CC BY
7
УДК 635.21 DOI: 10.52691/2500-2651-2023-95-1-27-32
ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ АГРОТЕХНИКИ НА УРОВЕНЬ НАКОПЛЕНИЕ 137Cs В ПРОДУКЦИИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КАРТОФЕЛЯ, ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ЛЮПИНА В РАЗЛИЧНЫХ ЗОНАХ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
137
Influence of Agricultural Techniques on the Level of Accumulation of Cs in Products
while Growing Potatoes, Cereals and Lupine in Different Zones of the Bryansk Region
Молявко А.А.1, д-р с.-х. наук, профессор, Марухленко А.В.1, канд. с.-х. наук, 1 2 Борисова Н.П. , канд. с.- х. наук, Белоус Н.М. , д-р с.-х. наук, профессор,
Ториков В.Е.2, д-р с.-х. наук, профессор Molyavko A.A.1, Marukhlenko A.V.1, Borisova N.P.1, Belous N.M.2, Torikov V.E.2
1ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха» 1Federal research center of potatoes named after A.G. Lorch 2ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Аннотация. Установлено, что в незагрязненной радионуклидами зоне (Брянская опытная станция по картофелю, с. Дарковичи, Брянский район, ныне - лаборатория клонального микроразмножения перспективных сортов ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха») уровень МЭД гамма-излучения в течение вегетации картофеля по вариантам варьировал от 8 до 12 мкР/час. При отвальной перепашке и безотвальном рыхлении зяби его уровень несколько возрастал при посадке по гребням. В загрязненной 137Cs зоне (ОХ «Волна революции», Новозыбковская государственная сельскохозяйственная опытная станция ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова) уровень МЭД гамма-излучения варьировал от 27 до 37 мкР/час. При отвальной перепашке и гладкой посадке его уровень на поверхности почвы повышался до 10 мкР/час, при безотвальном рыхлении - до 4 мкР/час по сравнению с посадкой по гребням. Под-
137
стилочный навоз в дозе 80 т/га в зернопропашном севообороте снижал накопление Cs в клубнях картофеля в 2,2 раза, а его последействие в зерне овса - в 1,3 раза, в зеленой массе люпина -в 1,4 раза. Только тройные дозы безподстилочного (93 т/га) и подстилочного навоза (120 т/га) достоверно снижали накопление 137Cs в клубнях картофеля. Последействие безподстилочного
137
навоза в тройной дозе достоверно снижало содержание Cs в зерне ячменя, а от последействия подстилочного навоза аналогичный эффект и от двойной и тройной доз навоза.
Abstract. It has been established that the level of gamma radiation EDR during the growing season potatoes according to the variants varied from 8 to 12 microR/h in the zone uncontaminated with radionuclides (the Bryansk experimental station of potatoes, the settlement of Darkovichi, the Bryansk region, now - the laboratory of clonal micropropagation of promising varieties of the Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Research Center of Potato named after A.G. Lorkh"). Its level slightly increased when planting along the ridges during moldboardplowing and non-moldboard
137
loosening of the ploughland. The level of gamma radiation DER variedfrom 27 to 37 ¡¡R/h in
the Cs-
contaminated zone (EF "Volna Revolyutsii", Novozybkov State Agricultural Experimental Station of allUnion SIA named after D.N. Pryanishnikov). Its level on the soil surface increased to 10 ¡¡R/hour with moldboard plowing and smooth planting and up to 4 ¡¡R/hour with non-moldboard loosening compared with planting along the ridges. Bedding manure at a dose of 80 t/ha in a grain-row crop rotation reduced the accumulation of 137Cs in potato tubers by 2.2 times, and its aftereffect in oat grain - by 1.3 times, in lupine green mass - by 1.4 times. Only triple doses of non-bedding (93 t/ha) and bedding manure (120 t/ha) significantly reduced the accumulation of 137Cs in potato tubers. The aftereffect of non-
137
bedding manure in a triple dose significantly reduced the content of Cs in barley grain, and the aftereffect of bedding manure had a similar effect on double and triple doses of manure.
Ключевые слова: картофель, радиоактивное загрязнение, уровень мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, дозы навоза.
Keywords: potatoes, radioactive contamination, the power level of the exposure dose of gamma radiation, manure doses.
