Эффективность удобрения пролонгированного действия Супродит-М и органоминерального комплекса Геотон при возделывании зерновых культур в условиях радиоактивного загрязнения
Автор: Ратников А.Н., Свириденко Д.Г., Попова Г.И., Арышева С.П., Петров К.В., Баланова О.Ю., Ратникова Л.И., Семешкина П.С.
Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau
Рубрика: Сельскохозяйственные науки
Статья в выпуске: 4 (73), 2018 года.
Бесплатный доступ
Получены новые экспериментальные данные о пролонгированном действии органо-минерального удобрения СУПРОДИТ-М по ограничению поступления 137Cs из загрязненных почв в растения ячменя. Через год после внесения СУПРОДИТа-М в дерново-подзолистую супесчаную почву урожай зерна повышался в 2,2 раза по сравнению с контролем (без удобрений). Применение СУПРОДИТа-М на 2-ой год опыта привело к снижению содержания 137Cs в зерне ячменя в 2,0 раза по сравнению с ежегодным внесением минеральных удобрений. Коэффициент накопления 137Cs зерном при внесении СУПРОДИТа-М был в 2,5 раза ниже, чем в варианте с азофоской. Последействие СУПРОДИТа-М в снижении накопления 137Сs в урожае ячменя связано с уменьшением количества легкодоступных форм 137Cs в почве на 17% по сравнению с контролем. Установлена тесная положительная корреляция между КН137Сs зерном и суммой обменной и подвижной форм 137Cs в вариантах с СУПРОДИТом-М (r=0,88). Испытания СУПРОДИТа-М и органо-минерального комплекса ГЕОТОН, в условиях вегетационного опыта при выращивании яровой пшеницы на дерново-подзолистой супесчаной почве показали, что при внесении СУПРОДИТа-М урожай зерна был на 48% выше, чем в варианте с азофоской. Обработка вегетирующих растений пшеницы ГЕОТОНом привела к повышению урожая зерна на 12-19% по сравнению с вариантами без обработки, в зависимости от агрофона. Применение СУПРОДИТа-М позволило получать зерно с содержанием 137Cs в 1,25-1,7 раза меньше, чем при использовании минеральных удобрений. Эффективность СУПРОДИТа-М по снижению перехода 137Cs из почвы в пшеницу при применении ГЕОТОНа была в 1,3 раза выше, чем азофоски.
Супродит-м, геотон, почва, ячмень, яровая пшеница, урожайность, накопление
Короткий адрес: https://sciup.org/147228747
IDR: 147228747 | УДК: 631.1:620.267:632.118.3:631.895.003.13 | DOI: 10.15217/issn2587-666X.2018.4.36
The effectiveness of long-action fertilizer Suprodit-M and organo-mineral complex Geoton in the cultivation cereals in conditions of radioactive pollution
New experimental data on long-action of fertilizer SUPRODIT-M to limit uptake of 137Cs from contaminated soils into barley plants were obtained. In a year after using SUPRODIT-M on sod-podzol sandy soil, the yield of grain increased 2.2 times in comparison with the control (without fertilizers). The application of SUPRODIT-M during the 2nd year of experiment led to the reduction in the 137Cs in grain of barley in 2.0 times in comparison with the application of mineral fertilizers. The coefficient of 137Cs accumulation by the grain when SUPRODIT-M is applied is 2.5 times lower than in the variant with azofoska. The after effect of SUPRODIT-M in reducing 137Cs accumulation in the barley crop is associated with a decrease in the number of easily accessible forms of 137Cs in soil by 17% in comparison with the control group. A close positive correlation between the 137Cs grain sum of exchange and mobile forms 137Cs in the variants with SUPRODIT-M (r=0.88) is stated. Tests of SUPRODIT-M and organo-mineral complex GEOTON, under the conditions of vegetative experiment at cultivation of spring wheat on sod-podzol sandy soil showed that by application of SUPRODIT-M the grain yield was 48% higher, than in option with azofoska. The application of GEOTON on growing plants of wheat led to an increase of grain yield by 12-29% in comparison with the options without this application depending on soil fertility. The application of SUPRODIT-M allowed to obtain grain with the content of 137Cs in 1.25-1.7 times less than when using mineral fertilizers. The efficiency of SUPRODIT-M reduction in 137Cs transfer from soil to wheat by the application of GEOTON was 1.3 times higher than azofoska.
Текст научной статьи Эффективность удобрения пролонгированного действия Супродит-М и органоминерального комплекса Геотон при возделывании зерновых культур в условиях радиоактивного загрязнения
Вве^ение. Результаты научных исследований показывают, а передовой опыт убе^дает, что повышение эффективности сельскохозяйственного производства и конкурентоспособности его продукции базируется на внедрении инновационных разработок. Усовершенствование зональных технологий возделывания сельскохозяйственных культур путем применения новых видов комплексных удобрений и препаратов, способствующих улучшению роста и развития растений, и, как следствие, увеличению их продуктивности, мо^ет слу^ить перспективным направлением повышения эффективности отраслей растениеводства [1-3].
