Эффективность комплексного удобрения пролонгированного действия Супродит-М и органоминерального комплекса Гумитон при возделывании моркови в условиях радиоактивного загрязнения

Вве^ение. Загрязнение сельскохозяйственных угодий радиоактивными веществами в результате крупных радиационных аварий на химкомбинате «Маяк» (Ю^ный Урал) и на Чернобыльской ^ЭС занимает площадь более 17 млн. га. В Российской Федерации территория 21 административной единицы подверглась радиоактивному загрязнению после аварии на Ч^ЭС. Наиболее высокие уровни загрязнения зарегистрированы в Брянской, Калу^ской, Орловской и Тульской областях [1, 2].

Ва^нейшими задачами в агросфере на техногенно загрязненных угодьях являются сохранение и повышение плодородия почв и получение экологически безопасной продукции, соответствующей существующим санитарногигиеническим нормативам по содер^анию в ней загрязнителей (ТМ и радионуклидов). Ведущая роль в получении такой продукции принадле^ит агрохимическим приемам в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур.

Цель иссле^ований – изучение влияния нового комплексного органоминерального удобрения СУПРОДИТ-М и органо-минерального комплекса

ГУМИТОН на продуктивность и накопление 137Сs в корнеплодах моркови на дерново-подзолистой супесчаной почве.

Услови^, материалы и мето^ы. В 2018 г. для решения задачи усовершенствование технологии возделывания сельскохозяйственных культур (морковь) в условиях техногенного загрязнения с применением новых видов удобрений были использованы комплексное удобрение СУПРОДИТ-М и органоминеральный комплекс ГУМИТОН.

СУПРОДИТ-М – медленно действующее комплексное удобрение. СУПРОДИТ-М получен на основе трепела (тонкопористого кремнистого минерала). Удобрение содер^ит N, P, K, обогащено макро- (Mg) и микроэлементами (B, Mo), содер^ит активные органические соединения (гуматы калия), имеет повышенную сорбционную способность по отношению к загрязняющим почву веществам – ТМ и радионуклидам (¹³⁷Cs) техногенного происхо^дения. Комплексный сорбент, входящий в состав удобрения, имеет высокую (126 ± 2 смоль(экв)/100 г) емкость поглощения по сравнению с исходным материалом – трепелом (22 ± 6 смоль(экв)/100 г). Элементный состав СУПРОДИТа-М (%): N – 11; P 2 O 5 – 12; K 2 O – 18; Ca – 0,33; Mg – 0,92, органическое вещество – 30. Содер^ание микроэлементов в удобрении (мг/кг): B – 1200; Mo – 1400. СУПРОДИТ М защищен патентом Российской Федерации № 2426711 [3-5].

ГУМИТОН представляет собой комплексный универсальный ^идкий концентрат темного цвета с содер^анием (%) N – 10-14, P 2 О 5 – 28-32, K 2 О – 20-24. Содер^ание органического вещества 18-22%, в том числе гуматов калия 10-14%. ГУМИТОН имеет слабый запах аммиака, безвреден при использовании, хорошо растворим в воде, совместим с большинством используемых минеральных удобрений и средств защиты растений. Основным сырьем для производства ГУМИТОНа являются низинные торфа. Технология производства ГУМИТОНа включает следующие стадии: щелочной гидролиз органического вещества торфа гидроокисью калия в ультразвуковом поле, с целью увеличения выхода гуматов; нейтрализация фосфорной кислотой и аммонификация (введение мочевины). В препарат вводятся основные элементы минерального питания растений. ГУМИТОН представлен на патентование.

Морковь – одна из ва^нейших овощных культур. Она богата витаминами, особенно каротином (провитамином ^) – до 11 и более мг%, витаминами PP – до 0,4 мг%, группы B: B 6 – до 0,12 мг%, B 2 – до 0,06 мг%, витамином С, фолиевой кислотой, эфирным маслом, углеводами и минеральными солями, содер^ащими много Ca, Na, B, а так^е Fe, P, Mg и др. элементы [6]. Морковь так^е слу^ит сырьем для получения каротина. Новые специально выведенные сорта моркови содер^ат до 40-50 мг каротиноидов на 100 г. Наиболее ценным считается ß-каротин (его больше в красных корнеплодах), так как он в 2 раза активнее α- и γ-изомеров в качестве предшественника витамина A [7].

Внесение органических удобрений приводило к уменьшению выхода стандартных корнеплодов, а так^е содер^ания сахаров и каротина в них. При внесении минеральных удобрений содер^ание сахаров и каротина сни^алось, а сухого вещества по сравнению с контролем повышалось [8].

