CC BY
0
АГРОЭКОЛОГИЯ
УДК 546.36/.79:631.41.95:633.16 DOI: 10.24412/1029-2551-2024-5-006
ВЛИЯНИЕ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ НА КОРНЕВОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ 137Cs ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЯЧМЕНЯ В КОНТРОЛИРУЕМЫХ УСЛОВИЯХ
Л.Н. Анисимова, к.б.н., М.В. Мезина, к.б.н., В.С. Анисимов, к.б.н., С.В. Фесенко, д.б.н., Д.В. Крыленкин, С.В. Коровин, Ю.Н. Корнеев, Н.В. Новикова
Всероссийский НИИ радиологии и агроэкологии НИЦ «Курчатовский институт»,
e-mail: lanisimovan@list.ru
В контролируемых условиях вегетационного эксперимента изучено влияние влажности дерново-подзолистой почвы с внесенным техногенным радионуклидом 137Cs на его корневое поглощение растениями. Показан эффект биологического разбавления радионуклида, связанный с изменением биомассы ячменя в различных вариантах опыта. Вынос цезия растениями, выращенными на сухой и влажной почвах, различался в 1,2 раза, при этом концентрация 137Cs в ячмене изменялась в 1,65 раз. Установлено, что при увеличении среднесуточной влажности почвы в вегетационных сосудах с 6,7 до 13,3% масс. (или с 25 до 49% ПВ) существенно снижалась концентрация радионуклида в почвенном растворе. Также отмечалась тенденция к уменьшению содержания цезия в обменной форме (43,2-35,7%).
Ключевые слова: цезий, удельная активность, почвенный раствор, накопление радионуклидов, почвенно-поглощающий комплекс, ячмень, влажность почвы.
EFFECT OF MOISTURE CONTENT OF SOIL ON ROOT UPTAKE OF 137Cs BY BARLEY
UNDER CONTROLLED CONDITIONS
Ph.D. L.N. Anisimova, Ph.D. M.V. Mezina, Ph.D. V.S. Anisimov, Dr.Sci. S.V. Fesenko, D.V. Krylenkin, S.V. Korovin, Yu.N. Korneev, N.V. Novikova
Russian Institute of Radiology and Agroecology of National Research Centre «Kurchatov Institute»,
e-mail: lanisimovan@list.ru
Under controlled conditions of a vegetation experiment, the effect of moisture in soddy-podzolic soil with introduced technogenic radionuclide 137Cs on its root uptake by plants was studied. The effect of biological dilution of radionuclide associated with changes in barley biomass in various experimental variants is shown. The removal of caesium by plants grown on dry and moist soils differed by 1.2 times, while the concentration of 137Cs in barley varied by 1.65 times. It was found that with an increase in the average daily soil moisture in vegetation vessels from 6.7 to 13.3% by weight (or from 25 to 49% FWC), the concentration of radionuclide in the soil solution significantly decreased. There was also a trend to reduce the content of caesium in the exchangeable form (43.2-35.7%).
Keywords: caesium, mass activity concentration, soil solution, accumulation of radionuclides, soil-absorbing complex, barley, soil moisture.
Исследование вклада в накопление радионуклидов и тяжелых металлов такого фактора, как влажность почвы, в данный момент становится одной из актуальных задач радиоэкологии. Несмотря на большое количество работ, посвященных влиянию различных свойств почв, агротехнических и агрохимических мероприятий на миграцию радионуклидов (включая такие опасные техногенные радионуклиды, как 9^г, 13^, 239,240Pu и др.) в звене «почва - сельскохозяйственное растение», проблеме, связанной с фактором влажности минеральных почв (ввиду нецелесообразности регулирования количества осадков в естественных условиях в мес-
тах значимых радиационных аварий: ВУРС, ЧАЭС, Фукусима Дайити) до последнего времени уделялось мало внимания. Лишь в последнее время появился ряд работ, в которых исследуется отдельная роль фактора влажности в регулировании корневого поглощения радионуклидов растениями [1-3]. Кроме того в аридных регионах регулирование влажности почв путем ирригации имеет принципиальное значение. Соответственно могут возникнуть потенциальные проблемы, связанные с изменением подвижности и биологической доступности радионуклидов в условиях изменяющейся влажности почв.
