Применение удобрений, известкование кислых почв
Агрономическое значение всех видов удобрений — повышение урожайности на загрязненных радионуклидами землях не меняется, однако здесь они приобретают новое качество, потому что могут как уменьшать поступление радиоактивных веществ из почвы, так и стимулировать поглощение некоторых из них корнями растений. Применение удобрений – один из наиболее широко используемых способов снижения содержания радионуклидов в растениеводческой продукции. Уменьшение уровня загрязнения урожая радионуклидами при внесении удобрений в почву может быть обусловлено следующими причинами:
– увеличением урожайности и тем самым «биологическим разбавлением» содержания радионуклидов на единицу массы урожая;
– повышением количества кальция и калия в почвенном растворе;
– закреплением Sr-90 путем соосаждения с фосфатами при внесении фосфорных удобрений.
На почвах, загрязненных радионуклидами, минеральные удобрения следует применять со значительным преобладанием фосфора и калия над азотом.
Положительное действие калийных удобрений 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 загрязнения почв радионуклидами потребность в дополнительных дозах калия увеличивается. Установлено, что внесение калийных удобрений при сбалансированном азотно-фосфорном питании приводит не только к существенному уменьшению поступления из почвы в растения Cs-137 (в 1,1–2,8 раз), но и Sr-90. Особенно эффективны повышенные дозы калийных удобрений под многолетние травы, корнеплоды и картофель. Например, в опытах на супесчаных почвах совхоза «Ветковский» с плотностью загрязнения Sr-90 11–18,5 кБк/м2 (0,3–0,5 Ки/км2) повышение дозы калия со 120 до 180 кг/га сопровождалось снижением накопления Sr-90 в клубнях различных сортов картофеля на 33–57% при одновременном повышении урожая на 20–50 ц/га.
Учитывая сравнительно невысокую стоимость калийных удобрений, рекомендованы повышенные дозы, дифференцированные в зависимости от типов почв и содержания в них обменного калия.
Дозы калийных и фосфорных удобрений для загрязненных радионуклидами земель определяются путем суммирования основных и дополнительных доз удобрений, которые приведены в табл.11 и 12. Значения основных доз этих удобрений определяются типом почв и содержанием К2О и Р2О5 в почве. Значения дополнительных доз зависят от плотности загрязнения почв.
Таблица 11. Дозы калийных удобрений на загрязненных
Радионуклидами землях
| Почвы | Содержание К2О, мг/кг почвы | Основные дозы К2О, кг/га | Дополнительные дозы К2О (кг/га) при плотности загрязнения, (Ки/км2) | ||
| 137Cs 1,0-4,9 90Sr 0,15-0,29 | 137Cs 5,0-14,9 90Sr 0,30-1,99 | 137Cs 15,0-40,0 90Sr 2,0-3,0 | |||
| Пашня | |||||
| Дерново- подзолистые, дерновые | менее 80 | ||||
| 81-140 | |||||
| 141-200 | |||||
| 201-300 | |||||
| более 300 | - | - | - | ||
| Торфяно- болотные | менее 200 | ||||
| 201-400 | |||||
| 401-600 | |||||
| 601-1000 | |||||
| более 1000 | - | - | - | ||
| Сенокосы и пастбища | |||||
| Дерново- подзолистые, дерновые | менее 80 | ||||
| 81-140 | |||||
| 141-200 | |||||
| 201-300 | |||||
| более 300 | - | - | - | ||
| Торфяно- болотные | менее 200 | ||||
| 201-400 | |||||
| 401-600 | |||||
| 601-1000 | |||||
| более 1000 | - | - | - |
В целях предотвращения применения избыточных доз калийных удобрений и ухудшения качества продукции введены ограничения по уровню предельного насыщения почв обменным калием от емкости катионного обмена: для песчаных почв – 3,5%. Супесчаных – 4% и суглинистых – не более 5%. На почвах с избыточным содержанием обменного калия (содержание К2О более 300 мг/кг на минеральных и 1200 мг/кг на торфяно-болотных) внесение калийных удобрений не предусматривается до очередного агрохимического обследования почв.
Установлено снижение поступления радионуклидов из почвы в растительную продукцию при внесении фосфорных удобрений, особенно на почвах с низким содержанием фосфатов. Учитывая дефицит фосфорных удобрений и их высокую стоимость, рекомендовано на загрязненных территориях обеспечивать минимум фосфорных удобрений, необходимый для сбалансированного питания сельскохозяйственных культур с учетом содержания подвижных фосфатов в почве (табл. 12).