Сни^ение объема проведения агрохимических реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных угодьях, наблюдаемое в последнее время, способствует поиску дополнительных средств поддер^ания плодородия и сни^ения подви^ности радионуклидов в почве, что приводит к ограничению их перехода из почвы в растения.
Цель иссле^ований – изучить эффективность применения удобрения пролонгированного действия СУПРОДИТ-M и органо-минерального комплекса ГЕОТОН при возделывании зерновых культур в условиях радиоактивного загрязнения.
Услови^, материалы и мето^ы. Для решения поставленных задач были использованы разработанные во ВНИИР^Э новое комплексное органоминеральное удобрение СУПРОДИТ-M и органо-минеральный удобрительный комплекс – ГЕОТОН.
СУПРОДИТ-M получен на основе трепела (тонкопористого кремнистого минерала). Удобрение содер^ит азот, фосфор, калий, обогащено макро (Mg) и микроэлементами (B, Mo), имеет повышенную сорбционную способность по отношению к загрязняющим почву веществам – тя^елым металлам и радионуклидам (137Cs) техногенного происхо^дения. СУПРОДИТ-M содер^ит биологически активные вещества – гуматы калия. Элементный состав СУПРОДИТа-M: N – 11%; P2O5 – 12%; K2O – 18%, Ca – 0,33%; Mg – 0,92%, органическое вещество – 30%. Содер^ание микроэлементов в удобрении: B – 1200 мг/кг; Mo – 1400 мг/кг. Обладает пролонгированным действием. Применяется 1 раз в 2-3 года в дозах, общепринятых для минеральных удобрений в Центральном регионе Российской Федерации, 650-1000 кг/га. СУПРОДИТ-M защищен патентом Российской Федерации № 2426711 [4].
Основным сырьем для производства ГЕОТОНа являются низинные торфа [5]. ГЕОТОН представляет собой ^идкий концентрат с содер^анием азота (N) – 9-14%, фосфора (P 2 O 5 ) – 23-25%, калия (K 2 O) – 23-29%. Содер^ание органического вещества 32-45%, в том числе гуматов калия 9-12%. ГЕОТОН безвреден при использовании, хорошо растворим в воде, совместим с большинством используемых минеральных удобрений и средств защиты растений. ГЕОТОН защищен патентом Российской Федерации № 2490241 [5]. Он предназначен для поверхностной обработки вегетирующих растений в периоды максимального роста и потребности растений в питательных элементах: 1-2 раза за вегетационный период (зерновые, овощные, кормовые, технические культуры, картофель) с целью увеличения уро^айности, ускорения созревания, повышения устойчивости растений к воздействию неблагоприятных факторов, улучшения качества производимой продукции, в том числе сни^ения содер^ания радионуклидов и тя^елых металлов.
При обработке вегетирующих растений концентрат ГЕОТОНа применяется в дозе 1,0 л/га в баковой смеси с 200-300 л воды на 1 га [5].
СУПРОДИТ-M (N – 11%, P 2 O 5 – 12%, K 2 O – 18%) и азофоску (N – 16%, P 2 O 5 – 16%, K 2 O – 16%) вносили в почву в сопоставимых количествах с дозой внесения минеральных удобрений в виде растворов солей – N 0,15 Р 0,16 К 0,25 г/кг почвы, в дальнейшем NРК. Закладка вегетационного опыта проводилась по методике Журбицкого [6]. ^грохимический анализ почвы приведен в табл. 1.
Таблица 1 – ^грохимический анализ дерново-подзолистой супесчаной почвы (вегетационный опыт, 2014 г.)
|
pH KCl |
Hг, мг-экв./100 г |
Гумус, % |
K 2 O, мг/кг |
P 2 O 5, мг/кг |
Ca, мг-экв./100 г |
Mg, мг-экв./100 г |
|
5,2 |
2,9 |
1,12 |
67 |
140 |
4,7 |
0,61 |
Схема вегетационного опыта включала: 1. Почва (без удобрений) + 137Сs; 2. N 0,15 Р 0,16 К 0,25 (NРК) + 137Сs; 3. СУПРОДИТ-M + 137Сs; 4. ^зофоска + 137Сs; 5. Почва без удобрений + 137Сs + обработка ГЕОТОНом; 6. NРК + 137Сs + обработка ГЕОТОНом; 7. СУПРОДИТ-M + 137Сs + обработка ГЕОТОНом; 8. ^зофоска + 137Сs + обработка ГЕОТОНом. Ячмень выса^ивали в сосуды, вмещающие 5,5 кг почвы, пшеницу яровую – 6,0 кг. Повторность 5-ти кратная. Радионуклид вносили в виде раствора хлорида 137Сs в количестве 136,5х103 Бк/кг почвы в опыте с ячменем и 92,5 кБк/кг почвы – с пшеницей. Обработка вегетирующих растений зерновых ГЕОТОНом проводилась в фазу выхода в трубку. При проведении вегетационных опытов вла^ность почвы в сосудах поддер^ивали на уровне 60% от полной влагоемкости.
