загрязнения урожая 137Сs
На рис. 12.1 приведены кривые зависимости возможных уровней загрязнения урожая 137Сs от доз калийных удобрений (в пересчете на калий) и исходного содержимого обменного калия в почве. Они свидетельствуют, что внесение калийных удобрений на почвах с его дефицитом способно уменьшить количество 137Сs в растениях более чем в 10 раз. В то же время эффективность приема очень низкая на обеспеченных калием почвах. Они показывают также целесообразность увеличения норм удобрений до определенного предела, когда дальнейший их рост уже теряет смысл.
Усиление калийного питания растений уменьшает и поступления 90Sr. Обычно это объясняется известным антагонизмом между калием с одной стороны, и кальцием и 90Sr-с другой. Поэтому под влиянием калия снижается и накопление в растениях кальция, иногда может и отрицательный эффект.
Рис. 12.1. Зависимость уровней загрязнения урожая 137Сs от дозы калийного удобрения и начального содержания обменного калия в почве.
(Содержание калия в почве: 1 ? 2 ? 3 ? 4 ? 5 ? мг/100 г)
Примечательно и то, что кислые почвы могут быть нейтрализованы не только известняковыми материалами, основу которых составляет углекислый кальций, но и другими углекислыми солями, в частности углекислым калием. Внесения его в кислые почвы снижает поступление радионуклидов в растения так же, как и известь. Более того, на слабокислых почвах, в которых известь практически не влияет на размеры перехода 90Sr из почвы в растения, углекислый калий заметно уменьшает накопление радионуклида. Время под его влиянием, аналогично хлористых, азотных и других солей калийных удобрений, в растениях уменьшается и содержание 137Сs.
Фосфорные удобрения. Соли фосфорных кислот способны образовывать и стронция, как, кстати, и с другими элементами второй группы, слаборастворимые или даже практически нерастворимые соединения типа вторичных и третичных фосфатов. На этом основании справедливо было предположено, что внесение в почву фосфорных удобрений должно уменьшать переход 90Sr в растения. И действительно достаточно большой массив научно-исследовательских и производственных данных свидетельствует о том, что внесение фосфорных удобрений в любых формах на любых различиях уменьшает накопление 90Sr практически всеми видами растений в 2-6 раз. Наиболее эффективными являются удобрения, содержащие фосфаты кальция и калия. Так, внесение в почву фосфатов калия в несколько раз снижает в растениях содержание как 90Sr, так и 137Сs. Фосфаты-аммония, натрия, магния влияют, главным образом, только на количество 90Sr.
Если в отношении влияния фосфорных удобрений на поступление в растения 90Sr противоречий нет, то в отношении 137Сs они существуют. На некоторых почвах фосфорные удобрения в форме суперфосфатов могут усиливать накопление 137Сs растениями. Так, внесение суперфосфата на выщелоченных черноземе приводит к увеличению содержания 137Сs в производительных органах многих видов сельскохозяйственных растений в 1,5-2 раза. Азотно-фосфорное удобрение без калия часто усиливает поступление 137Сs в растения на всех типах почв. В частности, на черноземах Лесостепи наблюдали увеличение почти в 4 раза.
Азотные удобрения На загрязненных радиоактивными веществами почвах следует прежде осторожно подходить к использованию азотных удобрений. Существует немало данных о том, что при их внесении увеличивается накопление в растениях как 137Сs, так и 90Sr. Именно поэтому рекомендации по применению минеральных удобрений с целью уменьшения поступления радионуклидов в растения на фоне увеличения норм фосфорных и калийных удобрений предостерегают от использования повышенных количеств азотных удобрений.
Основной причиной усиления перехода радионуклидов из почвы в растения под влиянием азотных удобрений фактически априори считается возможно подкисление почвенного раствора и рост в этих условиях подвижности практически всех элементов питания, в том числе и радиоактивных, при применении традиционных для Украины и большинства стран Европы аммиачной селитры-физиологически кислой формы азотных удобрений, а также карбамида, который, разлагаясь в почве на аммиак и углекислоту, способен также способствовать смещению реакции среды в сторону подкисления. Но прямых данных об изменении реакции почвенного раствора при внесении этих или других аммиачных форм азотных удобрений нет. Описаны лишь случаи, когда длительное применение самых физиологически кислых азотных удобрений в течение нескольких десятилетий изменяло рН солевой вытяжки дерново-подзолистой почвы с 4,8 до 4,6 и повышало гидролитическую кислотность с 4,4 до 6,1 мг-экв на 100 г почвы .
Однако есть данные об отсутствии увеличения накопления радионуклидов растениями при применении азотных удобрений в форме физиологически нейтральных солей-кальциевой, калиевой и натриевой селитры. Кроме того, при использовании кальциевой и калиевой селитры уменьшается поступление в растения, соответственно, 90Sr и 137Сs. Так, в условиях вегетационного опыта с яровой пшеницей было показано, что при внесении аммиачной селитры КН как 90Sr, так и 137Сs рос почти линейно с увеличением количества внесенного азота (рис. 12.2). Внесение азота в виде калиевой селитры не влияло на накопление 137Сs. Содержание 90Sr при этом несколько рос с увеличением дозы азота с 5 до 10 мг/100 г почвы, но с последующим увеличением до 20 мг не менялся. Эти факты якобы свидетельствуют в пользу гипотезы о подкисление, возможно не столько почвенного раствора, сколько микросреды, например, на поверхности корня. Возможно, усиление поступления радионуклидов под влиянием аммиачных форм удобрений связано со сложными взаимодействиями, которые могут возникать между ионами NН4 +, К +, Сs +. В процессы этих взаимодействий могут привлекаться также ионы Са2 + и Sr2 +. Более того, в результате ускорения нарастания биомассы растений под влиянием азотных удобрений всех форм и уменьшение относительного количества радионуклидов в единице ее массы время наблюдают снижение количества радионуклидов за счет простого разведения, т.е. снижение удельной радиоактивности.
1-90Sr, аммиачная селитра
2-137Сs, аммиачная селитра
3-90Sr, калиевая селитра
4-137Сs, калиевая селитра
Рис. 12.2. Кривые зависимости накопления 90Sr и 137Сs в зерне яровой пшеницы от уровня азотного питания и формы удобрений
Следовательно, влияние азотных удобрений на накопление радионуклидов растениями является достаточно сложным и разносторонним процессом. Здесь могут действовать механизмы, действительно связаны с подкислением среды, может влиять химическая форма азота, в которые он входит в состав солей удобрений, катион, который может быть представлен химическим аналогом и антагонистом радионуклидов. Уверен, возможно, достаточно весомый вклад может иметь разбавления радионуклидов в биомассе растений. Все эти процессы могут происходить одновременно, создавая различные ситуации по поступлению радионуклидов в растения.
Именно поэтому на загрязненных радионуклидами почвах рекомендуется не увеличивать дозы азотных удобрений, а вносить их в тех количествах, которые рекомендованы для обычных условий выращивания вида или сорта культуры на данной грунтовой различия или даже меньших. Но дозы фосфорных и калийных удобрений с целью максимального снижения нахождения радионуклидов следует увеличивать, соответственно, в 1,5 и 2 раза. Важно, что за внекорневых подкормок негативное воздействие азотных удобрений даже в физиологически кислых формах, как правило, не проявляется (табл. 12.5).
12.5. Влияние внекорневой подкормки растений микроэлементами и аммиачной селитрой на накопление 137Сs в зерне рапса и люпина