АГРОХИМИЯ, 2011, № 1, с. 35-41
Агроэкология
УДК 631.85:546.42
ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ И МЕЛИОРАНТОВ НА НАКОПЛЕНИЕ В ПОЧВАХ И РАСТЕНИЯХ СТАБИЛЬНОГО СТРОНЦИЯ
© 2011 г. А.В. Литвинович1, З.П. Небольсина2, С.Е. Витковская1, Л.В. Яковлева2
1Агрофизический научно-исследовательский институт РАСХН 196601 Санкт-Петербург-Пушкин, шоссе Подбельского, 7, Россия 2Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства 188338 Ленинградская обл., Гатчинский р-н, пос. Белогорка, ул. Институтская, 1, Россия Е-ша11:ау1ауг@гашЫег.ги
Поступила в редакцию 18.06.2010 г.
В длительном полевом опыте, заложенном в 1957 г. на кислой дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в составе удобрений Рс, Рдс, АФК, известняковой и доломитовой муки в зависимости от варианта, было внесено 53-70.9 кг Бг/га. К 1990 г. содержание подвижных соединений стронция возросло по сравнению с содержанием в целинной почве в 5.1-6.1 раза. Переход на менее обогащенное стронцием удобрение АФК к 2008 г. достоверно уменьшил содержание этого элемента только в вариантах без известкования. Значимых различий в накоплении стабильного стронция зерном овса в вариантах опыта не выявлено. Результаты определения пространственной неоднородности содержания стронция в целинной и пахотной супесчаных почвах показали среднюю вариабельность содержания подвижных форм этого элемента внутри почвенных массивов. Выявлена положительная корреляционная связь средней силы между величинами содержания фосфора и стронция в отдельных точках пахотного поля.
Ключевые слова: минеральные удобрения, мелиоранты, длительное применение, накопление, стабильный стронций.
ВВЕДЕНИЕ
Длительное использование фосфорных удобрений, стронцийсодержащих мелиорантов и отходов промышленности способствует накоплению в почвах стабильного стронция, относящегося к третьему классу опасности (ГОСТ 17.4.02.83) [1].
Объективно оценить существующую экологическую обстановку и прогнозировать результаты антропогенной нагрузки на почвы в процессе систематического применения удобрений и мелиорантов позволяют исследования, проведенные в условиях продолжительных по времени полевых экспериментов.
В литературе имеются сведения о содержании стронция в почвах и растениях, полученные в длительных полевых опытах [2-5], однако эти материалы нельзя считать исчерпывающими.
Дерново-подзолистые почвы обладают высокой пестротой агрохимических показателей внутри отдельных почвенных массивов [6]. Установлено,
что фосфор среди макроэлементов обладает наибольшей вариабельностью содержания [7, 8]. Это вызвано как неравномерным рассевом фосфорных удобрений существующими машинами и механизмами, так и невысокой подвижностью фосфора в почвах.
Исследования, направленные на установление связи между содержанием фосфора и содержанием стабильного стронция в отдельных точках поля, ранее не проводили. Данные о вариабельности содержания стабильного стронция в целинных и пахотных дерново-подзолистых почвах также отсутствуют.
Цель работы - в условиях полевого опыта установить влияние длительного применения различных форм фосфорных удобрений и мелиорантов на динамику содержания подвижных соединений стабильного стронция в дерново-подзолистой суглинистой почве; определить концентрацию стронция в зерне овса, выращенного в различных условиях; изучить пространственную неоднородность содержания стабильного стронция в целинной и пахотной
35
3*
дерново-подзолистых супесчаных почвах; выявить связь между содержанием фосфора и содержанием стронция в отдельных точках поля.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучение содержания стронция в почвах и растениях проводили в длительном полевом опыте с известкованием, заложенном на территории опытного поля ЛНИИСХ.
Лесной участок освоен в 1937-1938 гг. Его использование началось как пастбище, он был распахан в 1947 г. До 1955 г. на участке возделывали производственные посевы устойчивых к кислотности культур. В 1955 г. выращивали картофель, в 1956 г. -овес, в 1957 г. - был чистый пар. В том же году почва была произвесткована сланцевой золой (12 т/га).
Исходная агрохимическая характеристика почвы до закладки опыта: рНкс1 - 4.4, Нг - 4.9 мг-экв/100 г почвы, S - 1.8 мг-экв/100 г почвы, содержание гумуса - 2.23%, содержание подвижного фосфора - 7.5, обменного калия - 9.6 мг/100 г почвы, содержание частиц менее 0.1 мм - 24.7%.
К настоящему времени прошло 7 полных ротаций полевого севооборота. Чередование культур в севообороте следующее: ячмень с подсевом многолетних трав-многолетние травы 2-х лет пользования (клевер + тимофеевка) -озимая рожь-картофель-овес. Органические и минеральные удобрения вносили фоном. За все годы в опыте было внесено органических удобрений 265 т/га, применение которых прекратилось в начале 90-х годов прошлого века по экономическим причинам.
Из содержащих стронций минеральных удобрений с 1957 по 1972 г. внесли Рс800, в 1973 г. и 1992-1995 гг. - Рсд 400. Азотные удобрения в этот период применяли в форме калийные - в форме
Таблица 1. Содержание стронция в удобрениях и мелиорантах, примененных в опыте
Удобрение Бг, мг/кг Источник
Рс 1200 Шугаров [2]
Рдс 300 Потатуева с соавт. [5]
АФК 126 Неопубликованные данные
авторов
Известняко- 800 Небольсин с соавт. [24]
вая мука
Доломито- 150 Небольсин с соавт. [25]
вая мука
Кх. С 1975 по 1991 г. и с 1996 по 2008 г. применяли АФК (всего №К1720).
