CC BY
20
УДК 631.55.632.118.3.631.811.3
ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТАЮЩИХ ДОЗ КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И НАКОПЛЕНИЕ 137CS СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ КУЛЬТУРАМИ
В.Б. Коренев, к.с.-х.н., Л.А. Воробьева, к.с.-х.н.
Новозыбковская сельскохозяйственная опытная станция ВНИИ люпина, e-mail: ngsos-vniia@yandex.ru
Получены результаты по влиянию возрастающих доз калийных удобрений на урожайность и накопление 137Cs кормовыми и зерновыми культурами. Исследования показали, что для изучаемых культур на разных фонах органики дозы калия не могут быть одинаковыми, так калий в дозе 150 кг/га (на фоне 40 т/га навоза) снижал содержание 137Cs в корнеплодах свеклы в 2,7раза, на контрольном фоне на этом же варианте в 1,8раза. Для получения нормативно «чистой» зеленой массы люпина оптимальные дозы калийных удобрений — 90-120 кг/га, для получения зерна озимой ржи с содержанием 137Cs ниже допустимого уровня необходимо вносить калийные удобрения не менее 90 кг/га, дальнейшее увеличение доз калия существенного влияния на накопление радионуклидов не оказывало.
Ключевые слова: урожайность, азот, фосфор, калий, накопление 137Cs, свекла, ячмень, овес, люпин, озимая рожь.
INFLUENCE OF INCREASING DOZES OF POTASSIUM FERTILIZERS ON YIELD AND ACCUMULATION OF 137CS BY AGRICULTURAL CROPS
PhD. V.B. Korenev, PhD. L.A. Vorobieva
Novozybkov agricultural experimental station of ARSRIfor lupine, e-mail: ngsos-vniia@yandex.ru
The results obtained on the effect of increasing doses ofpotassium fertilizers on the yield and the accumulation of 137Cs by cereals and fodder crops. Studies have shown that for the studied crops on the different backgrounds of organic fertility dose ofpotassium can't be the same, because the potassium in a dose of 150 kg/ha (compared to 40 t/ha manure) reduced the 137Cs content in the beet roots by 2.7 times, the control background in the same embodiment by 1.8 times. For standard «pure» green mass of lupine optimal doses of potassium fertilizers - 90120 kg/ha to produce rye grain containing 137Cs below the acceptable level necessary to make potash at least 90 kg/ha, further increasing potassium doses a significant impact on accumulation of radionuclides is not provided.
Keywords: yield, nitrogen, phosphorous, potassium, 137CS accumulation, beat, barley, oat, lupine, winter rye.
Для ведения сельскохозяйственного производства на дерново-подзолистой песчаной почве, загрязненной после аварии на ЧАЭС, необходим учет накопления радионуклидов в продукции растениеводства, которая используется как в кормопроизводстве (свекла, зерно, зеленая масса люпина), так и на продовольственные цели (зерно) [1, 2]. Содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции зависит не только от плотности загрязнения, но и от типа почв, их гранулометрического состава и агрохимических свойств. Наибольшая концентрация 137С8 в растениях отмечается на малоплодородных почвах, легкого гранулометрического состава [3, 4]. Накопление 137С8 зависит также от биологических особенностей возделываемых культур, которые при одинаковых условиях возделывания могут значительно различаться по накоплению радионуклидов [5]. Система применения удобрений на загрязненных почвах существенно влияет на поступление радионуклидов в растения и их накопление в урожае. Поэтому использование удобрений должно способ-
ствовать уменьшению содержания радионуклидов в растениях [6, 7]. Эффективность калийных удобрений обусловлена как антагонизмом цезия и калия в почве, так и позитивным влиянием калия на величину урожая сельскохозяйственных культур, особенно на дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах, обедненных этим элементом [8, 9].