Таблица 12. Дозы фосфорных удобрений на загрязненных
Радионуклидами землях
| Почва | Содержание Р2О5, мг/кг почвы | Основные дозы Р2О5, кг/га | Дополнительные дозы Р2О5 (кг/га) при плотности загрязнения, Ки/км2 | ||
| 137Cs 1,0-4,9 90Sr 0,15-0,29 | 137Cs 5,0-14,9 90Sr 0,30-1,99 | 137Cs15,0-40,0 90Sr 2,0-3,0 | |||
| Пашня | |||||
| Дерново- подзолистые, дерновые | менее 60 | ||||
| 61-100 | |||||
| 101-150 | |||||
| 151-250 | - | ||||
| 251-400 | - | - | - | ||
| Торфяно- болотные | менее 200 | ||||
| 201-300 | |||||
| 301-500 | |||||
| 501-800 | - | ||||
| 801-1200 | - | - | - | ||
| Сенокосы и пастбища | |||||
| Дерново- подзолистые, дерновые | менеее 60 | ||||
| 61-100 | |||||
| 101-150 | |||||
| 151-250 | - | ||||
| 251-400 | - | - | - | ||
| Торфяно- болотные | менее 200 | ||||
| 201-300 | |||||
| 301-500 | |||||
| 501-800 | - | ||||
| 801-1200 | - | - | - | - |
Важная роль отводится регулированию азотного питания растений. Недостаток доступного азота в почве приводит к снижению урожая, а повышенные дозы азотных удобрений усиливают накопление радионуклидов в растениях. Расчет доз азотных удобрений проводится исходя из потребности в азоте для формирования планируемого урожая. Для избежания превышения доз азотных удобрений при подкормках озимых и яровых зерновых культур рекомендуется проведение почвенной и растительной диагностики. Предусмотрено ограничение максимально допустимых доз азотных удобрений с учетом биологических особенностей культур (табл. 13).
Таблица 13. Максимальные дозы азотных удобрений под сельскохозяйственные культуры, возделываемые на минеральных почвах
| Культура | Органические удобрения (фон), т/га | Максимально-допустимая годовая доза азотных удобрений, кг/га д.в. |
| Картофель | 60-70 | |
| Озимые зерновые | 30-40 | |
| Яровые зерновые | - | |
| Сахарная свекла | 60-70 | |
| Кормовая свекла | ||
| Кукуруза | ||
| Многолетние злаковые травы | - | |
| Капуста | ||
| Морковь | - | |
| Томаты | ||
| Огурцы | ||
| Столовая свекла | ||
| Лук-репка | ||
| Зеленые овощи |
Оптимизации азотного питания растений способствует применение новых медленнодействующих удобрений карбамида и сульфата аммония с добавками гуматов и других биологически активных компонентов, выпускаемых Гродненским ПО "Азот" по совместным разработкам Института почвоведения и агрохимии, Института проблем использования природных ресурсов и экологии и Белорусского государственного технологического университета.
Применение новых форм медленнодействующих азотных удобрений позволяет повысить на 20-40 % их окупаемость прибавкой урожая при одновременном уменьшении содержания радионуклидов на 15-30 % и снижении накопления нитратов в картофеле, овощах и кормовых культурах.
Карбамид медленнодействующий с гуматсодержащими добавками рекомендуется к применению на почвах разного гранулометрического состава, но, в первую очередь, на рыхлых почвообразующих породах, под все полевые и овощные культуры, вносится под яровые культуры весной в основную заправку, под озимые и многолетние травы – весной в первую подкормку, под остальные сельскохозяйственные культуры – в виде основного внесения в почву.
Сульфат аммония медленнодействующий рекомендуется под картофель, крестоцветные, однолетние и многолетние травы. Вносится в основную заправку почвы, под многолетние травы – под каждый укос трав.
Комплексное азотно-фосфорно-калийное удобрение марки N:P:K = 5:16:35 с «Гидрогуматом» рекомендуется вносить под озимые зерновые культуры с осени. Весной проводится подкормка только азотными удобрениями.
Комплексное азотно-фосфорно-калийное удобрение марки N:P:K= 16:12:20 с «Феномеланом» рекомендуется для основного внесения в почву под яровые зерновые культуры, картофель, овощные и другие культуры.