Уро^ай зерна пересчитывали на вла^ность 14% и на 100%-ную чистоту. После уборки уро^ая отбирали образцы почвы для определения агрохимических показателей: содер^ание органического вещества по методу Тюрина в модернизации ЦИН^О (ГОСТ 26213-91); рН солевой вытя^ки – потенциометрическим методом (ГОСТ 2642385), гидролитическая кислотность – по Каппену в модификации ЦИН^О (ГОСТ 26212-91), определение подви^ных форм фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИН^О (ГОСТ 26207-91), обменных кальция и магния - комплексометрическим методом (ГОСТ 26487-85).
Исследования по определению содер^ания 137Сs в почве и продукции растениеводства проводили в аккредитованной испытательной лаборатории (ВНИИР^Э) на аттестованном оборудовании по аттестованным методикам.
Результаты и обсуждение . В условиях вегетационного опыта на дерновоподзолистой супесчаной почве в 2014 г. было изучено влияние СУПРОДИТа-M, азофоски и простых минеральных удобрений в виде растворов солей (NH 4 NO 3 , KH 2 PO 4 , K 2 SO 4 ) на продуктивность ярового ячменя сорт Нур и поступление 137Сs в растения из загрязненной почвы.
Результаты исследований в вегетационном опыте показали, что внесение NPK в дерново-подзолистую почву, содер^ащую 137Сs, обеспечивало повышение уро^ая зерна ячменя в 4,8 раза по сравнению с контролем. Mаксимальный уро^ай зерна был получен в варианте с азофоской. Продуктивность ячменя на слабоокультуренной почве при внесении СУПРОДИТа-M на 31% выше, чем при применении минеральных удобрений.
Обработка растений ГЕОТОНом в фазу выхода в трубку стимулировала повышение продуктивности ячменя. Обработка ячменя ГЕОТОНом при внесении СУПРОДИТа-M в почву обеспечивала увеличение уро^ая зерна на 15%. В варианте с азофоской обработка вегетирующих растений ГЕОТОНом не вызывала достоверного роста уро^ая зерна (табл. 2) и соломы. Применение ГЕОТОНа на фоне NPK повышало уро^ай зерна ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве на 18%.
Таблица 2 – Влияние СУПРОДИТа-M и ГЕОТОНа на продуктивность ячменя сорт Нур и накопление 137Сs в зерне на дерново-подзолистой почве. Кн137Сs (Бк/кг зерна)/(Бк/кг почвы)
|
Вариант |
Без обработки ГЕОТОНом |
Обработка ГЕОТОНом |
||
|
масса зерна, г/сосуд |
Кн137Сs, n х 10-2 |
масса зерна, г/сосуд |
Кн 137Сs, n х 10-2 |
|
|
Почва без удобрений + 137Сs – контроль |
3,6 |
6,5 |
4,0 |
6,0 |
|
NPK + 137Сs |
17,3 |
4,7 |
20,5 |
4,3 |
|
СУПРОДИТ-M + 137Сs |
22,6 |
2,6 |
25,9 |
2,2 |
|
^зофоска + 137Сs |
24,4 |
3,8 |
25,3 |
3,4 |
|
НСР 05 |
2,2 |
0,4 |
2,4 |
0,7 |
Mаксимальное количество 137Сs в уро^ае накапливалось при выращивании ячменя на неудобренной почве (контроль). СУПРОДИТ-M ограничивал переход 137Сs из почвы в растения, что привело к сни^ению накопления 137Сs в зерне в 2,5 раза по сравнению с контролем, а в соломе – в 2,0 раза (рис. 1).
Рисунок 1 – Влияние СУПРОДИТа-M на накопление 137Cs в соломе ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве, Кн137Cs (Бк/кг соломы)/(Бк/кг почвы)
При внесении NPK накопление 137Сs в зерне сни^алось в 1,4 раза по сравнению с контролем. Накопление 137Сs в зерне ячменя при использовании азофоски было в 1,7 раза ни^е, чем на контроле. Кратность сни^ения К Н 137Сs соломой на фоне азофоски составила 2,1 раза. Обработка ячменя в фазу выхода в трубку ГЕОТОНом способствовала сни^ению аккумуляции 137Сs в зерне при внесении азофоски в 1,1 раза, а при внесении СУПРОДИТа-M – в 1,2 раза по сравнению с вариантами без обработки. Сни^ение поступления 137Cs в уро^ай происходит, очевидно, за счет эффекта «разбавления» при повышении уро^ая (эффект «разбавления» – это сни^ение содер^ания 137Cs на единицу массы сухого вещества по мере увеличения уро^ая).