Цель исследования - изучение закономерностей корневого поглощения 137Cs при изменяющейся влажности почвы, загрязненной этим радионуклидом, в вегетационном эксперименте с выращиванием ячменя в контролируемых условиях.
Материалы и методы. Предметом исследований было выявление закономерностей, связывающих влажность почвы с подвижностью и биологической доступностью радионуклида 137Cs. Объектами исследования служили яровой ячмень (Hordeum vulgare L.) сорта Зазерский 85 и дерново-подзолистая супесчаная окультуренная почва (ПД). Физические и химические показатели почвы (табл. 1) определяли общепринятыми методами [4, 5].
Гранулометрический состав почв определяли седиментационным методом на приборе марки SediGraph III 5120 (Particle Size Analysis System). Предварительно образец подвергали диспергированию ультразвуковым диспергатором мощностью 120 Вт в 50 мл диспергирующей жидкости (1% раствор пирофосфата натрия Na4P2O7) в течение 10 мин. Рабочий радиоактивный раствор 137Cs (T1/2 = 30,08 лет) готовили из образцового раствора радионуклида 137Cs производства ВО «ИЗОТОП».
Общая активность приготовленного рабочего раствора составляла на момент начала эксперимента 285000 Бк. После внесения рабочего раствора 137Cs в суспензию исследуемой почвы (m сухой почвы = 15 кг) при тщательном перемешивании почву высушивали до воздушно-сухого состояния, повторно увлажняли до состояния суспензии средней густоты, тщательно перемешивали и высушивали до состояния «физической спелости». Далее почву просеивали через сито с отверстиями 3 мм и переносили в вегетационные сосуды. В итоге каждый сосуд содержал 1 кг почвы (в пересчете на абсолютно-сухую массу) с удельной активностью по 137Cs 19200±800 Бк/кг. Общее количество вариантов в опыте 5 по 3 сосуда в каждом (рис. 1).
Спустя 1 месяц после внесения 137Cs в почву (инкубация) в вегетационные сосуды высаживали трехдневные проростки ячменя в количестве 18 шт/сосуд. Растения выращивали в климатической камере при Нвозд. = 50 ± 10%, t = 27 ± 3°C. Влажность почвы в сосудах контролировали по весу, ежедневно доливая дистиллированную воду в сосуды до значений, соответствующих W = 35, 42, 49, 57 и 65% от полной влагоемкости почвы (ПВ). Затем растения срезали (на высоте 1 см от почвы), снимали морфометрические показатели (среднюю высоту, сырую и сухую массу 1 растения) и опре-
137 137
деляли в них удельную активность 137Cs (Am 137Cs) методом гамма-спектрометрии.
Почву в вегетационных сосудах после уборки растений доводили водой до контролируемой массы, накрывали крышками и оставляли на сутки в климатической камере для уравновешивания. Далее отби-
рали влажную почву в центрифужные пробирки из тефлона со вставками, имеющими перфорированное дно (рис. 2а) и отжимали почвенные растворы в течение 45 мин. Величина относительной центробежной силы RCF (Relative Centrifuge Force) составляла 4000g. После извлечения из почвы центрифужные почвенные растворы (ЦПР) были пропущены через мембранные фильтры с диаметром пор 0,45 мкм, помещенные в шприцевой фильтродержатель (рис. 2а).
