Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПОВЕДЕНИЕ В ПОЧВАХ РАДИОСТРОНЦИЯ И РАДИОЦЕЗИЯ И НАКОПЛЕНИЕ ИХ В УРОЖАЕ РАСТЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ТОРФА, ЗОЛЫ ТОРФА, КАРБОНАТОВ И ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ И КАЛИЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ПОВЕДЕНИЕ В ПОЧВАХ РАДИОСТРОНЦИЯ И РАДИОЦЕЗИЯ И НАКОПЛЕНИЕ ИХ В УРОЖАЕ РАСТЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ТОРФА, ЗОЛЫ ТОРФА, КАРБОНАТОВ И ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ И КАЛИЯ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

^^ £правах рукописи

Лариса Александровна МАМОНТОВА

ПОВЕДЕНИЕ В ПОЧВАХ РАДИОСТРОНЦИЯ

И РАДИОЦЕЗИЯ И НАКОПЛЕНИЕ ИХ В УРОЖАЕ РАСТЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ТОРФА, ЗОЛЫ ТОРФА, КАРБОНАТОВ И ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ И КАЛИЯ

(Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА — 1977

Ра-бота выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии МСХ СССР.

Научные руководители: доктор биологических наук профессор Е. В, Юдинцева, доктор биологических наук профессор | И. В. Гулякин |.

Официальные аптоиенты: доктор биологических наук Ф« А, Тихомиров, кандидат биологических наук Э. А. Мура-вин.

Ведущее предприятие — Почвенный институт имени В. В. Докучаева.

Зашита диссертации состоится « ОЦ-'Лйк*. 1977 г.

о

.в » час. на заседании Специализированного совета

Д-120.35.02 при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. Отзывы и замечания, заверенные печатью учреждения, просим шрисылать в двух экземплярах *по адресу: 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 47, корпус 8, Ученый совет ТСХА,

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан » , . . 1977 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

кандидат биологических наук ^¿,/лУ Л. А. ДОР0ЖКИНА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие атомной промышленности и широкое использование ядерной энергии в мирных целях вызывает необходимость уделять значительное внимание проблеме охраны окружающей . среды от радиоактивного загрязнения. Большое значение при рассмотрении 'Проблемы загрязнения биосферы имеют радионуклиды, обладающие большим периодом полураспада, высокой энергией излучения, способностью включаться в биологические циклы и отличающиеся большим периодом полувыведения из организма человека. К ним, .в первую очередь, относятся стронций-90 и цезий-137,

В настоящее время .но вопросам 'поведения 'радиоактивных изотопов стронция и щезия в почвах и их »поступления в сельскохозяйственные растения накоплен значительный экспериментальный материал. Однако до сих шор существует целый ряд вопросов, требующих дальнейшего изучения. Известно, что при внесении различных химических соединений, особенно высоких доз фосфатов калия, натрия н кальция, а также органических удобрений в почву происходит значительное снижение .перехода стронция-90 из -почвы в растения (Мельникова, Куделя, 1966; Юдннцеза, Пулякин, Левина^ 1967). Однако в литературе практически отсутствуют данные о формах нахождения радиост.ротшя в почвах при (применении извести, органических удобрений и высоких доз фосфатов, также нет данных по сопоставлению накопления стронцня-90 в урожае растений и соотношения форм его в почвах.'

Наиболее благоприятные условия для интенсивной миграции радиоактивных изотопов стронция и цезия по биологической цепи почва—растения создаются на дер ново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны. Поэтому разработка научно обоснованных мероприятий в области сельскохозяйственного использования загрязненных территорий'имест большое практическое значение для Нечерноземной Зоны. До настоящего времени данные ¿полевых опытов то разработке приемов, уменьшающих уровень загрязнения урожая на дерново-подзо-

ЛНСТЫХ ПттЯУ'Нрчррпп^м^гт чптчо- ур 1 т'тп Тьунг»,,.-^,-,

Центр. дот «лЕяжмв Ни», ц}. *!им спим.

В литературе отсутствуют сведения, 'позволяющие судить о возможном уровне загрязнения ародукипи растениеводства по результатам, полую иным в условиях вегетационного опыт п.

Цель исследований. В задачу настоящих исследовании входило изучение 'следующих нопросо.*:

1.-Поведение стронцня-90 в ночзах три впесешш торфа, золы торфа, карбонатов н фосфатов кальция и калия.

2. Накопление стронцня-90 .з урожае овса в зависимости от форм нахождения его в почвах при разных (уровнях ннта-иия.

."3. Действие извести, торфа и золы торфа на накопление радиоактивных изотспоз стронция н цезия в урожае сельскохозяйственных культур на дерново-шоазолистых почвах в условиях вегетационных н полевых опытов.

4, -Влияние отдельных компонентов золы торфа на 'поступление строцция-90 и цезнн-137 в растения.

5. Сравнительное накопление стронцня-90 и цезия-134 в урожае растений, выращенных в условиях полевых и вегетационных опытов.