Весьма распространенный в Центральном регионе РФ сорт моркови Шантенэ – среднеспелый, высокоуро^айный. Период от посева до получения пучковой моркови – 52-55 дней, до уборки корнеплодов 108-125 дней. Корнеплод имеет длину до 20 см, мякоть оран^евая, вкусовые качества средние, устойчив к заболеваниям, ле^кость хорошая.

В условиях вегетационного опыта на дерново-подзолистой супесчаной почве было изучено последействие ¹³⁷Cs, СУПРОДИТа-М и азофоски (содер^ание N – 16%, P 2 O 5 – 16% и K 2 O – 16%) и действие ГУМИТОНа на продуктивность моркови сорт Шантенэ Роял, качество уро^ая и поступление ¹³⁷Сs в растения из загрязненной почвы. Почва имела до закладки опыта следующие агрохимические показатели: pH KCl 4,7; Hг – 4,12 смоль(экв.)/100 г почвы; содер^ание гумуса – 1,2%; содер^ание P 2 O 5 и K 2 O – 124 и 135 мг/кг почвы, Ca и Mg – 1,17 и 0,21 смоль(экв.)/100 г почвы, соответственно, сумма поглощенных оснований – 1,80 смоль(экв.)/100 г почвы.

Схема опыта включала: 1. Без удобрений + ¹³⁷Cs. 2. N 150 P 150 K 150 (NPK) + ¹³⁷Cs. 3. СУПРОДИТ-М (внесен в 2017 г.) + ¹³⁷Cs. 4. ^зофоска (внесена в 2017 г.) + ¹³⁷Cs. 5. Без удобрений + ¹³⁷Cs + обработка ГУМИТОНом; 6. NPK + ¹³⁷Cs + обработка ГУМИТОНом; 7. СУПРОДИТ-М + ¹³⁷Cs + обработка ГУМИТОНом; 8. ^зофоска + ¹³⁷Cs + обработка ГУМИТОНом. Радионуклид вносили в виде раствора хлорида ¹³⁷Сs в количестве 74 кБк/кг почвы в 2017 г. NPK вносили в почву в 2018 г. в виде растворов солей NH 4 NO 3 , KH 2 PO 4 , K 2 SO 4 (N 150 Р 150 К 150 ). Сосуд вмещал 6 кг почвы. Повторность 4-кратная. Перед посевом моркови для нейтрализации почвенной кислотности вносили известь из расчета по 1,5 Hг. В ка^дый сосуд сеяли по 15 семян моркови, после появления всходов оставляли по 5 растений. Обработка моркови ГУМИТОНом проводилась два^ды: в фазу формирования корнеплода и через 3 недели после первой обработки.

Планирование опытов, анализ структуры уро^ая после уборки моркови проводили по Доспехову Б.^. [9].

Исследования по определению агрохимических свойств почвы, содер^ания ТМ, микроэлементов в растениях, содер^ания 137Сs в продукции растениеводства проводили в аккредитованной испытательной лаборатории (ВНИИР^Э) на аттестованном оборудовании по аттестованным методикам.

Определение нитратов в корнеплодах моркови проводили Нитрат-тестером СОЭКС, модель: НУК-019-1.

Содер^ание 137Сs в почве и растительном материале измеряли методом полупроводниковой гамма-спектрометрии с использованием детектора из сверхчистого германия (НРGe, ORTEC) и анализатора спектра IN 1200 (INTERTECHNIQUE), Франция.

Статистическую обработку результатов исследований выполняли с использованием программы Microsoft Excel 2007 c 95%-ным уровнем значимости результатов.

Результаты и обсу^^ение. На основании многочисленных экспериментальных данных было установлено, что в условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных земель после аварии на Чернобыльской ^ЭС, больше всего ¹³⁷Cs поступало в овощные культуры из дерновоподзолистых почв легкого гранулометрического состава, наименьшее поглощение – из дерново-подзолистых средне- и тя^елосуглинистых, а так^е из серых лесных почв и черноземов. Среди других овощных культур морковь характеризуется повышенным Кп¹³⁷Cs в продукцию по сравнению с поздней капустой и особенно (в 3-15 раз) – по сравнению с огурцами, помидорами и зеленными овощными культурами. Кп¹³⁷Cs в корнеплоды свеклы столовой до 2-х раз выше по сравнению с Кп¹³⁷Cs в корнеплоды моркови [10-12]. На основании полученных коэффициентов перехода ¹³⁷Cs из почвы в товарную часть уро^ая овощные культуры мо^но располо^ить в следующем убывающем порядке: капуста белокочанная > морковь столовая > свекла столовая [10]. По данным

Бондаря, Лощилова и др. исследователей [11], изучавших накопление 137Cs в уро^ае различных сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистой супесчаной почве Полесья Украины, установлено, что среди овощных культур наименьший Кп137Cs у лука, перца сладкого, кабачков, чеснока, физалиса, помидоров, огурцов, тыквы, патиссонов – не > 0,1; средние значения Кп у моркови, укропа, пастернака, картофеля, топинамбура, редиса – 0,1-0,2; высокий Кп у салата, щавеля, капусты, свеклы – 0,2-0,4.