К наиболее значимым приемам повышения плодородия почв загрязненных сельскохозяйственных угодий и снижения накопления радионуклидов в продукции относится также применение органических удобрений. Известно, что систематическое применение органических удобрений повышает содержание гумуса, улучшает водно-физические свойства, усиливает микробиологическую активность почв. При внесении органических удобрений повышается эффективность использования минеральных удобрений, возрастает устойчивость сельскохозяйственных культур к неблагоприятным факторам. Все это в комплексе снижает накопление радионуклидов в продукции, повышает урожайность сельскохозяйственных культур и рентабельность производства. Рекомендуемые дозы при возделывании сельскохозяйственных культур в зоне радиоактивного загрязнения приведены в табл.15.
Рекомендуется до 60% заготовленных органических удобрений вносить в весенний период под культуры позднего сева: кукурузу, картофель (частично), однолетние травы, идущие в качестве предшественника под озимые зерновые культуры. До 18% органических удобрений следует внести летом при перезалужении и коренном улучшении сенокосов и пастбищ, а также под озимые, идущие по зерновым предшественникам. Остальную часть органических удобрений необходимо внести с осени под культуры раннего сева: сахарную свеклу, корнеплоды, картофель.
Исследованиями установлено, что с повышением содержания гумуса в почве с 1 до 3% накопление радионуклидов в растениях снижается в 1,5-3,5 раза. Поэтому при ведении сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения с целью оптимизации содержания почвенного гумуса и повышения обеспеченности элементами питания растений необходимо задействовать все источники поступления органического вещества в почву – навоз, компосты, торф, солому, зеленые удобрения. В структуре посевных площадей доля бобовых культур и бобово-злаковых травосмесей должна быть в 2 раза выше, чем пропашных культур.
Микроэлементы выполняют важнейшие функции в процессах жизнедеятельности растений и являются необходимым звеном системы удобрения сельскохозяйственных культур. Недостаточное содержание их подвижных форм в почве зачастую является фактором, лимитирующим формирование урожая сельскохозяйственных культур и качества продукции. Прибавка урожая от применения марганцевых, борных и цинковых удобрений достигает 10–15 %, улучшается качество продукции, ее хранение, товарный вид.
Микроудобрения применяются в виде некорневых подкормок. Технологически их внесение совмещается с применением средств защиты растений, регуляторов роста, подкормками азотом. Вносятся опрыскивателями ОТМ-2-3, ОП-2000, S-320 и др.
Микроудобрения необходимо вносить на почвах с рН более 6,0 первой и второй групп обеспеченности микроэлементами. На почвах третьей группы обеспеченности некорневые подкормки проводятся при интенсивных технологиях возделывания культур, ориентированных на получение высокой урожайности и качественной продукции.
Рекомендуемые дозы и сроки некорневых подкормок сельскохозяйственных культур микроэлементами приведены в табл. 14.
Внесение извести является эффективным приемом снижения поступления Cs-137 и Sr-90 из почвы в растения. Минимальное накопление радионуклидов в растениеводческой продукции при прочих равных условиях возделывания сельскохозяйственных культур отмечается при оптимальной реакции почвенной среды. Оптимизация степени кислотности почв на фоне применения минеральных удобрений позволяет повысить урожайность и сократить поступление радионуклидов в основные сельскохозяйственные культуры на 60-80 %.
Таблица 14. Дозы и сроки некорневых подкормок сельскохозяйственных
Культур микроэлементами
| Культуры | Микроэлементы | Доза, г/га д.в. | Сроки применения |
| Озимые и яровые зерновые Многолетние злаковые травы | Марганец | Начало выхода в трубку | |
| Зернобобовые Кормовая свекла | Бор | 30-50 50-100 | Бутонизация Смыкание листьев в рядках и междурядьях |
| Озимый и яровой рапс | Бор Марганец | 75-100 50-75 | Бутонизация |
| Кукуруза | Цинк Марганец | 50-75 | 6-8 листьев |
| Семенники многолетних бобовых трав | Бор | Бутонизация |
Для достижения оптимального уровня кислотности почвы разработаны уточненные дозы извести, дифференцированные по плотности радиоактивного загрязнения и гранулометрическому составу почв (табл.15).
