МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины
НАКОПЛЕНИЕ 137Cs И 90Sr В ТРАВОСТОЕ ПОЙМЕННЫХ ЛУГОВ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ АЛЛЮВИАЛЬНО-ДЕРНОВЫХ ПОЧВ
Выполнил:
А.Г. ПОДОЛЯК
Гомель 2003 г.
Оглавление
Введение
Методика исследований
Результаты и их обсуждение
Заключение
Литература
Центральную часть территории Полесья занимает долина р. Припяти. Преобладающими почвами здесь являются разновидности аллювиальных (пойменных) дерновых заболоченных и аллювиальных (пойменных) торфяно-болотных типов: аллювиальные дерново-глеевые, аллювиальные дерново-глееватые, дерново-болотные, аллювиальные торфяно-болотные низинные. На этих почвах формируются пойменные луга, которые в регионе занимают 11,5% сельскохозяйственных угодий и используется в основном под естественные и улучшенные сенокосы и пастбища [1-3].
Главный недостаток этих лугов - их краткосрочное весеннее затопление, которое способствует увеличению в структуре травостоя малоценных в кормовом отношении видов трав, отличающихся высокими переходами радионуклидов. С другой стороны, почвы пойменных лугов характеризуются оптимальными агрохимическими показателями: содержанием гумуса 3-5% (гуматный тип гумуса преобладает над фульватным); обменная кислотность рН(KCL) - 5,5-6,5; емкость поглощения – 18,3-20,5 мг-экв на 100г почвы; содержание подвижного К20 и Р2О5 - 100-180 мг/кг почвы; степень насыщенности основаниями – 90-95% [4, 5].
Приведенные данные свидетельствуют о высоком потенциальном плодородии почв этого типа, что свидетельствует о возможности и необходимости разработки комплекса защитных мероприятий, обеспечивающих увеличение, как продуктивности, так и снижения поступления радионуклидов в травостой пойменных лугов.
Для рационального использования таких кормовых угодий в условиях радиоактивного загрязнения необходимо:
· проводить прогноз содержания 137Сs и 90Sr в кормах (зеленая масса, сено) с учетом плотности загрязнения и основных агрохимических свойств почв;
· увеличить их продуктивность;
· обеспечить получение дешёвых кормов отвечающих требования РДУ-99 по содержанию радионуклидов за счёт применения различных агротехнических и агрохимических мероприятий (контрмер).
В ряде нормативных документов, действующих на территории Белоруссии, России и Украины, в условиях производства на загрязнённых территориях для прогноза содержания 137Сs и 90Sr в сельскохозяйственных культурах и кормах на всех типах почв используются только два агрохимических показателя: содержание подвижного калия (для прогноза 137Сs) и величина обменной кислотности рН(КСl)(для прогноза 90Sr) [4-8].
В работах ряда отечественных и зарубежных учёных приводятся данные, свидетельствующие о наличии более тесной корреляционной зависимости между коэффициентами перехода 137Cs и 90Sr и другими агрохимическими показателями луговых почв (гидролитической кислотностью, содержанием обменного Са и Mg, содержанием гумуса, степенью насыщенности основаниями и др.) [9-12].
Одна из задач настоящей работы – на основе массива данных, полученных в стационарном многолетнем опыте, установить корреляционные зависимости между величиной коэффициентов перехода 137Сs и 90Sr в травостои пойменных лугов и основными агрохимическими свойствами аллювиальных дерновых почв, изменяющимися в зависимости от различных способов их улучшения и составить уравнения линейной и множественной регрессии, позволяющие прогнозировать величину коэффициентов перехода радионуклидов и степень загрязнения травостоя в отдаленный период после аварии на ЧАЭС.
Почва опытного участка аллювиальная дерново-глеевая песчаная, развивающаяся на связно-песчаном аллювии, сменяемом рыхлыми песками с глубины 0,5 м со следующими агрохимическими показателями: рН(KCl) – 5,0-5,5, HГ– 2,0-2,2 смоль/кг, подвижный K2O – 77-105 мг/кг, подвижный P2O5 -96-150 мг/кг, обменный Ca –515-675 мг/кг, обменный Mg – 170-210 мг/кг, содержание гумуса 3,4-4,2 %, индекс агрохимической окультуренности (Иок) – 0,60-0,75 [5].