Введение. Все живые существа на земле постоянно подвергаются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения за счет естественных и искусственных источников ионизирующих излучений. Природный радиационный фон формируется космическим излучением, обусловленным радионуклидами, образующимися в результате взаимодействия космического излучения с атомами азота, водорода и др. Из большого числа космоген-ных радионуклидов заметный вклад в дозу облучения вносят тритий, бериллий-7, углерод-14, натрий-22 и натрий-24. Основные радиоизотопы, вносящие дополнительный вклад в уровни естественного радиационного фона, это нуклиды радиоактивных семейств уран-235, уран-238 и торий-232, а также калий-40 и рубидий-87, находящиеся в земной коре и объектах внешней среды с момента образования Земли [1]. Катастрофа на Чернобыльской АЭС по Международной шкале событий на АЭС относится к самой высокой степени тяжести [2]. В результате катастрофы произошел выброс в окружающую среду около 1,9 ЭБк (без РБГ) радионуклидов. Они были выброшены на высоту до 7 км, что привело к распространению их на огромной территории [3]. К наиболее загрязненным регионам России относятся территории - Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей. В них 324,9 тыс. га сельскохозяйственных угодий имеют уровни загрязнения цезием-137 свыше 5 Ки/км [4]. В связи с этим возникла исключительно важная и актуальная проблема реабилитации радиационно загрязненных земель с целью продолжения ведения на них сельскохозяйственного производства и получения экологически чистой продукции [5]. После аварийного выброса на ЧАЭС значительная часть радиоактивных веществ аккумулировались в почвенном покрове и в настоящее время почва является основным источником поступления радионуклидов в продукцию. Как сложная многофазная система, почва оказывает значительное влияние на миграцию радионуклидов. С одной стороны, происходит их сорбция твердой фазой почвы, с другой - перераспределение в более глубокие слои. Скорость процессов зависит от механического состава, содержания органического вещества, емкости обмена и других. Радионуклиды стронций-90 и цезий-137, определяющие характер загрязнения, по-разному сорбируются почвами. Стронций-90 в основном закрепляется в почве по типу ионного обмена, цезий-137 - преимущественно необменного [6].
Среди приемов механической мелиорации загрязненных земель известен способ заделки поверхностного слоя почвы на глубину 50-80 см специальными плантажными плугами. Однако малая мощность гумусового горизонта, усиление степени оглеения и плотности сложения с глубиной и другие показатели почв, наряду с трудоемкостью плантажной вспашки, не позволяют масштабно проводить восстановление загрязненных территорий. Другие способы мелиорации загрязненных радионуклидами почв в процессе производства картофеля не изучались. Лишь в последнее время установили, что углубление вспашки дерново-подзолистой и светло-серой лесной почвы до 23-25 см с последующей трехлетней обработкой плоскорежущими орудиями, обеспечив четкую локализацию нуклидов в слое 20-30 см, все же не дает преимущества как в снижении мощности дозы излучения над поверхностью почвы, так и в ограничении накопления нуклидов в зерне озимой ржи относительно обычной вспашки на глубину 18-20 см. Вместе с тем исследования показали, что радикальное решение поставленной задачи может быть обеспечено путем сочетания глубокой отвальной вспашки и обработки почвы без оборота пласта. В первом случае используется возможность локализации загрязненной почвы внутри ее профиля, во втором - почвозащитные преимущества безотвальной обработки. Основной предпосылкой такого решения служат наблюдения на фонах без механической обработки почвы после аварии на АЭС. Максимальное сосредоточение радионуклидов было обнаружено в поверхностной части почвенного профиля. Так, в слое 0-10 см отмечено наличие цезия-137 до 79,4-82,7% от всей толщи загрязнения [7].
Материалы и методы исследований. Исследования проводили на Брянской опытной станции по картофелю (ныне лаборатория клонального микроразмножения перспективных сортов ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха»). Почва дерново-подзолистая супесчаная с содержанием гумуса (по Тюрину) - 1,0-1,1%, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 21,7-24,6 мг, обменного калия (по Масловой) - 10,3-11,8 мг на 100 г почвы, рНка 6,0-6,2. Аналогичные полевые опыты были организованы в ОХ «Волна революции»
Новозыбковской государственной сельскохозяйственной опытной станции ВНИУА им. Д.Н. Прянишникова в 1994-2001 гг. Почва дерново-подзолистая рыхло-песчаная на древнеаллюви-альной супеси с содержанием гумуса - 1,2-2,9%, подвижных форм фосфора и калия (по Кирса-
137
нову) 21,8-51,0 и 32,0-11,7 мг на 100 г соответственно. Плотность загрязнения почвы Cs во время проведения опытов колебалась в пределах 466-666 кБк/м2 (12,5-18,2 Ки/км2) [5].
