Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Содержание фтора в системем почва-растение при мелиорации солонцов фосфогипсом в условиях Западно-Сибирской Лесостепной провинции

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Содержание фтора в системем почва-растение при мелиорации солонцов фосфогипсом в условиях Западно-Сибирской Лесостепной провинции"

ОМСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ С. М. КИРОВА

СОДЕРЖАНИЕ ФТОРА В СИСТЕМЕ ПОЧВА—РАСТЕНИЕ ПРИ МЕЛИОРАЦИИ СОЛОНЦОВ ФОСФОГИПСОМ В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ЛЕСОСТЕПНОЙ ПРОВИНЦИИ

На правах рукописи

КОНАРБАЕВА Галина Акмуллдиновна

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ОМСК 1990

Работа выполнена в Омском ордена Ленина сельскохозяйственном институте имени С.М.Карова в 1984-1988 гг.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

црофеосор Ю.И.Е^шхин,

кандидат биологических наук, доцент А.Й.Парфенов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, .

профессор Р.Б.Ильин,

кандидат с ельокахо зяйат венных , наук В.М.Красницкий

Ведущее предприятие - Сибирский научно-исоледователь-. ■ ский институт земледелия и хими-

задай сельского хозяйства

Защита состоится "^ГХЭ9^ г. в 10 часов на ¡заоеданяи специализированного совета Д 120.19.01 по защите ¡диссертаций на ооиокание ученой степени доктора наук при рмском ордена Ленина сельскохозяйственном институте имени р.М.Кирова в 29-й аудитории первого учебного корпуса. ,

С диооертацией можно ознакомиться в библиотеке инсти-гута. . . ' '

Адрес: 644008, г.Омск-8, Омский сельскохозяйственный институт, ученому секретарю совета.

г.

Ученый секретарь . жециализированного совета

Н.И.Виноградова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЩ

! Актуальность темы. Поступление фтора в почву детально ! ¡изучается в последние два-три десятилетия в связи с увеличивающимся объёмом поступающих в почву фторсодеряащих удобре- ■ ;ний и мелиорантов, а также о развитием промышленности, пере-рабатыващей фторсодержащее сырьё, газообразные выбросы котог рых частично поступают в почву.

: Накоплен обширный материал, свидетельствующий о негатив-

ном влиянии фтора на организм человека, животных и растений.!

;Поэтому не случайно установлены ЦЦК фтора на питьевую воду ' (1,5 мг/л), на мясные, овощные, зерновые продукты и фрукты К2,5 мг/кг), на рыбопродукты (10 мг/кг). По литературным данным, ЦДК на содержание валового фтора в почвах - 500 (допустимый уровень),' 500-1000 (критический) и более 1000 мг/кг : ¡почвы (недопустимый), на содержание водорастворимого фтора -50 мг/кг почвы.

1 В связи с этим мелиорация солонцов фосфогипсом (ФГ), не-

смотря на его высокуи эффективность в повышении плодородия ’

!солонцов, доказанную' многолетними опытами, вызывает вполне I .обоснованные опасения за состояние окружающей среды, в том, числе и почвы, так как в фосфогипсе содержится от 0,22 до ■ ¡0,3 % валового и 0,04 % водорастворимого фтора, а вносимые ■ !дозы достаточно высоки и, кроме того, через 8-10 лет требу-¡ется повторное гипсование. Для решения возникающей экологи-; ¡ческой проблемы необходимо детально исследовать распределе-¡яие, шграцию и накопление подвижных и легкорастворимых ферм фтора, наиболее вероятных механизмов поглощения его почвой,; ¡минеральных форм фторидов и степень прочности их связи с компонентами почвы, поступление фтора в растения при мелиорации |солонцов фосфогипсом. .

; Пата и задачи. Целью наших исследований явилось изуче-

ние масштабов поступления фтора в корковые многонатриевые солонцы при мелиорации их ФГ и степень вовлечения его в биологический круговорот на основе комплексного подхода к этому вопросу. ,

В задачи исследований входило: :

I) обследовать корковые многонатриевые солонцы различных геоморфологических районов Западно-Сибирской лесостепной

провинции на содержание валового фтора; .......................•

; 2) исследовать закономерности миграции и накопления под-

вюкных фортл фтора в солонцах до и после внесения ФГ,. предва-■иительно разработав методики определения подвижных и легко-■растворимых форы; ■

; 3) изучить связи макду различными формами фтора в солон-

:цах; :

| 4) изучить процесс поглощения фтора солонцами;

1 5) исследовать формы минеральных форм фторидов в солон-

цах и прочность связи их с почвой до а после мелиорации, предварительно разработав методику определения этих форм;

6) установить размеры поступления фтора в растения. .

■ Научная новазна. Впервые в условиях Западно-Сибирской

/лесостепной провинция подробно изучены распределение, мигра-;ция и накопление всех форм фтора, поступление его в растения >при мелиорации солонцов а?Г. Разработаны методики определения ;подвияных и легкорао творимых форм фтора и минеральных форм 'фторидов. . ,

1 .Практическая ценность работы состоит в том, чтообосно-

|ваны принципы и разработаны методы контроля за содержанием !подвияных форм ЗДора в солонцах. Простота и доступность методик позволяет осуществлять контроль за содержанкам фтора в ¡почве а судить о целесообразности применения разового или довторного гипсования.

! На зашпту выносится исследование по фтору в корковых ;

многоиазриевых солонцах при мелиорации их вГ, проведенное на основе системного подхода к решению этой задачи, которая включала исследование закономерностей его миграции и накопления в почве, растениях и грунтовой воде, а также целкй ряд ■ вопросов, связанных с поведением фтора в почве.

| Реал/зепия результатов исследования. Разработанные мето-

ды контроля за содержанием подвижных и легкорастворимых форм фтора используются проектно-изыскательской станцией "Омск-агропромхимия" и в учебном процессе.на факультете агрохимии. . и почвоведения при изучении курса "Агрохимические методы исследований" . .

1. Апробация -работы. Результаты исследований были доложены

На научно-технических конференциях Ог/.СХК (К07, 1586, 1ЯЗЭ,

І1990 гг.) и на II Сибирской конференции по метрологическому ' .обеспечению аналитических методов в сельском хозяйстве (Ново-■сибирок, 1990). По материалам исследований поданы три заявки в Госкомизобрзтений СССР, на две из которых получены положительные решения, опубликованы три работы.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введе--‘ния, 6 глав, выводов и предложений производству. Материал изложен на 126 страницах машинописного текста и включает 38 таб-‘лиц, 5 рисунков и 2 прилокения. В список литературы включены 119 наименовали?, в том числе 24 иностранных. 1

Условия и методика проведения исследований. Исследова- ■

;ние проводили в 1985-1988 гг. Содержание валового фтора определяли в почвенных образцах различных геоморфологических рай-.онов: Омь-Иртышского мендуречья, Ишим-Иргышского междуречья 1 |и Западной Барабы. Для решения других поставленных задач детально изучены солонцы Смь-Иртыпского междуречья (Давыдов- ' ский участок учхоза й I ОкСХИ).

! Погодные условия в годы экспериментов сильно варьирова-

ли по основным параметрам: осадкам и температуре. Полевой се-■зоя 1986 г. был избыточно влажным (суша осадков составила более 200 %), 1987 г. слабозасушливым, 1988 - острозасушли- ; вым (.садков выпало 33 % к норме при температуре воздуха, ¡превышащей среднюю многолетнюю).

, В исследовании были использованы производственный поле-;вой и микрополевой опыты. Микрополевой опыт заложен по метода изолированных призм осенью 1985 г. на корковом многонат-; риевом лугово-чернозёмном тяжелоеуглшшегом солонце, ППХ насыщен натрием на 46,0-60,6 % от ёмкости поглощения. Засоле-; ;ние - сульфатно-гидрокарбонатноа, pH от 8,7 до 9,8, содержание гумуса 3,7-6,2 %. Повторность опытов - четырёхкратная. ! ІДоза мелиоранта в опытах была рассчитана по общепринятой ме-г ¡тодике по обменному натрию в соответствии с зональными рекомендациями по мелиорации солонцов на 30 см мелиорируемого , ;,слоя и составила 25, 45 и 65 т/га. Почвенные и растительные образцы анализировали в проблемной лаборатории по мелиора- , :цин солонцов СмСХИ. |

, Баловой фтор определяли по методике А.Д.Миллора и Г.А.! Капитоновой (1971 г.) без предварительной отгонки с ализаршь

комплексояом, подвижный фтор -'по методике Г.А.Конарбаевой'й! ¡А.И.Парфенова "Способ фотометрического определения фтора "(положительное решение по заявка й 4237992/23 от 31.07,89 г.), ; легкорастворимый фтор - по методике Г.А.Конарбаевой "Способ определения фтора в солонцах (положительное решение по заявке Л 44133328/23 от 23.11.89 г.), минеральные формы фторидов - ! до методике А.И.Парфенова и Г.А.Конарбаевой "Способ определения минеральных форм фторвдов в почве”, на которую подана заявка в Госкомизобрвгений СССР. ,

: Фтор в растительных образцах определяли по методике с '

ализаринкомллексоноад о некоторыми изменениями по Г.П.Стрижо-: вой а Е.Е.КреСдаан. Гранулометрический соотав почвы определи-|ЛИ по Качинскому, оодернание валовых элементов - втоыно-ад- | ¡сорбционным ыегодом. Математическую обработку проводили по I ;Б.А.Доспехову. \

,| РЕЗУЛЬТАШ ИССЛЕДОВАНИЯ .

| Содержание йтова в солонпах. Анализ почвенных образцов !

