Влияние систем удобрений на продуктивность и содержание цезия-137 в урожае

ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И СОДЕРЖАНИЕ ЦЕЗИЯ-137 В УРОЖАЕ

В.Ф. Шаповалов, Л.П. Харкевич

Новозыбковская государственная сельскохозяйственная опытная станция

Н.М. Белоус

Брянская государственная сельскохозяйственная академия

В результате Чернобыльской катастрофы радиоактивному загрязнению подверглась практически вся территория Брянской области. Особенно пострадали семь юго-западных районов: Гордеевский, Новозыбковский, Злынковский, Климовский, Красногорский, Клинцов-ский, Стародубский, где проживают 287 тысяч человек. Средняя плотность загрязнения земель радиоцезием в этих районах составляет 12,6-17,8 Ки/км2. В зоне жесткого контроля (свыше 15 Ки/км2) оказалось 97 тыс. га сельскохозяйственных угодий, из оборота выведено 32,1 тыс. га плодородных земель, на которых по радиационным нормам проживание и работа людей запрещена. Поэтому одной из основных научно-производственных задач стояла разработка и применение реабилитационных мероприятий, обеспечивающих получение чистой продукции растениеводства.

Основная цель наших исследований - агроэкологиче-ская оценка и научное обоснование применения в севообороте различных систем удобрений в комплексе с химическими средствами защиты растений в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды. Эту работу мы проводим с 1993 г. по настоящее время в четырехпольном плодосменном севообороте: картофель,

овес, люпин на зеленый корм, озимая рожь. Почва опытного участка дерново-подзолистая, песчаная со следующими исходными агрохимическими свойствами: гумус (по Тюрину) - 2,14-2,51%, рНсол. - 6,5-7,0, гидролитическая кислотность - 0,59-0,73 мг-экв/100 г, содержание подвижных Р2О5 и К2О (по Кирсанову) - соответственно 38,5-51,0 и 6,9-11,7 мг/100 г. Плотность загрязнения цезием-137 в пределах 526-660 кБк/м2. Погодные условия в годы проведения исследований существенно различались. Наиболее благоприятными были 1993, 1994, 1998, 2001, 2004 гг., умеренными - 1996, 1997, засушливыми - 1995, 1999, 2002, 2003 гг. В связи с этим, продуктивность культур севооборота имела значительные колебания по годам и вариантам опыта.

Урожайность клубней картофеля в контроле в среднем за три ротации севооборота составила 99 ц/га (табл. 1). Самая высокая урожайность в среднем отмечена по органо-минеральной и минеральной системам удобрения с двойными дозами МРК в комплексе с химическими средствами защиты растений - 199 и 204 ц/га.

Урожайность овса в контроле (7,6 ц/га) в значительной мере определялась уровнем естественного плодородия почвы, а также погодными условиями. Наибольшие урожаи зерна по вариантам опыта формировались в пер-

вой ротации севооборота. В среднем за три ротации севооборота самый высокий урожай (22,0 ц/га) получен по органо-минеральной системе в комплексе с химическими средствами защиты растений.

В среднем за три ротации севооборота самый высокий урожай зерна озимой ржи был получен по минеральной системе с тройными дозами №К в комплексе с пестицидами, но полученная прибавка статистически несущественна, поэтому наиболее оптимальной стала минеральная система удобрения с двойными дозами №К в комплексе с химическими средствами защиты растений (вар. 9). Урожайность зерна в этом варианте составила в среднем 24,2 ц/га.

Урожайность зеленой массы кормового люпина контроле в среднем за три ротации составила 100 ц/га. Максимальный уровень урожайности зеленой массы в среднем получен в варианте с тройной дозой РК (Р60К120) в комплексе с пестицидами - 160 ц/га.

Изучаемые системы удобрений существенно влияли на переход цезия-137 в конечную продукцию (табл. 2). Концентрация цезия-137 в клубнях картофеля в контроле в среднем за три ротации севооборота составила 88 Бк/кг, при допустимом уровне не более 120 Бк/кг. В среднем за 12 лет проведения опыта внесение подстилочного навоза в дозе 80 т/га позволило получить клубни с содержанием 137Сб в 1,9 раза ниже, чем на контроле.

Применение органо-минерального удобрения (40 т/га навоза + М75Р30К90) понижало содержание цезия-137 в клубнях картофеля по сравнению с контролем в 2,4 раза. Применение минеральных систем удобрения снижало поступление цезия-137 в клубни картофеля в 2,1-3,0 раза. Пестициды оказывали слабое влияние на поступление радионуклидов в клубни.

В ряду зерновых культур овес в равных условиях способен накапливать радионуклиды в большем количестве, чем другие зерновые культуры. Результат наших исследований показал, что в зависимости от применения средств химизации содержание цезия-137 в зерне овса колебалось от 58 до 123 Бк/кг.

