CC BY
21
УДК 631.417.8
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ
Н.Г. Гайдукова, к.х.н., Н.А. Кошеленко, к.с.-х.н., И.И. Сидорова, к.б.н., И.В. Шабанова, к.х.н.
Кубанский государственный аграрный университет, e-mail: [email protected]
Применение минеральных и органических удобрений не вызывает загрязнения пахотного слоя чернозема выщелоченного соединениями свинца и кадмия, но способствует повышению степени подвижности кадмия в почве и накоплению его в выращиваемой зерновой продукции.
Ключевые слова: минеральные и органические удобрения, почвенные факторы, свинец, кадмий, озимая пшеница.
INFLUENCE OF DIFFERENT FACTORS ON CONCENTRATION OF TOXIC ELEMENTS IN LEACHED
CHERNOZEM SOIL N.G. Gaydukova, N.A. Koshelenko, I.I. Sidorova, I.V. Shabanova
Application of mineral and organic fertilizers don't pollute arable layer of leached chernozem soil by lead and cadmium compounds, but lead to increase of cadmium mobility in soil and accumulation in cultivation green production.
Keywords: mineral and organic fertilizers, soil factors, lead, cadmium, winter wheat.
Получение высоких урожаев возможно лишь при условии систематического применения минеральных и органических удобрений. В многочисленных исследованиях нашло свое отражение их положительное воздействие на накопление легкодоступных для растений основных элементов питания [1, 2]. Однако при длительном внесении в почву удобрений могут проявляться и негативные явления: изменение кислотности почвы, минералогического состава, емкости поглощения, снижение подвижности фосфатов, накопление тяжелых металлов в пахотном слое почвы. Воздействие вносимых в почву удобрений на ее свойства зависит от типа почвы, конкретных условий проведения опыта [1, 3, 4].
Основной задачей наших исследований было изучение влияния различных доз удобрений на содержание основных элементов питания и кислотность пахотного слоя чернозема выщелоченного Западного Предкавказья, а также на накопление в почве свинца и кадмия.
Работу выполняли в рамках агроэкологического мониторинга, проводимого в Кубанском ГАУ с 1993 г. [3]. Многофакторный стационарный опыт был заложен на черноземе выщелоченном в учхозе «Кубань». В 2007-2008 гг. при возделывании озимой пшеницы изучены 7 вариантов опыта: 000 - контроль; 111 -N^0^0, 200 т/га (беспестицидная), 020 - Nl2oP6oK4o; 200 - 400 т/га полуперепревшего навоза; 220 - совместное применение минеральных и органических удобрений; 222 - минеральные, органические удобрения и гербициды (экологически допустимая технология); 333
- 600 т/га полуперепревшего навоза и гер-
бициды, фунгициды, инсектициды (интенсивная технология). В качестве азотных удобрений использовали аммиачную селитру под основную обработку почвы, а фосфорных - простой суперфосфат. Навоз вносили 1 раз на всю ротацию 11-польного зернотравяно-пропашного севооборота под кукурузу на зерно.
Содержание тяжелых металлов определяли по методикам: кислоторастворимые формы - РД 52.18.191-89; подвижные - РД 52.18.289-90. Подвижный фосфор и калий - по методу Чирикова; нитраты, обменный аммоний и рН - по методу ЦИНАО.
Данные таблицы 1 позволяют сделать следующие выводы: а) внесение повышенных доз минеральных и органических удобрений (варианты 222, 333) вызывает снижение содержания подвижного фосфора в пахотном слое; б) содержание минерального азота возрастает с увеличением доз удобрений; в) значительно возрастает содержание подвижного калия в вариантах 222 и 333; г) активная кислотность снижается в условиях интенсивной технологии (вариант 333).
Статистическая обработка данных не выявила существенного влияния вариантов опыта на содержание ки-слоторастворимых и подвижных форм свинца и кадмия в пахотном слое чернозема выщелоченного, их количество зависело от почвенных факторов: кислотности, содержания фосфатов, гумуса, ОВП, гранулометрического состава, емкости катионного обмена (табл. 2).