В полученных ЦПР определяли объемную актив-
1 'ХН 1
ность Cs (Av Cs), а также содержание катионов элементов питания K, Ca, Mg и Na. Из оставшейся после центрифугирования частично обезвоженной почвы отбирали навески для определения влажности и содержания обменной (доступной растениям) формы радионуклида 137Cs, а также калия, кальция, магния и натрия. Обменные формы элементов извлекали с помощью четырехкратной последовательной экстракции 1 M CH3COONH4, pH 4,8 (ацетатно-аммонийного буфера - ААБ) с помощью центрифугирования до отрицательной реакции на Ca2+ после предварительного встряхивания суспензии почва -ААБ в течение 1 часа (т : ж = 1 : 5). Определение Av 137Cs в почвенных растворах, Am 137Cs в почвах и растениях проводили с помощью метода у-спектрометрии на гамма-спектрометре Гамма-1П с полупроводниковым детектором из особо чистого
Рис. 1. Варианты вегетационного опыта по изучению влияния влажности почвы на подвижность и доступность растениям радионуклида 137Сз
1. Основные характеристики дерново-подзолистой почвы (среднее значение ± _стандартное отклонение)_
Показатель Значение
РНКС1 5,05±0,01
рНн20 6,04±0,01
Гумус, % 1,67 ±0,03
Физическая глина (< 0,01 мм), % 18,39
Илистая фракция (< 2 мкм), % 8,75
Гидролитическая кислотность (Нг), смоль(экв)/кг 1,89±0,02
Сумма обменных оснований (Б), смоль(экв)/кг 5,3±0,1
Обменный К20 (по Масловой), мг/кг 77,7±1,3
Подвижный Р205 (по Кирсанову), мг/кг 126,9±1,9
германия с относительной эффективностью регистрации 35%. Содержание K, Na, Ca и Mg в почвенных растворах и вытяжках ААБ определяли методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP AES Varian Liberty II).
Результаты. Основные физико-химические характеристики исследуемой дерново-подзолистой почвы приведены в таблице 1. Почва может быть охарактеризована как среднегумусная, слабокислая, с повышенным содержанием подвижного фосфора и низким содержанием обменного калия.
Средняя влажность почвы для 5 вариантов опыта в течение периода вегетации растений (26 сут.) составляла, соответственно: 6,7, 8,3, 9,6, 11,3 и 13,3 масс.%, или 25, 30, 35, 42 и 49% ПВ (рис. 2 б). Установленная зависимость между содержанием влаги в почве, выраженным в виде массовой доли (в пересчете на абсолютно-сухую массу почву) и в виде доли от полной влагоемкости почвы (ПВ), представлена на рисунке 2в и может быть описана линейным уравнением: W(%nB) = 3,68 х W(% масс.). Кроме того, с использованием метода почвенных миниатюр [6] была определена влажность устойчивого завядания почв - ВЗ (рис. 2г), она оказалась равной 5,31 + 1,01 масс.%.
Изменение кислотно-основного состояния почвы. Растения в процессе вегетации активно выделяют в
80 г
" 20
W{%nB) = 3,68*W(%Macc.)
10
W почвы, % (масс.)
■ W(%Macc.)-W(%nB)
15
20
почву в процессе дыхания углекислыи газ, а также органические кислоты и катионы Ы+, что может привести к подкислению почвы. При этом с ростом надземноИ и подземноИ биомассы растений логично ожидать интенсификации данного процесса. Поэтому была поставлена задача: выяснить возможное подкисление исследуемой дерново-подзолистой супесчаной почвы продуктами жизнедеятельности растений в зависимости от ее влажности. Для этого после окончания вегетационного эксперимента и уборки растений в исследуемых вариантах определили показатели актуальной, потенциальной и гидролитической кислотности: рНШо, pHKCl, Hг. По результатам таблицы 2 показатели кислотности дерново-подзолистой почвы разных вариантов практически не различались. Таким образом, можно утверждать, что снижение накопления 137Cs растениями ячменя при возрастании средней влажности почв в вариантах опыта не связано с изменением кислотно-основного статуса почв.
