,5 т/га 96 106 98 108 74

Суперфосфат:

90 кг д.в./га 86 99 89 106 77

120 кг д.в./га 97 109 105 87 65

Сульфид натрия:

90 кг д.в. (Б2-)/га 99 99 92 103 76

120 кг д.в. (Б2-)/га 92 102 94 101 79

Известь:

8 т/га 98 103 95 106 77

12 т/га 93 97 96 99 60

Торф:

50 т/га 93 98 97 95 73

100 т/га 94 112 102 118 83

Цеолит:

50 т/га 110 124 140 146 129

100 т/га 129 134 159 168 163

НСР05 16 17 20 32 23

*Даты отбора образцов те же, что и для других показателей.

Единственной мелиоративной добавкой, стабильно увеличивавшей содержание обменного калия в почве в течение всего периода наблюдений, оказался цеолит

(табл. 4). Это связано с наличием в его составе достаточно большого количества калия (350 мг/кг минерала). Уже в первый год после внесения цеолита в дозе 50 т/га содержания обменного калия в почве достоверно повысилось на 17%, в дозе 100 т/га - на 37%. Необходимо отметить длительное последействие мелиоранта: на пятый год после внесения в дозе 50 т/га количество обменного калия в загрязнённой почве было больше на 108%, в дозе 100 т/га - на 163%.

Выводы. Все мелиоративные добавки оказали положительное воздействие на агрохимические показатели почвы, загрязнённой кадмием. Характер и параметры этого влияния определяли их химический состав, дозы и период прошедший после внесения.

Известняковая мука статистически достоверно снижала почвенную кислотность (на 0,6-1,8 ед. рНКС|) и увеличивала сумму обменных оснований (на 4,8-9,4 ммоль/100 г почвы), фосфоритная мука (в 2-5 раза) и суперфосфат (на 13-52%) повышали содержание в почве подвижного фосфора, цеолит - обменного калия (на 4-64%), торф -органического вещества (на 0,19-1,05%). Положительное действие этих мелиоративных добавок, особенно повышенных их доз, прослеживалось в течение 5 лет.

Положительное действие всех перечисленных мелиоративных добавок на агрохимические показатели позволяет рекомендовать их в качестве мелиорантов для ремедиации почв.

Литература.

1. Копцик Г.Н. Современные подходы к ремедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами (обзор литературы) // Почвоведение. 2014. № 7. С. 851-868.

2. Водяницкий Ю.Н., ЛадонинД.В., Савичев А.Т. Загрязнение почв тяжелыми металлами. М.: ГНУПочв.ин-тим. В. В. Докучаева РАСХН, 2012. 276 с.

3. Evaluation of the effectiveness of sepiolite, bentonite, and phosphate amendments on the stabilization remediation of cadmium-contaminated soils / S. Yuebing, S. Guohong, X. Yingming, L. Weitao // Journal of Environmental Management. 2015. V. 166. Рр. 204-210.

4. Безносов А.И., Башмаков Л.Б, Нелюбин В.Г. Содержание тяжелых металлов в пахотных почвах Удмуртской Республики: монография. Ижевск: Ижевская ГСХА, 2005.74 с.

5. Леднев А.В., Ложкин А.В. Эффективность различных мелиорантов по снижению степени подвижности тяжелых металлов в загрязненном агроземе //Доклады Россельхозакадемии. 2014. №2. С. 35-38.

6. Леднев А.В., Ложкин А.В., Пушкарёва И.Н. Реакция сельскохозяйственных культур, произрастающих на загрязнённых тяжёлыми металлами почвах, на внесение мелиорантов и удобрений //Достижения науки и техники АПК. 2015. № 6. С. 15-18.

7. Башков А.С. Повышение эффективности удобрений на дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья. Ижевск: ФГБНУ ВПО Ижевская ГСХА, 2013. 328 с.

8. Окорков В.В. Поглощающий комплекс и механизм известкования кислых почв: монография. Владимир: Изд-во ВООО ВОИ. 2004. 181 с.

9. Титова В.И., Шафронов О.Д., Варламов Л.Д. Фосфор в земледелии Нижегородской области. Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2005. 219 с.

INFLUENCE OF AMELIORATIVE ADDITIVES ON AGROCHEMICAL PROPERTIES OF AGRO-SOD-

PODZOL SOIL CONTAMINATED BY CADMIUM

A.V. Lednev, A.V. Lozhkyn

Udmurt Research Institute of Agriculture, ul. Lenina, 1, s. Pervomaiskii, Zav'yalovskii r-n, Udmurtskaya Respublika, 427007, Russian Federation

Summary. The article presents the results of five-year studies of chemical amelioration, which is one of the directions of remediation of agro-sod-podzol soils, contaminated by cadmium. The experiment was laid out in 2011 in the work-study unit "lyul'skoe", Votkinsk district, the Republic of Udmurtia, on the artificially contaminated by cadmium sulfate plot. The dose of cadmium sulfate was 5 mg/kg (a.s.), the level of contamination was high. Agrochemical characteristics of the arable layer of the soil were the following: pH(KCl) - 4.8; hydrolytic acidity - 3.3 mmol/100 g; S - 11,1 mmol/100 g; the content of mobile phosphorus- 103 mg/kg, of exchange potassium - 110 mg/kg, of humus - 1.8%. Different doses of fertilizers and ameliorants were studied as ameliorant additives: lime dust (8 and 12 t/ha) and phosphorite meal (1.0 and 1.5 t/ha), superphosphate (90 and 120 kg/ha), sodium sulfide (90 and 120 kg/ha), peat (50 and 100 t/ ha) and zeolite (50 and 100 t/ha). This article presents only their impact on agrochemical indicators of the contaminated soil. The nature and parameters of this effect were influenced by the chemical composition of ameliorative additives, the dose of their application and the period since the introduction. Lime dust had the most significant and prolonged positive impact on the soil, it significantly reduced the acidity of the contaminated soil (at 0.6-1.8 units pH(KCl)) and increased the amount of exchange bases (to 4.8-9.4 mmol/100 g). The application of phosphorite meal increased the content of mobile phosphorus in soil 2-5 times, of superphosphate - at 13-52%. Application of zeolite at the dose of 100 t/ha increased the amount of exchange bases in the soil by 0.6-3.7 mmol/100 g, the amount of exchange potassium - by 4-64%. Peat increased the organic matter content by 0.19-1.05%. The positive effect of these ameliorative additives, especially their increased doses, was registered for five years of observations. So, it is recommended to use the studied substances during soil remediation.

Keywords: remediation, heavy metals, cadmium, ameliorants, fertilizers, agrochemical indicators.

Author Details: A.V. Lednev, D. Sc. (Agr.), deputy director (e-mail: ugniish@yandex.ru), A.V. Lozhkyn, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow. For citation: Lednev A.V., Lozhkyn A.V. Influence of Ameliorative Additives on Agrochemical Properties of Agro-Sod-Podzol Soil Contaminated by Cadmium. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2016. V.30. No. 9. Pp. 84-87 (in Russ.).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.