Н. М. Белоус, д. с.-х. н., профессор, Брянская государственная сельскохозяйственная академия.

Исследователи по-разному оценивают роль гумуса в формировании урожая сельскохозяйственных культур. Так, одни [1-2] указывают на то, что между содержанием гумуса в почве и урожайностью сельскохозяйственных культур существует прямая зависимость, другие исследователи такую зависимость отрицают [3].

Однако А.Д. Хлыстовский и др. (1979) в своих исследованиях не установили такой прямой зависимости, а Н.Ф. Ганжара, В.А. Васильев [4] отмечают, что применение удобрений сглаживает различия в урожайности сельскохозяйственных культур на почвах с разным содержанием гумуса.

В исследованиях Моисеенко Ф.В. на Новозыбковской государственной сельскохозяйственной опытной" станции ВНИИА на дерново-подзолистой песчаной почве установлено, что уровень содержания гумуса в почве оказывает влияние на повышение урожайности всех культур, возделываемых в севообороте (табл. 1). Самая высокая урожайность зеленой массы люпина 178 ц/га, зерна ячменя 9,4 ц/га получена на дерново-подзолистой песчаной почве при содержании гумуса 1,91%, а зеленой массы сераделлы 193 ц/га, клубней картофеля 157 ц/га, зерна овса 15,0 ц/га, зерна озимой ржи 19,2 ц/га, при содержании гумуса в почве - 1,99%. Наиболее отзывчивы на содержание гумуса в почве картофель, овес, слабее серадедпа и озимая рожь и очень слабо люпин и ячмень, то есть для каждой культуры существует свой оптимальный уровень его содержания в почве.

В работах Шевцовой Л.К. и др. [5], обобщающих результаты длительных опытов на дерново-подзолистых почвах установлено, что оптимальным уровнем содержание гумуса на этих почвах является 2-2,1 %. (1,2 % углерода). Кулаковская Т.Н. [6] для суглинистых почв считает оптимальным 2,5-3 %, гумуса, для легких почв -1,8-2%, того же мнения придерживаются Смурыгин М.А., Алтунин Д.А. [7]. С увеличением содержания гумуса в почве усиливаются процессы его минерализации, для поддержания его высокого уровня требуются повышенные дозы органических удобрений, что экономически нецелесообразно [8]. Гумус является не только стражем плодородия почв, но и защитным биогеохимическим барьером в условиях антропогенного загрязнения почв [9].

Накопление растениями радионуклидов из почвы зависит от ее физико-химических свойств: как правило, чем выше в ней содержание гумуса, обменных катионов, илистых и глинистых фракций, а следовательно, и выше плодородие, тем слабее поглощение растениями большинства радионуклидов. Максимальные значения коэффициента перехода (Кп) радионуклидов в растения характерны для торфяных и легких по гранулометрическому составу (песчаные и супесчаные) дерново-подзолистых почв [10]. Коэффициент накопления радионуклидов в почве с высоким уровнем плодородия в среднем в 2 раза ниже, чем на менее плодородной [11].

Внесение фосфорно-калийного удобрения в дозах РбоКдо на обоих фонах приводит к снижению накопления Cs в 1,2-1,4 раза.

На поступление из почвы в растения радионуклидов и тяжелых металлов большое влияние оказывают физико-химические свойства почв [15-16].

На почвах лесного механического состава, имеющих низкое плодородие (невысокое содержание гумуса, низкое значение рН, малое содержание калия, фосфора) накопление радионуклидов в растениях самое высокое [10].

С повышением плодородия дерново-подзолистых песчаных почв накопление Cs в зеленой массе сераделлы понижается на 25% [17], в картофеле в 3,5, в ячмене - в 2,7, в сераделле с овсом в 1,6-2,2 раза [18] и чем больше разница в агрохимических показателях плодородия почвы в сторону их улучшения, тем значительнее снижение ¹³⁷Cs. В среднем по трехлетним данным коэффициент накопления у культур севооборота на высокоплодородной дерново-подзолистой песчаной почве в 2 раза меньше, чем на такой же почве, но низкоплодородной.

При применении одинаковых доз органических и минеральных удобрений коэффициент накопления на плодородной почве меньше, чем на низкоплодородной, в 1,4-2,3 раза в зависимости от биологических особенностей культуры [19].