Применение нового комплексного удобрения СУПРОДИТ-M – более эффективный агрохимический прием по сни^ению перехода 137Сs из слабоокультуренной дерново-подзолистой супесчаной почвы в растения, чем внесение NPK. Содер^ание 137Сs в зерне ячменя на фоне азофоски и NPK было в 1,5-1,8 раза выше, чем в варианте с СУПРОДИТом-M. Достоверного сни^ения коэффициента накопления 137Сs соломой при внесении СУПРОДИТа-M по сравнению с азофоской не получено.
В условиях вегетационного опыта на дерново-подзолистой супесчаной почве в 2015 г. было изучено последействие СУПРОДИТа-M и азофоски на продуктивность ярового ячменя сорт Нур и поступление 137Сs в растения из загрязненной почвы. Почва имела до закладки опыта следующие агрохимические показатели: рН КСl 4,6, содер^ание гумуса – 1,12%, содер^ание Р 2 О 5 – 240 и К 2 О – 134 мг/кг почвы соответственно, гидролитическая кислотность – 2,56 мг-экв./100 г почвы. ^зот, фосфор и калий вносили в почву е^егодно в виде растворов солей (как в 2014 г.) в сопоставимых количествах с дозой внесения СУПРОДИТа-M и азофоски – N 0,15 Р 0,16 К 0,25 г/кг почвы, в дальнейшем NРК. Схема вегетационного опыта 2015 г. с ячменем на дерново-подзолистой супесчаной почве включала: 1. Почва (без удобрений) + 137Сs; 2. N 0,15 Р 0,16 К 0,25 (NРК) + 137Сs; 3. СУПРОДИТ-M + 137Сs (2014 г.); 4. ^зофоска + 137Сs (2014 г.). Сосуд вмещал 5,5 кг почвы. Повторность 5-ти кратная.
Содер^ание 137Сs в почве, растворах и растительном материале измеряли методом полупроводниковой гамма-спектрометрии с использованием детектора из сверхчистого германия (НРGe, ORTEC) и анализатора спектра IN 1200 (INTERTECHNIQUE), Франция.
^нализ результатов вегетационного опыта показал, что через год после внесения СУПРОДИТа-M в дерново-подзолистую супесчаную почву уро^ай ярового ячменя повышался в 2,2 раза по сравнению с контролем. Последействие СУПРОДИТа-M на формирование и величину продуктивности ячменя сопоставимо с последействием азофоски: число зерен в колосе -10-11 штук, масса зерна в колосе – 0,47-0,51г, вес 1000 зерен – 44,4-44,7 г, соответственно (табл. 3). Е^егодное внесение NРК почвы обеспечило наибольшую прибавку уро^ая зерна – 23,4 г/сосуд.
Таблица 3 – Последействие СУПРОДИТа-M и азофоски на продуктивность ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве, загрязненной 137Cs
|
Вариант |
Mасса зерна, г/сосуд |
Элементы структуры уро^ая |
Mасса соломы, г/сосуд |
||
|
Mасса зерен в одном колосе, г |
Mасса 1000 зерен, г |
Соотношение солома/зерно |
|||
|
Почва без удобрений + 137Сs - контроль |
6,2 |
0,25 |
39,6 |
1,90 |
11,8 |
|
NРК * + 137Сs |
29,6 |
1,06 |
54,2 |
0,99 |
29,4 |
|
СУПРОДИТ-M + 137Сs |
13,5 |
0,47 |
44,4 |
1,20 |
16,2 |
|
^зофоска + 137Сs |
13,2 |
0,51 |
44,7 |
1,14 |
15,1 |
|
НСР 05 |
2,9 |
0,10 |
3,9 |
- |
0,8 |
Примечание: *- NРК вносили е^егодно; 137Сs, СУПРОДИТ M, азофоска были внесены в 2014 г.
Применение новых комплексных удобрений и минеральных удобрений на почве, содер^ащей 137Сs, приводит к повышению уровня плодородия почвы, созданию почвенных барьеров на пути транспорта радионуклида из почвы в растения [8]. Биологическая доступность 137Сs сни^ается в результате уменьшения количества его обменной формы и увеличения доли прочносвязанных [7, 10].