|(табл.1) показал* что содержание валового фтора в профиле ¡почвы варьирует в пределах 200-500 мг/кг почвы с четко про- ; слаживающейся тенденцией к его увеличению вниз по профилю до ¡уровня средних горизонтов. Максимум достигается на глубине 40-60 см, затем происходит постепенное снижение до некоторой ¡постоянной величины на глубине 100-140 см. Верхние горизонты несколько'обеднены фтором из-за выщелачивания его осадками в рредние горизонты. Некоторая стабильность его содержания в ; Горизонтах С£ и С2 объясняется очень низкой водопроницаемо-ртью солонцов: талые вода и летние осадки в меньшей степени , проникают в ниэлежащие горизонты, следовательно, переноса ' фторид-ионов практически не наблюдается. I

Обнаружена связь мекду содержанием валового фтора и элементов Сл, и/д, /ч? , способных при наличии благоприятных условий связывать его в груднорастворише соединения и способствовать закреплению в почве. Коэффициент корреляции между магнием и фтором (г =0,89), меаду железом и фтором (г =0,77). ’ Что касается распределения кальция, то его содержание до глубины 40 см коррелирует о содерканивгл фтора (£ =0,97), а с ; глубины 50 см и вниз по профилю содеряаняе кальция Бозраста-

¡ет'в.4-6~раз и связью фтором практически отсутствует ( =*. ;=0,15). Наличие кальциевого хшг.аского барьера может сыграть | важную роль в процессах вертикальной и горизонтальной митра-.; ;::ии фтора, однако это станет возможным при недостаточной концентрации ионов (Щ3' , , СО/' ), способных составить \

конкуренцию фторвд-яону. |

¡ ■ Таблица I ;

i Валовое содержание фтора в корковых многонатриевых | солонцах, мг/кг почвы

! ¡Глубина взя-!Содер-| | ' ¡Глубина взя-!Содер-

; Район !тия образца, ¡жание ; ¡Район !тия образца,!жание

i ! см ¡фтора | ¡ ! см ¡фтора

i Омский 0-10 325,0 Любинский 0-10 350,0

1^l4*03 10-20 437,0 (совхоз "Голубков-окии") 10-20 400,0

Oiv-СХИ) 20-30 540,0 20-40 434,0

30-40 550,0 40-60 500,0

: 40-50 500,0 60-80 437,0

50-60 475,0 80-100 437,5

60-70 462,0 100-120 450,0’

70-30 437,5 120-140 432,5’

, 8Q-SQ . 356,2 Калачин- 0-7 225,0' 262,5

90-100 368,7 ский (совхоз "Ермо- 7-16

100-120 375,0 ловскии") 16-30 362,5

Калачин- С КИЙ 120-140 363,7 30-65 460,0

0-10 275,0 65-100 431,2

(совхоз "Измай- ловский") 10-23 300,0 100-120 455,0

20-30 400,0 120-140 390,6

30-40 387,0 Саргатский 0-13 255,0

40-60 60-80 537,5 480,0 (совхоз "Шшхицин- ский") 13-27 27-35 318,8 375,0

80-100 462,5 35-55 400,0

100-120 450,0 55-120 375,0

120-140 455,0 120-200 312,5

: Эти анионы образуют с кальцием соединения, произведение

| растБоршости (ПР) которых ниже ПР СаР; , и тем самш лишают I кальций возможности связать фтор. Второе условие - конкурентно этому процессу могут составить' адсорбционные процессы, '

. 5 .

благодаря которым фтор будет связан уже в верхних и средни [ ' горизонтах. Стимулировать адсорбционные процеоон в оолонцах | могут глинистые минералы, оксиды н еле за, алюминия, ил. ' ,

' ' Математическая обработка результатов по валовому содержанию фтора и ила показала очень высокую корреляцию между ними [

(£•= 0,83), следовательно, основным поглотителем фтора в оо—! донцах является илистая фракция, что было отмечено и в других типах почв. | ■

Анализ почвенных образцов до глубины 140 см, отобранных | через год после внесения мелиоранта, показал, что содержание | фтора увеличилось только в слое 0-10 см, далее вниз по профи-* лю оно в сравнении с вариантом без внесения фосфогипса оотй-! лось без изменения. . |

' Таким образом, в корковых многонатриевых солонцах Запада но-Сибирской лесостепной провинции, характеризующихся тяжёлым гранулометрическим составом, валовое содеркание фтора (225- | ' 500 мг/кг почвы) находится в пределах гигиенических значений! (500 мг/кг почвы) и коррелирует с содержанием илистой фракции, валового содержания железа, магния. Фтор внесённого ОГ зафик4 сирован преимущественно в слое внеоения (0-10 см). |

Подвижный Фтор. При всей важности данных по валовому содержант фтора, позволяющих представить его распределение в! почвенном профиле и сделать выводы о его накоплении, опреде-! ляющвм фактором остаются всё же подвижные формы. Под терми- | ном "подвижный фтор" мы имеем в виду совокупность всех фторид-ионов, способных к миграции и прочно не связанных с компонент тами почвы. Подвижный фтор можно определяй., используя раз- | личные вытяжки, 1ф0ые тех, что способствуют переводу трудно-1 растворимых фторсодержащих соединений в подвижное состояние. | Имеющиеся зарубежные методики определения подвижного ! фтора достаточно сложны, так как в них истользуетоя искусст-I венно получаемый изотоп и ионообменные смолы, поэтому ; многие ограничиваются определением валового и водорастворимо^ го фтора. . |

Нами для солонцов разработана простая и надёжная магоди-г ка определения подвижного фтора с использованием в качестве | фторизвлекащаго реагента - 1^-ного раствора (//Н^дСОд (по | заявке № 4237992/23 в Госвомизобретепий СССР получено пололи- •

тельное решение .Распределение подвижного и валового фтора’ в профиле солонцов почти одинаково. Уравнение регрессии, выражающее связь мевду валовым (X) и подвижным (У) фтором, имеет | вид: - |

У = 0.12Х - 10,98; при I = 0,62; /= 2,42. (I) |

Основным поглотителем подвижного и валового фтора является илистая фракция ( Ь=0,88). Доля подвижных форм от валового количества фтора в пределах 140 ом почвенного профиля состав-! ляег в слое 0-30 см - 5-8%, 90-100 сы - 10-14$, 100-140см-9$.

; Мелиорированные варианты характеризуются иным распреде- !

лендам фтора. В слов почвы 0-10 см оплачено резкое повышение |

содержания подвижного фтора, а затем - его снижение на третий год после внесения мелиоранта. Во всех вариантах сохраняется | чёткая зависимость содержания фтора от дозы фосфогипса: чем,1 больше доза, тем выше содержание фтора. 1

, Получены уравнения, связывающие содержание подвижного (У) фтора в слоа 0-10 см на мелиорированных вариантах о дозой внесенного ФГ (X) и коэффициентом интенсивности действия единицы фосфогипса (в): для полевого опыта: . |

УУ = 0,75Х + 27,54; при * = 0,97; в = 0,75; (2) |

для микроцолевого опыта: . . |

У = 0,66Х + 22,58; "при г = 0.98; в = 0,66. (3) |

В общем виде уравнение, связывающее содержание подвижного | фтора (?п) с дозой внесенного ФГ (Д) и коэффициентом действий единицы фосфогипса (в) млеет вид: [

А, 7 ' /' Г ^ (4) |

где А - содержание на контроле, мг/кг почвы. !

В слоа 40-100 см зафиксированы нозначительные отклонения от немелиорнрованных вариантов, что обусловлено миграцией фтора примерно до 40 см за счет улучшения водно-физических | свойств солонцов в результате мелиорации. На глубине 100- >

140 см содержание фтора характеризуется относительным посто-( яястеом во все наблюдаемые годы. Поступивший в почву фтор ФГ; в течение трёх лет делокализуетея в основном в 0-30 см слое.|

Водорастворимый фтор. Группа подвинных фторидов включает несколько форм, способных участвовать в динамическом равнове^

сии между твердой фазой почвы и почвенным раствором."К этш~7 формам следует отнести водорастворимый к легкорастворимый | фтор к что саг.-ое главное - они в наибольшей отепени принимают участие в процессах, протекающих в системе почЕа - мелиорант -растение. Характер миграцаи и распределения водорастворимого' фтора соответствует подвижным формам, вследствие чего между \ ними обнаружена высокая корреляция (£ =0,77), Уравнение рег-ресоиЕ, выражающее зависимость содержания водорастворимого (У) и подвижного (X) фтора, имеет вид: .

; У = 0,14Х + 3,9; при * =0,77; £ = 3,85. (5) !

I

' Мелиорированные варианты солонцов характеризуются увеличением содержания водорастворимого фтора в слое 0-10 см с сохранен!: е.м зависимости от дозы внесённого 5Г по аналогии с под' финкой формой. Начавшийся осенью в первый год последействия ' мелиоранта процесс затухания поступления фтора из $Г продолка-

■ |ется и на второй год последействия. Количество фтора на глубине 100-140 см остается без изменений, то есть вполне определенно можно сказать, что миграционная способность фтора в корковых солонцах прослеживается примерно до глубины 100 см, примем на уровне 40-100 см его способность к миграции очень незначительна. Вполне возможно, что фторид-ион успевает закре- | питься в виде труднорастворжых соединений или адсорбироваться и его миграцию можно четко зафиксировать до 40 см, отмечая , незначительное накопление. Практически устойчивое содержание’ фтора в слое 100-140 см в течение трёх наблюдаемых лет позволяет предположить, что в результате разового внесения ФГ в ; . дозах 25, 45, 65 т/га в грунтоЕке воды фтор не поступит. ;

| Выведаны уравнения регрессий зависимости водорастворимого фтора (У) от дозы ФГ (X) для обоих видов опытов: ;

йолевой У = 0,17Х + 3;53; при £ =0,96; г* =6,01; (6)

микрополевой У = 0,14Х + 5,05; при £ =0,93; Г =3,83. (7) ' .

