Радиационная биология. Радиоэкология, 2022, T. 62, № 1, стр. 86-95
Комплексная оценка влияния различных видов агрохимикатов на поступление 137Cs в растения гороха
О. Ю. Баланова 1, Д. Г. Свириденко 1, А. Н. Ратников 1, *, С. П. Арышева 1, А. В. Панов 1, Л. И. Ратникова 1
1 Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии
Обнинск, Россия
* E-mail: ratnikov-51@mail.ru
Поступила в редакцию 04.03.2021
После доработки 28.10.2021
Принята к публикации 09.11.2021
- EDN: NLHPQY
- DOI: 10.31857/S0869803122010039
Аннотация
В вегетационном опыте на загрязненной 137Cs дерново-подзолистой почве с горохом (Pisumsativum L.) сорт Фараон проведена сравнительная оценка влияния органо-минерального удобрения СУПРОДИТ-М, органо-минерального комплекса ГЕОТОН и минеральных удобрений (NPK и азофоски) на содержание форм радионуклида в почве, продуктивность и качество гороха, и биологическую активность почвы. Минеральные удобрения и СУПРОДИТ-М вносили в почву, препаратом ГЕОТОН обрабатывали растения 2 раза за вегетационный период. Действие различных видов агрохимикатов оценивали по содержанию форм 137Cs в почве, по коэффициенту накопления (Кн)137Сs в растениях, по изменению потенциальной активности дыхания (скорость эмиссии СО2 в почве), потенциальной активности денитрификации почвы, урожаю и показателям качества зерна и вегетативной массы гороха. Применение СУПРОДИТ-М способствовало снижению содержания в почве наиболее доступных для растений обменной и подвижной форм137Cs по сравнению с использованием минеральных удобрений. Известно, что зерновые бобовые культуры (сем. Fabaceae) в условиях радиоактивного загрязнения почв накапливают в урожае 137Cs до 10 раз больше, чем яровые и озимые зерновые. Внесение в почву NPK стимулировало скорость эмиссии CO2 в почве под горохом по сравнению с контролем. Применение СУПРОДИТ-М и азофоски снижало потенциальную активность денитрификации почвы. Внесение СУПРОДИТ-М повышало урожай зерна и вегетативной массы гороха. Обработка вегетирующих растений препаратом ГЕОТОН по фону СУПРОДИТ-М дополнительно повышала урожайность гороха по сравнению с вариантом без обработки и относительно контроля. СУПРОДИТ-М ограничивал поступление 137Cs из почвы в растения по сравнению с минеральными удобрениями. Внесение СУПРОДИТ-М способствовало значительному уменьшению выноса 137Cs зерном гороха относительно контроля. Применение ГЕОТОНа по фону СУПРОДИТ-М дополнительно снижало вынос 137Cs зерном и вегетативной массой по сравнению с вариантом без обработки и относительно абсолютного контроля.
Загрязнение сельскохозяйственных угодий радиоактивными веществами в результате аварии на Чернобыльской АЭС зафиксировано на территории 21 субъекта РФ, в наибольшей степени в Брянской, Тульской, Орловской и Калужской областях [1].
Важнейшими задачами агропромышленного производства на радиоактивно загрязненных угодьях являются получение экологически безопасной продукции, соответствующей существующим нормативам по содержанию в ней радионуклидов (РН) [2–4], а также сохранение и повышение плодородия почв. В технологиях возделывания сельскохозяйственных культур ведущая роль принадлежит созданию почвенных барьеров на пути транспорта РН из почвы в растения за счет их селективной сорбции минеральной частью почвенного поглощающего комплекса (ППК) и агрохимическим приемам, направленным на получение стабильных урожаев [5].
Уменьшение в последние годы объемов проведения агрохимических реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных угодьях приводит к необходимости поиска новых путей снижения подвижности РН в почве, ограничения их перехода из почвы в растения, а также дополнительных возможностей поддержания почвенного плодородия.
Для усовершенствования технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях радиоактивного загрязнения были использованы разработанные и апробируемые в настоящее время на различных культурах и типах почв во ВНИИ радиологии и агроэкологии органо-минеральное удобрение СУПРОДИТ-М и органо-минеральный комплекс ГЕОТОН.
СУПРОДИТ-М состоит из двух компонентов: минерального и органического. Минеральный компонент представляет собой высокоселективный синтетический сорбент (КС) на основе трепела, содержащий элементы минерального питания растений и микроэлементы. Сырьем для органического компонента служит низинный торф, содержащий N, P2О5, K2О и биологически активные вещества – гуматы калия.