Периодическое известкование стандартной известняковой мукой проводили в 1964, 1977, 1988 гг. и доломитовой мукой - в 2002 г.
Содержание стронция в удобрениях и мелиорантах приведена в табл. 1. Схема опыта представлена в табл. 2.
Удобрения и мелиоранты вносили вручную. Размер делянки 9 х 12 м. Почву для анализа на содержание стабильного стронция отбирали в 1990 и 2008 гг., растения овса - в 2008 г. Параллельно установили содержание стронция в целинной лесной почве на участке, расположенном в непосредственной близости от опыта.
Пространственную неоднородность содержания обменного стронция внутри отдельных почвенных массивов изучали на участках пахотной и целинной дерново-подзолистой почвы, расположенных в непосредственной близости друг от друга на территории Меньковской опытной станции Агрофизического НИИ (С.-Петербург).
Почва легкосуглинистого гранулометрического состава: содержание фракций < 0.01мм - 21.4%,рНКс1
Таблица 2. Расчетное поступление стронция в почву, кг/га
Вариант Внесено Бг, всего Внесено всего за исследуемый период
до 1990 г. с 1990 по 2008 г.
1. №К (фон) 52.3 0.7 53
2. Фон + известь по 1 Нг однократно 59.2 0.7 59.9
3. Фон + известь по 1 Нг периодически 69.6 1.3 70.9
4. Фон + известь по 0.5 Нг однократно 55.8 0.7 56.5
5. Фон + известь по 0.5 Нг периодически 61.0 1.0 62.0
6. Фон + известь по 0.25 Нг однократно 54.0 0.7 54.7
7. Фон + известь по 0.25 Нг периодически 56.6 0.85 57.4
8. Фон + известь по 0.25 Нг в 1963 г. + по 2 Нг в 2002 г. 54.0 1.7 55.7
9. Фон + известь по 0.25 Нг в 1963 г. + по 3 Нг в 2002 г. 54.0 1.9 55.9
5.5, K2O - 19.7 мг/100 г, Нг - 2.99 мг-экв/100 г почвы. Пахотную почву используют в сельскохозяйственном производстве около 200 лет. Образцы пахотной почвы отбирали из культивируемого слоя вдоль длинной стороны массива через каждые 5 м, который составляли из 20 индивидуальных проб ("уколов" буром). Всего было отобрано 80 образцов, которые анализировали на содержание подвижного P2O5 (вытяжка 0.2 н. HCl) и стабильного стронция. Площадь апробированного массива 0.8 га.
Отбор почвенных проб в прилегающем к опытному полю лесном массиве проводили из прикопок (линия апробирования составила 100 м). Количество индивидуальных почвенных проб, отобранных из гумусово-аккумулятивного горизонта - 20. Физико-химическая характеристика почвы: pH 4.1, гумус - 6%, Нг - 5.7 мг-экв/100 г почвы.
Физико-химические показатели почвы устанавливали общепринятыми методами. Валовое содержание стронция в почве определяли на рентген-флюоресцентном спектрофотометре ORTEK-TEFA.
Подвижные (обменные) формы стронция извлекали из почвы ацетатно-аммонийным буфером (ААБ) рН 4.8. Растительные пробы озоляли в смеси концентрированных HCl и HNO3 при соотношении 1:3. Содержание подвижного стронция в почвах и растениях определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре в пламени ацетилен-воздух после введения в подготовленные пробы раствора LaCl3. Повторность трехкратная. Результаты обработаны статистически. Величины НСР05 приведены в таблицах только в случае значимых отличий.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В верхнем горизонте подзолистых почв мира в среднем содержится стабильного стронция 87 мг/кг [9]. В дерново-подзолистых почвах России содержание данного элемента меняется от 50 до 500 мг/кг [10]. Фоновым содержанием стронция для почв Северо-Запада Нечерноземной зоны России предложено считать 156 мг/кг [11].
Исследования показали, что валовое содержание стронция в почве данного опыта составило 112 мг/кг, что ориентировочно соответствует ~ 336 кг/га. Расчеты показали, что большая часть стронция в почву поступила в составе Рс за период с 1957 по 1972 г. (51.6 кг/га). Дополнительным источником служила известняковая мука. Всего за период от начала эксперимента до первого отбора почвенных проб в 1990 г. в почву варианта с периодическим известкованием полной дозой по Нг было внесено 69.6 кг Sr /га, а между 1- и 2-м отбором
проб с 1991 по 2008 г. - 1.3 кг (табл. 2). В настоящее время в составе АФК в почву ежегодно поступает 47 г Бг/га .
В целом количество внесенного в почву стронция за период с 1957 по 2008 г. было весьма значительным и менялось в вариантах от 16 до 21% от валового содержания элемента.
До настоящего времени норматив предельно допустимого уровня концентрации стабильного стронция в почвах не разработан, однако в литературе встречаются предложения, позволяющие оценить уровень загрязнения почв этим элементом. В работе [12] предложена нормативная шкала загрязнения почв подвижным стронцием, экстрагируемым ацетатно-аммонийным буфером рН 4.5. Согласно этой градации, выделяют следующие уровни загрязнения: низкое - менее 10, среднее -10-15, умеренно-опасное -
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.