! Установлена зависимость содержания водорастворимого фто-

£>а ) от доз внесённого 4>Г (Д) и коэффициента интенсивно- •

рта действия единицу ФГ (в): ■ . ;

| /у г Гуо*г. + £9) ; (8) |

Где.......фактическое содержание фтот>а на контрола в солон...............................................цах, мг/кг почва.--- — - -.

...В

I Легкопаотворямый Длоп. Другим компонентом подвижного фтора, определяющим его концентрацию в почвенном раствора, язляет-оя легкорастворимый фтор, который экстрагируется солевой вытяжкой (МаСС) , которая близка к реальный почвенным условиям. 1 ПДК легкорастворимого фтора отсутствует. В отечественной литература данных о его содержании как в зональных почвах, так и !гем более в солонцах не обнаружены. ;

Для изучения легкорастворшого фтора в солонцах наг/л разработана методика, получившая положительное решение на подан- . ную заявку Я 4413328/23 в ГоскомизобретениЯ СССР. Для извлечения этой формы фтора необходим, индифферентный солевой раствор с pH практически нейтральной. Наиболее приемлемым экстрагентом, по нашему мнению, является 0,1 н. раствор хлористого . натрия, так как только солонцы содержат в' ППК до 70 % натрия, .что, с одной стороны, создаёт благоприятные условия для образования соединений типа ЛгоР, , а с другой - мы моде-

лируем почвенный раствор. Нормальность раствора хлористого ,'натрия подбиралась с учётом того, чтобы концентрации ^о* в, почвенном растворе и экстрагенте примерно совпадали. По данным Р.А.Зорик и др.(1987), в солонцах изучаемого типа содержание катиона натрия составляет 109,3 мг.экв/л, что практически соответствует его содержании в ОДн. раствора А'аСС и даёт нам возможность смоделировать почвенный раствор по концентрации катиона . ‘

I Исследованиями установлено, что на контроле в поведении

легкораотворшого фтора'можно отметить насколько моментов, -' ранее выявленных у других форл фтора: во-первых, достаточная •стабильность эго содержания по годам; во-вторых, совпадение характера фторонакопления по всей глубине исследуемого профиля |о валовым и подвижным фтором. Доля легкорастворимой формы от : подвижного фтора в слое 0-100 сы варьирует от 24,9 до 39,4 %

:и только на уровне 100-140 см оно достигает 48 %. ' ;.

; Методика определения легкораотворимого фтора в солевой

;витяжке в сравнении с водорастворимым имеет ряд преимуществ;в ■методичеоком плано. Внесённый мелиорант естественно влияет йа 'распределение легкорастворимого фтора в профиле солонцов, содержание которого в слое 0-10 см зависит от дозы внесённого!

5Г к заметно снижается на второй год последействия мелиоранта.

і ' “Часть легкораствортюго фтора будет вынесена из корнаоби-таемого слоя талыми водами и осадками, .'часть, мигрирующая в і профиле почвы, на может постоянно находиться только в вида свободного фторид-иона. Он обязательно вступает в различные : химические реакции, адсорбируется. Всё это будет црвпятство-вать поглощению фтора растениями. Коэффициент корреляции между подвижным (X) и легкорастворимым (У) достаточно высок (1=0,72). Уравнение регрессии имеет вад:

; У = 0,2Х + 2,75; при I = 0,72; І = 3,27. (9) •

і Выведена формула, аналогичная тем, которые приведены для

подвижного и водорастворимого фтора, связывающая его содержание (^) с дозой внесённого $Г (Д) и коэффициентом эффективности действия единицы (в): ;

| (Ю);

¡где ^мсг ~ содержание на контроле, мг/кг почвы, і Поглощение свтора солонцами. Природа поглощения фтора со-

лонцами и механизм этого 'процесса являются одной из главных |проблеіл в изучении поступления фтора из ¿Г в почву. Для реше-¡Ш1я этого вопроса почвенные образцы с трёх вариантов (конт- : ¡роль, 25 я 45 т/га ФГ) заливали 25 мл раствора Л'аР с концентрацией Ю"3 моль/л. Поглощение фтора в мелиорированных вариантах происходит более активно, данные приведены по 5 и 6 сут ¡(■табл.2). Наибольшим поглощением фтора характеризуются верхние іґоризонтн до 40 см. Вниз но профилю оно резко снижается. Поглощение идёт в течение 5 сут, а затем стабилизируется, достигнув максимума 68 %, то есть происходит медленное изъятие фто-|рид-иона из раствора твёрдой частью солонцов,

і Отмечается зависимость поглощения фтора от величины pH,

Мелиорированные варианты, в которых pH почвы снижается, поглощают фтора больше. Что же касается механизма поглощения фтора солонцами, го он очень сложен и мы допускаем два варианта, которые могут быть реализованы в корковых солонцах. Высокий показатель pH, достигающий почти 10, допускает возможность обмена ОН- на Р, Кроме того, присутствие ощутимого количества свободных оксидов алюминия и келеза способствуют обменным реакциям и процессам адсорбции. Зависимость поглощения фтора солонцами от величини pH носит гиперболический характер и корреля-!ционно0'отнонение (>/ )--равно 0,72 на контроле, 0,61 в варяан-

те с внесением 25 т/га, 0,9Г-при внесении 45 т/га. Зависи-;

мость между содержанием в солонцах подвижных форм полуторных1

окислов и способностью поглощать фтор выражается величиной ;

(¿2 =0,55). Невысокое значение /7 объясняется очень малой вы-’

боркой (л=3), так как мы использовали имеющиеся в литература'

данные по содержанию при п =3 (Н.Д.Градобоев и Н.В.Са-1

мендяева, 1973). !