Содержание 137Cs в доступных растениям формах в почве (водорастворимой и обменной). Поскольку растения поглощали элементы питания, а также радионуклиды в ионном виде из фазы почвенного раствора, необходимо было оценить концентрацию калия и радиоцезия в квазиравновесных почвенных растворах в различных
—W псмвы (среднее)-6.74% -*-W псмвы (среднее}-8.27% -^W почвы (среднее)=9.5б% -*-W почвы (среднее)=11.29% -^W псмвы (среднее)=13.29
б
в
Рис. 2. Приспособления для извлечения центрифужных почвенных растворов (а); изменение средней влажности почвы для различных вариантов, масс. % (б); зависимость между содержанием влаги в почве, выраженным в виде массовой доли (в пересчете на абсолютно-сухую массу почву) и в виде доли от полной влагоемкости почвы (ПВ) (в); определение влажности устойчивого завядания растений (ВЗ) методом миниатюр (г)
а
г
2. Показатели актуальной, потенциальной и гидролитической кислотности, установленные
различных вариантах. Установлено, что объемная
1 1 ЪН
активность С8 (Ау 13'С8) почвенных растворах снижалась с 25 до 8 Бк/дм3 с увеличением влажности почвы, а значения коэффициентов распределения радиоцезия между твердой и жидкой (почвенным раствором) фазами почвы: К = Лт137С8(почва)/Ау137С8(почвенный раствор), наоборот, увеличивались с 800 до 2400 дм3/кг (рис. 3а и 3б). Также отмечалась тенденция к снижению содержания цезия в обменной форме, при этом концентрация радионуклида в почвенном растворе снижалась достоверно (рис. 3в).
Влияние влажности почвы на биомассу ячменя. При увеличении среднесуточной влажности почвы в вегетационных сосудах с 25 до 49% ПВ (полной вла-гоемкости) наблюдалась следующая закономерность: растения, лучше обеспеченные влагой, по морфомет-рическим показателям (средняя высота, биомасса в пересчете на одно растение) превосходили растения, выращенные в более засушливых условиях. Если
масса сухая в среднем на вариант при влажности почвы 35% составила приблизительно 0,090 г, то такой же показатель для влажности 65% был равен уже 0,178 г. Различия по массе составляли 2,15 раз (рис. 4а, 4б).
Влияние влажности почвы на накопление 137Cs в надземной биомассе ячменя. Эффект возрастающей влажности почв оказался значительным и достоверным: с увеличением средней влажности почв в вариантах наблюдалось серьезное снижение накопления радионуклида в вегетативной массе ячменя. Общее снижение удельной активности 137Сз в растениях составило 1,65 раза. Также уменьшались и величины коэффициентов накопления цезия надземными частями ячменя (КН = Ат137С8(растение)/Ат137С8(почва): 0,78±0,12 до 0,47±0,01 (рис. 5). Это связано с резким снижением объемной активности 137Сз в почвенном растворе в условиях лучшей влаго-обеспеченности почв. В результате, если скорость массового переноса 137Сз с конвективным потоком влаги в корни растений ниже скорости десорбции радионуклида из специфических сорбционных участков ППК (где главным образом ионы цезия и закрепляются), будет наблюдаться снижение удельной активности 137Сз в надземных частях тест-растений. Что и было обнаружено в опыте.
Оценка конкурирующего влияния ионов калия на корневое поглощение 137Cs ячменем. Основным конкурирующим ионом при корневом поглощении 137С8 растениями служит К+ - важный элемент,
для разных вариантов исследуемой почвы
Вариант Wпочвы, (средняя), масс.% W почвы (средняя), % ПВ рНН20 РНКС1 Нг, смоль(+)/
кг
Пд-35 6,74±0,55 24,8±2,0 5,69±0,03 4,51±0,01 1,58±0,02
Пд-42 8,27±0,67 30,4±2,5 5,50±0,03 4,42±0,01 1,53±0,06
Пд-49 9,56±0,68 35,1±2,5 5,56±0,01 4,41±0,01 1,58±0,12
Пд-57 11,3±1,0 41,5±3,6 5,62±0,02 4,50±0,00 1,58±0,01
Пд-65 13,3±1,0 48,8±3,7 5,63±0,01 4,47±0,01 1,66±0,10
1. ш '
40
35 30
¿20
"> 15 «
10 5 0
8 10 12 W почвы,% (масс.)
ОСэ-137 ЦПР
3500 3000 £ 2500
|гооо
(Я
У 1500 ¥1000 500 о
} {
8 10 12 V/ почвы,% (масс.)