Наши исследования показали, что через год после внесения СУПРОДИТа-M содер^ание обменного 137Сs в почве снизилось на 13,8%, а подви^ного (вытя^ка 1Н НСl) – на 3,2% по сравнению с контролем. Доля кислоторастворимой фракции 137Сs (вытя^ка 3Н НСl) в варианте с СУПРОДИТом-M увеличилась на 3,8%. Применение СУПРОДИТа-M приводит к более прочной фиксации 137Сs ППК за счет комплексного сорбента, входящего в состав удобрения: содер^ание фиксированной (остаточная) формы возрастает по сравнению с контролем на 13,2% (табл. 4).
Таблица 4 – Формы нахо^дения 137Сs в почве под ячменем через год после внесения радионуклида, СУПРОДИТа-M и азофоски
|
Вариант |
137Сs, % от суммарного |
|||
|
1Н ^сNH 4 обменная |
1Н НСl подви^ная |
3Н НСl |
Прочнофиксированная |
|
|
Почва без удобрений + 137Сs - контроль |
23,8±0,74 |
12,7±0,85 |
9,7±1,13 |
53,8±1,20 |
|
NРК + 137Сs |
14,7±0,68 |
15,6±0,98 |
15,3±0,48 |
54,4±0,42 |
|
СУПРОДИТ-M + 137Сs |
10,0±0,51 |
9,5±0,43 |
13,5±0,37 |
67,0±1,05 |
|
^зофоска + 137Cs |
13,8±0,63 |
15,2±1,15 |
17,7±0,83 |
53,3±1,16 |
При однократном внесении азофоски к концу 2-го года вегетации количество обменного 137Сs в почве уменьшилось на 10%, а подви^ного увеличилось на 2,5% по сравнению с контролем. Содер^ание кислоторастворимого 137Сs при использовании азофоски на 8,0% выше, чем на контроле. Фракционный состав 137Сs в дерново-подзолистой супесчаной почве при е^егодном внесении NPK был практически тот ^е, как и в варианте с азофоской: содер^ание обменного 137Сs снизилось на 9,1%, количество подви^ного и кислоторастворимого 137Сs увеличилось по сравнению с контролем на 2,9% и 5,6%, соответственно.
Применение СУПРОДИТа-M сни^ает подви^ность 137Сs в почве в большей степени, чем азофоска. При внесении СУПРОДИТа-M суммарное содер^ание обменной и подви^ной форм 137Сs, наиболее доступных для корневого усвоения растениями, было на 9,5% ни^е, чем в варианте с азофоской. Количество фиксированного 137Сs при двухлетней его инкубации в почве в варианте с СУПРОДИТом-M возрастало на 13,7% по сравнению с азофоской (см. табл. 4). Наблюдения за изменением фракционного состава 137Сs в почве при внесении различных удобрений свидетельствует о том, что СУПРОДИТ-M увеличивает прочность закрепления радионуклида ППК. Изменение подви^ности 137Сs в дерново-подзолистой супесчаной почве при внесении нового комплексного удобрения СУПРОДИТ-M и минеральных удобрений оказало заметное влияние на поступление радионуклида в растения.
^нализ результатов показал, что коэффициенты накопления 137Сs зерном ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве в условиях вегетационного опыта в 2015 г. варьировали от 0,02 до 0,06. Наибольшее количество 137Сs накапливалось в уро^ае ячменя на неудобренной почве (табл. 5).
Таблица 5 – Последействие СУПРОДИТа-M и азофоски на накопление 137Сs в уро^ае ярового ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве
|
Вариант |
Зерно |
Солома |
||
|
Кн137Сs |
вынос 137Сs с зерном, Бк/сосуд |
Кн137Сs |
вынос 137Сs с соломой, Бк/сосуд |
|
|
Почва без удобрений + 137Сs - контроль |
0,06 |
50,0 |
0,47 |
822,5 |
|
NРК + 137Сs |
0,04 |
178,2 |
0,40 |
1747,5 |
|
СУПРОДИТ-M + 137Сs |
0,02 |
50,0 |
0,21 |
512,3 |
|
^зофоска + 137Сs |
0,05 |
95,9 |
0,31 |
710,0 |
|
НСР 05 |
0,003 |
9,5 |
0,04 |
65,0 |
При е^егодном внесении NPK накопление 137Сs сни^алось в зерне в 1,5 раза, а в соломе – в 1,2 раза. Внесение азофоски привело к сни^ению накопления 137Сs в зерне ячменя в 1,2 раза, в соломе – в 1,5 раза по сравнению с контролем. Коэффициент накопления 137Сs зерном ячменя в варианте с азофоской был в 1,25 раза выше, чем при внесении NРКв растворимом виде.
