Агроэкологическое обоснование применения органических удобрений на радиоактивно загрязненных деревно-подзолистых песчаных почвах юго-запада России

Возрастающие дозы навоза в меньшей степени подкисляли почвенный раствор по сравнению с контролем, фонами удобрения. После восьми лет исследований почва из нейтральной (рН 5,83-6,70) стала слабокислой (рис. 6,7).

При более кислой реакции почвенного раствора, в пределах 4,96-6,02 и гидролитической кислотности 1,17-3,01 мг-экв/100г, почва подкислилась незначительно на естественном фоне (7%), минеральном (5%), солома + сидерат (11%); сильнее от применения соломы (18%), сидерата (23%), сочетания NPK+ солома (20%), NPK + сидерат (27%) и NPK + солома + сидерат (23%).

Внесение навоза максимально подкисляло почву на сидеральном фоне, на фоне минеральных туков в сочетании с сидератом, соломой, соломой + сидерат. В подпахотном горизонте навоз в меньшей степени влияли на подкисление почвенного раствора, а в слое 40-60 см его действие не проявлялось.

Следовательно, чем кислее почва перед закладкой опыта, тем сильнее она нуждается в известковании, так как внесение навоза не обеспечивает снижения процесса подкисления. Гуминовые кислоты дерново - подзолистых почв в основном представлены бурыми гуминовыми, которые обладают слабой способностью удерживать кальций от вымывания, поэтому после внесения навоза, известкования возвращаются к кислому исходному состоянию. По степени влияния на улучшения химических свойств виды навоза можно расположить в порядке возрастания: бесподстилочный КРС, свиной и подстилочный, торфонавозный компост.

Сравнительная эффективность органических удобрений по урожайности и продуктивности культур севооборота

Основным условием эффективного применения систем удобрения в севообороте является фактическое содержание элементов питания в почве, вынос их с урожаем культур и экономически обоснованный уровень возмещения азота, фосфора и калия.

При использовании торфонавозного компоста выявлено преимущество его совместного применения с рекомендованной дозой минеральных удобрений под культуры зернопропашного севооборота: люпин з/масса - P₄₅K₉₀Mg₃₀; озимую рожь - N₉₀P₆₀K₁₂₀Mg₂₀, картофель - ТНК 80 т/га + N₉₀P₆₀K₁₅₀Mg₅₀, ячмень и овес - N₉₀P₆₀K₉₀Mg₃₀, где продуктивность севооборота составила 51,2 ц/га, что превышало один ТНК на 47%, с окупаемостью 1 кг NPK прибавкой 1,5 кг з. ед. (табл. 5).

Продуктивность от комплекса торфонавозного компоста с повышенной дозой минеральных удобрений составила 53,4 ц/га, что выше ТНК (34,8 ц/га) на 53% при оплате 1 кг NPK прибавкой 1,1 кг з.ед.

5. Урожайность культур и продуктивность севооборота в зависимости от систем удобрения, ц/га

Культура	ТНК 80 т/га - фон	Фон + рекомендованная доза N72P57K102	Фон + повышенная доза N144P114K204	Продуктивность севооборота, з.ед.
	урожай- ность	урожай-ность	прибавка	урожай-ность	прибавка	ТНК 80 т/га	Фон + NPK рекоменд	фон + NPK повышен.
Люпин	400	442	42	457	57	68	75	78
Оз. рожь	26,6	42,7	16,1	44,0	17,4	34,0	56,4	59,0
Картофель	150	221	71	227	77	37,5	55,3	56,8
Ячмень	11,8	29,3	17,5	29,8	18,0	15,7	39,6	41,0
Овес	14,3	22,6	8,3	24,2	9,9	18,6	29,7	32,1
За севооборот						173,8	256,0	266,9
За год						34,8	51,2	53,4
Окупаемость 1 кг NPK кг з.ед.							1,5	1,1

Установлено, что в зависимости от уровня плодородия почвы, продуктивность зернопропашного севооборота на контроле составляла 19,0-31,0 ц/га зерновых единиц при среднемноголетнем значении 25 ц/га (рис. 8).