СУПРОДИТ-М имеет повышенную сорбционную способность по отношению к загрязняющим почву веществам, в том числе к РН техногенного происхождения (137Cs). Минералогический состав содержащегося в удобрении комплексного сорбента (КС), %: цеолит – 50, монтмориллонит – 15, мусковит – 4, SiО2 – 4, аморфные алюмосиликаты – 27. КС имеет высокую емкость поглощения (126 ± 2 смоль(+)/кг). В его составе преобладают энергетически однородные сорбционные центры, характеризующиеся невысокой селективностью по отношению к 137Сs. Емкость этих участков, тем не менее, очень велика (1050 смоль(+)/кг), и КС способен эффективно извлекать ионы 137Сs+ из нейтральных и слабокислых водных растворов [6].
Элементный состав СУПРОДИТ-М (%): N – 11,4; P2O5 – 12; K2O – 18; Ca – 0.33; Mg – 0.92; органическое вещество – 30. Содержание микроэлементов (мг/кг): B – 1200; Mo – 1400. Удобрение обладает пролонгированным действием, применяется в дозах 650–1000 кг/га, общепринятых для минеральных удобрений в Нечерноземной зоне РФ [7, 8]. СУПРОДИТ-М защищен патентом Российской Федерации [9].
ГЕОТОН представляет собой комплексный универсальный жидкий концентрат темного цвета без запаха. Основным сырьем для его производства является низинный торф, который подвергается щелочному гидролизу, нейтрализацией фосфорной кислотой, аммонификации и введением в препарат основных элементов минерального питания растений. Элементный состав ГЕОТОН (%): N – 9–14, P – 23–25, K – 23–29; содержание 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 предназначен: а) для предпосевной обработки семян, корне- и клубнеплодов; б) для поверхностной обработки вегетирующих растений: 1–2 раза за вегетационный период (зерновые, овощные, кормовые, технические культуры) с целью повышения устойчивости растений к воздействию неблагоприятных факторов, улучшения качества производимой продукции, в том числе снижения содержания РН. ГЕОТОН защищен патентом Российской Федерации № 2490241 [7, 8].
Цель исследования – оценить влияние СУПРОДИТ-М и ГЕОТОН на фоне применения различных минеральных удобрений на подвижность 137Cs в почве, накопление его в зерне, на продуктивность и качество гороха, а также показатели биологической активности почвы, загрязненной 137Cs.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Горох (Pisumsativum L.) сорт Фараон выращивали в вегетационном опыте на дерново-подзолистой супесчаной почве с внесением 137Cs. Агрохимическая характеристика почвы: гумус – 1.2%; pHKCl 4.7; Hг – 4.12 и сумма поглощенных оснований – 1.80 смоль(+)/кг почвы соответственно; содержание P2O5 и K2O – 124 и 135 мг/кг почвы, Ca и Mg – 1.17 и 0.21 смоль(+)/кг почвы соответственно.
Схема опыта: 1) 137Cs – контроль; 2) 137Cs + NPK; 3) 137Cs + СУПРОДИТ-М; 4) 137Cs + Азофоска (АЗФК); 5) 137Cs + NPK + ГЕОТОН; 6) 137Cs + + СУПРОДИТ-М + ГЕОТОН; 7) 137Cs + АЗФК + + ГЕОТОН.
В сосуды помещали 6 кг почвы.
Высота сосуда 17 см, площадь поверхности – 359.5 см2.
Радионуклид вносили в виде раствора 137СsCl (74 кБк/кг почвы) – 13.7 г/л раствора. СУПРОДИТ-М и АЗФК (16: 16: 16) вносили в почву (100 мг/кг почвы) в сухом виде в сопоставимых количествах с дозой внесения минеральных удобрений (СУПРОДИТ-М – 1.0 г/кг почвы; АЗФК – 0.7 г/кг почвы, в сухом виде). Удобрения (N100Р120К180) (мг/кг) применяли в виде растворов солей NH4NO3, KH2PO4, KCl (5%-ный раствор). Обработку ГЕОТОНом растений гороха проводили дважды: в фазу конца стеблевания (5–6 листьев) и через 10 дней после первой обработки (в фазу начала бутонизации). Повторность опыта 4-кратная.
В каждый сосуд высевали по 10 замоченных семян гороха, после появления всходов оставляли по шесть растений/сосуд.
Перед закладкой опыта и после уборки урожая отбирали образцы почвы для определения форм нахождения 137Cs и агрохимических показателей. Агрохимические показатели почвы определяли: pHKCl – потенциометрическим методом в суспензии почвы (1 моль/дм3 раствор KCl при соотношении твердой и жидкой фаз 1 : 2.5), гидролитическую кислотность – по методу Каппена в модификации ЦИНАО, гумус – по методу Тюрина в модификации ЦИНАО, подвижный P2O5 и обменный K2O – по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО [10].
Определение форм 137Cs в почве проводили методом последовательных вытяжек: 1 н СH3COONH4 – буфером pH = 7 (обменная), раствором 1 н HCl (подвижная), раствором 3 н HCl (кислоторастворимая) и остаточная (прочносвязанная) при соотношении почва: раствор = 1 : 10 [11]. Содержание 137Сs в почве, растворах и растительном материале измеряли методом полупроводниковой гамма-спектрометрии с использованием детектора из сверхчистого германия “НРGe, ORTEC (США)” и анализатора спектра “IN 1200 GROUPE INTERTECHNIQUE” (Франция). Продуктивность гороха оценивали, используя показатели воздушно-сухой массы растений и зерен. Качество зерна и вегетативной массы гороха оценивали по содержанию сухого вещества, сырого протеина, клетчатки и жира (ГОСТ Р 50817–95). Коэффициент накопления 137Сs (Кн) рассчитывали как отношение содержания 137Cs(Бк/кг) в сухой массе растений (зерно гороха) к содержанию его (Бк/кг) в почве.
В опыте оценивали действие удобрений (NPK, СУПРОДИТ-М, АЗФК) на показатели микробиологической активности почвы: потенциальная активность дыхания (скорость эмиссии СО2 из почвы) и потенциальная активность денитрификации в почве под горохом [10]. Отбор проб почвы для определения показателей биологической активности был произведен сразу после уборки урожая гороха (в фазу полной спелости).
Статистическую обработку результатов экспериментов проводили с использованием программы MS Excel 2019 c 95%-ным уровнем значимости результатов. Полученные экспериментальные данные представлены в виде средних арифметических, стандартных отклонений и наименьших существенных различий (НСР05) (р < 0.05).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Подвижность 137Cs в почве. Биологическая доступность 137Cs определяется содержанием РН в обменной форме – наиболее легкодоступной для корневого усвоения растениями [12, 13].
Ранее в вегетационном опыте на радиоактивно загрязненной дерново-подзолистой супесчаной почве под кукурузой было выявлено, что внесение СУПРОДИТ-М способствовало снижению количества обменной и подвижной форм 137Cs на 35 и 26% по сравнению с применением NPK. Суммарное количество доступного 137Cs (обменный + подвижный) при внесении СУПРОДИТ-М снижалось по сравнению с контролем (почва без удобрений) на 70%. Отмечено увеличение доли фиксированной формы 137Cs на 7% по сравнению с использованием АЗФК [14].
Исследования на дерново-подзолистой почве с горохом показали, что содержание обменной формы 137Сs в вариантах с внесением NPK на 52–56, а подвижной – на 32–38% ниже, чем в контроле без удобрений (рис. 1).
Рис. 1.
Формы нахождения 137Сs в почве после внесения различных агрохимикатов.
Fig. 1. Forms of 137Сs occurrence in the soil after the introduction of various agrochemicals.
СУПРОДИТ-М оказывал более заметное влияние на подвижность 137Cs, чем минеральные удобрения. Внесение СУПРОДИТа-М в почву способствовало снижению количества обменной и подвижной форм 137Cs на 22–29 и 19–26% соответственно по сравнению с использованием АЗФК и NРК. Количество доступного для растений 137Cs (суммарное содержание обменной и подвижной форм) при внесении СУПРОДИТ-М снижалось по сравнению с контролем на 60, а при внесении NPK – на 44–49%. Количество кислоторастворимой формы 137Cs в вариантах применения минеральных удобрений – в 1.7, а СУПРОДИТ-М – в 2.1 раза выше, чем в контроле. Содержание прочносвязанной формы возрастало до 1.4 раза по сравнению с контролем. Величина сорбции 137Cs при внесении СУПРОДИТ-М по сравнению с NРК возросла на 6%.
Показатели биологической активности дерново-подзолистой супесчаной почвы. Одним из наиболее масштабных этапов в круговороте углерода является его высвобождение из различных органических соединений в виде углекислоты, так называемое “дыхание почвы”. К аэробному дыханию способно такое большое число микроорганизмов, что по этому показателю судят об общей биологической активности почвы. Интенсивность дыхания почвы характеризует процессы минерализации органического вещества. Денитрификация почвы – процесс, играющий важнейшую роль в поддержании азотного баланса почвы [10].
Результаты эксперимента показали, что потенциальная активность дыхания почвы под горохом при внесении минеральных удобрений была на 22% выше, чем почвы без удобрений. При внесении СУПРОДИТ-М и АЗФК скорость эмиссии CO2 из почвы в целом оставалась на уровне контроля (табл. 1). Потенциальная активность денитрификации в почве в варианте с минеральными удобрениями была на 14.3% выше, чем при внесении СУПРОДИТ-М, и на 33.3% больше, чем при применении АЗФК (табл. 1). Внесение NPK стимулировало активность денитрификации на 14% по сравнению с контролем. Применение СУПРОДИТ-М и АЗФК достоверно снижало непроизводительные потери азота почвой. Внесение в почву NPK стимулировало скорость эмиссии CO2 из почвы под горохом на 22% по сравнению с контролем.
Таблица 1.
Потенциальная активность дыхания и денитрификации в почве при применении различных агрохимикатов Тable 1. Potential respiration activity and soil denitrification in the application of various agrochemicals
| Вариант | Потенциальная активность | |
|---|---|---|
| дыхания, аС-СО2, мг/кг почвы за сутки | денитрификации, аN-N2О, мг/кг почвы за сутки | |
| 137Cs – контроль | 501 | 2.8 |
| 137Сs + NРК | 613 | 3.2 |
| 137Сs + СУПРОДИТ-М | 524 | 2.3 |
| 137Cs + АЗФК | 549 | 2.4 |
| НСР05 | 23 | 0.2 |
Продуктивность гороха. При внесении СУПРОДИТ-М в почву урожай зерна гороха повысился на 25%, вегетативной массы на 12% по сравнению с контролем. Применение АЗФК обеспечило рост урожайности на 34–35%. Наибольший положительный эффект в повышении урожая зерна и вегетативной массы получен в варианте с внесением NРК (табл. 2).
Таблица 2.
Влияние различных агрохимикатов на продуктивность гороха Table 2. Effect of different agrochemicals on pea productivity
| Вариант | Урожай зерна, г/сосуд | Урожай вегетативной массы, г/сосуд |
|---|---|---|
| 137Сs – контроль | 10.9 | 10.3 |
| 137Сs + NРК | 15.3 | 13.6 |
| 137Сs + СУПРОДИТ-М | 13.6 | 11.5 |
| 137Cs + АЗФК | 14.7 | 13.8 |
| 137Сs + NРК + ГЕОТОН | 16.8 | 13.8 |
| 137Сs + СУПРОДИТ-М + ГЕОТОН | 15.6 | 11.1 |
| 137Cs + АЗФК + ГЕОТОН | 17.2 | 14.1 |
| НСР05 | 1.0 | 1.1 |
Урожай зерна гороха при обработке растений ГЕОТОН повысился на 15–17%, вегетативной массы – на 8–37% по сравнению с вариантами без применения препарата. Наибольший положительный эффект действия ГЕОТОН на формирование урожайности гороха получен в варианте с внесением АЗФК. Урожай зерна гороха при использовании ГЕОТОН на фоне СУПРОДИТ-М на 15% выше, чем в варианте без обработки и на 43% (в 1.4 раза) относительно абсолютного контроля. При обработке растений препаратом ГЕОТОН на фоне СУПРОДИТ-М урожай вегетативной массы был такой же, как и без применения препарата. Урожай вегетативной массы в варианте СУПРОДИТ-М + ГЕОТОН на 8% выше по сравнению с абсолютным контролем.
Накопление 137Cs в растениях гороха. Для прогнозирования накопления 137Cs в урожае и сравнительной оценки эффективности агрохимических приемов по уменьшению перехода РН из почвы в растения использовали Кн137Cs. Известно, что зерновые бобовые культуры (сем. Fabaceae) в условиях радиоактивного загрязнения почв накапливают в урожае 137Cs до 10 раз больше, чем яровые и озимые зерновые [13]. При выращивании гороха на дерново-подзолистой супесчаной почве наибольшее количество 137Cs в зерне и вегетативной массе отмечено в контроле (рис. 2, 3). Применение минеральных удобрений и СУПРОДИТ-М оказывало значительное влияние на переход 137Cs из почвы в растения. Кн137Cs в зерне гороха при внесении NРК снижался в 1.4 раза и в вегетативной массе – в 1.2 раза по сравнению с контролем без удобрений (рис. 2). Использование АЗФК оказалось менее эффективно, содержание 137Cs в зерне гороха снизилось в 1.2 раза, в вегетативной массе в 1.3 раза. СУПРОДИТ-М ограничивал поступление 137Cs из почвы в растения в 1.8–2.0 раза по сравнению с контролем. Содержание 137Cs в зерне и в вегетативной массе гороха при внесении СУПРОДИТ-М было в 1.5–1.8 и в 1.4–1.5 раза ниже, чем в вариантах с минеральными удобрениями.
Рис. 2.
Коэффициент накопления (Кн) 137Cs в зерне гороха при использовании различных агрохимикатов на дерново-подзолистой почве, (Бк/кг)/(Бк/кг). Примечание. На этом и следующем рисунках обозначено цифрами – среднее арифметическое и “усами – стандартное отклонение (р < 0.05).
Fig. 2. Transfer factor (Tf)137Cs in pea grain when using various agrochemicalson sod-podzolic soil, (Bq/kg)/(Bq/kg). Note. This and the following figures indicate the arithmetic mean and the “mustache” standard deviation (p < 0.05).
Рис. 3.
Коэффициент накопления (Кн)137Cs в вегетативной массе гороха при использовании различных агрохимикатов, при использовании различных агрохимикатов на дерново-подзолистой почве.
Fig. 3. Transfer factor (Tf)137Cs in pea vegetative mass when using various agrochemicalson sod-podzolic soil.
Обработка растений ГЕОТОН не только повышала продуктивность гороха, но и способствовала снижению накопления 137Cs в урожае: на фоне АЗФК в 1.1 (зерно) и в 1.3 раза (вегетативная масса), а при внесении NРК в 1.2 и в 1.4 раза соответственно (рис. 2 и 3). Кн137Cs в зерне и вегетативной массе при внесении СУПРОДИТаМ и использовании ГЕОТОН в 1.6 и в 1.2 раза ниже, чем в варианте без обработки ГЕОТОН. Положительный эффект совместного применения АЗФК и ГЕОТОН по снижению перехода 137Cs из почвы в растения и накопления в зерне и вегетативной массе гороха по сравнению с контролем составил 1.3 и 1.6 раза. При обработке растений ГЕОТОН на фоне СУПРОДИТ-М Кн137Cs в зерне и вегетативной массе в 2.4 и в 1.4 раза ниже, чем в варианте с АЗФК. Необходимо отметить, что снижение накопления 137Cs в зерне при применении ГЕОТОНа происходило при увеличении вегетативной массы гороха.
Внесение АЗФК способствовало увеличению выноса 137Cs зерном гороха на 16% (табл. 3). Обработка ГЕОТОН в варианте с АЗФК дополнительно увеличила вынос РН зерном на 5%, а в варианте с NРК– напротив, снизила на 6% по сравнению с вариантом без препарата. Относительно абсолютного контроля (137Cs) этот показатель увеличился на 22% в варианте АЗФК + 137Cs + ГЕОТОН и уменьшился на 4% в варианте NРК + 137Сs + ГЕОТОН.
Таблица 3.
Вынос 137Cs с урожаем гороха при применении различных агрохимикатов Table 3. The removal of 137Cs with the yield of peas in the application of various agrochemicals
| Вариант | Удельная активность 137Cs в почве, Бк/кг | Вынос 137Cs, Бк/сосуд | |
|---|---|---|---|
| зерно | вегетативная масса | ||
| 137Сs – контроль | 103 960 | 232 | 371 |
| 137Сs +NРК | 109 475 | 239 | 729 |
| 137Сs +СУПРОДИТ-М | 104 625 | 141 | 409 |
| 137Cs + АЗФК | 107 960 | 271 | 697 |
| 137Сs + NРК+ ГЕОТОН | 223 | 540 | |
| 137Сs + СУПРОДИТ-М + ГЕОТОН | 105 | 331 | |
| 137Cs + АЗФК + ГЕОТОН | 284 | 565 | |
| НСР05 | 20 | 31 | |
Внесение СУПРОДИТ-М способствовало значительному уменьшению выноса 137Cs зерном гороха на 39% относительно контроля. Применение ГЕОТОНа по фону СУПРОДИТ-М дополнительно снизило этот показатель на 26% по сравнению с вариантом без обработки, а относительно абсолютного контроля снизило на 55%.
Вынос 137Cs вегетативной массой гороха был максимальный в варианте с NPK: на 9% выше, чем в контроле; с АЗФК – только на 4%. Минимальный вынос РН вегетативной массой был при внесении в почву СУПРОДИТ-М: на 39% ниже контрольного. Обработка растений ГЕОТОНом дополнительно снижала вынос 137Cs вегетативной массой гороха: в варианте с АЗФК и СУПРОДИТ-М на 19%, с NPK – на 26% относительно варианта без обработки. В варианте СУПРОДИТ-М + + 137Сs + ГЕОТОН вынос РН вегетативной массой гороха оказался в 2 раза ниже относительно абсолютного контроля (137Cs).
Так как питательные элементы для растений быстрее усваиваются из минеральных удобрений, чем из удобрения-сорбента, то и растения в этих вариантах растут и развиваются лучше, что, соответственно, увеличивает и урожай. Поэтому вынос 137Cs урожаем (зерном и соломой) значительно выше при внесении в почву минеральных удобрений по сравнению с СУПРОДИТ-М.
Качество зерна и вегетативной массы гороха. При выращивании сельскохозяйственных культур на загрязненной радионуклидами почве важно контролировать не только содержание радионуклидов в растениях, но и качество получаемой продукции. В эксперименте оценивали качество зерна гороха по показателям: содержание сухого вещества, сырого протеина, клетчатки и жира (табл. 4). Достоверных различий по содержанию сухого вещества и золы в зерне гороха на фоне минеральных удобрений и СУПРОДИТ-М не выявлено. Содержание клетчатки в варианте с СУПРОДИТ-М увеличилось по сравнению с контролем на 0.65%. При внесении СУПРОДИТ-М и АЗФК в почву содержание сырого протеина в зерне было на 0.68–0.80% выше, чем в контроле. Применение NPK в вегетационном опыте обеспечило получение зерна с наибольшим содержанием сырого протеина.
Таблица 4.
Влияние агрохимикатов на качество зерна гороха Table 4. Effect of agrochemicals on the quality of pea grain
| Вариант | Содержание в зерне, % | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| зола | сырой протеин | жир | клетчатка | сухое вещество | |
| 137Cs – контроль | 2.02 | 17.01 | 2.47 | 3.72 | 89.32 |
| 137Сs + NРК | 2.06 | 18.28 | 2.57 | 3.90 | 89.34 |
| 137Сs + СУПРОДИТ-М | 2.18 | 17.81 | 2.40 | 4.37 | 89.55 |
| 137Cs + АЗФК | 2.07 | 17.69 | 2.50 | 3.88 | 89.38 |
| НСР05 | 0.24 | 0.76 | 0.17 | 0.61 | 0.36 |
Внесение минеральных удобрений повысило урожай вегетативной массы гороха на 33–40%, а внесение СУПРОДИТ-М – на 25% по сравнению с контролем соответственно (табл. 2). Результаты определения качества вегетативной массы гороха свидетельствуют о том, что внесение в почву СУПРОДИТ-М привело к повышению содержания золы на 1.62% по сравнению с контролем, при использовании АЗФК – на 1.26% выше, чем на контроле.
Достоверных различий по влиянию СУПРОДИТ-М и минеральных удобрений на такие показатели, как содержание жира и сухого вещества, во всех вариантах опыта не установлено (табл. 5). Но следует отметить, что при внесении СУПРОДИТ-М содержание жира в вегетативной массе было максимальным – 2.50%. Применение СУПРОДИТ-М и минеральных удобрений обеспечивает повышение содержания сырого протеина в вегетативной массе гороха на 1.38–2.71% по сравнению с контролем. Содержание сырого протеина в растениях в вариантах с СУПРОДИТ-М и NРК на 1.18–1.33% выше, чем при использовании АЗФК (табл. 5).
Таблица 5.
Влияние агрохимикатов на качество вегетативной массы гороха Table 5. Effect of agrochemicals on the quality of pea vegetative mass
| Вариант | Содержание в вегетативной массе, % | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| зола | сырой протеин | жир | клетчатка | сухое вещество | |
| 137Cs – контроль | 3.05 | 11.06 | 2.09 | 33.42 | 91.88 |
| 137Сs + NРК | 3.69 | 13.62 | 2.29 | 32.64 | 92.33 |
| 137Сs + СУПРОДИТ-М | 4.67 | 13.77 | 2.50 | 34.40 | 92.37 |
| 137Cs + АЗФК | 4.31 | 12.44 | 2.22 | 33.59 | 92.43 |
| НСР05 | 0.76 | 1.08 | 0.46 | 2.21 | 0.81 |
Использование СУПРОДИТ-М обеспечивает наибольший положительный эффект в получении более качественной продукции по содержанию сырого протеина.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты исследований показали, что применение СУПРОДИТ-М при выращивании гороха на дерново-подзолистой супесчаной почве оказало существенное влияние на подвижность 137Cs в почве и его закрепление в почвенно-поглощающем комплексе. Снижение содержания наиболее доступных для растений обменной и подвижной форм 137Cs в почве составило 22–29 и 19–26% соответственно по сравнению с использованием минеральных удобрений.
Внесение минеральных удобрений и СУПРОДИТ-М оказывало значительное влияние на переход 137Cs из почвы в растения гороха. СУПРОДИТ-М ограничивал поступление 137Cs в растения в 1.8–2.0 раза по сравнению с контролем. Эффективность СУПРОДИТ-М по снижению накопления 137Cs в зерне гороха в 1.8 раза выше, чем азофоски.
Содержание 137Cs в зерне и вегетативной массе гороха при внесении СУПРОДИТ-М было в 1.5–1.8 и 1.4–1.5 раза ниже, чем в вариантах с минеральными удобрениями. Кн137Cs зерном и вегетативной массой при внесении СУПРОДИТ-М и использовании комплекса ГЕОТОН в 1.6 и в 1.2 раза ниже, чем в варианте без обработки препаратом. При применении ГЕОТОН на фоне СУПРОДИТ-М Кн137Cs зерном и вегетативной массой в 2.4 и в 1.4 раза ниже, чем в варианте с азофоской.
При внесении СУПРОДИТ-М в почву урожай зерна гороха повысился на 25%, а вегетативной массы – на 12% по сравнению с контролем. Наибольший положительный эффект действия ГЕОТОН на продуктивность гороха получен при внесении азофоски. Урожай зерна при использовании ГЕОТОН на фоне СУПРОДИТ-М на 15% выше, чем в варианте без обработки, и на 43% – относительно контроля. Урожай вегетативной массы в варианте СУПРОДИТ-М + ГЕОТОН на 8% выше по сравнению с контролем.
СУПРОДИТ-М оказывал положительное влияние на качество зерна гороха. Содержание сырого протеина в зерне увеличилось по сравнению с контролем на 0.80, клетчатки – на 0.65%. Содержание в вегетативной массе гороха сырого протеина, клетчатки, жира, золы было также наибольшим при применении СУПРОДИТ-М.
Потенциальная активность дыхания почвы под горохом при внесении минеральных удобрений на 22% выше, чем в контроле. СУПРОДИТ-М снижал непроизводительные потери азота почвой.
Внесение СУПРОДИТ-М способствовало значительному уменьшению выноса 137Cs зерном гороха на 39% относительно контроля. Применение ГЕОТОН на фоне СУПРОДИТ-М снизило вынос 137Cs на 26% по сравнению с вариантом без обработки и на 55% относительно абсолютного контроля. Обработка ГЕОТОНом по фону СУПРОДИТ-М снижала вынос 137Cs вегетативной массой гороха на 19% относительно варианта без обработки и в 2 раза по сравнению с контролем (137Cs).
Список литературы
Панов А.В., Санжарова Н.И., Шубина О.А. и др.Современное состояние и прогноз загрязнения 137Cs сельскохозяйственных угодий Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей, подвергшихся воздействию аварии на Чернобыльской АЭС // Радиация и риск. 2017. Т. 26. № 3. С. 66–74. [Panov A.V., Sanzharova N.I., Shubina O.A. et al. Sovremennoe sostoyanie i prognoz zagryazneniya 137Cs sel’skohozyajstvennyh ugodij Bryanskoj, Kaluzhskoj, Orlovskoj i Tul’skoj oblastej, podvergshihsya vozdejstviyu avarii na Chernobyl’skoj AES // Radiaciya i risk. 2017. V. 26. № 3. P. 66–74 (In Russ.)]
Ветеринарно-санитарные требования к радиационной безопасности кормов, кормовых добавок, сырья кормового. Допустимые уровни содержания 90Srи 137Cs. Ветеринарные правила и нормы ВП 13.5.13/06-01 // Ветеринарная патология. 2002. № 4. С. 44–45. [Veterinarno-sanitarnye trebovaniya k radiacionnoj bezopasnosti kormov, kormovyh dobavok, syr’ya kormovogo. Dopustimye urovni soderzhaniya 90Sr i 137Cs. Veterinarnye pravila i normy VP 13.5.13/06-01 // Veterinarnaya patologiya. 2002. № 4. P. 44–45 (In Russ.)]
Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормы СанПиН 2.3.2.1078-01// Бюллетень нормативных и методических документов госсанэпиднадзора. 2002. № 4 (10). С. 9–144. [Gigienicheskie trebovaniya k bezopasnosti i pishchevoj cennosti pishchevyh produktov. Sanitarno-epidemiologicheskie pravila i normy SanPiN 2.3.2.1078-01 // Byulleten’ normativnyh i metodicheskih dokumentov gossanepidnadzora. 2002. № 4 (10). S. 9–144 (In Russ.)]
Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.2650-10. (Дополнения и изменения №18 к СанПиН 2.3.2.1078-01). М.: Минздрав РФ, 2010. 13 с. [Sanitarno-epidemiologicheskie pravila i normativy SanPiN 2.3.2.2650-10. (Dopolneniya i izmeneniya №18 k SanPiN 2.3.2.1078-01). M.: Minzdrav RF, 2010. 13 p. (In Russ.)]
Санжарова Н.И., Ратников А.Н., Спиридонов С.И. и др. Технологические приемы, обеспечивающие повышение устойчивости агроценозов, восстановление нарушенных земель, оптимизацию земледелия и получение соответствующей нормативам сельскохозяйственной продукции / Под ред. Н.И. Санжаровой. Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2010. 180 с. [Sanzharova N.I., Ratnikov A.N., Spiridonov S.I. i dr. Tekhnologicheskie priemy, obespechivayushchie povyshenie ustojchivosti agrocenozov, vosstanovlenie narushennyh zemel', optimizaciyu zemledeliya i poluchenie sootvetstvuyushchej normativam sel’skohozyajstvennoj produkcii / Pod red. N.I. Sanzharovoj. Obninsk: VNIISKHRAE, 2010. 180 p. (In Russ.)]
Коноплева И.В. Селективная сорбция радиоцезия сорбентами на основе природных глин // Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. № 4. [Konopleva I.V. Selektivnaya sorbciya radioceziya sorbentami na osnove prirodnyh glin // Sorbcionnye i hromatograficheskie processy. 2016. V. 16. № 4. (In Russ.)]
Баланова О.Ю., Ратников А.Н., Свириденко Д.Г. и др. Влияние новых комплексных удобрений СУПРОДИТ-М и ГЕОТОН на продуктивность, качество зерна ячменя и биологическую активность почвы // Науч. тр. КФ РГАУ–МСХА им. К.А. Тимирязева. Юбилейный выпуск (№ 11) к 150-летию РГАУ–МСХА им. К.А. Тимирязева. Калуга, 2015. С. 73–78. [Balanova O.Yu., Ratnikov A.N., Sviridenko D.G. i dr. Vliyanie novyh kompleksnyh udobrenij SUPRODIT-M i GEOTON na produktivnost', kachestvo zerna yachmenya i biologicheskuyu aktivnost' pochvy // Nauchnye trudy KF RGAU–MSKHA im. K.A. Timi-ryazeva. Yubilejnyj vypusk (№ 11) k 150-letiyu RGAU–MSKHA im. K.A. Timiryazeva. Kaluga, 2015. S. 73–78 (In Russ.]
Ратников А.Н., Свириденко Д.Г., Попова Г.И. и др. Эффективность удобрения пролонгированного действия СУПРОДИТ-М и органо-минерального комплекса ГЕОТОН при возделывании зерновых культур в условиях радиоактивного загрязнения // Вестн. аграрной науки. 2018. № 4 (73). С. 36–46. [Ratnikov A.N., Sviridenko D.G., Popova G.I. i dr. Effektivnost’ udobreniya prolongirovannogo dejstviya SUPRODIT-M i organo-mineral’nogo kompleksa GEOTON pri vozdelyvanii zernovyh kul’tur v usloviyah radioaktivnogo zagryazneniya // Vestnik agrarnoj nauki. 2018. № 4 (73). P. 36–46 (In Russ.]
Ратников А.Н., Петров К.В., Анисимов В.С. и др. Способ получения органо-минерального комплексного удобрения. Пат. 2426711, РФ // Б.И. 2011. № 23. [Ratnikov A.N., Petrov K.V., Anisimov V.S. i dr. Sposob polucheniya organo-mineral’nogo kompleksnogo udobreniya. Pat. 2426711, RF // B.I. 2011. № 23 (In Russ.]
Практикум по агрохимии: учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. / Под ред. В.Г. Минеева. М.: МГУ, 2001. 686 с. [Praktikum po agrohimii: ucheb. posobie. 2-e izd., pererab. i dop. / Pod red. V.G. Mineeva. M.: MGU, 2001. 686 s. (In Russ.]
Методические указания по обследованию почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства на содержание тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов. М.: ЦИНАО, 1995. 45 с. [Metodicheskie ukazaniya po obsledovaniyu pochv sel’skohozyajstvennyh ugodij i produkcii rastenievodstva na soderzhanie tyazhelyh metallov, ostatochnyh kolichestv pesticidov i radionuklidov. M.: CINAO, 1995. 45 s. (In Russ.]
Юдинцева Е.В., Жигарева Т.Л., Левина Э.М. и др. Изменение доступности радионуклидов растениям при химизации сельскогохозяйства // Агрохимия. 1982. № 5. С. 82–88. [Yudinceva E.V., Zhigareva T.L., Levina E.M. et al. Izmenenie dostupnosti radionuklidov rasteniyam pri himizacii sel’skogo hozyajstva // Agrohimiya. 1982. № 5. Р. 82–88 (In Russ.]
Sanzharova N.I., Fesenko S.V., Kotik V.A., Spiridonov S.I. Behavior of radionuclides in meadows and efficiency of countermeasures // Radiat. Prot. Dosim. 1996. V. 64. № 1–2. P. 43–48.
Арышева С.П., Попова Г.И., Баланова О.Ю. и др. Влияние новых комплексных органо-минеральных удобрений на продуктивность кукурузы и транслокацию 137Cs в растения // Агрохимия. 2018. № 3. С. 26–33. [Arysheva S.P., Popova G.I., Balanova O.Yu. i dr. Vliyanie novyh kompleksnyh organo-mineral’nyh udobrenij na produktivnost' kukuruzy i translokaciyu 137Cs v rasteniya // Agrohimiya. 2018. № 3. P. 26–33 (In Russ.)]
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Радиационная биология. Радиоэкология
Пн.-пт.: 10.00-19.00