О СЕ-137 (ЦПР)
14
16
100.0
80.0
60.0
40.0
2 Ю
О
20.0
0.0
8.27 9.56 11.29
\Л/ почвы,% (масс,)
б
Рис. 3. Зависимость между средней влажностью почвы (% масс.) и значениями объемной
137
активности Сз в центрифужном почвенном растворе (Лу 137Сз), (а); коэффициентов распределения радиоцезия между твердой фазой почвы и почвенным
раствором (К 137Сз), (б); содержания обменной формы 137Сз в почве (в %-х от общего количества радионуклида), (в)
а
в
присутствующий в почвах в макроколичествах [7]. То есть, при повышении количества калия в доступных растениям формах в почве (прежде всего обменной), загрязненной 137Cs, должно наблюдаться и увеличение концентрации ионов K+ в почвенном растворе и, как следствие, снижение поглощения из него радиоцезия корнями растений. На этом основан один из важнейших агрохимических приемов по снижению накопления 137Cs в хозяйственно ценных частях культурных растений, выращиваемых на загрязненных этим радионуклидом территориях - внесение повышенных доз калийных удобрений [7-9].
Для оценки степени доступности содержащегося в почвах калия растениям Ф. Бекетт [10, 11] в свое время предложил использовать величину адсорбционного отношения AR (Adsorption Ratio). Этот интенсивный показатель, который для калия обозначается как PAR (Potassium Adsorption Ratio), и определяемый на основании анализа равновесных почвенных растворов, учитывает не только количество содержащегося в почве обменного калия, но и количество обменных кальция и магния, превалирующих в ППК, а также энергию связи катионов с сорбционными участками ППК. В формальном виде он представляет собой под-логарифмическое выражение в уравнении калийного (изобарно-изотермического) потенциала (по Вудруффу), или свободной энергии Гиббса реакции катионного обмена ионов K+, находящихся в почвенном растворе, на наиболее распространенные в почвах ионы Ca2+ и Mg2+, присутствующие в ППК [4, 12]:
AG = RTln(aK+/^aCa2+ + аМд 2+), (1) где: R - газовая постоянная, равная 1,987 кал/моль-град; T - абсолютная температура, PAR = {ак+ /^аСа2+ + аМд2+) - отношение активностей элементов в равновесном растворе. AG -«относительная мера химического потенциала ка-
лия в почве к суммарному химическому потенциалу кальция и магния» [12].
Ф. Бекетт показал, что при условии аСа2+ + амд2+ = const, ак+ /^аСа2+ + аМд2+ не зависит от
аСа2+ тг
отношения-. Кроме того, отношение активно-
аМд2 +
стей ионов и, следовательно, ^-потенциал почв незначительно изменяются при разбавлении почвенных суспензий. Экспериментально показано [13], что в равновесных растворах почв, не содержащих труднорастворимых солей кальция, соотношение активностей обменивающихся ионов AR практически не изменяется с ростом их общей концентрации вплоть до Собщ. = 1/12 М. Поэтому калийный потенциал служит более устойчивой характеристикой состояния калия в почве, чем активность его ионов. Активность ионов K+, Na+, Ca2+ и Mg2+ рассчитывали на основании величин концентраций соответствующих ионов в почве (табл. 1). Концентрацию катионов предварительно выражали в моль/дм3 (M) и рассчитывали ионную силу (I) почвенных растворов по формуле:
Z^KQZf), (2)
где: С - концентрация одного из ионов, определяющих ионную силу раствора; Zi - квадрат его заряда. В качестве противоиона рассматривали анионы гидрокарбоната и хлора, превалирующие в незасоленных почвах. Далее рассчитывали коэффициенты
активности (fMe+, fMe2+) для одновалентных и двухвалентных катионов по формуле Дебая-Гюккеля [4]:
1§/ = -(о.51хг/л2^/)/(1 W/), (3) Затем были рассчитаны величины активностей aK+, aCa2+, aMg2+, значения PAR и величины калийных потенциалов (AG).
В работе оценены величины (PAR) и калийных потенциалов квазиравновесных центрифужных почвенных растворов (AG, кал). Концентрация всех катионов K+, Na+, Ca2+ и Mg2+ с ростом влажности
Масса сырая
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
......0........+
.О
О-
Масса сухая
0,4 0,3 0,2 0,1 0,0
........?
20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0
-О-Масса сухая
20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0
-О-Масса сырая
а б
Рис. 4. Зависимость биомассы надземных частей ячменя (возраст растений 26 сут.) от средней влажности почвы в варианте: сырая биомасса (а), сухая биомасса (б)
20000
Am137Cs = -Э25*(тптвы, %) + 18842 Ra = 0,95
10 12 Wnm,b„% (масс.)