СУПРОДИТ-M ограничивал поступление 137Сs в растения и сни^ал накопление его в зерне и соломе в 2,2-3,0 раза по сравнению с контролем. Применение СУПРОДИТа-M на второй год опыта обеспечило сни^ение содер^ания 137Сs в зерне в 2,0 раза, в соломе в 1,9 раза по сравнению с е^егодным внесением NPK. Коэффициент накопления 137Сs зерном при использовании СУПРОДИТа-M был в 2,5, а соломой – в 1,5 раза ни^е, чем в варианте с азофоской.
Высокий поло^ительный эффект последействия СУПРОДИТа-M в сни^ении накопления 137Сs в уро^ае ячменя обусловлен уменьшением количества легкодоступных форм радионуклида в почве на 17%. Установлена поло^ительная корреляция ме^ду К Н 137Сs зерном и содер^анием обменной формы 137Сs (r=0,67), так^е ме^ду К Н 137Сs и суммой обменной и подви^ной форм (r=0,88) в вариантах с СУПРОДИТом-M. Применение NPK при выращивании ярового ячменя на дерново-подзолистой супесчаной почве привело к увеличению выноса 137Сs с зерном в 3,6, с соломой – в 2,1 раза. Вынос 137Сs с уро^аем зерна на второй год опыта в варианте с азофоской в 1,9 раза выше, чем на контроле. Наименьшее количество 137Сs с уро^аем зерна ярового ячменя отчу^дается при использовании СУПРОДИТа-M. Применение СУПРОДИТа-M на дерново-подзолистой супесчаной почве, загрязненной 137Сs, обеспечивало на второй год опыта получение зерна с содер^анием радионуклида в 1,9 раза меньше, чем при использовании азофоски.
При е^егодном внесении NPK суммарный вынос 137Сs с уро^аем (зерно + солома) ячменя в 2,4-3,4 раза выше, чем при однократном применении азофоски и СУПРОДИТа-M (рис. 2). Вынос 137Сs с уро^аем ячменя в варианте с СУПРОДИТом-M по сравнению с азофоской сократился в 1,4 раза.
Рисунок 2 – Последействие СУПРОДИТа-M и азофоски на вынос 137Cs с уро^аем ячменя (зерно + солома) на дерново-подзолистой супесчаной почве (вегетационный опыт, 2015 г.)
В 2015 г. был проведен вегетационный опыт по изучению влияния минеральных удобрений (NPK), комплексных удобрений (СУПРОДИТ-M, азофоска) и органо-минерального комплекса ГЕОТОН на продуктивность и качество зерна яровой пшеницы (сорт Любава), возделываемой на дерновоподзолистой супесчаной почве, содер^ащей 137Cs. Схема опыта представлена выше.
Применение простых форм удобрений, содер^ащих N, P 2 O 5 , K 2 O в легкодоступной для корневого усвоения растениями форме на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве вегетационного опыта, позволило получить максимальный уро^ай зерна яровой пшеницы – 25,2 г/сосуд (табл. 6). Уро^ай зерна при использовании СУПРОДИТа-M был на 7,0% ни^е, чем на контроле (NPK). При внесении азофоски в почву из-за недостатка калия в питательной смеси (N:P:K=1:1:1) уро^ай зерна сни^ался на 37% по сравнению с контролем, где N:P:K=1:1,06:1,6. Продуктивность яровой пшеницы при внесении СУПРОДИТа-M увеличилась на 48% по сравнению с азофоской.
Таблица 6 – Влияние СУПРОДИТа-M и ГЕОТОНа на продуктивность яровой пшеницы и накопление 137Cs в уро^ае на дерново-подзолистой супесчаной почве (вегетационный опыт, 2015 г.)
|
Вариант опыта |
Mасса, г/сосуд |
Кн137Cs |
||
|
зерно |
солома |
зерно |
солома |
|
|
NPK +137Cs |
25,2 |
36,7 |
0,10 ± 0,01 |
0,50 ±0,01 |
|
NPK +137Cs + обработка ГЕОТОНом |
29,3 |
39,9 |
0,06±0,006 |
0,40 ± 0,01 |
|
СУПРОДИТ-M + 137Cs |
23,4 |
31,8 |
0,06±0,004 |
0,40 ± 0,4 |
|
СУПРОДИТ-M + 137Cs + обработка ГЕОТОНом |
27,8 |
35,2 |
0,06±0,008 |
0,32 ± 0,01 |
|
^зофоска + 137Cs |
15,8 |
24,2 |
0,08±0,007 |
0,55 ± 0,03 |
|
^зофоска + 137Cs + обработка ГЕОТОНом |
17,7 |
25,1 |
0,06±0,005 |
0,44 ± 0,05 |
|
НСР 05 |
1,7 |
2,4 |
||
Обработка ГЕОТОНом вегетирующих растений проводилась два^ды: в фазы выхода в трубку и начала колошения. Наибольшая прибавка уро^ая зерна при обработке растений ГЕОТОНом получена при внесении в почву СУПРОДИТа-M – 4,4 г/сосуд, что на 18,8% выше, чем в варианте без обработки. Уро^ай зерна пшеницы на фоне азофоски при обработке ГЕОТОНом повышался на 12%. Применение ГЕОТОНа в фазу выхода в трубку при внесении в почву NPK обеспечило повышение уро^ая зерна на 16,3%.
