Effectiveness of PhosAgro NPK and Gumiton under cultivating potatoes in radioactive soil contamination conditions

D. G. Sviridenko; Свириденко Дмитрий Георгиевич; S. P. Arysheva; Арышева Светлана Петровна; A. A. Suslov; Суслов Алексей Афанасьевич; N. G. Ivankin; Иванкин Николай Геннадьевич; K. V. Petrov; Петров Константин Владимирович

doi:10.31857/S2500208224020108

Effectiveness of PhosAgro NPK and Gumiton under cultivating potatoes in radioactive soil contamination conditions

Authors: Sviridenko D.G.¹, Arysheva S.P.¹, Suslov A.A.¹, Ivankin N.G.¹, Petrov K.V.¹
Affiliations:
1. Russian Institute of Radiology and Agroecology of National Research Centre «Kurchatov Institute»
Issue: No 2 (2024)
Pages: 48-52
Section: Crop Production and Selection
URL: https://archivog.com/2500-2082/article/view/659357
DOI: https://doi.org/10.31857/S2500208224020108
ID: 659357

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Based on the results of three-year production tests, the effectiveness of the use of PhosAgro NPK complex fertilizer and a new organ-mineral complex based on Gumiton peat in potato cultivation technologies on radioactively contaminated sod-podzolic soils in the Novozybkovsky district of the Bryansk region was assessed. Soils differed in the level of fertility and in the density of ¹³⁷Cs pollution. It was shown that leaf treatment of 1 l/ha Gumiton plantings in the potato budding phase without fertilizer contributed to a 19 – 58% increase in tuber yield relative to control, depending on the year. The introduction of PhosAgro NPK fertilizer at a dose of 0.5 t/ha ensured an increase in potato yield by 22 – 42% relative to the control. The joint use of fertilizer and the drug increased the tuber harvest by 12 – 19%, compared to the PhosAgro NPK variant and by 37 – 68% relative to control. The multiplicity of the decrease in ¹³⁷Cs intake into tubers during the treatment of potato plantings with Gumiton was up to 6.4 times in relation to the control, with the combined use of the drug and fertilizer – up to 3.4 times in comparison with the PhosAgro NPK variant. The use of Gumiton and PhosAgro NPK guaranteed the production of potato tubers with ¹³⁷Cs content in accordance with SanPiN 2.3.2 standards. 2650-10. The use of the Gumiton organic-mineral complex and PhosAgro NPK complex fertilizer for production of regulatory clean potato products should be recommended on radioactively contaminated sod-podzolic soils of the Bryansk region.

Keywords

Gumiton, PhosAgro NPK, soddy-podzolic soil, transition coefficient 137Cs, potatoes, yield

Full Text

Крупнейшая в XX веке авария 1986 года на ЧАЭС привела к масштабному загрязнению ¹³⁷Cs с плотностью выше 37 кБк/м² (1 Ku/км²) более 150 тыс. км² территории бывшего СССР, в том числе части Российской Федерации (Брянская, Калужская, Орловская и Тульская области) и Республики Беларусь. [9]

В Брянской области долгоживущими радионуклидами (¹³⁷Cs) была заражена площадь с естественными кормовыми угодьями свыше 491 тыс. га. Результат радиоактивных выпадений – переход радионуклидов в биомассу и превышение санитарно-гигиенических нормативов удельной активности ¹³⁷Cs в сельскохозяйственной продукции, что создает повышенные риски для здоровья населения. [1, 12]

До настоящего времени существует вероятность получения продукции растениеводства и животноводства, не соответствующей допустимым уровням содержания в ней ¹³⁷Cs. [3, 5]

Для снижения негативных последствий техногенной катастрофы проведен большой комплекс реабилитационных мероприятий, важным звеном которого было внесение высоких доз агромелиорантов, минеральных и органических удобрений. При этом решалась ключевая задача, связанная с уменьшением поступления радионуклидов в растениеводческую продукцию. Одно из высокоэффективных средств химизации – органоминеральные комплексы на основе торфа. [7] Исследованиями установлено положительное влияние этих агрохимикатов на урожай и качество сельскохозяйственной продукции. [2, 14]

Нечерноземная зона РФ – основная по возделыванию картофеля. Получение продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам, – приоритетная задача.