Использование соломы озимой ржи (4,1 т/га) превышало вариант без удобрений на 30% с окупаемостью 1 т 1,7 ц з.ед., от сидерата она выросла на 35% при оплате 1 т зеленой массы 0,36 ц з.ед., а от сочетания соломы с сидератом - на 32% и окупаемостью 0, 28 ц з.ед.

Минеральные удобрения (экв. 40 т/га подстилочного навоза) увеличивали продуктивность на 11,2 ц/га, а оплата 1 кг NPK составила 3,6 кг з.ед. Комплексное использование минеральных удобрений с соломой обеспечило дальнейший ее рост на 56%, с сидератом - на 60% и соломой + сидерат - на 62% относительно абсолютного контроля. Однако окупаемость 1 кг NPK уменьшалась и составляла 2,5 кг, 2,0 кг и 1,6 кг зерновых единиц (при переводе в NPK все виды удобрения).

Влияние вида навоза на продуктивность оказалось практически равнозначным, которая увеличивалась от одинарной до тройной по подстилочному на 33-56%, бесподстилочному 30-50% и свиному на 33-49%, в тоже время окупаемость 1 т прибавкой зерновых единиц снижалась с 0,21-0,23 до 0,14-0,16 ц/га.

При использовании соломы, NPK + солома выход зерновых единиц выше от бесподстилочного навоза: продуктивность в сравнении с вариантом без удобрений увеличилась на 53-81% и 67-83%, на 17-39% и 7-17% относительно соломы.

На фоне сидерата, солома + сидерат наиболее продуктивными были соломистые виды навоза, увеличивая ее на 50-70% и 60-80% к контролю, на 11-26% и 5-12% к фону.

На фоне минеральных удобрений подстилочный и бесподстилочный навоз увеличивали сбор зерновых единиц на 59-75% к контролю и на 10-21% к фону NPK, что выше, чем по свиному - 53-64% и 6-13%.

Максимально насыщенный удобрениями фон: NPK + солома + сидерат с навозом, по выходу зерновых единиц превышал контроль на одинаковую величину 72-86%, 68-84%, 70-81%, фон на 6-15%, 4-14% и 5-12%, соответственно подстилочный, бесподстилочный КРС, свиной.

Тем не менее, существенного роста продуктивности севооборота по мере увеличения удобренности почвы не отмечено. По-видимому это связано с неблагоприятными водно-физическими и химическими свойствами дерново-подзолистых песчаных почв, несбалансированностью элементов питания; заменой позднеспелого сорта картофеля на среднеспелый, отсюда насыщенность удобрениями приводит к снижению окупаемости зерновыми.

Установлено, что двойные дозы навоза отдельно, в сочетаниях с соломой, сидератом, соломой + сидерат по продуктивности и окупаемости превосходят тройные. На фоне с минеральными удобрениями выявлено преимущество по окупаемости затрат одинарной дозы над двойной и тройной. Однако следует отметить, что только от максимальной дозы навоза отмечена положительная тенденция к росту уровня плодородия почвы по основным агрохимическим показателям.

Влияние органических удобрений на качество культур севооборота

Показатели качества культур севооборота зависят от условий выращивания растений, так как в процессе роста и развития они предъявляют определенные требования, связанные с характером, интенсивностью физиолого-биохимических преобразований, протекающих в них. Качество продукции определяется накоплением белков, жиров, крахмала, сухого вещества, витаминов и других веществ, которые могут меняться в широких пределах.

Многие исследователи считают, что получить продукцию с высокими показателями качества возможно только на почвах, обладающих высоким уровнем плодородия (Крищенко, 1976; Авдонин, 1978; Толстоусов, 1987; Карманов, Кирюхин, Коршунов, 1088; Минеев, 1990).

Картофель. Исследованиями установлено, что по торфонавозному компосту содержание крахмала у среднераннего сорта «Невский» (15,3-15,5%) ниже на 1,0-1,3% чем у среднеспелого «Полесский розовый» (16,2-16,8%) и на 3,3-3,5%, чем у позднего «Темп» (18,6-19,4%). По органо-минеральным системам удобрения между ранним и средним сортами разницы по накоплению крахмала не наблюдалось, у позднего она выросла от оптимальной дозы до 3,9-4,1%, повышенной до 3,1-3,6%. В пределах каждого сорта сочетание торфонавозного компоста с минеральными туками снижало содержание сухого вещества и крахмала, чем выше доза NPK, тем этот процесс ощутимее.

