Визначено
вплив фосфоровмісних добрив на накопичення 90Sr і 137Cs у зернових,
силосних і овочевих культурах на дерново-підзолистих грунтах Калінінградської
області.
Сільськогосподарська
радіоекологія в даний час має величезне практичне значення і займає
одне з особливо значущих місць в охороні навколишнього середовища, так як споживання
радіонуклідсодержащіх сільськогосподарських продуктів призводить до формування
джерела внутрішнього опромінення людини.
В
грунтової оболонці біосфери (педосфере) відбувається локалізація штучних
радіонуклідів, що скидаються в навколишнє середовище людини внаслідок його
техногенної діяльності. Грунт, володіючи унікальною здатністю сорбционной
радіонуклідів, створює довгостроково діючий природне джерело радіоактивних
речовин для кореневого поглинання рослинами. Проте сильна сорбція
радіонуклідів твердою фазою грунту обмежує їх поглинання кореневими
системами рослин. Особливість сорбції радіонуклідів грунтовим поглинаючим
комплексом сприяє тривалому процесу їх накопичення рослинами.
Накопичення
рослинами радіонуклідів залежить від багатьох чинників: фізико-хімічних властивостей
радіонуклідів, грунтів, біологічних особливостей рослин і агротехніки
вирощування сільськогосподарських культур.
Одними
з найбільш важливих в забрудненні сільськогосподарської продукції радіонуклідами
є стронцій-90 (90Sr) і цезій-137 (137Cs): 90Sr відноситься до довготривалим
техногенних радіонуклідів (Т 1/2 = 28,5 років), 137Cs сорбується грунтами міцніше,
ніж 90Sr, але тривалість періоду напіврозпаду (Т1/2 = 30,17 років) і його
біологічна значущість відіграють важливу роль у забрудненні сільськогосподарської
продукції.
В
агрохімії найважливішим способом зменшення концентрації радіонуклідів є
внесення засобів хімізації [1 - 3]. Ряд авторів [2; 4] відзначають, що з
мінеральних добрив найбільшою мірою знижує надходження радіостронцію у
рослини застосування фосфорних добрив.
Калінінградська
область є регіоном широкого застосування різноманітних засобів хімізації.
Однак до останнього часу були відсутні місцеві дані з міграції
радіонуклідів в системі «грунт - рослина» під впливом агрохімікатів. У цій
зв'язку нами проведено ряд досліджень, спрямованих на визначення впливу
фосфоровмісних добрив на накопичення радіонуклідів різними
сільськогосподарськими культурами. Серія мелкоделяночних дослідів проведена на
піщаних, легко-і середньосуглинистих дерново-слабопідзолисті грунтах з
різним вмістом елементів живлення під зерновими, силосними і овочевими
культурами.
Грунти
під ячменем мали близьку до нейтральної реакцію середовища, середній вміст
рухомого фосфору (Р2О5) і обмінного калію (К2О), стронцію 90 (90Sr) і цезію
137 (137Cs) відповідно 2,76 ± 0,01 і 17,5 ± 0,46 Бк/кг.
Застосування
фосфоритного борошна (Вф) в дозі 1 і 2 т/га на фоні мінеральних добрив
сприяло збільшенню врожаю на 6,6 ц/га. При збільшенні кількості
фосфоритного борошна зазначено більш інтенсивне накопичення 137Cs в соломі ярого
ячменю (табл. 1). Коефіцієнт накопичення (Кн) в соломі дорівнює 0,05, тоді як по
зерну - 0,01 у всіх варіантах. За літературними даними [4], для 137Cs
коефіцієнт накопичення коливається (0,02 ... 1,1).
Таблиця
1
Вплив
Фосфоритування на перехід радіонуклідів у урожай ярового ячменю, Бк/кг
Варіант
90Sr
137Cs
У зерні
В соломі
У зерні
В соломі
х ± Sх
V,%
х ± Sх
V,%
х ± Sх
V,%
х ± Sх
V,%
Контроль
0,31 ± 0,008
8,9
1,9 ± 0,05
9,9
0,22 ± 0,03
31,4
0,74 ± 0,05
12,4
1 т Вф
0,35 ± 0,003
3,0
2,0 ± 0,04
7,1
0,21 ± 0,03
27,9
0,70 ± 0,09
28,3
2 т Вф
0,33 ± 0,004
4,4
1,9 ± 0,03
5,4
0,23 ± 0,03
26,4
0,81 ± 0,03
6,7
HCP0, 5
0,06
0,23
0,12
0,22
Fтабл.
5,14
5,14
5,14
5,14
Fфакт.
1,00
1,19
0,13
1,25
Темпи
переносу радіонуклідів в системі «грунт - рослина» залежать від кількості
ізотопних і неізотопних носіїв. Неізотопнимі носіями 90Sr і 137Cs
є відповідно кальцій і калій, що обумовлює залежність
накопичення радіонуклідів від родючості грунтів.
Щоб
обліку сполученого перенесення 90Sr-Са і 137Cs-К введено термін «коефіцієнт
дискримінації мікрокількостей радіонукліда щодо макроколічеств носія »
(КД) [4].
Наші
дослідження показали, що КД (137Cs-К) під ячменем склав 0,11 і відноситься до
групі слабкою дискримінації. Фосфоритування грунтів під яровим ячменем НЕ
робить істотного впливу на дискримінацію 137Cs.