Научная нсаизна работы. Н путан значимость результатов исследований заключается в том» что получены данные о формах нахождения радностронння в шочвах при нрнмененнн извести, торфа, золы ' торфа и од незамещенных фосфатов калия и жальция. Устаноилона тесная корреляцииная зачнеи-. мость между накоплением стронцня-90 в урожае растении и содержанием доступных для растении форм изотопа в почвах. .

Впервые'показано, что действующим началом торфа в.снижении доступности ралностронцня и радноцезня растениям из дерново-подзолистых втчв' является минеральная часть, торфа. Оценено влияние отдельных компонентов минерально» части торфа па 'поступление стронгцля-90 и цсзня-137 в растения.

Представлены данные нолевых опытов иго разработке приемов, уменьшающих 'загрязнение урожая па дер ново-подзолистых почтах Нечерноземной зоны. -

Получены новые данные-но зависимости накопления радионуклидов в растениях от условий их ,произрастания.

Результаты исследований являются существенным вкладом в проблему охраны окружающей среды ог радиоактивного загрязнения.

Практическая ценость и реализация результатов. Результаты исследований гюзиоляют научно обоснованно рекомендовать мероприятия, снижающие содержание радиоактивных изотопов стронция и цезия в урожае сельскохозяйственных культур на дер ндиочю дзо л и стых 'почвах к могут быть исполь-2 ^ >»иг . 'м К'»i-.it '.

зованы для прогнозирований возможных уровней накопления этих радионуклидов в продукции растсннеюдст^э.

Публикация. Результаты работы опубликованы в 3-х статьях; 2— приняты в печать.

Объем работы. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста, включая 7 рисунков н 39 таблиц. Слисок использованной литературы содержит 235 наименовании, в том числе 82 иностранных.

Материал, методика и условия проведения опытов. Дли решения '.поставленных задач проводили вегетационные, мел-коделяночные полевые опыты н лабораторные исследования в течение 1969—1974 тг. во 'Всесоюзном научно-исследова-: тел ь с ком институте сельскохозяйственной радиологи».

В лабораторных условиях изучали.поведение стронния-90 в почвах в 'зависимости от внесения карбонатов, высоких доз фосфатов, торф'а и минеральной части торфа (золы). Определение сорбции1 микроколн'честв.радностронцня почвами проводил» в статических .условиях (при соотношении твердой фазы к жидкой 1 : 10. В качестве десорбирующнх растворов применяли 0,05 н. растворы хлористого кальция н уксуснокислого аммония. Время взаимодействия десорбирующнх растворов с сорбентами составляло сутки.

Формы стронцня-90 в почвах определяли то следующей методике: образцы почв последовательно экстрагировали дн-, стиллировапной водой, 1 н. раствором ацетата аммония и 0 и. соляной кислотой. Навески почв взбалтывали на ротаторе 30 мни. и оставляли для взаимодействия на ночь, раствор . отфильтровывали, почву сушили до воздушно-сухого состояния. а затем а.¡почве определяли активность после экстракции. Содержание .стронцня-90 в различных вытяжках определяли разностью'между активностью почвы до и .после обработки различными вытеснителями и,' принимая за 100%. .исходную активность иючпы, вычисляли в .процентах содержание форм нзотс-иа в шочвах.

Вегетационные опыты закладывали но общепринятой методике в сосудах'разной емкости, .питательные элементы вносили с учетом свойств используемой ¡почвы и культур 1Л, емкости сосуда и цели опыта. Полив растений в течение вегетационного периода осуществлялся из расчета 607о от полной капиллярной вла'гоем'кости <лочв. .■•■■■.

Мел коделяночные полевые опыты закладывали в четырехкратной повторностн, учетная площадь делянки 4*ма (2x2), защнткн м еж д у' и о пто р пост я м 11 по одному метру. Для устранения горизонтальной мигранни радиоизотопов каждую делянку отделяли пластикатом со всех сторон, вкопанным в почву на глубину 25 см. Известь в;нолевом опыте вносили по гидролитической кислотности, торф из расчета 120 т/га

и золу торфа в количество, -жвнвалентном этому весу торфа. Радиоактивные изотопы- етроиння и цезия вносили п виде растворов .хлористых солеи в дозах: стронции-90—2 м к кюри, цезнн-134—6 мккюрн на 1 кг цочвы. Норма высева зерновых культур была 2,5 ц на 1 га. Картофель высаживали по 24 штуки на делянку. Полевые опыты проводили с овсом сорт Орел, ячменем, сорт Московский-!24, озимой пшеницей, сорт Мнронивская-808, озимой рожью, сорт Харьковская-60, картофелем, сорт Белорусский ранний. Удобрения в полевом опыте под зерновые культуры н картофель вноснлн из расчета 100 кг/га действующего илчала азота, фосфора н калия в виде аммиачной селитры, гранулированного суперфосфата и калийной соли.

Содержание радионуклидов определили несколько раз в течение вегетационного периода растений щгрн учете урожая.

Измерение активности стронция-90 в растительных и почвенных препаратах проводил:! после достижения равновесия между стронцием-90 и иттрием-90 радиометрическим методом при использовании торцового счетчика Т-25-.БФЛ на ннзко-фоиовой установке «Мис1елг-СЫса£о». Определение радиоцезии п растительных образцах проводили на гамма-аналп-заторс ЛП-48-40. Для определения кальция в растениях навеску озолялн при тем.пературе 600—650°С, золу растворяли 25% соляной -кислотой н в растворе определяли кальцин оксалатиыд! методом. Калин в растительном материале после мокрого озолення смесыо ■серной и хлорной кислот определяли па пламенном фотометре типа ППФ-УНИИЗ.

Агрохимические анализы почв проводили но общепринятым методикам.

■Математическая обработка (расчет ошибки средней арифметической и дисперсионный анализ) экспериментальны!: данных проводилась для выявления влияния различных факторов на изменчивость изучаемого признака: накопления радионуклидов в урожае растении. Установление взаимосвязи между накоплением радиостронция растениями и-содержанием в почве доступных для растении форм изотопа проводилось с использованием корреляционного анализа.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1, Поведение стронция-!)0 в почвах при внесемни торфа, золы торфа, карбонатов и фосфатов кальция и калия.

Для изучения влияния извести, однозаметенных фосфатов калышя и калия, торфа и его золы па сорбцнонпые процессы стропцнн-90 в почвах, переход его из водорастворимой формы в обменную и необченпую формы проводили лабораторные исследования в течение пяти лет на двух дерново-подзолистых почвах и выщелоченном черноземе. Одна из дер-

ново-подзолнстых 'пэчв (менее окультуренная) характеризовалась более высокой кислотностью н низким содержанием подвижных форм фосфора и кзлия.

Результаты лабораторных опытов по изучению соотношения форм стронция-90 в почвах {табл. 1) показали, что большая часть радиостронцня нз водорастворимой формы при взаимодействии с почвой переходит в обменную форму. Причем, этот переход'пронеходит в довольно короткое время. Так, количество стронция-90 в водорастворимой форме в дерново-подзолистой кислой точве, взятой сразу же -после набивки сосудов, составило всего 5,8%.

'Таблица!

Соотношение различных форм ^г в пгчвах

(навлечено, % от внесенного)

Схема опыта До закладки опыта После 4-го года опыта

1 к о СЗ Я * & = О с. Я 2 £ те £ 1 о к к: « £ П 3 3 >4 О «> О ей г; у О К й О сс к с. о ' а о Ч ° 5 о я « а о. Я ое а ¡5 ? чо о о к ~ л в п ^ <» о = К м осталось о почв?

Дерново - подзолистая

менее окультуренная

почва ...... . 5,8 85,2 7,6 ■1,4 3,6 83,8 10,3 2,3

Почв» с добавлением:

СаСОз по Нг . . . , 4,0 81,8 10,3 3,9 3,1 76,3 16,3 4.3

Са(НаР0()2 по Са обм. 2.7 44,0 40,9 12,4 2,0 29,7 55,3 13,0

Са(НаР0,)а + СаС01 . 2,5 40,2 43,9 13,4 1,9 26,1 57,3 14,7

СаС03+10% торфа , 4,2 69,8 18,8 7,2 2,6 65.0 26,0 6,4

С а СО}-)-зола 10% тор-

фа ....... • • 5,4 80,4 11,0 3,2 3,4 . 73,7 17,5 5,4

Дерново - подзолистая

окультуренная ночва 3,8. 84,6 9,7 1,9 ЗЛ 80,7 12.8 3,4

Почва с добавлением:

Са(НгРО,)2 по Са обч. 2,» 35,7 51,2 10,3 1,6 28,0 60,1 10,3

КН)РО« по Са обм. 2,7 29,7 57,6 10,0 2,0 21,2 65,1 П,7

Чернозем выщелоченный 5,7' 60,1 25,9 8.3 4,2 50,а 35,6 10,2,

Чернозем + Са(НаРО«)г

по Нг...... 2,9 46,7 39,7 10,7 и 38,0 47,7 13,0

При известковании кислой почвы, внесении в почву торфа, золы торфа н, особенно, одноза.чещеиных фосфатов калия и кальция в дерново-подзолистые .почвы наблюдается уменьшение аоли обменной формы радиостронцня, увеличение необменной формы н той части стронцня-90, которая не извлекается нз почвы ни одним вытеснением. Так, под влиянием од-нозамешенного фосфата кальция на дерново-подзолистых почвах необменная форма радионуклида возрастает в 5 раз, а неизвлекаемая часть стронцня-90 — в среднем в 5—6 раз по сравнению с контролем.

Однозамещенный фосфат кальция на черноземе оказывает

незначительное ил шише на увеличение неоОменнэн формы строюшя-ЭО сю сравнению с действием его на дерногю-лодзо-лнетых почтах, что, очевидно, обусловлено различиями в физико-химических свойствах гючв.

Внесение извести и дсриово-иоазолистую .почну, торфа и золы торфа па фоне извести также способствует переходу строншш-90 из водорастворимой и обменной формы в необменную. Однако соотношение обменной и необменной форм радиостронция в почве под влиянием извести, торфа и зады торфа изменяется менее значительно по сравнению с действием однозамещениых фосфатов калия и кальция.

Результаты лабораторных исследований що определению прочности закрепления стронцня-90 в 'поч.за.ч показали (табл. 2), что эти данные «находятся в соответствии с измененном соотношения обменной н нсобмешюн форм радиострон-цпя в почвах. Наиболее .слабо вытесняется строншш-90 из ■поглощенного состояния в случае внесения а иточвы одиозаме-

Т а б л !1 н л 2

Десорбция из поглощенного состояния

(пмгеснено, % от внесенного)

До закладки После 4- го года

опыта <Н1Ыта

Схеча опита У. О X Й О

= о _ -О

юи О щ 8 = ю С> ^ л "О 3=

о* и ои оУ ои

Дер ново - подзолистая менее

окультуренная почва .... да.2 88,Г> !)9,4 96,9

Почва с добавлением: 82,7

СаСС^ ..... ...... 94,7 85.4 94,5

Са(НгРОн)г......... 36,9 19,9 44,4 23,2

СаСО) + Са(НаРО<Ь ..... 37,3 18,4 " 43.7 21,8

СаС03+'10% торфа...... 01,5 54,3 94.5 31,8

СаСО^+зола 10% торфа .... 96,4 70,7 8 ад 74,3

Дерново . подзолистая окульту- 84.3

ренная шчпз....... 98,1 82,0 98,9

Почва с добавлением;

Са(И*РО,)г........ 26.» ■13,8 31,1 16,6

КНгР01........ . 17,2 4.7 21 2 6.-1

Чернозем шлце.юченный .... «8,1 40,1 87Л 43,<;

Чернозем+Са(1'ЬРО») г .... Г>8,0 2(2 1 72,1 29,1

I

Шенных «фосфатов калия и кальция, г, с. радностролшги более прочно закрепляется в почвах тех вариантов, где .произошло значительное увеличение необменнои формы стронцня-90.

Известкование кислой точны не оказывает существенного влияния на прочность закрепления радиостроицни в почве. При с

совместной внесешш нзвз;тн и торфа в почву в раствор аце-татааммония вытесняется стронция-ЭО в 1,5 раза меньше, чем при внесении одной извести. Зола торфа менее трочно закрепляет микроколичества строниия-90 в почве, по сравнению с действием торфа,

2. Накопление стронция-90 в урожае овса в зависимости от форм нахождения его в почвах при разных уровнях питания, ■

Для выяснения зависимости между характером распределения форм .стронция-90 в почвах при применении высоких доз фосфатов, торфа, золы торфа, известкования кислой почвы и'накоплением радностронция в растениях был нроведен в течение пяти лет вегетационный опыт с овсом Московский А-315,

Результаты определения стронция-90 в урожае овса показали' (табл. 3), что накопление радионуклида в растениях находится в прямой зависимости от изменения 'прочности закрепления и соотношения обменных и 'необменных форм его в почвах. Наличие значительной доли строшшя-90 в дерново-подзолистых .почвах в обменной форме (табл. 1, вар. 1, 7)

Таблица 3

Содержание в°5г в урожае овса.

Схема опыта 1-й год ■ 5 Й год

лкюрл/г сухосо вещества млн. с. е. 11КюрЛ,'Г сухого пещества млн.'с, е.

еЧ Р С о о £ С- С". я 7-о г; О о о £. о п со о Г7 О о Г ' зерно | солома о з: (Ь. 4> О

Дерново-подмлметая ме-

нее окультуренная поч- 1

па ....... . 165,9 10,8 22,1 10,5 97,5 9,9 15,3 7,0

Почва с добавлением:

СаСО} . .:.. . . . 103,9 5.4 9.6 4,0 65,4 5,0 5,5 3,6

Са(НгРО<)2..... ■'29,9 .1,6 2,9 1,1 21,4 2 1 1,7 1,9

СаСОз + Са(НгРОч)3 23,-1 1,3 1,9 0,9 14,4 и 0,9 1,0

СаСОз + 10% торфа 54,7 2,6 6,0 2,4 34-,7 2,3 3,9 1,6

СлСОз+эола 10%, тор-

фа . 70,0 3,0 6,5 3,0 39,4 1,8 4,1 1.4

Дерново - подзолистая

окультуренная почва '. 84,6 10,5 13,6 9,7 85,3 10.4 14,1 5,5

Почва с добавлением:

Са(НгРО,)г . . . . 19,3 1,5 2,3 1 2 23,9 , 1,6 1,6 0,7

КНгРО(...... 7,9 1,1 1,9 и 45,7 0,8 4,8 '1\3

Чернозем выщелочен-

ный ....... 32,9 2,5 4,6 1.9 35,8 2 4,2 1,7

Чергюзем -I- Са(^РО()г 28,3 2.0 3,4 1,3 19,7 2Л 2,0 0,7

НСР<|,(5 ", . . . . , Й,8 0,8 7,7 0.5 7

определяет большую доступность радионуклида для корневой системы растений, что обусловливает повышенное накопление его в урожае (табл. 3, вир. 1,7).

Содержание стро1щия-90 в урожае о»са на дер но ко-иод золистых почвах сильнее снижают одноза метенные фосфаты кальция и калин. Одноча,чещенный фосфорнокислый калин, »несенный в дерново-нодюлнетую окультуренную 'Иочву сильнее снижает абсолютное накопление радиостротшя в урожае овса, чем однозамещешшн фосфат кальция. Однако фосфат калия редко снижает содержание кальция в растениях. Поэтому но величине стронциевых единиц в урожае окса практически нег разницы между вариантом с внесением в ■почву одио-.чещенного фосфата калия и вариантом с од поз а мешенным фосфатом кальция. Известь, внесенная в дер но во-чюдзол истую кислую -почву, снижает содержание стронция-90 п вегетативных и репродуктивных органах растений-нример'но в 1,5 раза, а величину стронциевых единиц в 2—2,5 раза. При совместном внесении однозаметенного фосфата и карбоната кальция накопление строицня-90 в зерне овса уменьшается примерно в 7 раз, а величина стронциевых единиц иючти на порядок но сравнению с контролем; в 4 — но сравнению с действием одной извести и в 1,5 раза — по сравнению с внесением однозамещенного фосфата кальция (табл. 3). Содержание строицня-90 в зерне овса при применении торфа и золы торта б л и н а 4

Коэффициент корреляции

I?

Парамегрн 1 -й год 3-й год

], Стронинй-90, ныори'г солом и — стронций-90 а водорастворимой форме, % от внесенного , , .

2. СтронннЙ-90, нкюрн/г зерна — стронций-90 в водорастворимой форме, % от внесенного . .

3. Стронций-90, нкюрн/г солом и— стронций-90 и обменной форме, % от внесенного ,,.,..

4. СтроншШ-90, икюрн/г зерна — строшшй-90 а обменной форме, % от внесенного . .....

5. Сгронцнй-90, икюрн/г со л очи— стронций-ЭО в обменной+п но-дор а створи мой формах, % от внесенного ........

6. Строшшй-90, икюрн/г лерна— стронций-90, в обменной ■■(п водорастворимой формах, % от внесенного .......

0,77 ±-3,129

0,81 ¿г 0,108

0,98±0,013 0,99 ±0,006

0.98±0,013

0,99±0,(КЖ

0,60 ±0,202 0,48*0,243 0,96 ±0,021

о,89±о,оаз

0,95 ±0,030 0,85 087

фа снижается ¡примерно и 4 раза по срапнснню с контрольным вариантом и в 2 раза — по сравнению с действием извести.

Корреляционный анализ позволил установить тесную связь между содержанием стронцпя-90 па единицу сухого »euiccTti;i (соломы и зерна) и количеством радионуклида, находящегося о почвах в обменной к сумме обменной н водорастворимой форм в -почвах (табл.4).

3. Действие извести, торфа и золы торфа на накопление радиоактивных изотопов стронция и цезня в урожае

сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых ночвах в условиях вегетационных и полевых опытов

При разработке мероприятий, снижающих содержание продуктов деления в урожае сельскохозяйственных растении при выращивании их на загрязненной территории, необходимо учитывать 'Простоту, доступность и дешевизну, их использования. Изучение влияния золы торфа на размеры накопления радионуклидов в продукции растениеводства имеет -практическое значение в плане обоснования использования огходо» электростанций, работающих на торфе, и районах Нечерноземной зоны и представляет научный интерес в отношении понимания 'природы действия торфа на уменьшение доступности радионуклидов.

В проведенных в течение ряда лет исследованиях но выявлению роли органической и минеральной части торфа в снижении содержания стронция-90 и цезия-137 в урожае различных растений на дерново-подзолисгых почвах в условиях вегетационного опыта установлено, что торф и зола торфа практически одинаково уменьшают размеры перехода радионуклидов из почвы в растения.

Для разработки рекомендаций сю снижению уровня загрязнения радионуклидами продукции растениеводства эти исследования были .продолжены в полевых условиях с разными сельскохозяйственными культурами. Известно, что для малоплодородных лочв большой эффект в отношении уменьшения накопления радионуклидов в урожае аказывает известкование почв, которое широко ¡применяется в практике сельского хозяйства для повышения плодородия лочв. Поэтому s с.хему опыта включили вариант с внесением извести для сравнительной оценки действия торфа и минеральной его части.

Результаты определения содержания стронцня-90 и це-зня-134 в урожае растений показали, что при внесении извести но гидролитической кислотности, торфа в дозе 120 т/га н золы торфа в количестве, эквивалентном дозе торфа 120 т/га, содержание етронция-90 н цсзня-134 в урожае нзу-

чаемых культур снижается примерно в 2—2,5 раза, что превышает различия в накоплении радионуклидовв растениях на ■контрольном варианте (табл. 5).

' "Таблица - 5

Действие извести, торфа и золы торфа на накопление "Хг/и в растениях {нкюрн/г сухого вещества) ■

Схема опита

Овес Озимая рожь Ячмень ■'■ Озимая пшеница

о ■ гО ■ У ■ 2 . Б. ■ ■?/ я . ■К . О о О О с- & р) я 1 ' в V 2 5, о '■■СП ..К1' . .. 0 г . ; г? с. ■■ ■ О . о • л . о. ■ р>

Стоонинй-ОО

Почва. , , . , , Почва с добавлением: СаСО) по Нг . . 120' т/га торфа . ' золы из 120 т/га торфа НСР»,« ....