Выявлено, что накопление крахмала не изменялось от фона удобрения у позднего сорта «Темп» (18,3%), отмечена тенденция к его росту на 0,5-1,1% у среднеспелого «Резерв» (13,0%).

Дозы навоза, от одной до трех, снижали содержание крахмала по обоим сортам, максимально это наблюдалось у позднего сорта от сочетания трех доз органики с минеральными удобрениями (17,7%) на 1,9%, 1,6% и 0,9%; с соломой (18,8%) на 1,5%, 1,1% и 0,8%; с NPK + сидерат (18,4%) на 1,7%, 1,7 и 1,2% соответственно подстилочный, бесподстилочный КРС и свиной; у среднеспелого - от трех доз подстилочного навоза на фоне соломы (14,1%) на 1,4%, сидерат (13,8%), соломы + сидерат (13,9%) - на 1,0%; бесподстилочного и свиного - на минеральном фоне (13,6%) на 1,5 и 1,2%, по сидерату (13,8%) на 1,2 и 1,3%, минеральный + сидерат (13,8%) на 1,3%, а также бесподстилочного на фоне минеральный + солома (13,5%) на 1,8% и свиного по соломе + сидерат (13,9%) на 1,4% (рис. 9). Несмотря на снижение содержания крахмала, сбор его с гектара на 20-25% выше, чем на контроле и фоне удобрений без навоза.

На содержание крахмала влияли отрицательно: несбалансированность элементов питания (особенно избыток азота); использование хлорсодержащих калийных удобрений; засуха в период цветения, клубнеобразования и последующее избыточное увлажнение.

Клубни картофеля содержат ряд нежелательных соединений техногенного происхождения: нитраты, нитриты, радионуклиды и т.д.

Накопление нитратного азота в картофеле по органической системе удобрения (ТНК 80 т/га) оказалось меньшим у раннего сорта (55-83 мг/кг), чем у среднеспелого (95-110 мг/кг) и позднего (92-120 мг/кг).

По органо-минеральной системе удобрения, с оптимальной дозой NPK, накопление нитратов у раннего сорта выросло в 1,6 раза, тогда как у среднего и позднего в 1,2-1,3 раза, а с повышенной - в 1,9-2,1 раза у обоих сортов.

Как выяснилось среднеспелый сорт картофеля по содержанию нитратов превысил поздний в 2,3-2,8 раза на естественном фоне (52 мг/кг), минеральном (99 мг/кг), сидеральном (42 мг/кг), минеральном + солома (92 мг/кг), минеральном + солома + сидерат (78 мг/кг); в 3,2 раза по NPK + сидерат (74 мг/кг); в 4 раза по соломе (29 мг/кг) и в 5,3 раза по соломе + сидерат (28 мг/кг).

От возрастающих доз навоза у обоих сортов наблюдался рост содержания нитратов (рис. 10), а максимальное повышение у позднего сорта зафиксировано от тройной на всех фонах удобрения. Однако ни на одном варианте клубни не содержали нитратов выше ПДК (240 мг/кг).

Накопление нитратов у среднеспелого сорта отличалось большей интенсивностью: с подстилочным навозом 9% проб картофеля превышали ПДК, с бесподстилочным и свиным - по 19%. Следовательно, под среднеспелый сорт не рекомендуется вносить повышенные дозы навоза в комплексе с минеральными удобрениями, NPK + солома, NPK+ сидерат и NPK + солома + сидерат.

Исследования по содержанию аскорбиновой кислоты в клубнях картофеля свидетельствуют о том, что ни одна система удобрения не повышала его синтез как в раннем сорте, так и позднеспелом.

Ранний сорт снижал витамин С от применения торфонавозного компоста с оптимальной и повышенной дозой NРК на 1,1 и 1,2 мг/%, тогда как поздний уменьшал существеннее на 1,8 -2,3 мг % соответственно при 17,2 мг % и 18,3 мг % на контроле.