, Таблица 2

5 Поглощение фтора корковыми многонатриевыми солонцами, %

; Вре-! Глубина взятия образца, см • ■

мя, 1-

|оут 10-10! 10-20120-30130-40140-50>50-60160-701¡80^

90-

100

‘ Контроль . ;

5 27,5 27,6 н.ф. 14,8 8,8 4,3 4,3 4,0 4,0 3,0:

6 27,6 27,6 Н.ф. 14,9 • 8,8 4,3 4,0 4,3 4,3 3,0

После внесения 25 т/га фосфогдпса 5 41,0 57,0 55,1 41,1 14,9 12,9 18,8 8,8 18,5 19,-5

| 6 41,8 56,9 55,9 41,0 14,9 12,9 18,0 4,5 18,0 I8,0

После внесения 45 т/га фосфогипса ;

5 67,9 63,1 60,2 48,8 41,1 39,7 29,9 12,9 12,9 18,9

6 68,2 63,7 59,8 49,3 39,9 38,4 29,9 13,0 12,0 18,5

| Примечание! н.ф. - не фильтруется, так как отделить" . 1 ¡раствор от почвы центрифугированием и последующей фильтраци-¡ей не удаётся. ■ .

-Потенциальные возможности солонцов во всех исследованных вариантах поглощать фтор слоем 0-40 см в течение 5 сут составила ■ .соответственно 0,97; 2,68 и 3,15 т/га фтора. Так как б ФГ бц-:ло внесено 55-99 кг/га фтора, а потенциальная возможность солонцов поглощать фтор во много раз превышает его в используе-|мых дозах мелиоранта, то можно предположить; что фтор фосфо-1гипса будет связан достаточно прочно. ’ .

| Минеральные йюмн йтовидов в солонпах. Изучение минеральных форм фторидов в солонцах необходимо для того, чтобы установить интенсивность перехода в раствор отдельных групп неорганических почвенных фторидов, различающихся соответственно; по степени растворимости и доступности растениям. Литературных данных по этому вопросу нет,--Суть методики, -предложенной

нами, заключается в последовательной обработке одной навески : почвы следующими экстрагентами: 1н. , 1н. Аам и 0,5н.

\МгЩ, которыми извлекаются соответственно легкораотворимые ¡. или рыхлосвязанные фториды, далее адсорбированные (например,1 \Яфф и наконец прочносвязанные (типа ,¿$>4). Из данных ■ ¡табл. 3 видно, что в контрольном варианте больше всего фтора; переходит в щелочную вытяжку и меньше всего - в солевую. Эти; факты свидетельствуют о малом количестве лагкорастворимых фторидов в солонцах и подтверждают правильность наших пред-.ставлений об этой форме фтора. Кроме того, адсорбционный механизм поглощения на контроле является доминирующим, вследствие .чего переход в растворённое состояние основных адсорбентов фтора ( ) способствует увеличению его содержания в ще-

лочной вытяжке. Действие кислоты сводится только к растворению ’прочно связанных фтористых соединений (которых не так много в

’солонцах) и не влияет на десорбцию фтора. !

; ■ Таблица 3

: Фракционное содержание фтора в образцах коркового

; • солонца, мг/кг почвы ,

'Глубина!___________________________Вытяжка__________________________

’образ^ Г ^Щ' '

¡Ц8» см | pH ! ? I рНнач!р^{01,1 Р 'Р^нач'Р^он * ^

I 0-10 6,8 3,0 12,5 6.,9 8,8 1,6 7,6 5,8

I 10-20 6,6 5,5 12,5 7,0 13,8 1,4 7,2 7,2

| 20-30 7,0 7,8 12,5 7,2 22,4 1,3 7,0 7,6

\ ■

1 Для изучения степени прочности связи фтора с компонентами почвы в вариантах о мелиорацией нами проанализированы образцы после внесения 45 г/га ФГ полевого опыта. За счёт снижения pH фторид-ион удерживается прочнее. Дополнительная обработка образцов мелиорированного варианта раствором Л'о^ ,с' С=10“3 моль/л показала, что способность солонцов к образованию прочных связей фторид-ионом при переходе от немелиоряро-ванных вариантов к мелиорированным возрастает, вследствие этого содержание минеральных форм фтора в этом же направлении , снижается. . ;

Исследования показали, что в грунтовых водах о мелиорированных вариантов содержание фтора заметно нижа (0,8-0,9 мг/л),

;чем ЦЦК (1,5 мг/л) ......................- ..... ' .... і

; Содержание сБтора в растениях в результате мелиорации солонцов ФГ. Исследовашш показали, что в год внесения ФГ с одер- • жалив фтора в зелёной массе растений пшеницы сорта Иртышанка: заметно ниже, чем в период уборки урожая (солома), в зерне ! фтора данным методом не обнаружено (табл.4). В первый и вто-' рой год последействия ФГ количество фтора в с сломе как ив ! .