Таблица 15. Дозы известковых удобрений на загрязненных
Радионуклидами землях
| Почва | рНKCI | Доза CaCO3 на незагрязненных землях, т/га | Доза CaCO3 на загрязненных землях (т/га) в зависимости от плотности загрязнения почвы, Ки/км2 | |
| 137Cs 1-5, 90Sr 0,15-0,30 | 90Cs>5, 90Sr > 0,3 | |||
| Пашня | ||||
| Дерново-подзолистые: | ||||
| Суглинистые | <4,5 | 8,5 | 8,5 | 15,0 |
| 4,6-5,0 | 7,5 | 7,5 | 13,0 | |
| 5,1-5,5 | 6,5 | 6,5 | 11,0 | |
| 5,6-6,0 | 4,5 | 4,5 | 7,0 | |
| Супесчаные | <4,5 | 6,5 | 6,5 | 11,5 |
| 4,6-5,0 | 5,5 | 5,5 | 9,5 | |
| 5,1-5,5 | 4,5 | 4,5 | 7,0 | |
| 5,6-6,0 | - | 3,0 | 4,0 | |
| Песчаные | <4,5 | 5,5 | 5,5 | 8,5 |
| 4,6-5,0 | 4,5 | 4,5 | 6,5 | |
| 5,1-5,5 | 3,5 | 3,5 | 4,5 | |
| Торфяно- болотные | <4,0 | 12,0 | 19,0 | 19,0 |
| 4,1-4,5 | 7,0 | 11,0 | 11,0 | |
| 4,6-5,0 | 4,0 | 6,0 | 6,0 | |
| Улучшенные сенокосы и пастбища | ||||
| Суглинистые | <4,5 | 9,0 | 9,0 | 15,5 |
| 4,6-5,0 | 8,0 | 8,0 | 13,5 | |
| 5,1-5,5 | 6,5 | 6,5 | 11,5 | |
| 5,6-6,0 | 4,5 | 4,5 | 7,5 | |
| Супесчаные | <4,5 | 7,0 | 7,0 | 11,5 |
| 4,6-5,0 | 6,0 | 6,0 | 10,0 | |
| 5,1-5,5 | 4,5 | 4,5 | 7,5 | |
| 5,6-6,0 | _ | 3,5 | 5,0 | |
| Песчаные | <4,5 | 6,0 | 6,0 | 9,0 |
| 4,6-5,0 | 5,0 | 5,0 | 7,0 | |
| 5,1-5,5 | 4,0 | 4,0 | 5,0 | |
| Торфяно- болотные | <4,0 | 12,0 | 19,0 | 19,0 |
| 4,1-4,5 | 7,0 | 11,0 | 11,0 | |
| 4,6-5,0 | 4,0 | 6,5 | 6,5 |
При плотности загрязнения 37-185 кБк/м2 (1-5 Ки/км2) по Cs-137 и 5,55-11,1 кБк/м2 (0,15-0,3 Ки/км2) по Sr-90 дозы известковых мелиорантов увеличиваются только на торфяных почвах и дополнительно известкуются рыхлосупесчаные почвы с рНКСI 5,51-5,75, связно-супесчаные — с pHKCI 5,51-6,00.
При плотности загрязнения 185-1480 кБк/м2 (5-40 Ки/км2) по Cs-137 или 11,1-111 кБк/м2 (0,3-3,0 Ки/км2) по Sr-90 дозы известковых удобрений повышаются из расчета доведения реакции почвенной среды до оптимального уровня за один прием.
В случае, когда разовая доза превышает 8 т/га, известь вносится в два приема: 0,5 дозы под вспашку и 0,5 дозы под культивацию. На сенокосах и пастбищах известь вносится под предпосевную культивацию при перезалужении или коренном улучшении.
Первоочередному известкованию подлежат почвы I-й группы кислотности в связи с высоким переходом радионуклидов из почвы в растения.
Работы по известкованию супесчаных почв с рН 5,51–6,0 и торфяно-болотных с рН 5,0 и ниже при плотности загрязнения земель по
Cs-137 – 37–185 кБк/м2 (1–5 Ки/км2) или 7,4 – 11,1 кБк/м2 (0,2-0,3 Ки/км2) по Sr-90, а также на всех кислых почвах с плотностью загрязнения 185-1480 кБк/м2 (5–40 Ки/км2) по Cs-137 или 11,1–111 кБк/м2 (0,3-3,0 Ки/км2) по Sr-90 финансируются за счет бюджетных средств, направляемых на преодоление последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС.