Радионуклиды в почвах
Радионуклиды в почвах
Ведения земледелия на загрязненных радионуклидами территориях должно учитывать грунтовые особенности регионов и обеспечивать урожайность сельхоз культур на высоком уровне. К тому же корма, производимые на почвах, загрязненных цезием и стронцием (137Сs и 90Sr ) должны отвечать радиологическим стандартам. Для достижения этой цели самым действенным является внесение минеральных удобрений в цепи почва-растение: в почве увеличивается концентрация
обменных катионов, повышает биомассу растений благодаря оптимальному минеральному питанию. Рассмотрим влияние некоторых минеральных удобрений на переход радионуклидов в цепи почва-растение.
обменных катионов, повышает биомассу растений благодаря оптимальному минеральному питанию. Рассмотрим влияние некоторых минеральных удобрений на переход радионуклидов в цепи почва-растение.
Калий
Дозы калийных удобрений на загрязненных радионуклидами сельхоз землях дифференцируют в зависимости от типа почв, содержания в них подвижного калия и плотности загрязнения 137Сs и 90Sr . Увеличение содержания подвижного калия благодаря химическому сходству калия и цезия приводит к уменьшению перехода 137Сs в растения. Повышение дозы внесения калийных удобрений на слабо обеспеченных подвижным калием почвах уменьшают поступления 137Сs от 2 до 20 раз, а 90Sr - до 1,5 раза. Дополнительное внесение калийного удобрения (К2О) на общем фоне N60К120Р60 на торфяно-болотных почвах уменьшает накопление 137Сs в многолетних травах в 5 раз. В ходе полевых экспериментов установлено, что наибольшее снижение 137Сs с высушенного торфяно-болотного грунта в сельскохозяйственные растения замечено при внесении калийных удобрений в составе полного минерального удобрения в смеси с известью и навозом (N60К120 + навоз, 50 т/га, N60К120 + известь).
Азот
Общеизвестно, что нехватка доступного азота в почве приводит к снижению урожая, а повышение дозы азотных удобрений увеличивает накопление радионуклидов в растении. Так, азотные удобрения в аммонийной форме в дозе 90 кг/га увеличивают концентрацию 137CS в зерне гороха от 72 до 83% на дерново – подзолистой почве. Повышенные дозы калийных удобрений могут нивелировать плохое влияние азотных на поступление радионуклидов в сельхоз растений. Например, двойные дозы калийных удобрений вместе с высоким содержанием фосфора и азота (N180P70) на дерново-подзолистой супесчаной почве на 13,5% снижают активнисть137CS в многолетних травах.
Фосфор
Фосфорные удобрения способствуют снижению накопления 137СS в урожае растений, особенно в почвах с низким содержанием подвижного фосфора. Наблюдение за поведением 90Sr в цепи почва-растение показывает, что внесение фосфорных удобрений снижает переход 90Sr в зеленую массу многолетних трав. Это можно объяснить тем, что насыщенность ґрунто поглощающего комплекса фосфором способствует образованию трудно растворимых фосфатов стронция и снижает его доступность для растений. Внесение фосфорных удобрений в дозе 50 кг/га повышает урожайность многолетних трав на 7,9 ц/га сухого вещества. Также уровень 137Сs остается почти таким же, а уровень 90Sr уменьшается на 12%.
Эффективным методом снижения перехода 137Сs и 90Sr является комбинированное применения дополнительных доз кальция и фосфора. Уcтановлено, что повышение доз фосфор калийных удобрений (N90P120K180) уменьшают накопление 137Сs в злаковых травах в 1,3 раза против оптимальной нормы удобрения (N90P60K90).
Нетрадиционное агрохимическое сырье
Существенную помощь в сохранении и восстановление естественного состояния могут предоставить удобрения на основе нетрадиционных неорганических сорбентов. Например, это может быть давсонит, волластонит, кремень, бентонитовая глина, трепел, сапропель, бишофит, отходы от переработки калийных солей и фосфатного сырья. Посмотрим на некоторые виды такого сырья, что может существенно повлиять на содержание радионуклидов в почве.
