Экологические функции P и K-удобрений на почвах, загрязененных радионуклеидами

Радионуклиды в почвах, экотоксикология, радиоактивные отходы
Ответить
Аватара пользователя
Глея
Старейшина
Сообщения: 1258
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Экологические функции P и K-удобрений на почвах, загрязененных радионуклеидами

Сообщение Глея » Вс мар 10, 2019 11:19 pm

Одна из экологических функций внесения удобрений - улучшение радиоэкологической ситуации в агроэкосистеме.
Радионуклиды, попадая в трофические цепи, оказывают серьезное негативное воздействие на биосферу, и в частности на организм человека. В почве радионуклиды подвергаются различным процессам; аккумуляции, мобилизации и иммобилизации, миграции по профилю почвы, антагонизму и синергизму с биогенными элементами при транслокации в растения. агрохимические приемы, как внесение органических удобрений, известкование кислых почв, применения повышенных доз фосфорных и калийных удобрений, являются существенными факторами иммобилизации радиоактивных элементов в почве и снижения их поступления в растения.

Оптимальное питание растений калием в сочетании с другими питательными элементами снижало загрязнение продукции радио¬нуклидами в 2-3 раза, известкование кислых черноземных почв по 0,5-1 г.к. приводило к уменьшению концентрации Cs и Sr в растениях в 2-3 раза.

Такой же эффект по цезию установлен от применения фосфор¬ных и калийных удобрений в дозах 60-90 кг/га. Применение же системы органических и минеральных удобрений в сочетании с известкованием на кислых серых лесных и дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава и на торфяных почвах снижало поступление Cs в урожай более чем в 3 раза.

Все это свидетельствует о важной функциональной роли агрохимии в решении проблем радиоэкологии.

Влияние минеральных удобрений на снижение уровня загрязнения продукции растениеводства радионуклеидами обусловлено рядом причин: улучшение условий минерального питания растений, ведущим к увеличению биомассы 1)и «разбавлению» радионуклидов; 2) усилением антагонизма (Cs-K,Ca-Sr) между ионами радионуклидов и ионами солей вносимых удобрений; 3) изменением доступности радионуклидов вследствие перевода их в трудноусвояемые соединения.

При этом следует учитывать неодинаковую роль разных видов удобрений в накоплении радионуклидов: фосфорные и калийные удобрения ослабляют переход радионуклидов в растения, а азотные могут усиливать их накопление. При внесении одних калийных удобрений или в сочетании их с другими видами поступление цезия-137 из почв разных типов в сельскохозяйственные растения уменьшается от 2 до 20 раз, а под влиянием фосфорных удобрений переход этого элемента в надземную массу сокращается в 2—3 раза.

Наибольший эффект снижения уровня известковых материалов достигается при совместном внесении в почву известковых материалов и органического вещества. Применение отдельно известковых, органических и минеральных удобрений может снизить содержание радионуклидов в продукции лишь в 1,5-3 раза, а совместное внесение органических и минеральных удобрений на фоне известкования — в 3-5 раз.

Важным приемом, ограничивающим поступление радиоцезия из почвы в растения, служит применение калийных удобрений, что обусловлено как антагонизмом катионов цезия и калия в почвенном растворе, так и значительной прибавкой урожая сельскохозяйственных культур, особенно на бедных калием дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах. По мере повышения плотности загрязнения почв радионуклидами потребность в дополнительных дозах калия увеличивается.

Установлено значительное влияние калийных удобрений и на уменьшение накопления радионуклидов в растениях. Особенно эффективны повышенные дозы калийных удобрений под многолетние травы корнеплоды и картофель. Так, в опытах на супесчаных почвах повышение дозы К со 120 до 180 кг/га сопровождалось снижением накопления 137Сs.

Установлено, что при плотности радиоактивного загрязнения 137Cs 18,0-28,8 Ku/км2 эффективной дозой калия для зерновых культур является 240 кг/га, она уменьшает поступление в растения в 1,4-3,1 раза. Для картофеля и много¬летних трав эффективной дозой, снижающей поступление цезия-137 в 2,4— 2,6 раза, является 120 кг/га. Рассчитанные коэффициенты корреляции между установленными доза¬ми калийных удобрений и содержанием цезия-137 в урожае составляют: для ячменя — 0,57; овса — 0,90; картофеля — 0,74; кукурузы — 0,71; многолетних трав — 0,68 (1-й укос) и 0,76 (2-й укос).

С учетом сравнительно невысокой стоимости калийных удобрений рекомендованы максимальные дозы, которые еще обеспечивают прибавку урожая дифференцированы в зависимости от типа почв и содержания в них обменного калия. Нормативы потребности в калийных удобрениях определены из расчета обеспечения полной потребности сельскохозяйственных культур для формирования планируемого урожая и повышения содержания калия в почве до оптимального уровня.

Предусмотрен приоритет почв с высокой плотностью загрязнения радио¬нуклидами где повышение обеспеченности почв калием должно идти более быстрыми темпами. Для предотвращения избыточных доз калийных удобрений и ухудшения качества продукции введены ограничения. На почвах с избы¬точным содержанием обменного калия (более 300 мг/кг К2О на минеральных и 1200 мг/кг на торфяно-болотных почвах) внесение калийных удобрении не предусматривается до очередного агрохимического обследования почв.

На накопление радионуклидов всеми сельскохозяйственными культурами оказывают существенное влияние показатели общего почвенного плодородия.

При повышении содержания гумуса в почве от 1 до 3,5% переход радионуклидов в растения снижается в 1,5—2 раза, а по мере повышения содержания в почве обменных форм калия от низкого (менее 100 мг К2О на кг почвы) до оп-тимального (200—300 мг/кг) и изменения реакции почв от кислой (рН 4,5-5,0) к нейтральной (рН 6,5-7,0) — в 2-3 раза.
Действие фосфорных удобрений также положительно сказывается на уменьшении поступления радионуклидов из почвы в растительную продукцию, особенно на почвах с низким содержанием подвижных фосфатов. Известно также, что фосфорные удобрения способствуют закреплению микроколичеств стронция-90 за счет осаждения его вносимыми фосфатами.

Учитывая острый дефицит фосфорных удобрений и их высокую стоимость, рекомендовано для ведения земледелия на загрязненной территории обеспечить минимум фосфорных удобрений, необходимый для сбалансированного питания сельскохозяйственных культур с учетом содержания подвижных фосфатов в почве. Предусмотрено постепенное повышение содержания фосфора до оптимального уровня с приоритетом по плотности загрязнения земель радионуклидами (табл. 113). На почвах с высоким содержанием подвижных фосфатов (более 250 мг Р2О5 на 1 кг почвы на минеральных и 1000 мг/кг на торфяно-болотных почвах) фосфорные удобрения не вносят до очередного цикла агрохимического обследования.

Минеральные удобрения на загрязненных землях, так же как и на незагрязненных, вносят с учетом содержания элементов питания в почве и выноса их растениями на планируемый уровень урожайности, однако дозы внесения удобрений значительно отличаются от их применения на чистых землях. Установлено, что при загрязнении почв радионуклидами максимальная доза азотных удобрений составляет 60 кг/га д.в., а по данным Бондаря с соавт. — 90 кг на I га. Внесение повышенных доз азотных удобрений, особенно аммонийных, повышает поступление цезия-137 в растения. Следователь¬но, расчет доз азотных удобрений необходимо вести, исходя из потребности растений на планируемый урожай, почвенно-климатических условий зоны и окультуренности почвы.

то применение возрастающих доз азотных удобрений достоверно влияет на увеличение урожая зерна рапса. Наибольшая прибавка урожая 5,9-6,8 ц/га получена при вариантах с самыми высоким» лозами азотных удобрений. Однако от доз азотных удобрении зависело и увеличение поступления l37Cs в растения ярового рапса.

Так, внесение N60_100 на фоне Р70К90 способствовало снижению содержания 137Cs в зерне на 15-30% по сравнению с контролем, однако при повышении дозы азота до 140 кг д.в./га удельная активность цезия-137 в зерне составила 76,6 Бк/кг, т.е. соответствовала уровню контроля.

Существенное снижение концентрации радионуклидов в продукции растениеводства достигается также при совместном внесении N9(IPMKI2O + известковые материалы, содержащие магний.
На загрязненных сельхозугодьях возрастает роль севооборотов в снижении перехода 137Cs из почвы в растения. Так, содержание цезия-137 в зерне озимой ржи, возделываемой после овсяно-бобовой смеси, оказалось в три раза ниже, чем после люпина и сераделлы.

В технологиях возделывания культур на загрязненных радионуклидами землях расчетную дозу по Р2О5 и К2О увеличивают в 2-3 раза [418], что обеспечивает существенное снижение поступления радио нуклидов в растения. При достижении оптимальных показателей содержания в почве Р2О5 и К2О расчет доз их внесения ведется, как на незагрязненных землях. Алгоритм решения за¬дачи расчета доз удобрений показан в табл. 115.
Формы минеральных удобрений оказывают значительно меньшее влияние на поступление радионуклидов в сельскохозяйственные культуры.

Критерием применения тех или иных форм удобрений на загрязненных землях должны быть биологические особенности культур, их реакция на изменение качественных показателей. Ряд исследователей указывает, что увеличение перехода 137Cs из почвы в растение обусловлено наличием аммонийной формы азота (NH4+) в азотных удобрениях, способной замещать связанные обменные катионы в гумусе и глинистых минералах, вытесняя их в почвенный раствор и увеличивая доступность для корневого усвоения растениями.
Органические удобрения, мелиоранты, сорбенты и бактериальные препараты. В целях поддержания почвенного плодородия, направленного на обеспечение стабильного урожая сельскохозяйственных культур, на загрязненных радио¬нуклидами землях необходимо задействовать все имеющиеся источники обогащения почв органическим веществом: навоз, солому, зеленые удобрения

Ответить