год внесения зависело от дозы мелиоранта. На основа кспери-, ментальных денных получены уравнения регреосии (II): .

■ У = 0.03Х + 5,37; при 1=0,98; £=5,3. (II) 1

где У - содержание фтора в соломе, мг/кг сухого вещества;

і X - доза фосфогипса, т/га. ,

¡В зерне как пшеницы, так и ячменя фтора на обнаружено. ;

: ' Таблица 4 ‘

| Среднее содержание фтора в яровой пшенице сорта !

; Иртышанка я ячмене сорта Целинный в зависимости

1 от доз фосфогипса ■ , '

і I При внесении фосфогипоа в дозе, т/га ;

і ЯйН О Г 25 ! 45 І 65

ІЗеленаяІСо- ІЗеленаяІСо- !Зеленая!Со- 1Зеленая! Соло-' ! масса Ілома! масса !лома! масса ІломаІ масса Г ма

1 і Пшени- 1986 г.

І ца 3,8 6,0 4,3 5,8 4,2 6,3 4,7 6,8

1 і Пшеница - - 1987 г. 5,6 - 5,4 I <3 о

> 1988 г.

Ячмень - - ' - X—, ... ... , - , ... 6,1 - 6,5 - 7,2 !

Примечание. Прочерк - отсутствие зеленой массы.

! Поступление фтора в растения при мелиорация солонцов ФГ ' рледует рассматривать в комплексе с вопросом внесения мине- ■ ральных удобрений на фоне ФГ с целью оценки их совместного '1 влияния (табл.5). Повышенное содержание фтора в растениях наблюдается на вариантах Рдо и РдоИ/дд* В тех же вариантах обнаружено д повышенное, но в пределах ПДК содержание фтора в I зерна. ...................... • .......... -........... ' ‘

• Следовательно', негативное влияние фтора суперфосфата-на фоке ФГ в дозе 45 т/га проявляется прп использовании его в дозе Рдц, В контрольном и в варианте фон + фосфогипс отмечено ; самое низкое содержание фтора, что подтверждает подученные нами результаты о поглощении фтора солонцами и прочности связи, минеральных форм фторидов с компонентами почвы. !

: . Таблица 5 |

Содержание фтора в яровой пшенице в зависимости ,

: от минеральных удобрений в I и П год последействия |

: ! Выход Шолочяо-восхо-! Чот1Нп I Г’П7ГП,,П 1

Вариант | в 3РУ®1СУ |мя спелость | 3ерН0 ! Солоыа ;

I I I П ! I I П ! I I П~I I ! П Г

Контроль 1,8 1.8 2,8 2,6 0,0 0,0 5,4 5,6

Фон +• ФГ 1.7 1.6 2.6 2,5 0,0 0,0 5,2 5,1

Р90 2,1 2,1 3,4 3,2 0,2 0,2 6,1 6,1

Р9с/4о 2,1 2,1 3,4 3,3 0,2 0,2 6,0 6,1

Р45//45 1.8 1.9 3,0 2,6 0,0 0,0 5,9 5,8

Р45 1.9 1.9 2,9 2,7 0,0 0,0 5,6 5,7

"45 1.8 1.2 2,7 2,7 0,0 0,0 5,4 5,5

Из литературы известно, что в нормальных условиях питания пшеница содеркит фтора в соломе 2-7 мг/кг сухого вещества, В зерне 0,2-7,1. По нашим данным, содераание фтора даже в условиях, крайне неблагоприятных.(корковый тяжело сугли нис тый иногонатриевый солонец, высокие дозы ФГ - 25, 45 и 65 т/га, о которыми внесено 55, 99 и 143 кг/га фтора, высокий pH («=-10), не способствовали поступлению фтора в растения пшеницы и ячменя в большом количестве, I

. Таким образом, нашими исследованиями выявлена тесная и 1 ыноговариантная зависимость между всеми формам фтора в почве, содерканием его в растениях и дозой мелиоранта. :

вывода '

I. Впервые в корковых много натриевых солонцах Западно-Сибирской лесостепной провинция при мелиорации их ФГ изучено содержание, миграция и накопление ьсех форм фчэра, а также по-, отупление его в растения и грунтовые воды. Валового фтора в ; пахотном горизонте содержится от 225 до 350; в иллювиальных до 500 (максимальное количество, соответствующее ЦЦК): в ник-