16000
ш
Л
Г 12000
У
я
8000
о
« 4000
^"Cs = -252*(Wn<J4Bbl, %ПВ) + 18842 Rz = 0,95
35 40 45
WnmBb„ % ПВ
б
1.00
X
Ф
I 0.60
(Л
О
- 0.40 x
ьс
0.20
4-
Ч-----
1 "-(J
КН 1s7Cs = -0.05(Wnl„.u) + 1,08 R!=0.96
1.00
l 0.80 i 5 £
i 0.60
KH 13TCs = -ЫИОДим) + 1.08 R! = 0.96
0.00
10 12 ,% (масс,)
35
W„„
40 , %ПВ
137
Рис. 5. Зависимость удельной активности Cs в надземной биомассе ячменя от средней влажности почвы, выраженной в % (масс), (а) и % ПВ (б); зависимость коэффициентов
137
накопления Cs ячменем от средней влажности почвы, % (масс), (в) и % ПВ (г)
3. Значения калийных потенциалов вариантов дерново-подзолистой супесчаной почвы
Вариант Концентрация ионов металлов в почвенном растворе, мг/дм3 Ионная сила, I (M) f K+, Na+ f Ca2+, Mg2+ PAR, M12 AG, кал
[K+] [Na+] [Ca2+] [Mg2+]
Пд-35 10,6 13,3 67,1 5,16 0,007 0,916 0,704 0,0068 -2955
Пд-42 3,28 25,5 33,9 1,62 0,004 0,933 0,758 0,0030 -3445
Пд-49 2,78 3,26 26,2 1,42 0,002 0,947 0,805 0,0028 -3478
Пд-57 2,13 1,92 16,9 1,46 0,002 0,956 0,836 0,0026 -3527
Пд-65 4,54 4,58 27,6 2,08 0,003 0,944 0,795 0,0044 -3210
почв в вариантах опыта снижается (табл. 3). В то же время зависимости между величинами PAR, AG и увеличением влажности почвы достоверно не выявлено. Следовательно, гипотеза о значимости конкурентного влияния ионов калия при поглощении 137Cs корнями растений в условиях изменяющейся влажности исследуемой почвы была отклонена. Однако следует отметить, что согласно классификации Вудруффа значения калийного потенциала (2950-3500 кал) свидетельствуют о незначительном дефиците калия для нормального питания растения.
Таким образом, в контролируемых условиях вегетационного опыта установлен эффект биологического разбавления радионуклида, связанный с изменением биомассы ячменя в различных вариантах, - когда из одинакового объема субстрата (почвы) с одинаковым количеством внесенного радионуклида вынос его растениями, выращенными на сухой и влажной
почвах, различался в 1,2 раза, при этом концентрация 137С8 в ячмене изменялась в 1,65 раз. Такой же эффект можно наблюдать, например, при применении различных доз минеральных удобрений (при одинаковой влажности). Связано это с тем, что разность между скоростью десорбции радионуклида из почвенного поглощающего комплекса в почвенный раствор и скоростью поглощения его корнями значительно выше для растений, выращиваемых в более благоприятных (в нашем случае по влажности) условиях.
Исследование выполнено в рамках: - Государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (№ ЕГИСУ НИОКТР 1023011100015-34.1.1 «Создание научных основ мониторинга ра-
диоактивно загрязненных территорий и разработка технологий возврата земель, подвергшихся радиационному воздействию, в сельскохозяйственный оборот» (тема 5ф.6.4.);
- проекта МАГАТЭ (IAEA CRP K41022 «Transfer of Radionuclides in Arid and Semi-Arid Environments for Radiological Environmental Impact Assessment»).