«Калиевая» терапия загрязненных радионуклидами земель была своевременно использована белорусскими агрохимиками и почвоведами совместно с предприятием «Беларуськалий» при решении аналогичных проблем дезактивации почв и получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции, возникших после аварии на Чернобыльской ^ЭС. У^е через пять лет накопленный в хозяйствах Республики Беларусь опыт реализации повышенных доз калийных удобрений – до K200 кг д.в./га и обеспечение их численного преимущества над 137Cs позволил снизить накопление 137Cs в кормовых корнеплодах в 2,7 раза [13].

При изучении образцов моркови столовой было отмечено, что закономерности в накоплении радионуклидов в различных частях корнеплода не проявились. Уровень накопления 137Cs у различных сортов моркови (Бордо 237, Не^ность, Нантская-4, Марлинка) не совпадал и различался по элементам. Единственная четкая тенденция – максимальное содер^ание 137Cs в верхней части корнеплода сорта Марлинка. При анализе продукции моркови столовой по уровню накопления радионуклида в различных частях, данные по содер^анию 137Cs во флоэме неоднозначны. Только по одному сорту Марлинка в большей мере была загрязнена верхняя часть флоэмы. В ткани корнеплодов ксилемы наименьшее содер^ание 137Cs наблюдалось в верхней части [14].

Результаты исследований в нашем вегетационном опыте с морковью на дерново-подзолистой супесчаной почве, содер^ащей 137Cs, показали, что е^егодное внесение NPK в виде растворов солей существенно (на 91%) повысило массу корнеплодов и на 66% – вегетативную массу моркови по сравнению с контролем (табл. 1). Содер^ание нитратов в корнеплодах при этом возросло на 212%, но осталось гораздо ни^е норматива для ранней (ПДК = 400 мг/кг) и поздней (ПДК = 250 мг/кг) моркови [15].

Последействие СУПРОДИТа-М сказалось в повышении массы корнеплодов на 11%, вегетативной массы – на 89%, по сравнению с контролем, последействие азофоски – на 37 и 75%, соответственно. Содер^ание нитратов в корнеплодах с вариантом последействия СУПРОДИТа-М оказалось минимальным и было на 55% ни^е, чем при е^егодном внесении удобрений и на 19% ни^е, чем в варианте последействия азофоски.

Двукратное применение ГУМИТОНа на посевах моркови способствовало повышению уро^ая корнеплодов на 45% в варианте с СУПРОДИТом-М и на 30% в варианте с азофоской, по сравнению с вариантами без опрыскивания препаратом. Использование ГУМИТОНа повысило вегетативную массу моркови на 11 и 8% на почве с внесенными NPK и примененной год назад азофоской, соответственно. Содер^ание нитратов в корнеплодах при использовании ГУМИТОНа по фону NPK резко снизилось – на 46% по сравнению с вариантом без опрыскивания препаратом.

Внесение различных видов удобрений, так ^е, как и применение ГУМИТОНа, достоверно не сказалось на таком морфофизиологическом показателе, как длина корнеплодов, ни в одном из вариантов опыта.

Таблица 1 – Последействие различных видов удобрений и действие ГУМИТОНа на продуктивность моркови и содер^ание нитратов в корнеплодах на почве, содер^ащей 137Cs. Вегетационный опыт 2018 г.

Вариант	Длина корнеплодов, см	Масса корнеплодов, г/сосуд	Вегетативная масса моркови, г/сосуд	Содер^а-ние нитратов, мг/кг
Почва б/у + 137Cs* – контроль	6,8	88,47	43,16	59,6
Почва б/у + 137Cs + ГУМИТОН	6,3	94,06	41,81	64,8
NPK**+ 137Cs	7,5	168,96	71,59	186,0
NPK**+ 137Cs + ГУМИТОН	6,7	153,92	79,45	99,8
NPK+ СУПРОДИТ-М*** + 137Cs	6,7	97,80	81,60	82,9
NPK + СУПРОДИТ-М*** + 137Cs + ГУМИТОН	6,5	141,88	82,95	91,3
NPK + азофоска *** + 137Cs	7,4	120,79	75,65	102,4
NPK + азофоска *** + 137Cs + ГУМИТОН	6,5	156,73	82,05	105,4
НСР 05	0,9	16,20	6,40	15,0

Примечание. * 137Cs – был внесен в почву в 2017 г. на всех вариантах; ** – вносились в почву в виде легкорастворимых солей ка^дый год; *** – были внесены в почву в 2017 г.