По степени влияния максимальных доз навоза на синтез витамина С они располагаются по убывающей: свиной, подстилочный, бесподстилочный. Применение соломы, сидерата и их сочетание незначительно уменьшало накопление витамина С, а в комплексе с навозом эта разница увеличивалась.

Влияние минеральных удобрений совместно с альтернативными источниками органического вещества, а также с тройной дозой подстилочного и бесподстилочного навоза на синтез витамина С было отрицательным, в тоже время по свиному такого снижения не получено. По-видимому это связано с соотношением элементов питания (N: Р: К) в свином навозе, которое состовляло 1:1,06: 0,39, тогда как в подстилочном - 1:0,69:1,16, бесподстилочном - 1:0, 51:1,05, то есть наблюдалось явное превышение внесения фосфора со свиным навозом, что способствовало лучшему синтезу аскорбиновой кислоты.

Кулинарные качества клубней картофеля определяли органолептически по 5-и балльной системе, включая следующие показатели: развариваемость, мучнистость, запах, консистенция и цвет мякоти, устойчивость к потемнению.

Данные опытов выявили тенденцию ухудшения кулинарных качеств картофеля от двух доз подстилочного навоза на 0,2, бесподстилочного - 0,5, тогда как по свиному этого не отмечено. Установлен максимальный балл снижения (с 15,2 до 14,4) от тройной дозы бесподстилочного, меньший от подстилочного (с 15,4 до 14,9), неизменный по свиному (15,1-15,3). Лучшие кулинарные качества клубней картофеля по свиному навозу следует отнести на счет стабильного (по сравнению с контролем) содержания крахмала и аскорбиновой кислоты.

В детоксикации тяжелых металлов важная роль принадлежит органическим удобрениям, которые образуют с ними органо-минеральные соединения низкой растворимости. Двойная доза подстилочного навоза в 2,4 раза снизила содержание меди, в 4,6 раза цинка и 3,0 раза свинца, а от трех доз эффект снижения возрос: меди уменьшилось в 7,0 раз, а цинка и свинца не обнаружено. Бесподстилочный и свиной навоз лишь в тройной дозе проявили эффект действия на понижение меди в 1,8 раза, цинка - в 3,9 и 3,2 раза, а наличие свинца не обнаружено. т.е. за счет высоких доз навоза значительно, в 2,4-7,0 раза, уменьшилось поступление тяжелых металлов в клубни картофеля.

Виды навоза по совокупности показателей качества клубней картофеля в строну ухудшения можно расположить: подстилочный, свиной, бесподстилочный КРС.

Следует считать экономически выгодной, экологически безопасной двойную дозу изучаемого вида навоза (80, 70 и 70 т/га), за ротацию 4-х польного зернопропашного севооборота, которая обеспечивает оптимальные параметры по показателям качества картофеля.

Озимая рожь. Исследованиями установлено, что рекомендованная и повышенная дозы минеральных удобрений способствовали одинаковому росту содержания белка в зерне озимой ржи на 0,61-0,64% относительно контроля без удобрений (9,82%). Химические средства защиты растений озимой ржи при внесении рекомендованной дозы NРК вели к снижению содержания белка на 0,21%, от повышенной - к увеличению на 0,39% относительно одних удобрений (10,43 и 10,46%). Сбор белка на контроле составил 23,9 ц/га с ростом его на 17,6 ц/га по рекомендованной дозе минеральных удобрений, на 19,1 ц/га по повышенной.

Достоверное увеличение белка в зерне озимой ржи получено на сидеральном фоне (0,38%), минеральном + сидерат (0,22%) и минеральном + солома + сидерат (0,23%) относительно контроля (13,11%). Принцип влияния вида навоза на накопление белка в зерне озимой ржи не имеет установленный, определенный характер.

Содержание нитратов в зерне озимой ржи в пределах нормы (26 мг/кг), а примечание рекомендованной и повышенной дозы минеральных удобрений способствовало их росту на 15 и 23 %.

Величина накопления тяжелых металлов ниже ПДК (Рb -6 мг/кг и кадмий -0,6 мг/кг), однако, от применения минеральных туков снижалось содержание свинца на 14-18 %, увеличивалось кадмия на 76 % от повышенной дозы NРК.

Качество зерна озимой ржи характеризуется комплексом признаков, отражающих физические, химические и технологические свойства зерна. Озимая рожь в силу своих биологических особенностей имеет специфические свойства белковопротеазного и углеводно-амилазного комплексов. Для нее характерно более низкое содержание клейковины, чем у пшеницы, недостаточная вязкость белков, наличие амилазы, специфическое строение и свойства крахмала (Любарская, 1956; Гоменков, 1965). Хлебопекарные качества муки зависят в основном от состояния углеводно-амилазного комплекса, в частности от активности фермента альфа-амилазы. Во время выпечки хлеба из ржаной муки происходит избыточный гидролиз крахмала в результате высокой активности б - амилазы, что приводит к резкому ухудшению качества хлеба (Кретович, 1958).

Активность фермента резко возрастает в проросшем зерне, отсюда полегание посевов озимой ржи и прорастание зерна на корню резко снижает качество будущей муки. Т.И. Иванова, А.В. Бабанина (1977) установили, что повышение белка способствует усилению активности б - амилазы, что в свою очередь снижает высоту амилогралимы и число падения, а в конечном итоге ухудшается качество ржаной муки.

Относительно контроля, внесение рекомендуемых и повышенных доз снижает высоту амилограммы и число падения (с), при средней оценке амилолитической активности зерна. Колебания по объему хлеба от доз удобрений минимальны, а качество хлеба по состоянию мякиша хорошее, за исключением варианта с вторичной подкормкой азотом. На все перечисленные выше показатели хлебопекарных качеств ржаной муки химические средства защиты растений не оказывали негативного воздействия. По результатам исследований состояние углеводно-амилолитического комплекса, хлебопекарная оценка ржаной муки, состояние мякиша в среднем характеризует зерно со всех вариантов опыта как пригодное для выпечки хлеба.

Яровой ячмень. Данные опыта свидетельствуют, что применение рекомендованной дозы минеральных удобрений N₉₀P₆₀K₉₀ повышает содержание белка в зерне ячменя на 0,22%, а повышенной - на 0,82% при 13,65% на контроле.

Снижение содержания белка в зерне ячменя происходило на минеральном фоне (0,25%), минеральном + сидерат (0,17%) тогда как сидеральный фон способствовал росту белка на 0,35% при 9,04% на естественном.

В последействии от максимальной дозы подстилочного навоза получено повышение белка на фоне естественном на 0,18%, минеральном на 0,20%, соломы на 1,06%, минеральном + солома на 0,21%, тогда как на минеральном + сидерат его уменьшилось на 0,26%, минеральном + солома + сидерат на 0,40%.

Три дозы бесподстилочного навоза повышали содержание белка на минеральном на 0,28%, по соломе на 0,6%. Система сидерат + навоз отрицательно влияла на его синтез; по сидерату, соломе + сидерат он снизился на 0,36%, минеральном + сидерат на 0,19% и минеральном + солома + сидерат на 0,52%.

Подобная тенденция отмечена от трех доз свиного навоза, т.е. от использования сидерата в комплексе с соломой, минеральными удобрениями произошло падение содержания белка в зерне ячменя соответственно на 0,23%, 0,33%, 0,22% и 0,62%.

Сидерат положительно повлиял на содержание белка, увеличив его на 0,35% (естественный фон 9,04%), а от сочетания с минеральными туками, максимальной дозой навоза произошло его снижение.

Содержание нитратного азота в зерне ячменя на абсолютном контроле 16,4 мг/кг. Отмечено положительное влияние максимальной дозы навоза на снижение нитратов в зерне ячменя на фоне удобрений: существенно - на естественном, минеральном, по соломе, сидерату, соломе + сидерат, минеральном + солома, менее значимо - на минеральном + сидерат, минеральном + солома + сидерат.

Овес. Содержание белка в зерне овса тесно привязано к метеорологическим условиям и колебалось от 6,5% до 14,2%. Как понижение температуры воздуха при избыточном увлажнении (1990 г.), так и недостаток влаги на фоне повышенных температур (1995-1996 гг.) резко снижают накопление белка. При содержании белка в зерне овса на контроле 11,4%, оптимальная доза минеральных туков способствовала его росту на 0,6% и повышенная на 0,8%.