Мнение ученых о степени влияния разных агрохимических показателей плодородия на уменьшение поступления 137Cs из почвы в растения довольно противоречивы. Так, Бондарь П.Ф., Юдинцева Е.В. [20] считают, что наибольшее влияние на снижение перехода 137Cs оказывает кислотность почвы и содержание калия в ней, а содержание гумуса, емкость поглощения практически не влияют. В условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий одной из задач является обоснование оптимальных уровней плодородия почвы, обеспечивающих максимально возможный эффект снижения накопления радионуклидов в продукции. Для решения этой задачи нами были проведены исследования по оценке эффективности уровня плодородия почвы на повышение урожайности сельскохозяйственных культур и снижения уровня загрязнения получаемой продукции растениеводства (табл.4).

Проведенными исследованиями на Новозыбковской государственной сельскохозяйственной опытной станции ВНИИА установлено, что повышение содержания гумуса в дерново-подзолистой песчаной почве от минимального 1,23% до 1,99% сопровождается снижением содержания Cs в зеленой массе люпина - в 2,3 раза, в клубнях картофеля - 2,0, в зерне овса - 1,6 , в зеленой массе сераделлы - 2,1 , в зерне озимой ржи - 1,6 , в зерне ячменя- в 1,3 раза. По данным исследований можно сделать выводы, что для получения зеленой массы люпина с содержанием Cs менее 370 Бк/кг в отдаленный период после аварии достаточно гумуса 1,23%.

Содержание ¹³⁷Cs в клубнях картофеля было значительно ниже требований СанПиН 2.3.2.560-96. Это обусловлено тем, что картофель слабо накапливает радионуклиды в силу биологических особенностей. Содержание в почве гумуса 1,2 %, К2О - 3 мг и Р2 О5 - 18 мг /100г почвы можно считать для картофеля оптимально обеспечивающим получение нормативно чистой продукции, но при этом уровне плодородия урожайность клубней картофеля очень низкая - 65 ц/га.

Содержание Cs в зерне овса значительно превышало допустимый уровень -70 Бк/кг. За годы исследований содержание ¹³⁷Cs ниже допустимых уровней наблюдалось в 1998, 2001, 2002 годах при содержании гумуса в почве 1,91-1,99% (44-62 Бк/кг). Стабильное получение нормативно чистого зерна в данном опыте невозможно даже при содержании в почве гумуса 2%, КгО 10 мг и мг Р2О5 42,7 на 100 г. почвы и внесения 90 кг/га калия. Для гарантированного получения чистого зерна овса при указанном уровне плодородия необходимо вносить калийные удобрения в дозах. Среднее содержание 137Cs на этом фоне составляет 53 Бк/кг. Содержание 7Cs в зерне озимой ржи резко понизилось после 1997 года по завершению перехода основной части 137Cs в труднодоступное для растений состояние.

Заключительной культурой севооборота является ячмень. Ячмень из всех зерновых культур в зоне дерново-подзолистых песчаных почв накапливает минимальное количество ¹³⁷Cs, но и он реагирует на процессы фиксации радионуклидов почвой. С 1997 года началась стабилизация содержания радиоцезия в зерне ячменя при уровне содержания гумуса в почве 1,91 %. Хотя ячмень накапливает 137Cs значительно меньше других зерновжх культур, но гарантированное получение нормативно чистого зерна связано с определенными трудностями из-за короткого периода вегетации, биологических особенностей культуры, высокой требовательности к обеспеченности элементами питания, интенсивному их поглощению в период выхода в трубку - формирование зерна.

Гарантированное получение нормативно чистого зерна возможно при содержании в почве гумуса 1,91 %, КгО 9,6 мг и Р2О5 38,3 мг/100г почвы, что можно достигнуть внесением 90 кг/га калийных удобрений в сочетании с N90P60.

Многолетние комплексные почвенные агрохимические и радиологические исследования и практическая работа, позволили выдвинуть почвенную концепцию преодоления последствий техногенных загрязнений, в том числе и радиационных. Уменьшить риск изменения природной среды в результате радиоактивного загрязнения можно лишь путем повышения почвенного плодородия.

По данным Брянского Центра "Агрохимрадиология" в зоне радиоактивного загрязнения почв может быть оправданным поддержание более высокого уровня содержания гумуса в почве (2,5-3,5%) и других параметров плодородия, ведущих к созданию в почве условий, позволяющих снизить поступление радионуклидов в урожай сельскохозяйственных культур (табл. 5).