Уровень мощности экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения определяли индикатором ионизирующего излучения «Белла», плотность загрязнения радиоцезием (удельная активность - Ки/км ) - в лабораториях Брянского Центра «Агрохимрадиология». Определение цезия-137 проводили на гамма-спектрометре «Гамма-1С». Повторность опытов четырех-
22
кратная, посевная площадь делянок 70 - 246,5 м , учетная 70 - 156 м . Учет урожая проводили сплошным поделяночным методом. Полученные результаты урожайности обрабатывали методом вариационной статистики [8].
Результаты исследований и их обсуждение. Экспериментальные исследования свидетельствуют, что в незагрязненной радионуклидами зоне (д. Дарковичи Брянского района) уровень мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в течение вегетации картофеля по вариантам опыта варьировал от 8 до 12 мкР/час. При этом показатели его уровня на фоне отвальной перепашки и безотвального рыхления зяби несколько увеличивались при посадке по предварительно сформированным гребням (табл. 1).
Таблица 1 - Уровень мощности экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения на поверхности почвы при различной ее обработке под картофель, мкР/час
Дата учета Отвальная перепашка Безотвальное рыхление
посадка
гладкая по гребням гладкая по гребням
Брянская опытная стация по картофелю, Брянский район
26.06 8 9 9 10
6.07 8 10 10 12
12.07 10 10 9 10
Среднее 8,7 9,3 9,3 10,3
ОХ «Волна революции», Новозыбковский район
1.07 37 27 34 31
8.07 35 30 34 30
15.07 34 31 33 33
22.07 36 32 35 34
5.08 35 32 33 33
17.08 34 32 34 34
25.08 36 33 34 33
16.09 33 33 34 32
22.09 37 31 33 32
Среднее 35 31 33 33
В ОХ «Волна революции» Новозыбковского района, где плотность загрязнения радиоцезием составляет 20,4 Ки/км , уровень мощности экспозиционной дозы гамма-излучения по вариантам варьировал от 27 до 37 мкР/час. При этом на фоне отвальной перепашки при гладкой посадке показатели уровня МЭД на поверхности почвы повышались до 10 мкР/час, на фоне безотвального рыхления - до 4 мкР/час по сравнению с посадкой по нарезанным гребням. Определенное преимущество глубокого безотвального рыхления почвы в зоне радиоактивного загрязнения несколько утрачивается. Нарезка гребней не способствует увеличению уровня МЭД гамма-излучения. Однако в радиационной зоне требуется минимализация обработки почвы, поскольку она способствует миграции радиоактивных веществ с пылетворным потоком, распространяя их на менее загрязненные участки.
Исследованиями также установлено, что применение подстилочного навоза в дозе 80 т/га в зернопропашном севообороте снижало накопление 137С в клубнях картофеля сорта Темп в 2,2 раза, а его последействие в зерне овса сорта Скакун - в 1,3 раза, в зеленой массе люпина сорта Брянский-123 - в 1,4 раза (табл. 2).
137
Таблица 2 - Влияние органических удобрений на накопление Сб в клубнях картофеля сорта Темп и в последействии в зерне овса сорта Скакун, в зеленой массе люпина сорта Брянский-123 (среднее за 1994-2001 гг.), Бк/кг
Фон Накопление Сб Снижение
Без навоза 86 -
Навоз - 80 т/га 40 46
Без навоза 116 -
Последействие навоза - 80 т/га (первая культура последействия овес) 82 34
Без навоза 1316 -
Последействие навоза - 80 т/га (вторая культура последействия люпин - зеленая масса) 886 430
Полученные результаты показывают, что при внесении только тройных доз без-подстилочного (93 т/га) и подстилочного навоза (120 т/га) были отмечены достоверные различия в снижении накопления 137Сб в клубнях картофеля (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние возрастающих доз безподстилочного и подстилочного навоза
137
на накопление в клубнях картофеля Сб (среднее за 1997-1999 гг.), Бк/кг
Безподстилочный Подстилочный
Дозы навоза средняя снижение средняя снижение
концентрация к контролю концентрация к контролю
Без навоза 65 - 65 -
Навоз одна доза 58 7 60 5
Навоз две дозы 56 9 59 6
Навоз три дозы 52 13 53 12
НСР05, Бк/кг 12 11
Примечание. Дозы безподстилочного навоза: 1 - 31 т/га, 2 - 62, 3 - 93 т/га. Дозы постилочного навоза: 1 - 40 т/га, 2 - 80, 3 - 120 т/га.
137
Заметный положительный эффект уменьшения содержания Сб наблюдается и в последействии органических удобрений. Так, последействие безподстилочного навоза в тройной дозе привело к достоверному снижению радиоцезия (11 Бк/кг, НСР05 - 8 Бк/кг) в зерне ячменя, а от последействия подстилочного навоза аналогичный эффект наблюдается как от двойной, так и тройной дозы навоза (15 и 16 Бк/кг).