Цель исследований - изучение влияния возрастающих доз калийных удобрений на урожайность и накопление 137С8 сельскохозяйственными культурами. Исследования проводили в стационарном опыте на полях Новозыбковской сельскохозяйственной опытной станции на дерново-подзолистой песчаной почве в 2004-2008 гг., на разных фонах внесения органических удобрений под пропашную культуру: 1 фон - контроль без внесения органических удобрений; 2 фон - навоз, 40 т/га.
Агрохимическая характеристика почвенного участка была следующей (среднее): гумус (по Тюрину) 1,1-1,4%; рИка 5,5-5,9; Нг 1,08; S 4,5 мг-экв/100 г почвы; Р2О5 280 и К2О 40-70 мг/кг почвы,
плотность загрязнения опытного участка 22-25 Ки/км2 (814-925 кБк/м2). В опыте использовали аммиачную селитру (34,4% К), суперфосфат простой (22% Р2О5) и хлористый калий (56% К2О), которые вносили весной под культивацию. Под озимую рожь фосфорное удобрение вносили осенью под культивацию, а КК - весной в подкормку. На опытном участке возделывали свеклу, ячмень, овес, люпин на зеленую массу, озимую рожь. В таблице 1 представлена урожайность сельскохозяйственных культур.
Результаты. Урожайность свеклы на фоне 2 была на 183 ц/га выше, чем на фоне 1 (без применения органических и минеральных удобрений). Внесение №оРбо незначительно увеличило урожай корнеплодов на фоне 1, а на фоне 2 прибавка составила 100 ц/га (НСР05 65). Наибольшие прибавки от калийных удобрений, внесенных в дополнение к К9оРбо, были на фоне 1 от доз К90 и К150 и составляли 175 и 202 ц/га.
Последействие органических удобрений, вносимых под предшественник, увеличило урожайность ячменя на 3,4 ц/га, повышение урожая за счет внесения возрастающих доз калия (Кбо-18о), вносимых в дополнение к КР, было на обоих фонах последействия навоза. На фоне 1 прибавки от применения калия были значительно выше, чем на фоне последействия навоза и варьировали от 9,7 до 11,4 ц/га, максимальная прибавка получена от дозы 120 кг/га.
Сбор зерна овса на варианте последействия органических удобрений был выше на 1,2 ц/га, чем в контроле (фон 1). Азотно-фосфорные удобрения значительно (в 1,4 раза) увеличили сбор зерна на обоих фонах. Внесение ^оРбоКбо-9о увеличило урожайность зерна на обоих фонах. Повышенные дозы калийных удобрений (120-180 кг/га) увеличивали урожай зерна овса значительно выше на фоне последействия органических удобрений.
Внесение фосфорных удобрений увеличило урожай зеленой массы люпина на 31 и 39 ц/га по отношению к контролю. Повышение урожайности зеленной массы люпина за счет применения калийных удобрений, внесенных к Рбо, было не на всех вариантах. Так, на фоне последействия навоза на вариантах РбоКбо и РбоК9о действие калия на урожай люпина не отмечалось. На других вариантах минеральных удобрений урожайность зеленой массы повышалась в 1,5 раза.
За счет внесения азотно-фосфорных удобрений урожайность зерна озимой ржи увеличилась на 5,о и 5,6 ц/га (в зависимости от фона органики). Внесение разных доз калийных удобрений (к ^оРбо) на фоне 1 увеличивало урожайность от 1,3 до 8,4 ц/га. На фоне 2 калий в дозе 60 кг/га практически не влиял на урожай, остальные изучаемые дозы калия увеличивали сбор зерна на фоне последействия навоза на 4,4-6,6 ц/га.