Доказана эффективность применения гуматных препаратов при выращивании картофеля. [13]

Разработанный учеными НИЦ «Курчатовский институт» – ВНИИРАЭ органоминеральный комплекс на основе торфа Гумитон содержит (% на сухую массу): N – 10…12; P₂O₅ – 20…24; K₂O – 27…30; органическое вещество – 18…22, в том числе водорастворимые гуматы – 11…14; микроэлементы (B – 0,2; Mo – 0,1; Mn – 0,1). [6] В производственных условиях применение Гумитона на многих культурах (озимая пшеница, кукуруза и прочие) позволяет получать дополнительную сельскохозяйственную продукцию. [10, 11]

Использование гуминовых органоминеральных комплексов (в том числе Гумитона) на территориях, подвергшихся загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС, помогает снизить в 3,3…4,3 раза поступление ¹³⁷Cs в растения, по сравнению с традиционными технологиями, используемыми в хозяйствах. [7]

В настоящее время при возделывании сельскохозяйственных культур широкое распространение получило комплексное удобрение ФосАгро NPK (8:20:30), которое отличается высоким содержанием K, P и низким – N, хорошо подходит для основного внесения в дозе 0,3…0,5 т/га, высокоэффективно на легких по гранулометрическому составу почвах с низким содержанием подвижного K, промывным водным режимом. [15, 16]

Цель работы – дать оценку эффективности (по урожайности и накоплению ¹³⁷Cs в продукции) применения удобрения ФосАгро NPK и Гумитона при возделывании картофеля на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодьях Новозыбковского района Брянской области.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В рамках выполнения Программы совместной деятельности России и Беларуси по защите населения и реабилитации территорий, пострадавших в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС (утверждена 29.09.2019), в 2019–2022 годах на территории Брянской области проведены испытания различных агромелиорантов в посевах сельскохозяйственных культур. При ее выполнении ставилась задача обеспечить производство продукции растениеводства, соответствующей санитарно-гигиеническим требованиям.

В 2020–2022 годах в ООО «ФХ Пуцко» Новозыбковского района Брянской области на дерново-подзолистых супесчаных почвах изучали действие удобрения ФосАгро NPK и нового органоминерального комплекса Гумитон на посадках картофеля. Агрохимическая и радиологическая характеристики почвы перед закладкой опытов по годам представлена в таблице 1.

Таблица 1. Агрохимическая и радиологическая характеристики почвы

pH_KCl	Гумус, %	Содержание				Подвижные формы микроэлементов, мг/кг			Плотность загрязнения почвы
		мм(экв)/100 г		мг/кг		Подвижные формы микроэлементов, мг/кг			Плотность загрязнения почвы
		Ca	Mg	P₂O₅	K₂O	B	Mo	Mn	кБк/м²	Ku/км²
2020
6,00	1,70	4,09	0,79	257	206	0,65	0,21	50,47	122...202	3,3...5,5
2021
6,00	2,39	–	–	74	161	–	–	–	196...376	5,3...10,2
2022
6,50	1,63	–	–	480	217	0,35	0,12	41,20	130...145	3,5...3,9

Полевые опыты проводили по методике Б.А. Доспехова. [4]

Схема: 1. Фон, технология хозяйства – контроль; 2. Фон + Фосагро NPK; 3. Фон + Гумитон; 4. Фон + ФосАгро NPK + Гумитон. Вегетирующие растения картофеля обрабатывали Гумитоном в фазе бутонизации (1,0 л/300 л воды/га). Основное удобрение (NH₄NO₃) вносили в дозе 200 кг/га весной. ФосАгро NPK (0,5 т/га) применяли перед посадкой картофеля.

Сорт картофеля Леди Клер. Площадь делянки – 1 га, повторность четырехкратная, размещение вариантов – рендомизированное.

На территории РФ картофель данного сорта рекомендован для выращивания в Центрально-Черноземном, Северо-Кавказском и Центральном регионах. Включен в Госреестр России по средней полосе с 2005 года. Высокий урожай отмечен в Тверской, Московской, Смоленской, Владимирской, Ярославской областях. Среднеранний сорт. Применение универсальное, в том числе для переработки на муку, крахмал. Содержит более 16% крахмала. [8]

Органическое вещество в почве определяли по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), pH_KCl – потенциометрическим методом (ГОСТ 2642385), Hг – по Каппену (ГОСТ 26212-91), подвижные формы P₂O₅ и K₂O – по Кирсанову (ГОСТ 26207-91).

После уборки картофеля оценивали урожайность, содержание ¹³⁷Cs в клубнях (Бк/кг) и плотность загрязнения почвы (кБк/м²) для расчета коэффициента перехода (Кп¹³⁷Cs) в клубни.

Измерения проводили в аккредитованной испытательной лаборатории радиационного контроля НИЦ «Курчатовский институт» – ВНИИРАЭ по аттестованным методикам, используя полупроводниковый гамма-спектрометр Canberra с программным обеспечением Genie-2000.

Экспериментальные данные обрабатывали методами непараметрической статистики (EXCEL 2010).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Опыт 2020 года.

По данным Новозыбковской метеостанции, в мае-августе зафиксированы благоприятные погодно-климатические условия: в мае выпало 66,1 мм осадков (среднемноголетние показатели – 54,1 мм), в июне и июле дефицита осадков не отмечали, сравнительно со среднемноголетними значениями, а температура воздуха превышала норму на 2,1…2,9°С, августе – 0,8°С (осадков выпало в 1,2 раза больше, по сравнению со среднемноголетними значениями). [18]

Прибавка урожайности картофеля на дерново-подзолистой супесчаной почве с применением ФосАгро NPK составила 5,8 т/га, что выше на 22,3%, по сравнению с контролем (табл. 2). С внесением агромелиоранта содержание ¹³⁷Cs в клубнях снизилось до 4,0 Бк/кг (контроль – 16,3 Бк/кг), кратность снижения – 4,1 раза. При использовании Гумитона урожайность картофеля была 30,5 т/га, что на 17,3% выше контроля. На фоне внесения ФосАгро NPK и гуминового препарата урожайность достигла 34,5 т/га, на 12,2% выше варианта без Гумитона. При обработке растений Гумитоном содержание ¹³⁷Cs в клубнях – 4,2 Бк/кг, кратность снижения его накопления находилась на уровне 6,4 раза, по отношению к контролю. Эффективность применения препарата в посадках картофеля показана по результатам проведенных ранее исследований. [8] Содержание ¹³⁷Cs в клубнях во всех вариантах опыта гораздо ниже нормативов СанПиН 2.3.2. 2650-10 (80 Бк/кг).

Таблица 2. Оценка влияния ФосАгро NPK и Гумитона на урожайность и содержание ¹³⁷Cs в клубнях картофеля, 2020 год

Вариант	Урожайность, т/га	Прибавка, %	Содержание ¹³⁷Cs в клубнях, Бк/кг	Плотность загрязнения почвы, кБк/м²	Кп¹³⁷Cs	Кратность снижения Кп¹³⁷Cs, раз
ФосАгро NPK
1. Фон – технология хозяйства (контроль)	26,0	–	16,3	122	0,134	–
2. Фон + ФосАгро NPK	31,8	22,3	4,0	142	0,028	4,8
Гумитон
1. Фон + Гумитон	30,5	17,3	4,2	202	0,021	6,4
2. Фон + ФосАгро NPK + Гумитон	35,7	12,3	7,6	197	0,039	3,4
НСР₀₅	3,5	х	х	х	х	х

Совместное использование ФосАгро NPK и Гумитона способствовало увеличению урожая клубней на 9,7 т/га или на 37,3% относительно контроля. Кп¹³⁷Cs при этом снизился в 3,4 раза.

Опыт 2021 года.

Метеоусловия повлияли на развитие растений и урожайность картофеля. По данным Новозыбковской метеостанции, в мае-августе зафиксированы неблагоприятные погодно-климатические условия. В мае выпало 126,7 мм осадков (среднемноголетний показатель – 54,1 мм), в июне и июле дефицит осадков составил 48% среднемноголетних значений, температура воздуха была выше нормы на 4,1…5,0°С, августе – 1,9°С, осадков выпало в 2,2 раза больше, по сравнению со среднемноголетним количеством. [18]

В таких условиях урожайность клубней с внесением ФосАгро NPK составила 27,0 т/га, что на 42,1% выше, по сравнению с контролем (табл. 3). На фоне Гумитона показатель зафиксирован на уровне 25,0 т/га, 31,5% к контролю. Кп¹³⁷Cs в клубни был низкий (0,037…0,063) во всех вариантах опыта. По фону Гумитона с применением удобрения содержание ¹³⁷Cs в клубнях было минимальным – 7,2 Бк/кг, при кратности снижения 1,7 раза относительно варианта с внесением одного ФосАгро NPK.

Таблица 3. Оценка влияния ФосАгро NPK и Гумитона на урожайность и содержание ¹³⁷Cs в клубнях картофеля, 2021 год

Вариант	Урожайность, т/га	Прибавка, %	Содержание ¹³⁷Cs в клубнях, Бк/кг	Плотность загрязнения почвы, кБк/м²	Кп¹³⁷Cs	Кратность снижения Кп¹³⁷Cs, раз
ФосАгро NPK
1. Фон – технология хозяйства (контроль)	19,0	–	13,9	249,0	0,056	–
2. Фон + ФосАгро NPK	27,0	42,1	23,6	376,0	0,063	–
Гумитон
1. Фон + Гумитон	25,0	31,5	11,9	298,5	0,040	1,4
2. Фон + ФосАгро NPK + Гумитон	32,0	18,5	7,2	196,0	0,037	1,7
НСР₀₅	2,8	х	х	х	х	х

Плотность загрязнения почвы во всех вариантах опыта варьирует от 196 до 376 кБк/м² (5,3…10,2 Ku/км²), содержание ¹³⁷Cs в клубнях – в 3,4…11,1 раза ниже нормативов СанПиН 2.3.2. 2650-10.