Почва .......

Почва с добавлением: СаСОэ по Нг , ; . '. : 120 т/га торфа . ," , .¿олы нз 120-т/гз торфа 1ГСРС.« ......

36.3 4,7 7,1 0,7 — . 4,0 0,8

23,3 2,4 3,1 0,1 __ __ ■2,0 1 .0,4

16,7 ),9 3,6 0,4 — — 2.6 " 0,4-

19,5 2,6 35 0,4 — — 2.9- .0,4

8,07 0,86 4,56 0,09 — —; 0,75 0,07

Цезий-104

8,7 ■ 2,9 — ■ — 5,2 2,2 '■— \ ^—

ЗА (Л . ._ __ 2.1 1,4. -. ■' ■■_

■3,8 1,5 — .— ■ 2,7 1.7 — . —

4.2 . ■ 1.6 — ___. 2Л 1,8 .. рг. —

3,40 0,91 — — 0,68 0,37 .. —

. - При сопоставлении действия золы торфа с действием извести к торфа на уменьшение размеров (перехода радионуклид дов из почвы в растения видно, что применение золы торфа

не менее эффективно, чем,извести и торфа. . .. ■'■,- '■.

Известь, торф и зола торфа на второй год после'внесения в дерново-чюдзолнстую супесчаную почву оказывают:такое же действие на накопление радионуклидов в урожае растений, ,чтО;Цгв первый год опыта (табл. 6). ;

: . Последействие извести, торфа и золы торфа так же, как и . действие снижает содержание строишгягЭО и -цезия-)34 в урожае растений примерно в 2 раза.^ > : л'-'Результаты .полевых ' опытов с зерновыми - колосовыми -(рожь, пшеница, ячмень,1 овес) н картофелем показали, .что эффективность действия извести, торфа и золы торфа в отно--шении уменьшения величины накопления радлоактивных.изо-. тоноб стронция и-цезия в.урожае растении практически.одн-' накован. Таким образом; в качестве средств, еннжающих-'у-ро-10. ' '*

T a f) J и и а ■ 6

Последействие извести,' торфа и золы торфа на накопление wSr и 13<Cs в растениях (пкюри/г сухого вещества)

Схема опыта Картофель клубни Озимая рожь Ячмень Озимая ншемппл

о • в 2 ¿ и о <3 о - о. о А ej fj о я к л я о г4 О о сс с, 8 со У о г-. О <-> о X Сш V Г5 ч S! о з а Н. CJ rt

Стронций-90

Почва....... 0,17 0,62 5.70 0,48 10,20 1.9Э ,_

Почва с добавлением:

CaCOjпо Нг . . . . 0,10 0.30 3,11 0,25 6,00 0,90 _ — .

IM т/га торфа . . . 0.07 0,26 2,53 0.21 6,20 0,90 _ —.

золы из 120 xjra торфа 0,06 0,26 3,08 0,23 6,90 1,00 — —

ИСРоэд...... 0,05 0,97 0.05 4,47 0.G4 — —

Цезий-134

Почва....... 0,20 0,70 0,12 0,04 йзз 0,32

Почва с добавлением:

СаСОз по Нг . . . . 0,12 0.39 0,06 0.02 _ _ 0,19 0,16

I2D т/га тор4а • • • 0,12 0,43 О/Ж 0,02 — — 0,22 0,20

золы лз 120 т/га торфа 0,12 0,45 П.Св 0,02 _ _ 0,21 0,19

НСР»,*...... 0,07 0,013 0.001 — — 0,04 ' 0,04

пень загрязнения урожая рлдностроицнем и радиоиезием, на дерново-подзолистой почве, кроме извести, можно рекомендовать торф, а также золу торфа. Кроме того, эти опыты пока-, зали, что минеральной части торфа принадлежит . основная роль, в снижении доступности радионуклидов растениям.

4. Влияние отдельных компонентов золы торфа на поступление стронцня-90 и цезия-137 в растения

Эффективность действия изучаемых компонентов минеральной части торфа на доступность радиостроццня растениям различна в зависимости от свойств почвы, на которой выращиваются растения (табл. 7). На дериово-подзолнстой супесчаной почве все изучаемые минеральные компоненты золы торфа в различных сочетаниях оказывают существенное влияние иа снижение накоплении радиостронция в урожае растении. На дерново-подзолистой среднесуглинистой" почве более эффективны в отношении уменьшения размеров перехода строиция-90 из почвы в растения те сочетания компонентов золы торфа,- которые содержат карбонат кальция. Таким

образом,-большая роль в уменьшении доступности стронция-90 растениям на дерново-подзолистых;-.почвах принадлежит карбонату кальция. V :■ .■■'.' .

■■■ ' , 'Таблица.;"'

, , , I Содержание *°5г и .'"Се в урожае- пшеницы 1 -

4 ' ■ Г : (икюрн/г сухого вещества, среднее за 2 года) ". ;.'.'