Сераделла + овес и люпин. Содержание сырого белка в зеленой массе сераделлы с овсом (9,6-10,8%) уступает чистой сераделле (отава) на 3-5%, Фона удобрений не влияли на накопление белка в однолетней смеси, а в отаве снижали после сидерата, его различных сочетаний. Последействие возрастающих доз органических удобрений практически не изменяло данный показатель. Сбор зерновых единиц и сырого белка увеличивался на фоне соломы, минеральный + солома на 12-16%, несколько ниже по NРК, NРК + сидерат, NРК + солома + сидерат (5-8%), не изменялся по сидерату и солома + сидерат относительно контроля (44,2% и 13,3%). Возрастающие дозы подстилочного, бесподстилочного КРС и свиного способствовали росту выхода зерновых единиц, белка на естественном фоне, по соломе, минеральном, а на остальных подобного не отмечено.

Ценным показателем качества зеленой массы люпина на корм является содержание белка, а так же обеспеченность зерновых единиц белком. Оптимальной обеспеченность зерновой единицы белком получена на естественном фоне - 128 г, соломе - 116 г, соломе + сидерат - 130 г и NРК + сидерат - 119 г (при норме 110-115 г).

На естественном фоне, минеральном + солома, минеральном + сидерат возрастающие дозы подстилочного навоза повышали выход белка, зерновых единиц и нормативную обеспеченность белком. Аналогичные данные получены от бесподстилочного навоза на естественном фоне, минеральном, минеральном + солома; от свиного на естественном фоне, сидерате, минеральный + сидерат, минеральный + солома + сидерат.

Агроэкологическое обоснование применения органических удобрений в условиях радиоактивного загрязнения почв

В результате аварии на Чернобыльской АЭС (1986 г.) территория юго-запада Брянской и других областей Российской Федерации была загрязнена долгоживущими радионуклидами: стронций-90 и цезий-137.

Мировой опыт радиоэкологии показывает, что одной их важнейших проблем при изучении миграции радионуклидов по пищевым цепочкам, нахождения их в различных компонентах агробиоценозов является прогноз параметров загрязнения сельскохозяйственной продукции после аварий на АЭС, разработка мероприятий, обеспечивающих соответствие нормативным уровням (Юдинцева, 1962; Алексахин, 1963; Фирсакова, 1992; Howard B.J., 1993; Hovek, 1993).

За счет протекания естественных биохимических процессов отмечено 46% уменьшение содержания цезия-137 в растениеводческой продукции, вклад радиоактивного распада 5%, а доля мероприятий, направленных на снижение поступления его в конечную продукцию 49% (Моисеев, Тихомиров и др., 1982).

Следует отметить, что среди загрязненной радионуклидами территории Брянской области, большую половину составляют почвы легкого механического состава с малым содержанием гумуса и вторичных глинистых минералов (монтромириллонита, вермикулита). Это значительно осложняет получение чистой конечной продукции растениеводства, а значит и животноводства, с содержанием радионуклидов в пределах норм радиационной безопасности.

Плодородие почв - фактор снижения накопления цезия-137

Исследования, проведенные на разных типах почв (Юдинцева, Жигарева и др., 1982; Маркина, 1986; Алексахин, Санжарова, Кузнецов и др., 1990; Воробьев и др.. 1993; Моисеев, Агапкина, Рерих, 1994; Светов, 1996; Агеец, 2001; Моисеенко, Белоус и др., 2002; Белова, Санжарова, 2004) доказали, что уровень их плодородия является сейчас одним из главных факторов в снижении накопления радионуклида в конечной растениеводческой продукции.

Полученные результаты на почвах опытных участков (табл. 6), отличающихся по содержанию гумуса, кислотности почвенного раствора, обменного калия, то есть факторов, обеспечивающих наибольшее ограничение поступления цезия-137 в растения, установили, что на плодородном участке коэффициент накопления радионуклида в клубнях картофеля составил 1,1 (n*10^-2), зерне ячменя 2,1; зеленой массе сераделлы с овсом - 3,6 и зерне озимой ржи - 1,3, тогда как на низкоплодородном участке он соответственно равен: 1,3; 3,5; 5,5 и 1,3 (рис. 11).