Список литературы

• Кулаковская Т.Н. Агрохимические основы получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур в западной части Нечерноземной зоны. // Агрохимия. 1976. - №33 - 3 с.
• Лыков A.M. Органическое вещество и плодородие почвы в интенсивном земледелии. // Обзорная информация. М.: ВНИИТЭИСХ. - 1984. - 60 с.
• Шевцова Л.К., Дробков Ю.А. Содержание гумуса в почвах Нечерноземья при длительном удобрении. //Почвоведение.- 1981. - №10. - 113 с.
• Ганжара Н.Ф., Васильев В.А. Влияние органических веществ на свойства почв и урожайность. // Агрохимия. - 1985. - № 2. - 70 с.
• Шевцова Л.К., Володарская И.В., Горбунов Е.В. Моделирование трансформации и баланса гумуса дерново-подзолистых почв на основе информационной базы длительных опытов. // Агрохимия. - 2000. - №9. - 5с.
• Кулаковская Т.Н. Роль химизации в решении проблемы расширенного воспроизводства почвы. // Вестник с.-х. науки. - 1983. - 37 с.
• Смурыгин М.А., Алтунин Д.А. Проблемы и пути повышения плодородия почв нечерноземной зоны в условиях интенсивного кормопроизводства. // Плодородие почв и пути его повышения. - МТГКолос. - 1983. - 36с.
• Лукин СМ., Жуков А.И.. Баринова К.С. Динамика и баланс органического вещества в почвах при использовании разных систем удобрения. / Бюлл. ВИУА. М.: 2001. - №114. - 26-27 с.
• Черников В.А. Экологическая оценка гумусового состояния почв в системах земледелия. // Бюллетень ВИУА. М.: 2001. - №115. - 82 с.
• Алексахин P.M. Сельскохозяйственная радиология. // В кн. Агроэкология./ Под ред. Черникова В.А., Чекереса А.И. М.: Колос. - 2000. - 300-322.
• Белоус Н.М. Воспроизводство плодородия и реабилитация радиоактивного загрязнения песчаных почв юго-запада России. // Автореф. дисс. доктора с.-х. наук. М.: 2000. - 51 с.
• Алексахин P.M., Корнеев Н.А. Сельскохозяйственная радиология. // М.: Экология. - 1992. - 400 с.
• Санжарова Н.И. Радиоэкологический мониторинг агроэкосистем и ведение сельского хозяйства в зоне возделывания атомных электростанций. // Автореф. дисс. доктора биолог, наук. Обнинск. - 1997. - 52 с.
• Воробьев Г.Т., Маркина З.Н., Кошелев И.А., Прудников П.В. Радиологическая оценка применения агрохимических средств на почвах, загрязненных радионуклидами. // Эколого-агрохимическая оценка состояния калийного режима почв и эффективность калийных удобрений. М: ЦИНАО. - 2002. - 74 с.
• Гулякин И.В., Юдинцева Е.В., Бакунов Н.Н. Поступление цезия -137 в растения в зависимости от свойств почвы. // Доклады ГСХА. - 1996. - Вып. 119. - 121-124 с.
• Агеец В.Ю. Система радиологических контрмер в агросфере Беларусии. // Мн., "Институт радиологии", 2001.- 250с.
• Моисеенко Ф.В., Белоус Н.М.. Воробьева Л.А., Харкевич Л.П. Влияние уровня плодородия почвы на накопление 137Cs сераделлой. // Повышение плодородия, продуктивности дерново-подзолистых песчаных почв и реабилитация радиационно-загрязненных сельскохозяйственных угодий. Вып. VII. М: Агроконсалт. - 2002. - 94 с.
• Драганская М.Г., Сидорцов В.В. Влияние уровня плодородия почвы и ее удобрен-ности на накопление 137Cs. // Повышение плодородия, продуктивности дерново-подзолистых песчаных почв и реабилитация радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодий. Вып. VII. М.: Агроконсалт. - 2002. - 80 с.
• Белоус Н.М., Моисеенко Ф.В. Повышение устойчивости земледелия на дерново-подзолистых песчаных почвах в условиях радиоактивного загрязнения. // Мат. международн. научно-практич. конференции 25-26 февраля 1999 г. пос. Мичуринский Брянской обл. М.: Информагротех. - 1999. - 67с.
• Бондарь П.Ф., Юдинцева Е.В. Оценка влияния некоторых природных факторов на поступление 90Sr, 137Cs в растения и прогнозирование накопления этих радионуклидов в урожае. // Вторая Всесоюзн. конф. по с.-х. радиологии. Тез. докл. Обнинск. - 1984. - т.1. - 100 с.
• Воробьев Г.Т., Новиков А.А., Маркина З.Н. Динамика изменения радиационной обстановки на почвах сельхозугодий Брянской области и выполнение мероприятий по снижению поступления 137Cs в продукцию растениеводства. // Матер. Международ, научно-практич. конференции 25-26.02.1999. нос. Мичуринский Брянской обл. М.: Информагротех. - 1999. - 77с.