■ Стронций-90 Цезий-137 . -

■ '.Г; ' " среднесу-; глинистая ■ ■супесчаная ' ' . ергдне-су глинистая супесчаная

.Схема опыта

ж Л ЕЧ л

' '. ч" ■■ ! ; о ■( о я , Й я . ; о

1' '4* г г; о ■с. - О ' ■ 1 сИ с* 1 " Е. ! о

О ■Л • и 1 и « - , Л • ; '

Почва ■ , . : . ."',. 51,3 2,9 156,2 11,8 .9,4 2,3 29,2 ; 5,9

Почва с добавлением: :

6% торфа..... 29,8 1,3 50,3 2,6 \'6,5 .1,5 15,4 ■ 4,1

' золы торфа , . 31,1 М-1 4В.З 2,5 4,6 1.1 .10,2 ,3,2.

•К2СОз + .\\kCOj +

+Саэ(РО«Ь + СаСО} 30,8 ■1.4; 2.5 2,8 0,8 7,2 3.0

: К^СОэ ■ МяСОз +

. +Саа(РОч)2 ...... 48,8 2,4- ■77.7 5,5 5.4 1,4 16,3- 4.3

К1С01' + 'МцСОз + Ч. '

+СаСО» 30,9 1,4 53,2 2,6 3,0 0,7 7,0; 2.7

КгСОа + Саз(РО,)з +

+СаСО!..... 30,9 ■1.з: : 55,7 2,9 3,9 0,9 7,91 2,9

МяСОа + СаС03 +

Ч-СаПРОО, , . . . 30.6 ' 1,4 56,8 2,6 3,0 0,8 7,5' Л 2,9

Л^СО* К^СОз . . 44,3 2.5 92,6 5,1 5,8 1,4 16,4 4,3

СаСОа + СаНРО.)а . ■■■■■ У'," ' ; .. 31,2 1,5 51,0 2,5 3,7 0,9 8,6 3.2;

■ Результаты определения содержания цезия-137 в; урожае . пи/енИиы на дер ново-подзолистых почвах (табл. 7) показывают, что при внесении различных сочетаний компонентов'минеральной части торфа наблюдается уменьшение накопления^ радиоцезия в урожае пшеницы.по сравнению с контролем как на'^дерново-подзолистой супесчаной, так и. на дерново-подзо-' лнстой средиссуглнннстой почве; Однако более аффективно снижают размеры перехода цезия-137 из почвы в растения такне 'сочетания изучаемых компонентов золы торфа, в. кото- ; рые входит карбонат кальция.1'

5. Сравнительное накопление стронция-90 и цезия-134' 4 : в урожае растений/выращенных в условиях полевых ' ' г1 » вегетационных опытов . '

-Проведение вегетационных опытов- параллельно с полевыми :На дерново-подзолистой супесчанойчлочве дало возмож-. ность сравнить накопленнеградноактнвных изотопов стронция <\ ■н<иезняв'урожае растений в зависимости от условий их про-

израстання н рассчитать коэффициенты перехода от результатов ло содержанию радионуклидов в урожае растопи», полученном в условиях вегетационных опытов к аналогичным данным полевых опытов (табл. 8), Эти коэффициенты могут быть нснользованы при .прогнозировании возможного уровня загрязнения урожая сельскохозяйственных культур радионуклидами в естественных условиях по многочисленным результатам вегетационных опытов.

Результаты исследований показывают, что радиоактивные изотопы стронция и цезия накапливаются в урожае растений, »»ращенных в вегетационных опытах, в больших количествах, чем в полевых условиях. Так, содержание стротшн-90 в соломе зерновых культур, выращенных в условиях вегетационного опыта в среднем п 2—3 раза выше, чем в соломе этих растений* выращенных в полевых условиях. Различия в накоплении радиостронцин в зерне зерновых культур, выращенных в различных условиях составляют от 1,1 до 1,3.

Таблица 8

Коэффициенты перехода от результатов вегетационного опыта к данным полевого опыта

Почва с добавлением

Культуры извести торфа золы торфа Срелиео

Длд строи пня-90

солома 1,2 2,3 1,3 1.8

Овес: зерно 0.9 1,6 1.0 1,1

солома 2,6 2,5 3,0 2,7

Ячмень: зерно 1,1 1,2 1,4 1,2

солома 3,2 2,6 3.0 2,9

Озимая рожь: зерно 1.3 1,2 1,4 1,3

Картофель: клубшг 1.3 1.0 1.3 ' 1,2

Для цезия. 1.14

* соломл 1,3 1.3 1.5 1,1

Овес: зерно 1.6 1.7 1.6 1.6

солома 2,1 2,0 1.8 ■2,0

Ячмень: зерно 1,8 - 1,4 1,6 1.6

Картофель клубни 1.0 1.0 1.5 1,2

Радиоцезии, аналогично радиострондию, более интенсивно поступал из шочвы в растения в условиях вегетационного опыта по сравнению с нолевым опытом (табл. 8), Различия между содержанием радноцезия в соломе зерновых культур в зависимости от условий нронзрастапня составляют от 1,4 до 2,0. Для зерна зерновых культур величина коэффициента перехода для цезия-134 равняется 1,6.

