РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 4, с. 451-462
^=РАДИОЭКОЛОГИЯ
УДК 633.2031:631.82: 631.86:546.36:54642
АГРОНОМИЧЕСКАЯ И РАДИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ И ДОЗ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ ПРИ УЛУЧШЕНИИ СУХОДОЛЬНЫХ ЛУГОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ 137Cs И 90Sr
© 2007 г. Ä. Г. Подоляк1*, И. М. Богдевич1, С. Ф. Тимофеев2, Н. В. Гребенщикова2
1НИРУП "Институт почвоведения и агрохимии HAH Беларуси", Гомель, Белоруссия 2 РНИУП "Институт радиологии", Гомель, Белоруссия
На основании агрономической, экономической и радиологической оценок результатов многолетних исследований по применению органических удобрений (торф, сапропель, навоз, торфонавоз-ный компост) установлено, что наиболее эффективно при улучшении загрязненных радионуклидами суходольных лугов на дерново-подзолистых песчаных почвах вносить 40-60 т/га торфонавозно-го компоста или подстилочного навоза на фоне известковых и минеральных удобрений (уровень рентабельности - 4.8-8.7%), обеспечивающих получение максимальной прибавки урожая (6075 ц/га сена) и снижение до 10 раз величины коэффициентов перехода 137Cs и в 3 раза 90Sr в урожай многолетних злаковых трав (величина предотвращенной коллективной дозы, AD - 0.00600.0065 чел.-Зв в год; стоимость предотвращенной коллективной дозы, Ae - 11500-13000 $ США чел.-Зв в год). Применение 40 и 60 т/га торфа и сапропелей в чистом виде на фоне известковых и минеральных удобрений не целесообразно, поскольку стоимость дополнительной продукции не покрывает суммарные затраты на их внесение (уровень рентабельности —20.0-32.0%), а стоимость предотвращенной коллективной дозы превышает 20000 $ США чел.-Зв в год.
9^г, дерново-подзолистая почва, суходольный луг, органические и минеральные удобрения, контрмеры, агрохимические свойства, многолетние злаковые травы.
Около 60% территории (1466.3 тыс. га) в структуре кормовых угодий Республики Беларусь приходится на суходольные и низинные луга, сформированные на дерново-подзолистых автоморфных и полугидроморфных и дерновых полугидроморф-ных почвах. По состоянию на 01.01.2005 г. в эксплуатации находится 10.6 тыс. га естественных и улучшенных сенокосов и пастбищ, имеющих плотность радиоактивного загрязнения 137С$ более 555 кБк/м2 (>15 Ки/км2) и 61.5 тыс. га - 90Бг свыше 11.1 кБк/м2 (>0.30 Ки/км2), на которых производство кормов (сено, зеленая масса), отвечающих требованиям "Республиканских допустимых уровней содержания 137С$ и 908г в сельскохозяйственном сырье и кормах", практически невозможно без применения агрохимических и агротехнических защитных мероприятий [1- 4].
Основная часть сенокосов и пастбищ, загрязненных 137Св и 90Бг, расположена на дерново-подзолистых песчаных почвах с маломощной дерни-
*Адресат для корреспонденции: Республика Беларусь, 246050 Гомель, ул. Федюнинского, 16, НИРУП "Институт почвоведения и агрохимии НАН Беларуси"; тел./факс: + 375 (232) 51-68-00; e-mail: pod.brissa@tut.by.
ной и низким содержанием гумуса (1-2%). Уровень плодородия сельскохозяйственных угодий, расположенных на этих почвах, невысок и оценивается по региону в 27-37 баллов. По данным 910 тура агрохимического и радиологического обследований в 63 районах республики отмечено снижение средневзвешенного содержания гумуса в луговых почвах (-0.03% в среднем по республике). Резкое уменьшение гумуса отмечено для следующих загрязненных радионуклидами районов: Ельский (-0.23%), Лельчицкий (-0.22%), Лоев-ский (-0.19%), Ветковский (-0.13%), Хойникский (-0.09%). Основной недостаток таких почв - избыточное увлажнение, низкое содержание глинистых минералов, обменного фосфора и калия, повышенная кислотность и вследствие этого - высокий переход радионуклидов, особенно 908г в растения[4- 6].
В литературе имеются разноречивые данные, касающиеся количественного аспекта влияния органического вещества на подвижность 137С$ и 908г в почве. Существует предположение, согласно которому органическое вещество, с одной стороны, понижает миграционную способность и благоприятствует фиксации радионуклидов в
451
5*
почве, а с другой - повышает подвижность и тем самым увеличивает их переход в растение. В работах немецких авторов показано, что увеличение содержания гумуса в подзолистых почвах приводит к повышению коэффициента накопления 9^г зерновыми культурами (положительная корреляция) [7-9]. Напротив, С.Н. Иванов с соавторами показали, что почвы, богатые гумусом, сорбируют и 9^г в обменной форме, но
прочность связи его в данном случае выше, чем у почв с низким содержанием органического вещества [10].
В комплексе мероприятий по повышению почвенного плодородия, урожайности и качественных показателей травостоя сенокосов и пастбищ решающая роль принадлежит различным видам удобрений. Научно обоснованное питание луговых трав не только обеспечивает рост их продуктивности, продлевает сроки использования травостоя, делает их менее чувствительными к неблагоприятным погодным условиям, но и снижает поступление радионуклидов в условиях радиоактивного загрязнения [11].
По данным отечественных и зарубежных ученых в качестве контрмеры, обеспечивающей снижение поступления и 9^г в травостой и поддержание бездефицитного баланса гумуса и почвенного плодородия в целом, при улучшении кормовых угодий рекомендуется вносить органические удобрения (подстилочный навоз, торфо-навозные компосты, сапропели, нейтрализованный лигнин и др.). Установлено, что органические удобрения способствуют закреплению азота минеральных удобрений в почве, снижают потери этого элемента в результате вымывания и де-нитрификации, а также обеспечивают бездефицитный и положительный баланс гумуса, повышают содержание обменных форм фосфора и калия. Наиболее высокую отдачу от удобрений можно получить только от совместного применения органических, известковых, азотных, фосфорных и калийных удобрений [12-17].
Важнейшее условие рационального применения органических, минеральных и известковых удобрений в условиях радиоактивного загрязнения - установление эффективных доз, видов и технологий их применения в зависимости от свойств почвы, плотности ее загрязнения и 9^г, состава травостоя и способа его использования.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Результаты исследований получены при выполнении Государственной программы Республики Беларусь по минимизации и преодолению последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС по теме: "Разработать и оптимизировать ком-
плекс мер по эффективному землепользованию и снижению радиоактивного загрязнения сельскохозяйственной продукции, направленных на уменьшение доз облучения населения".
Исследования проводили на протяжении 19972001 гг. в условиях полевого стационара, расположенного в окрестностях населенного пункта Са-вичи Брагинского района Гомельской области. Изучали влияние различных видов и доз органических удобрений (торф, сапропель, навоз КРС на соломенной подстилке, торфонавозный компост) на фоне минеральных удобрений и доломитовой муки при улучшении суходольного луга на размеры перехода 137Cs и 90Sr в урожай многолетних злаковых трав. Содержание основных элементов питания и удельная активность радионуклидов в органических удобрениях представлены в табл.1.
Тип почвы экспериментального участка - дерново-подзолистая слабооподзоленная глееватая, песчаная, развивающаяся на водно-ледниковых песках, сменяемых рыхлыми песками с глубины 40-45 см. Агрохимические показатели почвы до закладки эксперимента следующие: гумус по Тюрину 1.7-2.2%; рН(КС1) - 3.5-3.9; НГ по Каппену -7.1-8.8 смоль/кг; подвижный K2O по Кирсанову -57.0-80.0 мг/кг; подвижный P2O5 по Кирсанову -25.0-31.0 мг/кг; обменный Ca - 235.0-250.0 мг/кг; обменный Mg - 52.0-60.0 мг/кг почвы; индекс агрохимической окультуренности почвы (^ок) -0.22-0.23; степень насыщенности основаниями (V) - 20.0-22.0%.
Улучшение экспериментального участка проводили по общепринятым для региона технологиям. В экспериментах высевали травосмесь (30 кг/га) из многолетних злаковых трав: овсяница луговая (Festuca pratensis) (14.5 кг/га), тимофеевка луговая (Pleum pralensis) (10.5 кг/га), костер безостый (Bromus inermis) (5.0 кг/га).
Дозы минеральных удобрений рассчитывали при помощи балансового метода, а известковых - с учетом гидролитической кислотности почв и величины pH(KCl) из расчета доведения реакции почвенной среды до оптимальных значений. Также проводили корректировку доз минеральных и известковых удобрений с учетом плотности загрязнения почв радионуклидами: 137Cs - 1025.8 ± 84.0 кБк/м2 (27.7 ± 2.2 Ки/км2); 90Sr - 162.0 ± 22.0 кБк/м2 (4.3 ± ± 0.6 Ки/км2).
Система применения удобрений в эксперименте предусматривала внесение доломитовой муки, органических удобрений (торфа, сапропеля, подстилочного навоза и торфонавозного компоста) и 1/3 дозы азотных и всей дозы калийных и фосфорных удобрений в основное внесение при проведении коренного улучшения (1997 г.). В последующие годы эксплуатации (1998-2001 гг.) вносилось 1/2 расчетной дозы азотных и калийных
Таблица 1. Содержание основных элементов питания и удельная активность радионуклидов в органических удобрениях (данные за 1997 г.)
Показатели Торф Сапропель Подстилочный навоз Торфонавозный компост
Влажность, % 60.0 80.2 78.2 70.0
Сухое вещество, % 40.0 19.8 20.5 30.0
рнКСЬ ед. 4.8-5.0 7.3-7.5 5.6-6.0 5.2-5.5
Зольность, % 16.1 35.2 21.5 18.5
Общий N % 2.81 1.85 0.32 1.55
Аммиачный N % 1.22 0.75 0.09 0.65
Фосфор (Р205), % 0.11 0.42 0.21 0.16
Калий (К20), % 0.13 0.23 0.45 0.30
Кальций (Са), % 2.20 4.3 0.28 1.25
Магний (Mg), % 0.32 0.83 0.08 0.20
Активность 137Cs, Бк/кг 60 ± 10 122 ± 25 555 ± 20 310 ± 15
Активность 90Бг, Бк/кг 11 ± 6 11 ± 5 114 ± 15 60 ± 10
Таблица 2. Схема опыта и распределение удобрений при улучшении и эксплуатации суходольного луга
Вариант Система обработки почвы и удобрений в год коренного улучшения (1997 г.) Система удобрений в годы эксплуатации (1998-2001 гг.)
I укос II укос
1 Естественный травостой (абсолютный контроль) - -
2 Доломитовая мука 5 т/га, дискование, вспашка, доломитовая мука 10 т/га, дискование + ^0Р100К150 - фон ^5Р60К75 N45^5
3 Фон + торф 40 т/га ^5Р60К75 N45^5
4 » + » 60 т/га ^5Р60К75 N
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.