1. Агрохимические показатели содержания основных элементов питания (мг/100 г почвы) и кислотности в пахотном слое чернозема выщелоченного Западного Предкавказья
Вариант P2O5 N (NH4 + NO3) K2O pHH2O pHKCl
000 13,8 2,8 18,3 6,32 5,12
111 15,4 3,1 31,0 6,17 5,28
020 24,0 9,4 26,85 6,22 5,35
200 29,2 7,4 31,8 6,72 5,65
220 22,8 6,3 29,6 6,62 5,60
222 16,35 9,6 44,2 6,65 5,65
333 16,4 10,7 48,5 7,08 5,90
2. Содержание кислоторастворимых (Кф) и подвижных (Пф) форм свинца и кадмия
Вариант Свинец Кадмий
Кф Пф Зерно Кф Пф Зерно
000 15,07 0,68 0,33 0,098 0,033 0,096
111 14,79 0,71 0,36 0,102 0,033 0,093
020 15,41 0,63 0,22 0,101 0,034 0,152
200 14,94 0,69 0,28 0,099 0,032 0,137
220 15,43 0,73 0,20 0,100 0,034 0,112
222 15,10 0,59 0,26 0,098 0,031 0,142
333 14,53 0,70 0,26 0,097 0,035 0,116
НСР05 1,21 0,06 0,12 0,007 0,003 0,041
ПДК 20,0 6,0 0,3 3,0 0,2 0,1
3. Влияние различных факторов на содержание свинца и кадмия
в пахотном слое выщелоченного чернозема, мг/кг
Фактор Показатель влияния Свинец Кадмий
Кф Пф Кф Пф
Удобрения Коэффициент корреляции 0,92 0,98 -0,98 -0,49
Доля влияния, % 84,8 95,7 96,6 24,6
Почва Коэффициент корреляции 0,70 0,86 -0,90 -0,98
Доля влияния, % 60,8 73,6 81,4 95,2
Содержание подвижных форм кадмия и свинца возрастает с увеличением накопления подвижного К2О до 27-30 мг/100 г почвы и подвижного фосфора до 16-23 мг/100 г почвы. Дадьнейшее повышение содержания подвижного фосфора способствует снижению подвижности кадмия.
Содержание кадмия в зерне больше ПДК обнаружено при использовании высоких доз минеральных удобрений (020), навоза (200) и совместном применении минеральных удобрений, навоза и гербицидов (222 и 333). Содержание свинца в зерне снижается с внесением повышенных доз удобрений и навоза. Превышение ПДК по свинцу в зерне наблюдается на контрольном варианте и при низких дозах удобрений (111).
Суммарное влияние почвенных факторов и вносимых удобрений на содержание свинца и кадмия в почве было выявлено при обработке результатов исследований методом множественной регрессии [4].
Анализ данных таблицы 3 показывает различную зависимость содержания свинца и кадмия от вносимых удобрений и почвенных факторов: а) увеличение доз вносимых удобрений способствует накоплению кисло-торастворимых и подвижных форм свинца; почвенные факторы влияют на содержание свинца в меньшей сте-
пени, но и в этом случае связь прямая; б) коэффициенты корреляции содержания кадмия в пахотном слое от применяемых удобрений и почвенных факторов имеют отрицательное значение, что указывает на обратную зависимость: увеличение доз удобрений способствует снижению кислоторастворимых форм кадмия в большей степени, чем подвижных, что объясняется высокой подвижностью соединений кадмия, особенно при внесении больших доз азотных удобрений.
Выводы.
1. Повышенные дозы минеральных и органических удобрений вызывают снижение содержания подвижных форм фосфора, накопление подвижных форм азота, калия, снижение активной кислотности в пахотном слое чернозема выщелоченного Западного Предкавказья.
2. Содержание кислоторастворимых и подвижных форм свинца и кадмия в пахотном слое чернозема выщелоченного увеличивается на 7-10%, но остается ниже ПДК.
3. Интенсификация земледелия не вызывает загрязнения пахотного слоя почвы соединениями кадмия и свинца, но способствует увеличению подвижности кадмия, что может приводить к избыточному его накоплению растениями.
Литература
1. Лучицкая О.А., Личко В.И. Влияние длительного применения удобрений на содержание тяжелых металлов и кадмия в серой лесной почве // Агрохимия, 2005, № 10. - С. 31-34.
2. Платонычева Ю.Н., Полякова Н.В., Володина Е.Н. Значение удобрений в повышении урожайности зерновых культур и оптимизации плодородия серых лесных почв // Агрохимический вестник, 2009, № 2. - С. 24-26.
3. Байбеков Р.Ф. Агроэкологическое состояние почв при длительном применении удобрений. - М.: ЦИНАО, 2003.
4. Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края. Под ред. И.Т. Трубилина, Н.Г. Малюги -Краснодар: Агрохимполиграфист, 1997. - С. 68-87.
4. Боровиков B.C. 8ТЛТ18Т1СА - Искусство анализа данных на компьютере. - С.-Петербург: Питер. 2003.