Бентонитовые глины - тонкодисперсные глины, что на 60-70% состоят из минералов группы монтмориллонита. Так, например, было исследовано влияние бентонита на накопление 137 Cs и 90Sr растениями вики, овса, на дерново-подзолистой и низинноторфьянных почвах. Установлено, что внесения бентонита в дозах 5 или 10 т/га на фоне (N60P90K120) уменшает содержание 137Сs в растениях вики на 22-33% против фона, Уменьшения содержания 90Sr в растениях вики и овса на дерново-подзолистой почве доходило до 20%, а на торфяно-болотном 30-35%.
Сапропель - многовековые донные отложения пресных водоемов, которые сформировались из отмершей водной растительности, остатков живых организмов, планктона, а также частиц почвенного перегноя, содержащих большое количество органических веществ и гумуса. Различные виды сапропеля (органический, карбонатный) в зависимости от доз внесения (60, 80,100,120 т/га) по-разному действуют на поступление радионуклидов в растения. Внесение 60 т/га сапропеля на дерново-подзолистых легкосуглинковых почвах снижает содержание 137Cs в сене однолетних трав на 35%, а 90Sr - на 12%. Органический сапропель уменьшает поступления радионуклидов для зеленой массы кукурузы до 2,8 раза. На дерново-подзолистой почве коэффициенты перехода 137Cs в зеленую массу кукурузы после внесения различных доз сапропеля (как чистого, так и на фоне N60P60K120 + 50 т / га сапропеля, N60P60K120 + 150 т / га сапропеля) были в 1,6-2,3 раза меньше, чем на контроле. Наиболее эффективной является последействие внесения 100 т/га сапропеля на фоне полного минерального удобрения. В зависимости от вида растений последействие внесенного сапропеля длится довольно долго. Это связано с более тесным контактом сапропеля с почвой после его многочисленных обработок.
Трепел - слабоцементованная легкая опаловая порода, почти не содержит органических остатков. В состав трепела входят в небольшом количестве глинистые вещества, зерна глауконита, кварца, полевого шпата, аморфного кремнезема. Существуют данные о том, что внесение в почву мелиорантов, содержащих аморфный кремнезем, повышает прочность стебля растений, снижает полеганию травостоя и увеличивает урожайность многолетних трав. В частности, достаточно эффективно трепел как известь содержащий мелиорант на агро торфяных низменных почвах. В результате этого было установлено, что внесение микроудобрений в норме N30Р60К150 и 25 кг/га медного купороса вместе с трепелом в дозе, соответствующей нейтрализации половинной гидролитической кислотности почвы, приводит к увеличению фитомассы злаковых трав в 2,5 раза. Это мероприятие уменьшает поступления 137Сs и 90Sr до 1,6 раза.
Установлено, что известкование агро торфяной низменной почвы с высокой степенью минерализации, что имеет реакцию среды близкую к нейтральной, трепелом в чистом виде целесообразно проводить в дозе, соответствующей нейтрализации половинной гидролитической кислотности. При поддерживающему известкованию почвы поступления 137Сs и 90Sr в многолетние травы уменьшается в 1,4 раза. Трепел может использоваться на землях с высокой плотностью загрязнения радионуклидами как известковый материал, уменьшает кислотность почвенного раствора и поступления радионуклидов 137Сs и 90Sr к растениям.
Глауконит - специфический минерал, водный алюмосиликат железа, кремнезема и оксида калия. Эти породы имеют относительно высокую сорбционную селективность - до 137Сs, поскольку глауконит способен быстро разрушаться в почвах с высвобождением калия в виде легкоусвояемых соединений для поглощения растениями. Наличие микроэлементов (Mn, Ni, B, V) позволяет рассматривать его как удобрение, стимулирующее рост и снижает количество болезней в растениях.
Итак, источники минерального сырья с позиции интереса для потенциальных пользователей можно разделить на перспективные и неперспективные для развития в краткосрочной перспективе. Экономический эффект от использования природного минерального сырья в сельском хозяйстве зависит от количества и качества природных материалов, их характеристик и техники, используемой для обработки почвы (равномерности распределения природных мелиорантов в почве). К тому же всегда следует учитывать удаленность месторождений, поскольку транспортировка на дальние расстояния может быть не всегда выгодным, и могут даже превышать радиологической эффективности такого сырья.
Различные виды минеральных удобрений по-разному влияют как на урожайность культур, так и на накопление радионуклидов. Эффективность их использования возрастает на низко обеспеченных минеральными веществами почвах, загрязненных радионуклидами, если сравнить с плодородными почвами.