doi: 10.15389/agrobiology.2016.4.543rus
УДК 633.2/.4:631.811.3:539.1.04(470.333)
РОЛЬ МИНЕРАЛЬНОГО КАЛИЯ В СНИЖЕНИИ ПОСТУПЛЕНИЯ 137Cs В КОРМОВЫЕ ТРАВЫ И ПОВЫШЕНИИ ИХ УРОЖАЙНОСТИ НА РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ УГОДЬЯХ
Н.М. БЕЛОУС, Е.В. СМОЛЬСКИЙ, С.Ф. ЧЕСАЛИН, В.Ф. ШАПОВАЛОВ
Внедрение защитных мероприятий на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территориях, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, снижает производство сельскохозяйственной продукции, не соответствующей нормативам по радиационной безопасности, и дозу общего облучения. На естественных кормовых угодьях в условиях юго-запада Брянской области мы изучали эффективность использования минерального питания и доли в нем калийного удобрения для получения продукции кормопроизводства, соответствующей нормативу по удельной активности. Почва опытного участка — аллювиальная дерново-оглеенная песчаная с содержанием гумуса 3,08-3,33 %, P2O5 — 620-840 мг/кг, K2O — 133-180 мг/кг, рНKCI 5,2-5,6. Плотность загрязнения почвы 137Cs в результате Чернобыльской катастрофы в 2000-2008 годах составляла 1221-1554 кБк/м2, в 2009-2014 годах — 559-867 кБк/м2. В 2000-2008 годах высевали смесь многолетних мятликовых трав в составе кострец безостый Brоmus inеrmis (8 кг/га), овсяница луговая Festuca pratensis (8 кг/га), тимофеевка луговая Phleum pratense (5 кг/га), канареечник тростниковидный Phalaris arundinacea (5 кг/га), лисохвост луговой Alopecurus pratensis (5 кг/га); в 2009-2014 годах смесь включала овсяницу луговую Festuca pratensis (6 кг/га), лисохвост луговой Alopecurus pratensis (5 кг/га), двукисточник тростниковый Phalaris arundinacea (7 кг/га). В качестве удобрений применяли аммиачную селитру, суперфосфат простой гранулированный, хлористый калий. Система применения удобрений в экспериментах предусматривала внесение 1/2 дозы азотных и калийных и всей дозы фосфорных удобрений под первый укос и 1/2 дозы азотных и калийных удобрений после проведения укоса. Минимальная урожайность зеленой массы с наибольшей удельной активностью корма была получена в варианте без применения минеральных удобрений. Максимальная урожайность 30,9 т/га в первый период исследований получена при внесении полного минерального удобрения в дозе N60P90K60. Увеличение доз элементов питания и их соотношений не приводило к значимой прибавке урожайности. При этом азотные удобрения увеличили удельную активность корма, который при дозе N60P90K60 и соотношении N:K, равном 1:1, не соответствовал нормативу. Поэтому для получения высоких урожаев зеленой массы многолетних трав с удельной активностью, не превышающей допустимые значения, в зоне с плотностью загрязнения 1221-1554 кБк/м2 мы рекомендуем применять полное минеральное удобрение с соотношением N:K, равным 1:1,5. Во второй период исследований оптимальным для получения высокой урожайности зеленой массы надлежащего качества было использование полного минерального удобрения в дозе N45P60K75. Без применения удобрений связь между урожайностью и удельной активностью зеленой массы трав оказалась слабой положительной, использование удобрений при соотношении N:K, равном 1:1, делало связь слабой, но отрицательной. Дальнейшее увеличение доли калия усиливало связь. Полученные данные о снижении удельной активности 137Cs в зеленом корме подтвердили, что именно калийные удобрения наиболее эффективны при реабилитации радиоактивно загрязненных кормовых угодий. Проведен расчет миграции 137Cs из кормов в продукцию животноводства. Главным фактором, ограничивающим переход 137Cs из почвы в растения и далее по пищевой цепи, оказалось использование калийных удобрений, позволяющих снизить удельную активность 137Cs в продукции животноводства и внутреннюю дозу облучения человека.
Ключевые слова: калийные удобрения, кормовые угодья, 137Cs, зеленая масса растений, молоко, мясо, доза внутреннего облучения.
N.M. Belous, E.V. Smol’skii, S.F. Chesalin, V.F. Shapovalov
Protective measures on the radionuclide-polluted rural territories after the Chernobyl accident are known to reduce agricultural production which is not corresponding to standards for radiation safety and a common radiation dose. On natural floodplain pastures in the southwest of the Bryansk region, we studied fodder crop yield and specific radioactivity as influenced by mineral fertilizers with regard to their total doses and potassium to nitrogen portion. The soil of the pastures was alluvial sod-gley sandy with 3.08-3.33 % humus, 620-840 mg/kg P2O5, 133-180 mg/kg K2O, and pHKCl 5.2-5.6. After the Chernobyl disaster, the post-accidental 137Cs pollution of the soils was 1221-1554 kBq/m2 in 2000-2008 and 559-867 kBq/m2 in 2009-2014. A mix of Brоmus inеrmis (8 kg/hectare), Festuca pratensis (8 kg/hectare), Phleum pratense (5 kg/hectare), Phalaris arundinacea (5 kg/hectare), Alopecurus pratensis (5 kg/hectare) was used for sowing in 2000-2008, and in 2009-2014 Festuca pratensis (6 kg/hectare), Alopecurus pratensis (5 kg/hectare) and Phalaris arundinacea (7 kg/hectare) mix was examined. Ammonium nitrate, simple granular superphosphate and potassium chloride were as fertilizers. According to the protocol, 1/2 doses of N and K along with full P dose were pre-applied to soil at the first mowing, and 1/2 doses of N and K were applied after mowing. Minimum aboveground green biomass possessing the greatest specific radioactivity was observed when no mineral fertilizers used. In 2000 tо 2008 the highest crop yield of 30.9 t/hectare was harvested when
N60P90K60 applied. An increase in N, P, K and their fractions did not lead to a significant rise in green mass production. However, at N60P90K60 dose and nitrogen to potassium ratio as 1:1 the nitrogen increased a specific radioactivity of forage which did not correspond to radiation safety standard. Therefore in the areas polluted at 1221-1554 kBq/m2 we recommend applying NPK fertilizers with N to K ratio of 1:1.5 to grow green biomass which possesses the specific radioactivity not exceeding the admissible level. In 2009 to 2014.
N45P60K75 were optimal for high productivity and admissible quality of the fodder crops. With no fertilizer used the correlation between yield and specific radioactivity level was weak and positive, whereas application of fertilizers at N:K portion as 1:1, changed the correlation to weak, but negative. Further increase in K fraction strengthened the correlation. Our findings of decrease in 137Cs specific radioactivity level in green fodder confirm that the K fertilizers are mainly effective for a rehabilitation of soil radioactive pollution on pastures.
137Cs migration from forages to animal husbandry production was also calculated. So, it is shown that the K fertilizers are the main factor limiting 137Cs transition from soil to plants and thus lowering 137Cs specific radioactivity in animal husbandry products and a corresponding internal exposure dose in human.
ФГБОУ ВО Брянский государственный |
Поступила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