Грунт
під силосними мешанкамі (горох, продсолнечнік, овес) мала сільнокіслую реакцію
середовища, дуже низьку забезпеченість рухомим фосфором і низьку обмінним калієм,
з вмістом 90Sr - 4,26 ± 0,11, 137Cs - 16,9 ± 0,4 Бк/кг.
Дані
радіологічних досліджень наведені в таблиці 2.
Таблиця
2
Вплив
Фосфоритування на перехід радіонуклідів в силосні мешанкі, Бк/кг
Варіант
90Sr
137Cs
х ± Sх
V,%
х ± Sх
V,%
N68P20K60 - фон
1,28 ± 0,13
19,5
1,65 ± 0,12
14,4
Фон + 1т Вф
1,28 ± 0,09
14,8
1,48 ± 0,14
19,4
Фон + 1,5 т Вф
1,70 ± 0,09
10,7
1,83 ± 0,13
14,4
Фон + 2т Вф
1,55 ± 0,10
26,1
1,60 ± 0,07
8,8
HCP0, 5
0,5
0,4
Fтабл.
3,86
3,86
Fфакт.
1,96
1,73
Кн
137Cs знаходився в межах 0,09 ... 0,11 незалежно від дози фосфоритного борошна,
тоді як Фосфоритування в дозах 1,5 та 2 т/га збільшувало Кн 90Sr з 0,30 (фон і
1 т/га) до 0,35 ... 0,36 відповідно.
Інший
досвід з силосними мешанкамі проводився на слабокислою грунті з підвищеним
вмістом гумусу, рухомого фосфору і дуже високим - обмінного калію; з
вмістом 90Sr - 1,6 ± 0,1 і 137Cs - 6,7 ± 0,2 Бк/кг. Силосні мешанкі
складалися з соняшнику, бобів, вики, гороху, вівса (табл. 3).
Таблиця
3
Вплив
фосфоритного борошна на перехід радіонуклідів у рослини, Бк/кг
Варіант
137Cs
90Sr
х ± Sх
V,%
х ± Sх
V,%
Контроль
0,40 ± 0,03
12,5
1,4 ± 0,2
20,7
1,8 т/га Вф
0,51 ± 0,04
15,5
2,0 ± 0,2
15,0
НСР0, 5
0,13
0,7
Fтабл.
10,13
10,13
Fфакт.
7,22
6,39
При
внесення фосфоритного борошна рівень накопичення 137Cs збільшився в 1,3 рази, 90Sr
- В 1,4 рази. Однак значення Fфакт. не підтверджують достовірність даних
відмінностей. У той же час при проведенні Фосфоритування Кн 137Cs збільшився на
0,02, 90Sr - на 0,07.
КД
(137Cs-К) на контролі склав 0,23, при внесенні 1,8 т/га фосфоритного борошна --
0,19 (група слабкою дискримінації).
Ймовірно,
в кислих і слабокислих грунтах фосфоритне борошно не сприяє закріпленню 90Sr
і 137Cs в грунті.
Досвід
з пізньою капустою проводився на нейтральному грунті з середнім вмістом
гумусу, з дуже високою забезпеченістю рухомим фосфором і обмінним калієм; з
вмістом 90Sr - 1,7, 137Cs - 6,4 Бк/кг. Грунт відноситься до першої групи
умов класифікації - добре утримують 90Sr. Отримані дані
свідчать про зменшення коефіцієнта накопичення (Кн) 90Sr з 0,23 на тлі
до 0,15 на варіанті фон + Р240 (табл. 4).
Таблиця
4
Вплив
фосфорних добрив на надходження радіонуклідів у урожай капусти, Бк/кг
Варіант
137Cs
90Sr
х ± Sх
V,%
Кн
х ± Sх
V,%
Кн
Фон + N150K120
0,78 ± 0,077
19
0,012
5,41 ± 0,48
13
0,23
Фон + Р120
0,67 ± 0,02
5
0,010
4,3 ± 0,33
13
0,19
Фон + Р240
0,67 ± 0,01
3
0,010
3,44 ± 0,22
12
0,15
НСР0, 5
0,07
0,63
Fфакт.
29,8
9,4
При
збільшенні дози фосфорних добрив до 120 ... 240 кг/га на фоні азоту і калію
(N150 і К120) знижується вміст 137Cs в капусті з 0,78 до 0,67, 90Sr - з
5,41 до 3,44 Бк/кг.
Дослідження
свідчать, що внесення гранульованого суперфосфату на нейтральних окультурених
грунтах сприяє закріпленню радіонуклідів у грунті і перешкоджає їх
надходженню в рослини. У той час як застосування фосфоритного борошна на
слабко окультурених кислих грунтах не робить істотного впливу на перехід
радіонуклідів з грунту в рослини.
Слід
відзначити, що покращуючи умови харчування, стимулюючи процеси росту і розвитку
рослин, фосфоритне борошно в той же час у певних умовах може підвищити
рівні накопичення радіонуклідів у врожаї сільськогосподарських культур.
Проведення Фосфоритування певною мірою посилює дискримінацію
мікрокількостей радіонукліда щодо макроколічеств носія.
Список літератури
1.
Гулякін І.В., Юдінцева Е.В. Сільськогосподарська радіобіологія. М.: Колос,
1973.