Заключение. В результате экспериментального изучения на дерново-подзолистой супесчаной и песчаной почвах Брянской опытная станция по картофелю (с. Дарковичи, Брянский район) было установлено, что в незагрязненной радионуклидами зоне уровень мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в течение вегетации картофеля по вариантам опыта варьировал от 8 до 12 мкР/час. При этом показатели его уровня на фоне отвальной перепашки и безотвального рыхления зяби несколько увеличивались при посадке по предварительно сформированным гребням.
В загрязненной радиоцезием зоне (ОХ «Волна революции», Новозыбковская государственная сельскохозяйственная опытная станция ВНИУА им. Д.Н. Прянишникова) уровень мощности экспозиционной дозы гамма-излучения по вариантам варьировал от 27 до 37 мкР/час. При этом на фоне отвальной перепашки при гладкой посадке показатели уровня МЭД на поверхности почвы повышались до 10 мкР/час, на фоне безотвального рыхления -до 4 мкР/час по сравнению с посадкой по предварительно нарезанным гребням. Определен-
ное преимущество глубокого безотвального рыхления почвы в зоне радиоактивного загрязнения несколько утрачивалось.
Применение подстилочного навоза в дозе 80 т/га в зернопропашном севообороте сни-
137
жало накопление Cs в клубнях картофеля сорта Темп в 2,2 раза, а его последействие в зерне овса сорта Скакун - в 1,3 раза, в зеленой массе люпина сорта Брянский-123 - в 1,4 раза.
При внесении только тройных доз безподстилочного (93 т/га) и подстилочного навоза (120 т/га) были отмечены достоверные различия в снижении накопления 137Cs в клубнях картофеля. Последействие безподстилочного навоза в тройной дозе привело к достоверному снижению радиоцезия в зерне ячменя, а от последействия подстилочного навоза аналогичный эффект наблюдается как от двойной, так и тройной дозы навоза.
Библиографический список
1. Маркина З.Н., Курганов А.А., Воробъев Г.Т. Радиоактивное загрязнение продукции растениеводства Брянской области / Брянск. БСХА. 1997. 241 с.
2. Санжарова Н.И. Радиоэкологический мониторинг агроэкосистем и ведение сельского хозяйства в зоне воздействия атомных электростанций. Автореферат дисс. доктора биол. наук. ВНИИСХРАЭ. 1997. 52 с.
3. Израэль Ю.А., Квасникова Е.В., Казиров И.М., Фридман Ш.Д. Глобальное и региональное радиологическое загрязнение 137Cs европейской территории бывшего союза СССР // Метрология и гидрология. № 5. 1994. С. 5 - 9.
4. Воробъев Г.Т. Агрохимические основы реабилитации почв центра русской равнины, загрязненных радионуклидами. Автореферат дисс. доктора с.-х. наук. М. 1999. 122 с.
5. Белоус Н.М. Эффективность различных факторов по снижению накопления 137Cs в урожае сельскохозяйственных культур. В книге: Повышение плодородия, продуктивности дерново-подзолистых песчаных почв и реабилитация радиационно загрязненных сельскохозяйственных угодий (под ред. Н.М. Белоуса). М.: «Агроконсалт». 2002. С. 3 - 25.
6. Алексахин Р.М. Рекомендации по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения территории в результате аварии на Чернобыльской АЭС на период 1991-1995 гг. / М. 1991. 57 с.
7. Стрельченко В.П., Заика В.В. Как ограничить миграцию радионуклидов в зоне заражения Чернобыльской АЭС // Земледелие. № 5. 1992. С. 14 - 16.
8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд. доп. и перер. М.: Агропромиздат. 1985. 351с.
9. Картофель: биология и технологии возделывания / Н.М. Белоус, В.Е. Ториков, М.В. Котиков и др. Брянск: Изд-во Брянская ГСХА, 2010. 112 с.
10. Озимые зерновые культуры: биология и технологии возделывания: монография / Н.М. Белоус, В.Е. Ториков, Н.С. Шпилев и др. Брянск: Изд-во Брянская ГСХА, 2010. 138 с.
11. Ториков В.Е., Мельникова О.В. Производство продукции растениеводства. 3-е изд., стер. СПб.: Лань, 2019. 512 с.
12. Просянников Е.В., Малявко Г.П., Мамеев В.В. Современное состояние природных ресурсов растениеводства Брянской области // Агрохимический вестник. 2021. № 6. С. 45-49.
13. Пакшина С.М., Белоус Н.М. Биовынос цезия-137 из почвы продукцией растениеводства: монография. Брянск: Изд-во Брянский ГАУ, 2018. 125 с.