1. Влияние калийных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур (среднее за годы исследований), ц/га
Вариант Свекла Ячмень Овес Люпин, з/масса* Озимая рожь
Фон 1 - без навоза
Контроль 253 15,7 12,2 242 13,7
№оРбо 292 18,7 17,б 273 18,7
№оРбоКбо 349 28,4 2о,о 3о7 2о,о
№оРбоК9о 4б7 29,2 21,7 325 21,5
^оРбоКш 342 3о,1 22,1 34о 23,7
^оРбоКш 494 29,2 23,1 339 25,3
№оРбоК18о 458 29,3 23,5 358 27,1
НСР05, ц/га 47 1,7 1,3 13 0,8
Р, % 4,2 2,2 2,2 1,4 1,2
Фон 2 - навоз, 40 т/га
Контроль 43б 19,1 13,4 253 13,о
№оРбо 53б 29,3 18,8 292 18,б
^оРбоКбо 544 32,7 21,3 3об 19,2
№оРбоК9о бо8 33,9 23,5 3оо 23,о
^оРбоКш 48б 34,8 25,2 322 24,2
^оРбоКш 48о 35,7 2б,3 335 25,2
№оРбоК18о 5о9 3б,3 28,б 35б 25,8
НСР05, ц/га 65 3,3 1,1 14 0,8
Р, % 4,3 3,5 1,5 1,6 1,3
* азотное удобрение не вносили.
Получение продукции растениеводства, соответствующей нормативным требованиям по содержанию 137С8, - одна из важнейших задач современного сельскохозяйственного производства в зоне радиоактивного загрязнения. Удельная активность 137С8 в исследуемых культурах представлена в таблице 2.
Содержание 137С8 в свекле без внесения минеральных удобрений, было ниже допустимого уровня (ВП 80 Бк/кг). Внесение азотно-фосфорных удобрений на изучаемых фонах органики увеличивало накопление 137С8 в 1,4 и 1,6 раза, содержание радионуклида значительно превышало допустимый уровень. Внесение калийных удобрений в дозах Кбо-18о в дополнение к ^оРбо снижало накопление радионуклида в 1,4-2,7 раза по отношению к контролю. Наименьшее накопление радионуклидов было в зерне ячменя. Максимальное снижение удельной активности радионуклида в 1,9 раза, что значительно ниже допустимого уровня ПДУ ТР ТС 015 / 2011 (для продовольственного зерна 60 Бк/кг) и ПДУ ТР ТС 015 (для кормового 180 Бк/кг) дает возможность использовать зерно ячменя без ограничений.
Содержание 137С8 самым высоким было в зерне овса. Так, продукцию с контрольных вариантов и при применении азотно-фосфорных удобрений можно использовать только на корм животным и семена. За счет внесения калийных удобрений в дозах от 90 до 180 кг/га отмечалось резкое снижение накопления радиоцезия в 5,1 раза.
Накопление 137С8 зеленой массой люпина в контроле и на вариантах с применением только фосфорных удобрений было выше допустимого уровня
2. Влияние калийных удобрений на содержание 137Cs в продукции
(среднее за годы исследований), Бк/кг
Свекла Ячмень Овес Люпин, з/масса* Озимая рожь
Вариант Бк/кг % к контролю Бк/кг % к контролю Бк/кг % к контролю Бк/кг % к контролю Бк/кг % к контролю
Фон 1 - без навоза
Контроль 62 - 52 - 112 - 170 - 94 -
N90P60 86 138 59 113 176 157 211 124 137 145
N9(^60X60 63 - 33 63 50 45 71 42 61 65
N90P60К90 44 71 28 54 48 43 41 37 36 38
№0Р60К120 38 61 31 60 35 31 28 16 24 26
^0Р60К150 35 56 29 56 36 32 32 19 26 28
^0Р60К180 23 37 32 61 31 28 26 15 21 22
Фон 2 - навоз, 40 т/га
Контроль 55 - 42 - 92 - 136 - 78 -
N90P60 87 158 43 102 177 192 172 126 131 168
^0Р60К60 52 95 32 76 54 59 110 81 57 61
^0Р60К90 38 69 23 55 27 29 107 77 40 51
^0Р60К120 32 58 22 52 29 32 71 52 37 47
^0Р60К150 20 36 24 57 25 27 31 23 30 32
^0Р60К180 18 33 27 64 28 30 31 23 28 36
* азотное удобрение не вносили. Примечание: для продовольственного зерна ПДУ ТР ТС 015/2011 - 60 Бк/кг, для фуражного зерна ПДУ ТР ТС 015/2011 - 180 Бк/кг, для зеленой массы ВП - 13.5.13 ./06-01 - 100 Бк/кг, для корнеплодов ВП - 13.5.13 ./06-01 - 80 Бк/кг.