Литература
1. Edomskaya M., Lukashenko S., Shupik A., Korovin S., Bratuhin N., Tomson A., Krasnopeev S. Factors affecting the process of plutonium migration in the soil-plant system / AIP Conference Proceedings. - AIP Publishing, 2024, Т. 3020, № 1. https://doi.org/10.1063/5.0193276
2. Эдомская М.А., Лукашенко С.Н., Шупик А.А., Шаповалов С.Г. Накопление плутония растительностью на разных почвах // Почвоведение, 2023, № 7. - С. 864-871. DOI: 10.31857/S0032180X22601463
3. Nikitin A.N. Impact of soil moisture on cesium uptake by plants: Model assessment // Journal of Environmental Radioactivity, 2021, V. 240. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2021.106754
4. Агрохимические методы исследования почв: под ред. А.В. Соколова. - М.: Наука, 1975. - 656 с.
5. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства (изд. 2-е, перераб. и дополненное). - М.: ЦИНАО, 1992. - 61 с.
6. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. - М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.
7. Сельскохозяйственная радиоэкология: под ред. Р.М. Алексахина, Н.А. Корнеева. - М.: Экология, 1991. - 396 с.
8. Радиоэкологические последствия аварии на Чернобыльской АЭС: биологические эффекты, миграция, реабилитация загрязненных территорий: под ред. чл.-корр. РАН Н.И. Санжаровой и проф. С.В. Фесенко. - М.: РАН, 2018. - 278 с.
9. Федоркова М.В., Белова Н.В., Пахненко Е.П., Андреева Н.В. Изучение факторов, влияющих на биологическую подвижность 137Cs в агроценозе на дерново-подзолистой песчаной почве // Проблемы агрохимии и экологии, 2016, № 2. - С. 19-25.
10. Beckett P. Studies on soil potassium II. The 'immediate' Q/I relations of labile potassium in the soil // Soil Science, 1964b, V. 15(1). - P. 9-23.
11. Барбер С.А. Биологическая доступность питательных веществ в почве. Механистический подход. - М.: Агропромиздат, 1988. - 376 с.
12. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова Н.И. Химия почв: учебник. - М.: Высшая школа, 2005. - 588 с.
13. Beckett P. Potassium-Calcium Exchange Equilibria in Soil: Specific Adsorption Sites for Potassium // Soil Science, 1964a, V. 97(6). - P. 376-383.
УДК 631.4:546.36(470.333) DOI: 10.24412/1029-2551-2024-5-007
ПОВЕДЕНИЕ 137Cs В СИСТЕМЕ «ПОЧВА - РАСТЕНИЕ» ПРИ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ПОЙМЫ Р. ИПУТЬ
Н.М. Белоус, д.с.-х.н, А.Л. Силаев, к.с.-х.н., И.Н. Белоус, д.с.-х.н, Е.В. Смольский, д.с.-х.н.
Брянский государственный аграрный университет, e-mail: belous_nm@mail.ru
В результате аварии на Чернобыльской АЭС и выпадения искусственных радионуклидов произошло уменьшение площадей кормовых угодий, способных производить корма, отвечающие радиационным нормативам. Применение агрохимических приемов способствует возврату выбывших земель в сельскохозяйственный оборот. Представлены результаты научно обоснованного применения минеральных удобрений на радиоактивно загрязненных лугах поймы, способствующего снижению перехода 137Cs из почвы в растения. Установлено, что главным фактором снижения удельной активности 137Cs аллювиальной почвы стало время, агрохимические мероприятия на данный показатель действовали незначительно или средне в зависимости от года исследований. Использование лугов центральной поймы р. Ипуть при плотности загрязнения свыше 555 кБк/м2, как в отдаленный период после аварии на ЧАЭС, так и в период первого полураспада 137Cs не гарантирует получение кормов с допустимым уровнем содержания 137Cs. Несмотря на снижение содержания 137Cs в почве более чем в 2 раза и частичную миграцию радионуклида в слои 10-15 и 15-20 см, в настоящее время количество 137Cs в почве не позволяет получать корма, соответствующие нормативу, только применение калийного удобрения в дозе 60 кг д.в/га и более позволит гарантированно получать нормативно «чистые» корма. Именно калийные удобрения служили барьером перехода 137Cs из почвы в растения и тем самым снижали биологическую миграцию радионуклида вглубь профиля почвы.
Ключевые слова: аллювиальная почва, миграция, 137Cs, минеральное удобрение, естественные кормовые угодья.