^грохимические приемы в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур на радиоактивно загрязненных почвах направлены, в первую очередь, на повышение плодородия почв, что способствует получению стабильного уро^ая. Исследования, проведенные в институте, показали, что применение органических, фосфорных, калийных удобрений, особенно их собственное внесение в рекомендованных дозах, изменяют подви^ность 137Cs, и, как следствие, сни^ают накопление радионуклида в растениях [8 ,9].
Mаксимальное количество 137Cs при возделывании яровой пшеницы на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве накапливается на фоне NPK. Применение ГЕОТОНа в варианте с внесением питательных элементов в растворимом виде приводило к сни^ению содер^ания 137Cs в зерне в 1,7 раза, в соломе - в 1,25 раза.
СУПРОДИТ-M ограничивал поступление 137Cs из почвы в растения и сни^ал накопление в уро^ае по сравнению с контролем в 1,25-1,7 раза. К Н 137Cs соломой пшеницы при внесении СУПРОДИТа-M и обработке растений ГЕОТОНом в 1,25 раза ни^е, чем в варианте без обработки. Использование СУПРОДИТа-M и ГЕОТОНа в технологиях выращивания пшеницы на дерново-подзолистой почве обеспечивает получение зерна и соломы с наименьшим содер^анием 137Cs. Накопление 137Cs в зерне пшеницы при внесении азофоски сни^алось по сравнению с вариантом с внесением NPK в 1,25 раза. Поло^ительный эффект совместного применения азофоски и ГЕОТОНа по сни^ению перехода 137Cs из почвы в растения и накопление в уро^ае составляет 1,25-1,3 раза по сравнению с вариантом без обработки препаратом. Эффективность СУПРОДИТа-M, обладающего свойствами сорбента, по сни^ению аккумуляции 137Cs в зерне выше, чем азофоски в 1,3 раза, в соломе – в 1,4 раза [9].
Вынос 137Cs с уро^аем яровой пшеницы в зависимости от видов применяемых удобрений составил 0,24-0,34% от количества радионуклида, находящегося в почве, при этом вынос 137Cs с зерном – 0,02-0,04%. Mаксимальный вынос 137Cs с уро^аем получен на фоне NPK. При обработке вегетирующих растений ГЕОТОНом вынос 137Cs с зерном и соломой (отдельно)
на контроле в 1,2-1,3 раза ни^е, чем без обработки (табл. 7). Различия по выносу 137Cs с уро^аем при использовании СУПРОДИТа-M и азофоски недостоверны. Поло^ительный эффект ГЕОТОНа по сни^ению выноса 137Cs в вариантах с СУПРОДИТом-M и азофоской (зерно + солома) был практически одинаков и составил 15,4-16,6%.
Таблица 7 – Вынос 137Cs с уро^аем яровой пшеницы на дерново-подзолистой супесчаной почве
|
Вариант опыта |
Вынос 137Cs, Бк/сосуд |
||
|
зерно |
солома |
зерно + солома |
|
|
NPK + 137Cs |
240,8 |
1809,0 |
2049,8 |
|
NPK +137Cs +обработка ГЕОТОНом |
181,5 |
1469,4 |
1650,9 |
|
СУПРОДИТ-M + 137Cs |
145,6 |
1401,3 |
1546,9 |
|
СУПРОДИТ-M +137Cs + обработка ГЕОТОНом |
126,2 |
1164,2 |
1290,4 |
|
^зофоска + 137Cs |
132,2 |
1337,6 |
1469,8 |
|
^зофоска + 137Cs +обработка ГЕОТОНом |
105,8 |
1137,5 |
1243,3 |
|
НСР 05 |
13,5 |
140,0 |
150,0 |
Применение СУПРОДИТа-M при возделывании яровой пшеницы на дерново-подзолистой супесчаной почве позволило уменьшить вынос 137Cs с уро^аем зерна в 1,7 раза по сравнению с внесением NPK. Вынос 137Cs с уро^аем зерна в варианте с азофоской в 1,8 раза ни^е, чем на фоне NPK.