Дозы минеральных удобрений в эксперименте рассчитывали при помощи балансового метода, основанного на знании выноса питательных веществ урожаем, обеспеченности почвы питательными элементами, коэффициентов использования питательных веществ из почвы и удобрений. Нормы известковых удобрений рассчитывали с учетом гидролитической кислотности почв и величины pH(KCl) из расчёта доведения реакции почвенной среды до оптимальных значений. Также проводилась корректировка доз минеральных и известковых удобрений с учётом плотности загрязнения почв радионуклидами (137Cs – 864 кБк/м2; 90Sr – 71,5 кБк/м2). Схема опыта с удобрениями приведена в таблице. 1.
Таблица 1. Схема опыта и распределение удобрений при улучшении
и эксплуатации пойменного луга (1997-2001 гг.)
| № варианта | Система обработки почвы и удобрений в год перезалужения (1997 г.) | Система удобрений в годы эксплуатации (1998-2001 гг.) | |
| I укос | II укос | ||
| 1. | Естественный травостой (абсолютный контроль) | - | - |
| 2. | N60P60K120 поверхностно | N30P60K60 | N30K60 |
| 3. | N90P60K120 поверхностно | N45P60K60 | N45K60 |
| 4. | N90P60K180 поверхностно | N45P60K90 | N45K90 |
| 5. | Доломитовая мука 3 т/га поверхностно | - | - |
| 6. | Доломитовая мука 3 т/га + N90P60K120 поверхностно | N45P60K60 | N45K60 |
| 7. | Дискование без удобрений | - | - |
| 8. | Дискование + N90P60K120 | N45P60K60 | N45K60 |
| 9. | Дискование + N90P60K120 + K150 | N45P60K60 | N45K60 |
| 10. | Доломитовая мука 3 т/га, дискование + N90P60K120 | N45P60K60 | N45K60 |
| 11. | Доломитовая мука 3 т/га, дискование + N90P60K120 + K150 | N45P60K60 | N45K60 |
| 12. | Дискование, вспашка без удобрений | - | - |
| 13. | Дискование, вспашка + N90P60K120 | N45P60K60 | N45K60 |
| 14. | Дискование, вспашка + N90P60K120 + K150 | N45P60K60 | N45K60 |
| 15. | Дискование, вспашка, доломитовая мука 3 т/га, дискование + N90P60K120 | N45P60K60 | N45K60 |
| 16. | Дискование, вспашка, доломитовая мука 3 т/га, дискование + N90P60K120 + K150 | N45P60K60 | N45K60 |
Основные агрохимические показатели почвы определяли по общепринятым методикам: гумус – по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91); рН (КСl) – потенциометрическим методом (ГОСТ-26483-85); гидролитическую кислотность – по Каппену (ГОСТ 26212-84); сумму поглощенных оснований – по Каппену-Гильковицу (ГОСТ 27821-88); по-движные формы фосфора и калия – по Кирсанову (ГОСТ 26207-91); обменный кальций и магний – на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS-30 (ГОСТ 26487-85); степень насыщенности почв основаниями и индекс агрохимической окультуренности почв – расчетным методом.
Содержание 137Cs в исследуемых образцах (почва, растения) определяли на γ-спектрометрических комплексах фирм «Canberra» и «Tennelec». Радиохимическое выделение 90Sr проводили по стандартной методике ЦИНАО с радиометрическим окончанием на аттестованном α-β-счетчике «Canberra-2400». Аппаратурная ошибка измерений не превышала 15-20 %.
Для количественной оценки поступления радионуклидов из почвы в растения рассчитывали коэффициенты пропорциональности по следующей формуле:
КП = (Бк/кг) : (кБк/м2) (1)
Все полученные данные подвергали статистической обработке методом дисперсионного и регрессионного анализов c использованием стандартного компьютерного программного обеспечения (Excel 7.0, Statistic 7.0).
Результаты и их обсуждение
Результаты исследований показали, что самый эффективный способ улучшения пойменного луга – внесение 3 т/га доломитовой муки и минеральных удобрений в дозе N90P60K180 в два приёма, за счёт которого удалось добиться самого наибольшего снижения величины перехода радионуклидов (в 4,7 раза 137Cs и в 2,6 раза 90Sr) в естественный травостой и дополнительно снизить в 1,7 раза величину перехода 137Cs и в 1,8 раза 90Sr по сравнению с базовым вариантом (табл. 2). Содержание радионуклидов в сене изменялось в следующих пределах: 137Cs – 184–1298 Бк/кг (Кп – 0,21–1,50), 90Sr – 297–534 Бк/кг (Кп – 4,15–7,47), и могло быть использовано для получения молока с обязательной дальнейшей переработкой [5-8].