References
1. Markina Z.N., Kurganov A.A., Vorob"yev G.T. Radioaktivnoye zagryazneniye produktsii rasteniyevodstva Bryanskoy oblasti /Bryansk. BSKHA. 1997. 241 s.
2. Sanzharova N.I. Radioekologicheskiy monitoring agroekosistem i vedeniye sel'skogo kho-zyaystva v zone vozdeystviya atomnykh elektrostantsiy. Avtoreferat diss. doktora biol. nauk. VNIISKHRAE. 1997. 52 s.
3. Izrael' YU.A., Kvasnikova Ye.V., Kazirov I.M., Fridman SH.D. Global'noye i regio-nal'noye radiologicheskoye zagryazneniye 137Cs yevropeyskoy territorii byvshego soyuza SSSR // Metrologiya i gidrologiya. № 5. 1994. S. 5 - 9.
4. Vorob"yev G.T. Agrokhimicheskiye osnovy reabilitatsii pochv tsentra russkoy ravniny, zagryaznennykh radionuklidami. Avtoreferat diss. doktora s.-kh. nauk. M. 1999. 122 s.
137
5. Belous N.M. Effektivnost' razlichnykh faktorov po snizheniyu nakopleniya Cs v urozhaye sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. V knige: Povysheniye plodorodiya, produktivnosti dernovo-podzolistykh peschanykh pochv i reabilitatsiya radiatsionno zagryaznennykh sel'skokho-zyaystvennykh ugodiy (pod red. N.M. Belousa). M.: «Agrokonsalt». 2002. S. 3 - 25.
6. Aleksakhin R.M. Rekomendatsii po vedeniyu sel'skogo khozyaystva v usloviyakh radio-aktivnogo zagryazneniya territorii v rezul'tate avarii na Chernobyl'skoy AES na period 1991-1995 gg. / M. 1991. 57 s.
7. Strel'chenko V.P., Zaika V.V. Kak ogranichit' migratsiyu radionuklidov v zone za-razheniya Chernobyl'skoy AES // Zemledeliye. № 5. 1992. S. 14 - 16.
8. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'ta-tov issledovaniy). 5-ye izd. dop. i perer. M.: Agropromizdat. 1985. 351s.
9. Kartofel': biologiya i tekhnologii vozdelyvaniya / N.M. Belous, V. Ye. Torikov, M.V. Kotik-ov i dr. Bryansk: Izd-vo Bryanskaya GSKHA, 2010. 112 s.
10. Ozimyye zernovyye kul'tury: biologiya i tekhnologii vozdelyvaniya: monografiya / N.M. Belous, V.Ye. Torikov, N.S. Shpilev i dr. Bryansk: Izd-vo Bryanskaya GSKHA, 2010. 138 s.
11. Torikov V.Ye., Mel'nikova O.V. Proizvodstvoproduktsii rasteniyevodstva. 3-ye izd., ster. SPb.: Lan', 2019. 512 s.
12. Prosyannikov Ye.V., Malyavko G.P., Mameyev V.V. Sovremennoye sostoyaniye prirod-nykh resursov rasteniyevodstva Bryanskoy oblasti //Agrokhimicheskiy vestnik. 2021. № 6. S. 45-49.
13. Pakshina S.M., Belous N.M. Biovynos tseziya-137 iz pochvy produktsiyey rasteniyevodstva: monografiya. Bryansk: Izd-vo Bryanskiy GAU, 2018. 125 s.
УДК 635.21 DOI: 10.52691/2500-2651-2023-95-1-32-36
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФИТОБИОРЕГУЛЯТОРА ФУМАР
НА ПОСАДКАХ КАРТОФЕЛЯ
Efficiency of Application of Phytobioregulator Fumar on Potato Plantings
Молявко А.А.1, д-р с.-х. наук, профессор, Марухленко А.В.1, канд. с.-х. наук, Борисова Н.П.1, канд. с.-х. наук, Ториков В.Е.2, д-р с.-х. наук, профессор
/ 117
MolyavkoA.A.1, MarukhlenkoA.V.1, BorisovaN.P.1, Torikov V.E.2
1ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха» 1Federal research center of potatoes named after A. G. Lorch ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 2Bryansk State Agrarian University
Аннотация. Экспериментальными исследованиями установлено, что наибольшую урожайность клубней картофеля сорта Невский - 257-262 ц/га получены при некорневом применении фитобиорегулятора Фумар в дозах 1,0 мг/л и 0,1 мг/л. При обработке Фумаром посадочных клубней в дозировке 10 мг/л достоверной оказалась прибавка урожайности кар-