;-Для 'клубней картофеля. величина коэфф и ци е н т а - л 6 р е хбд й для радиоактивных: изотопов стронция и цезня-;от: результатов вегетационного опыта к •нолевому составляет 1,2. >

- Результаты исследований, проведанных в течение ряда лет с разными культурами и на разных уровнях питания, яоказа-;ли;;/что. величина коэффициента.перехода от. данных люiсодержанию стронция-90 и цезия-134 в - урожае растений, полу.; ;ченных в условиях вегетационного опыта, к результатам полевых опытов колеблется незначительно. • ^

■ Выводы

i: 1. При взаимодействии с почвой большая часть стронция-90 из водорастворимой формы переходит в обменную и необменную формы. Соотношение обменной и иеобменной форм строп-цня-90 в почвах зависит от-типа ночв. В дерново-подзолистых почвах относительное содержание радиостронция- в "водорастворимой и-обменной формах значительно больше, чем: в чер; поземе... ■ : - 'Л

' • 2. внесение извести, однозамещенных фосфатов-кальция -и калия, торфа и его золы способствует-переходу: стронция-90 :в.ночве в неоСменную форму. Наибольшее влияние-на -повы-; шеиие'^необменной формы-радиастронция в дерново-аюдзолн-.стых почвах оказывают однозамещенные фосфаты.кальцияи1 калия и, особенно однозамещенный фосфат кальция, внесен-" ний на фоне извести. ' -V.■'"■;!:

3. При внесений однозамещенного фосфата' кальция, извести, торфа и золы торфа в дерново-подзолистую кислую поч-' ву, а также однозамещенных фосфатов кальция н; калня в дерн овбчпод зол истую окультуренную почву происходит значив тельное (в 2—>10 раз) - снижение содержания стронция-90 ;в, урожае оаса по сравнению'с контролем. . . ■ ; 'Г'Л^;

- : '4. Наблюдается тесная корреляционная зависимость меж-* ду накоплением стронция-90 в растениях и содержанием нуклида, в обменной и водорастворимой формах и почвах.

Под влиянием совместного'внесения извести иодиоза-мещенного фосфата кальция количество стронция-90 в1 необ-;. менной форме на дерново-подзолистой среди есу глин истой; квелой 1П0Чве возрастало в 6 раз; содержание строншш-90 в урожае овса снижалось в 6—7 раз, а величина стронциевых' ¡единиц в" 10 раз по сравнению с контролем. 1 A

6. На дерново-лодзоллстой супесчаной почве (применение в иолевых условиях .извести шо -гидролитической'1 кислотности,^ торфа в дозе 120 т/га, золы, торфа в эквнвалептпом:количест-; ве ^снижает абсолютное -накопление" радностронция - и радио-; цезия в урожае зерновых колосовых (рожь, лшеннца", ячмень' новее) культур и картофеля примерно в 2—2,5.раза. Величи-;

На -стронциевых единиц в урожае .под влиянием извести, торфа и золы торфа уменьшается в 2,5—3 раза,

■ 7. Известь, торф и зола торфа на второй год после внесения в дерново-подзолистую супесчаную почву оказывают такое же действие >на накопление радионуклидов в урожае растении, что и в 'первый год опыта. Последействие извести, торфа н золы торфа снижает размеры перехода радиоактивных изотопов стронтия и цезия из почвы в растения примерно в 2 раза.

8. Эффективность действия извести, низинного торфа и золы торфа в отношении уменьшения уровня загрязнения урожая радпостронцием и радиоцезием является практически одинаковой. Следовательно, минеральной части торфа принадлежит основная роль в снижении доступности растениям радиоактивных изотопов стронция п цезия.

. 9. Из минеральной части торфа большее влияние на уменьшение поступления радностронция и радиоцезия в растения оказывают такие сочетания компонентов золы торфа, в которые входит карбонат кальция,

10. На дерново-подзолистой супесчаной почве :при разных условиях питании установлены коэффициенты перехода от результатов по содержанию радностронция и радноцез>;п1 в урожае зерновых культур и 'картофеля, выращенных и вегетационных опытах к аналогичным данным ,нолевых опытов, которые могут быть использованы для оценки возможного уровня накопления радионуклидов в нолевых условиях по данным вегетационных опытов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние однозамешепных фосфатов калия щ кальцин, извести, торфа и его золы на поведение строшипьОО в иючвд и его доступность растениям. Доклады ТСХА, 1972, вып. 183, стр. 91—96 (в соавторстве).

2. ¡Влияние торфа н его золы ил накопление строццпя-90 и цезня-137 в урожае овса. Доклады ТСХЛ, 1972, вып.' 188, стр. 125—128 {в соавторстве).

3. Влияние фосфатов, извести и торфа на закрепление стронция-90 в шочве и накопление его в урожае овса. Агрохимия, 1976, № 3, стр. 111 —118 (в соавторстве).

Л 109596 8/\ПИ—77 г. Объем I п. л.

Заказ 1373. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им, К. Л. Тимирязева 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44