Под влиянием органических удобрений содержание 137Сб в зерне овса снижалось в 1,4-1,6 раза, а под влиянием минеральных - в 1,4-2,1 раза. Пестициды снижали содержание цезия-137 в 1,0-1,5 раза. Зерно овса, полученное в вариантах с комплексным применением средств химизации (2№К + пестициды и 3№К + пестициды) практически пригодно для использования на пищевые цели, т.к. содержание цезия-137 было ниже нор-

1. Влияние систем удобрений на урожайность культур севооборота в среднем за 3 ротации севооборота (1993-2004 гг., ц/га) ________________________________________________

п/п Система удобрений Картофель Овес Озимая рожь Люпин

ц/га прибавка ц/га прибавка ц/га прибавка ц/га прибавка

1 Без удобрений (контроль) 99 - 7,6 - 7,0 - 100 -

2 Органическая 152 +53 11,2 +3,6 9,2 +2,2 101 +1

3 Органо -минеральная 177 +78 17,0 +9,4 15,7 +8,7 114 +14

4 Минеральная 1№К 132 +33 15,9 +8,3 15,0 +8,0 121 +21

5 Минеральная 2№К 181 +82 18,1 +10,5 19,5 +12,5 127 +27

6 Минеральная 3№К 174 +75 16,7 +9,1 16,5 +9,5 142 +42

7 Органо-минеральная + пестициды 199 +100 22,0 +14,4 22,3 +15,3 144 +44

8 Минеральная 1№К + пестициды 160 +61 16,4 +8,8 16,5 +9,5 125 +25

9 Минеральная 2№К + пестициды 204 +105 20,1 +12,5 24,2 +17,2 149 +49

10 Минеральная 3№К + пестициды 196 +97 20,7 +13,1 25,4 +18,4 160 +60

НСР05, ц/га 23 23 1,5 1,5 2,2 2,2 23 23

Примечание: Органическая система - 80 т/га подстилочного навоза под первую культуру севооборота; органноминеральная - 40 т/га подстилочного навоза + 1№К под первую культуру севооборота + 1№К ежегодно под каждую следующую культуру; 1№К под картофель соответствует М75Р30К90; 1№К под овес - М55Р20К40; ШРК под озимую рожь - М70Р30К60; 1РК под люпин - Р20К40.

2. Влияние систем удобрений на концентрацию цезия-137 в урожае культур севооборота

1993-2004 гг.

п/п Система удобрения Картофель Овес Озимая рожь Люпин

средн Ксн средн Ксн средн Ксн средн Ксн

1 Без удобрений (контроль) 88 - 123 - 76 - 323 -

2 Органическая 47 1,9 77 1,6 51 1,5 202 1,6

3 Органо -минеральная 37 2,4 75 1,6 37 2,0 167 1,9

4 Минеральная 1№К 36 2,4 84 1,5 40 1,9 186 1,7

5 Минеральная 2№К 35 2,5 65 1,9 32 2,4 168 1,9

6 Минеральная 3№К 29 3,0 70 1,8 34 2,2 114 2,8

7 Органо-минеральная + пестициды 34 2,6 72 1,7 34 2,2 162 2,0

8 Минеральная 1№К + пестициды 42 2,1 88 1,4 41 1,8 191 1,7

9 Минеральная 2№К + пестициды 34 2,6 62 2,0 28 2,7 164 2,0

10 Минеральная 3№К + пестициды 31 2,8 58 2,1 27 2,8 113 2,9

НСР05, Бк/кг 11 15 9 39

Примечание: СанПиН 2.23.2.1078.01 для картофеля - 120 Бк/кг, для зерновых - 70 Бк/кг, ВП 13.5.13/09-00 для зеленых кормов - 370 Бк/кг.

мативных показателей. Люпин на зеленую массу возделывали в опытном севообороте второй культурой, и поэтому использовали последействие органических удобрений. В результате концентрация цезия-137 в зеленой массе снижалась в 1,6 раза, в органо-минеральной - в 1,9 раза. Возрастающие дозы фосфорно-калийного удобрения также снижали содержание 137Сб в зеленой массе люпина. Так, дозы ШРК, 2№К, 3№К снижали концентрацию 137Сб соответственно в 1,7; 1,9; и 2,8 раза по сравнению с контролем. Влияние пестицидов было слабым.

Содержание цезия-137 в урожае зерна озимой ржи в контроле в среднем за 12 лет изменялось от 70 до 81 Бк/кг. Последействие навоза 80 т/га достоверно снижало содержание цезия-137 в зерне (на третьей культуре) по сравнению с контролем в 1,5 раза, последействие 40 т/га навоза в сочетании с М70Р30К60 - в 2,0 раза. Внесение минеральных удобрений в дозе М70Р30К60 концентрацию 137Сб в зерне озимой ржи в среднем за 10 лет уменьшило в 1,9 раза, оптимальные дозы ОТ40Р60К120) - в 2,4 раза,

высокие №10Р90К180) - в 2,2 раза по сравнению с контролем. Пестициды в сочетании с удобрением снижали содержание 137Сб в зерне озимой ржи в 1,1-1,4 раза по сравнению с вариантами без пестицидов.

Оценивая влияние пестицидов на переход 137Сб в продукцию культур севооборота, можно отметить, что они практически не влияли на его переход в клубни картофеля и зеленую массу люпина. Более заметное влияние пестицидов на снижение перехода цезия-137 в урожай отмечено в опыте с овсом и озимой рожью. Наибольшая кратность снижения 137Сб в урожае зерна овса и озимой ржи отмечена от оптимальных и повышенных дозах №К в комплексе с пестицидами (вар. 9 и 10).

Таким образом, в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС наибольшую значимость приобретают агрохимические мероприятия, предусматривающие комплексное применение средств химизации, а именно: проведение известкования, внесение органических и минеральных удобрений, особенно калийных, с применением средств защиты растений.