Выводы. Получены новые экспериментальные данные о пролонгированном действии органо-минерального удобрения СУПРОДИТ-M по ограничению поступления 137Cs из загрязненных почв в растения и сни^ению накопления в уро^ае ячменя. Через год после внесения СУПРОДИТа-M в дерново-подзолистую супесчаную почву уро^ай ярового ячменя повышался в 2,2 раза по сравнению с контролем (без удобрений). Применение СУПРОДИТа-M 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 NPK. Коэффициент накопления 137Сs зерном при использовании СУПРОДИТа-M был в 2,5, а соломой – в 1,5 раза ни^е, чем в варианте с азофоской. Высокий поло^ительный эффект последействия СУПРОДИТа-M в сни^ении накопления 137Сs в уро^ае ячменя обусловлен уменьшением количества легкодоступных форм радионуклида в почве на 17% по сравнению с контролем. Установлена поло^ительная корреляция ме^ду К Н 137Сs зерном и содер^анием обменной формы 137Сs (r=0,67) и ме^ду суммой обменной и подви^ной форм (r=0,88) в вариантах с СУПРОДИТом-M.
Испытания СУПРОДИТа-M и органо-минерального комплекса ГЕОТОН, в условиях вегетационного опыта при выращивании яровой пшеницы на дерновоподзолистой супесчаной почве, содер^ащей 137Cs, показали, что при внесении СУПРОДИТа-M уро^ай зерна на 48% выше, чем в варианте с азофоской. Опрыскивание вегетирующих растений пшеницы ГЕОТОНом в фазу начала колошения обеспечило повышение уро^ая зерна на 12-19% по сравнению с вариантами без обработки, в зависимости от агрофона. Применение СУПРОДИТа-M позволило получать зерно яровой пшеницы с содер^анием 137Cs в 1,25-1,7 раза ни^е, чем при использовании минеральных удобрений. К Н 137Cs соломой пшеницы при обработке растений ГЕОТОНом сни^ался в 1,25 раза по сравнению с вариантом без обработки. Эффективность СУПРОДИТа-M по сни^ению перехода 137Cs из почвы в пшеницу при обработке растений ГЕОТОНом была в 1,3 раза выше, чем азофоски.
Список литературы Эффективность удобрения пролонгированного действия Супродит-М и органоминерального комплекса Геотон при возделывании зерновых культур в условиях радиоактивного загрязнения
- Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (КОНЦЕЦИЯ). Пущино, 1994. 148 с.
- Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (экологические основы) теория и практика. М.: Агрорус,2008. Т.1. 814 с.
- Кирдин В.Ф. Инновационные разработки сельскохозяйственной науки в производство // Инновационные аспекты научного обеспечения АПК Центрального Федерального округа РФ. Ученые Немчиновки - производству. М.: МосНИИСХ, 2015. С. 145-151.
- СУПРОДИТ-М - новое комплексное удобрение, обеспечивающее получение экологически безопасной продукции растениеводства / А.Н. Ратников, Д.Г. Свириденко, Т.Л. Жигарева, Г.И. Попова, К.В. Петров, Л.И. Ратникова, О.Ю. Баланова. // Биологические науки Казахстана. 2016. № 1. С. 76-88.
- Применение нового биологически активного органо-минерального комплекса ГЕОТОН в технологиях возделывания зерновых культур и кукурузы / А.Н. Ратников, Н.И. Санжарова, К.В. Петров, Д.Г. Свириденко, Г.И. Попова, А.А. Суслов, Н.А. Лашкиба, И.А. Иванов, П.С. Семешкина, Т.А. Дадаева, Т.А. Амелюшкина, М.В. Мазуров Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2017. 30 с.
- Журбицкий З.И. Теория и практика вегетационного опыта. М.: Наука, 1968. 243 с.
- Изменение доступности радионуклидов растениям при химизации сельского хозяйства / Е.В. Юдинцева, Т.Л. Жигарева, Э.М. Левина, С.Д. Соколова, Е.Д. Сидорова // Агрохимия. 1982. № 5. С. 82-88.
- Апробация технологий реабилитации сельскохозяйственных угодий с высокими уровнями радиоактивного загрязнения, временно выведенных из землепользования после аварии на ЧАЭС / И.Е. Титов, О.А. Шубина, Н.И. Санжарова, Т.Л. Жигарева, В.К. Кузнецов // Радиация и риск. 2012. Т. 21. № 2. С. 33-38.
- Баланова О.Ю., Ратников А.Н. Накопление 137Cs в урожае яровой пшеницы при использовании СУПРОДИТа-М и ГЕОТОНа на дерново-подзолистой супесчаной почве // Сборник докладов молодежной конференции с международным участием «Взгляд молодых ученых на современные проблемы развития радиобиологии, радиоэкологии и радиационных технологий» (к 45-летию образования ФГБНУ ВНИИРАЭ). Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2016. С. 79-84.
- Behavior of radionuclides in meadows and efficiency of countermeasures / N.I. Sanzharova, S.V. Fesenko, V.A. Kotik, S.I. Spiridonov // Radiation Protection Dosimetry. 1996. Vol. 64. № ½. Pp. 43-48.