Совместное применение ФосАгро NPK и Гумитона способствовало повышению урожайности картофеля на 13,0 т/га или на 68,4% относительно контроля. Кп¹³⁷Cs при этом снизился в 1,5 раза.

Опыт 2022 года.

По данным Новозыбковской метеостанции, с мая по август были благоприятные погодно-климатические условия. В мае выпало 64,4 мм осадков (среднемноголетний показатель – 54,1 мм), в июне и июле их количество соответствовало средним значениям, температура воздуха превышала норму на 1,4…1,9°С, в августе – 1,2°С, осадков выпало в 1,4 раза больше, по сравнению со среднемноголетними значениями. [18]

Урожайность картофеля по фону ФосАгро NPK без применения Гумитона повысилась на 6,0 т/га (22,2%), по сравнению с контролем (табл. 4). При использовании Гумитона на почве без удобрений урожайность увеличилась на 5,0 т/га (18,5%) относительно контроля. Урожайность клубней с внесением ФосАгро NPK и Гумитона составила 37,5 т/га, что на 13,6% больше, по сравнению с применением одного ФосАгро NPK и на 10,5 т/га (38,9%), по сравнению с контролем.

Таблица 4. Оценка влияния ФосАгро NPK и Гумитона на урожайность и содержание ¹³⁷Cs в клубнях картофеля, 2022 год

Вариант	Урожайность, т/га	Прибавка, %	Содержание ¹³⁷Cs в клубнях, Бк/кг	Плотность загрязнения почвы, кБк/м²	Кп¹³⁷Cs	Кратность снижения Кп¹³⁷Cs, раз
ФосАгро NPK
1. Фон – технология хозяйства (контроль)	27,0	–	6,5	135	0,048	–
2. Фон + ФосАгро NPK	33,0	22,2	9,2	145	0,063	–
Гумитон
1. Фон + Гумитон	32,0	18,5	5,3	144	0,037	1,3
2. Фон + ФосАгро NPK + Гумитон	37,5	13,6	5,2	130	0,040	1,6
НСР₀₅	3,5	х	х	х	х	х

Плотность загрязнения почвы по всем вариантам опыта варьирует от 130 до 145 кБк/м² (3,5…3,9 Ku/км²). В клубнях картофеля содержание ¹³⁷Cs при внесении ФосАгро NPK имело максимальное значение 9,2 Бк/кг, но при обработке растений Гумитоном снизилось до 5,2 Бк/кг. Влияние Гумитона проявилось в уменьшении содержания ¹³⁷Cs в клубнях на 1,2 Бк/кг относительно контрольного варианта (6,5 Бк/кг).

При совместном применении Гумитона и ФосАгро NPK кратность снижения Кп¹³⁷Cs составила 1,6 раза, одного Гумитона – 1,3 раза, по отношению к контролю.

Совместное использование ФосАгро NPK и Гумитона способствовало увеличению урожайности клубней на 10,5 т/га (38,9%), по сравнению с контролем. Кп¹³⁷Cs при этом снизился в 1,2 раза.

Таким образом, применение органоминерального комплекса Гумитон увеличивало урожайность картофеля на 17,3…31,5%. При использовании ФосАгро NPK и Гумитона продуктивность была выше на 12…19%, чем с одним Гумитоном. Совместное действие ФосАгро NPK и Гумитона способствовало увеличению урожая клубней на 37…68%, по сравнению с контролем. Кп¹³⁷Cs при этом снизился в 1,2…3,4 раза.

Кратность уменьшения поступления ¹³⁷Cs в клубни при обработке посадок органоминеральным комплексом – до 1,3…6,4 раза, по отношению к контролю, Гумитон + ФосАгро NPK – 1,6…3,4 раза, по сравнению с препаратом (содержание ¹³⁷Cs в клубнях, соответствует санитарно-гигиеническим нормативам).

Таким образом, органоминеральный комплекс Гумитон и удобрение ФосАгро NPK эффективны в технологиях возделывания картофеля на радиоактивно загрязненных дерново-подзолистых почвах как отдельно, так и при совместном действии.

About the authors