(ВП 100 Бк/кг), что не позволяет использовать зеленую массу люпина в кормопроизводстве. Применение возрастающих доз калийных удобрений снижало накопление в 6,5 раза. Оптимальные дозы калия для снижения удельной активности в
зеленой массе люпина составили - 90 и 120 кг/га.
Содержание в зерне озимой ржи в контроле было выше допустимого уровня, внесение ^0Рб0 увеличило накопление радионуклида в 1,7 раза. Поэтому зерно озимой ржи, возделываемой без минеральных удобрений и при внесении азотно-фосфорных удобрений, можно использовать только на корм животным и на семена, а в продовольственных - только при внесении калийных удобрений в дополнение к NР.
Таким образом, на дерново-подзолистой песчаной почве получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур без применения минеральных удобрений невозможно. Оптимальные дозы калийных удобрений, вносимые к N^60, влияющие на урожайность составили 90-150 кг/га (в зависимости от культуры), дальнейшее увеличение дозы калия до 180 кг/га было нецелесообразно. Органические удобрения, а также их последействие значительно увеличивали урожайность. Для снижения накопления 137Cs в продукции изучаемых кормовых и зерновых культур, возделываемых в зоне радиоактивного загрязнения, необходимо применение калийных удобрений, дозы которых нужно подбирать для каждой культуры индивидуально.
Литература
1. Белоус Н.М., Коренев В.Б., Белоус И.Н., Смольский Е.В. Проблемы агрохимии и радиоэкологии на радиоактивно загрязненной территории / Совершенствование программы и методов агрохимических исследований: материалы VIII симпозиума ученых и агроэкологов «Агрохимэкосодружества», Белгород, 25-27 июня 2013 г. - С. 91-105.
2. Белоус Н.М. Социально-экономическое развитие районов Брянской области, пострадавшей от Чернобыльской катастрофы // Вестник Брянской ГСХА, 2013, № 4. - С. 41-48.
3. Алексахин Р.М. Сельскохозяйственная радиология / Агроэкология (Под. ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса). -М.: Колос, 2000. - 300 с.
4. Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф., Коренев В.Б. Эффективность средств химизации на динамику накопления радиоцезия в сельскохозяйственных растениях, его миграцию по почвенному профилю и плодородие дерново-подзолистой песчаной почвы // Вестник Брянской ГСХА, 2011, № 3. - С. 3-14.
5. Богдевич И.М., Путятин Ю.В., Серая Т.М., Малышко А.В. Эффективность применения минеральных удобрений под клевер луговой на загрязненной радионуклидами дерново-подзолистой почве // Агрохимия, 2004, № 8. - С. 43-47.
6. Малявко Г.П., Белоус И.Н. Возделывание озимой ржи на радиоактивно загрязненных территориях / Г.П. Ма-лявко // Агрохимический вестник, 2012, № 5. - С. 17-19.
7. Ториков В.Е., Осипов А.А. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы // Агрохимический вестник, 2015, № 5. - С. 7-9.
8. Сычев В.Г., Белоус Н.М., Смольский Е.В. Влияние калийных удобрений на содержание цезия-137 в зеленой природных кормовых угодий при поверхностном улучшении // Плодородие, 2012, № 1. - С. 17-19.
9. Белоус Н.М., Анишина Ю.А., Шаповалов В.Ф., Смольский Е.В. Калийные удобрения как фактор влияния на содержание в зеленой массе многолетних трав цезия-137 // Вестник Брянской ГСХА, 2012, № 1. - С. 54-60.