вше (100-140 см) - 400 мг/кг почвы. Содержание фтора "в грунтовых водах варьирует от 0,8 до 0,9 мг/л, что также ниже ВДК;

2. Разработаны методики определения подвижного и легкора-

створимого фтора в солонцах, получившие положительные решения на заявки, поданные в Роокомизобрвтений СССР. Установлено,что эти формы, подобно валовому фтору, в профиле немелиорировав- ] них солонцов имеют одинаковый характер распределеншкпостапен-но возрастая от гор.А (19,6 и 6,7 ыг/кг почвы соответственно) достигают максимума в иллювиальных гор^ и В2 (66,4 и 18,9 ; мг/кг П0ЧЕЫ) И СНЕШОТСЯ к некоторой постоянной величине, в | гор. Вд и С (33,1 и 15,1 мг/кг почвы). !

3. В связи о тем, что в солонцах из-за низкой фильтраци-

онной способности, значительного содержания обменного натрия. и водопептизируекого ила сложно определять водорастворимый ; фтор, нами разработана методика определения легкорастворимого фтора, близкого по своей природе к водорастворимому, которая позволяет в солонцах 01раничиться его определением. !

4. Валовый и подвижный, подвижный и легкорастворимый,подвижный и водорастворимый формы фтора тесно взаимосвязаны,коэффициенты корреляции равны соответственно 0,62; 0,72 и 0,77. |

5. Основным поглотителем валового и подвижного фтора яв-

ляется илистая фракция. Коэффициент корреляции между илистой фракцией и валовым фтором (0,83), между илистой фракцией и ! подвижным фтором (0,88). .

6. Фтор внесенного ФГ распределяется в профиле солонцов о

максимальным содержанием в слое 0-10 см и зависит от доз ,вцо-евмого мелиоранта, резко снижаясь на второй год последействия. Установлены коэффициенты интенсивности действия единицы фосфо-гипса и формулы прогноза содержания фтора в почве (уравнения |

4, 8, 10) и растениях (уравнение II), ;

7. Способность к поглощению фтора в солонцах достаточно ;

высокая и усиливающаяся о внесением ФГ. Показано, что механиас поглощения фтора носит как адсорбционный, так и химический характер и обусловлен снижением pH в результате мелиорации и наличия полуторных окислов и глиниотых минералов. Рассчитано,что потенциальная возможность солонцов поглощать фтор при внесении наиболее часто используемых доз ФГ 25 и 45 т/га превышает в ) 2,5 и 3,5 раза способность немелиорируемше солонцов. |

8. Разработана методика определения минеральных форм фто-

радов -в солонцех, позволившая' выявить усиление прочно<тговя->( peg этих форы о компонентами почвы при мелиорации. Í

; 9. В результате действия в последействия СГ фтора в зерна

пшеницы л ячпеня ве обнаружено, оолома содержит его в допустимыес пределах (6-7 иг/кг). В варианте с суперфосфатом в дозе j Pqq и PgQ/^go 80 Ф°не ФГ в дозе-46 т/га фтора в растениях 0(3-наружено на 19-21 £ дольше, чем в варианте фон + ФГ, что обусловлено совместным влиянием фтора ФГ и суперфосфата.

I 10. Распределение, миграция в накопление фтора в почве и

растениях свидетельствуют не только о значительной способности солонцов поглощать, но и удерживать его.

! РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1« Необходим постоянный агрохимический и санитарно-гигиенический контроль за содержанием фтора в почвах и растениях | после внесения фосфогипса. |

I 2. Для контроля техногенного загрязнения солонцов фтороц

разработана система методик определения подвижного а лепкора-| створиыого фтора, которые можно использовать и в районах о повышенным фторонекоаланием. і

3. Не рекомендуется дія мелиорации совместно вносить ФГ; в дозах^45 т/га и выше и фосфорные удобрения в дозах Рдд и | PgQ/Vgg из-за накопления фтора в растениях. !

■: Список опубликованных работ по теме диссертации: ;

1.' Некоторые особенности распределения фтора в солонцах!

Омской области // Повышение плодородия дачв Западной Сибири : /ОиСШ. - Омск, 1987. - C.I8-20. |

2. Способ фотометрического определения фтора.Заявка j № 237992/23» Решение о выдаче а.с, от 31.07.89 г. (в соавт.).'

; 3. Способ определения фтора в солонцах. Заявка

№ 4413328/23. Решение о выдаче а.с. от 23.11.89 г.

. 4, Поглощение фтора солонцами Омской области // Мелиора-

тивные особенности почв солончаково-солонцовых комплексов Западной Сибири и пути их интенсивного использования/СмСХИ. -Омск, 1990. - С. 52-55 (в соавт.).

5. Аналитический метод контроля за динамикой форм фтора в связи с химической мелиорацией // Тез. докл. на П Сибирск. конф. по метрологическому обеспечению аналитических методов в сел. хоз-ве. - Новосибирск, 17-21 апреля 1990 г.