Согласно последним данным о влиянии СУПРОДИТа-М на уро^айность сельскохозяйственных культур и накопление 137Cs растениями, последействие СУПРОДИТа-М в вегетационном опыте на дерново-подзолистой супесчаной радиоактивно загрязненной почве сказалось в повышении уро^ая зерна ячменя сорт Нур в 2,2 раза по сравнению с контролем (без удобрений). Применение СУПРОДИТа-М на 2-ой год опыта привело к сни^ению содер^ания 137Cs в зерне ячменя в 2,0 раза по сравнению с е^егодным внесением минеральных удобрений. Коэффициент накопления 137Cs зерном при внесении СУПРОДИТа-М был в 2,5 раза ни^е, чем в варианте с азофоской. Последействие СУПРОДИТа-М в сни^ении накопления 137Cs в уро^ае ячменя связано с уменьшением количества легкодоступных форм 137Cs в почве на 17% по сравнению с контролем. Установлена тесная поло^ительная корреляция ме^ду КН137Cs зерном и суммой обменной и подви^ной форм 137Cs в вариантах с СУПРОДИТом-М (r=0,88) [16].

Согласно СанПиН 2.3.2. 2650 – 10, допустимый уровень содер^ания 137Cs в овощах составляет 80 Бк/кг [15]. Содер^ание 137Cs в корнеплодах уменьшилось в 5,9; 6,4 и 2,4 раза по сравнению с контролем при внесении NPK, СУПРОДИТа-М и азофоски, соответственно. Применение ГУМИТОНа по фону NPK снизило активность 137Cs в корнеплодах моркови в 1,25 раза, а по фону азофоски – в 1,2 раза по сравнению с необработанным вариантом, соответственно (табл. 2). Эффективность СУПРОДИТа-М, обладающего свойствами сорбента, по сни^ению аккумуляции 137Cs в корнеплодах моркови в 2,4 раза выше, чем азофоски.

Таблица 2 – Последействие различных видов удобрений и действие ГУМИТОНа на содер^ание 137Cs в корнеплодах моркови на почве, содер^ащей 137Cs

Вариант	Содер^ание137Cs в корнеплодах моркови, Бк/кг
Почва б/у + 137Cs* – контроль	7791
Почва б/у + 137Cs + ГУМИТОН	7958
NPK** + 137Cs	1313
NPK**+ 137Cs + ГУМИТОН	1053
NPK+ СУПРОДИТ-М*** + 137Cs	1219
NPK + СУПРОДИТ-М*** + 137Cs + ГУМИТОН	1140
NPK + азофоска *** + 137Cs	3288
NPK + азофоска *** + 137Cs + ГУМИТОН	2742
НСР 05	178

Примечание. * 137Cs – был внесен в почву в 2017 г. на всех вариантах; ** – вносились в почву в виде легкорастворимых солей ка^дый год; *** – были внесены в почву в 2017 г.

Выво^ы. Результаты исследований в вегетационном опыте с морковью на дерново-подзолистой супесчаной почве, содер^ащей ¹³⁷Cs, показали, что последействие СУПРОДИТа-М сказалось в повышении массы корнеплодов на 11% по сравнению с контролем. Содер^ание нитратов в корнеплодах с вариантом последействия СУПРОДИТа-М было на 55% ни^е, чем при е^егодном внесении удобрений (NPK) и на 19% ни^е, чем в варианте последействия азофоски.

Двукратное применение ГУМИТОНа на посевах моркови способствовало повышению уро^ая корнеплодов на 30-45% по сравнению с вариантами без опрыскивания препаратом. Содер^ание нитратов в корнеплодах при использовании ГУМИТОНа по фону NPK снизилось на 46%.

Применение ГУМИТОНа по фону NPK снизило активность 137Cs в корнеплодах моркови в 1,2-1,25 раза. Эффективность СУПРОДИТа-М по сни^ению аккумуляции 137Cs в корнеплодах моркови была в 2,4 раза выше, чем азофоски.

СУПРОДИТ-М – эффективный агромелиорант пролонгированного действия, способствующий росту уро^айности моркови, повышению качества корнеплодов и существенному сни^ению поступления радионуклидов из почвы в растения.