6. Влияние уровня плодородия на коэффициент накопления ¹³⁷Cs

рН (KCl)	Нг	S	Гумус, % (по Тюрину)	Р2О5	К2О	Плотность загрязнения цезием-137, Бк/кг	Кн, n*10-2
	мг-экв. на 100 г почвы		мг/100 г почвы (по Кирсанову)		картофель	ячмень (зерно)	сераделла + овес (з/масса)	озимая рожь (зерно)
6,30	1,00	7,54	2,51	36,0	10,0	2700-4500	1,1	2,1	3,6	1,2
5,30	2,17	2,27	1,46	34,3	6,6	2100-3400	1,3	3,5	5,5	1,3

Кратность повышения коэффициента накопления радиоцезия в товарной продукции, полученной с низкоплодородного поля, составляла 1,2, 1,7, 1,5 раз соответственно картофель, ячмень, сераделла + овес и отсутствовала на озимой ржи.

Оценка вида и доз органических удобрений по накоплению цезия-137

Радиоцезий сорбируется в почве в основном за счет ее минеральной составляющей. Однако известно, биологическая доступность цезия-137 во многом зависит от содержания органического вещества, поэтому наиболее интенсивное поглощение радиоцезия растениями наблюдается на малогумусных дерново-подзолистых почвах. На богатых органическим веществом почвах ¹³⁷Cs находится в необменном состоянии в составе негидролизуемого остатка (Бондарь, Шманай и др., 2000; Бондарь, Ивашкевич, 2003).

В зоне радиоактивного загрязнения получить органическое удобрение, чистое от радионуклидов, не представляется возможным. По полученным данным на 1 кг почвы с максимальной (тройной) дозой подстилочного навоза вносили дополнительно от 23 до 185 Бк, бесподстилочного - от 9 до 39 Бк и свиного - от 0,5 до 116 Бк, а в процентном отношении к загрязнению 0-20 см почвы это составило соответственно 0,63-9,2%, 0,75-1,9%, 0,15-5,9%.

Установлен эффект действия органических удобрений на снижение ¹³⁷Сs в клубнях картофеля от трех доз в 1,3; 1,2 и 1,1 раз соответственно подстилочный, бесподстилочный КРС и свиной навоз.

Использование соломы озимой ржи, не изменяло коэффициента накопления ¹³⁷Сs в клубнях картофеля в прямом действии, в последействии в зерне ячменя и озимой ржи относительно контроля, а снизило его величину с 5,0 до 2,4 в зеленой массе сераделлы с овсом.

На сидеральном фоне, по соломе + сидерат загрязнение клубней картофеля снижено в 1,2 раза к уровню контроля. В последействии в зерне ячменя коэффициент накопления вырос в 1,4 раза, озимой ржи - в 2 раза.

На фоне соломы максимальное снижение коэффициента накопления радионуклида составила от трех доз: - навоза в клубнях картофеля в 1,2 - 1,5 раза, бесподстилочного и свиного в 1,2-1,3 раза; в зерне ячменя от подстилочного и бесподстилочного в 1,3 - 1,6 раза; в зеленой массе сераделлы с овсом в 1,1-1,2 раза от подстилочного и бесподстилочного, эффекта от свиного не получено (рис. 12).

Сидерат и солома + сидерат в сочетании с подстилочным, бесподстилочным навозом в тройной дозе ограничили поступление цезия-137 в клубни картофеля в 1,1 - 1,4 раза, в зерно ячменя и озимой ржи в 1,2 - 1,6 раза, а в зеленую массу сераделлы с овсом в 1,2 - 1,3 раза на сидеральном фоне. От бесподстилочного навоза кратность снижения коэффициента накопления цезия-137 в клубнях картофеля составила 1,1 и 1,4 раза, зерне ячменя 1,2 и 1,6 раза, озимой ржи - 1,2 раза, в зеленой массе сераделлы с овсом в 1,2 раза на сидеральном фоне. От свиного навоза снижение коэффициента накопления ¹³⁷Сs составила на сидеральном фоне по картофелю - 1,4 раза, зерне ячменя и озимой ржи - 1,2 раза и зеленой массе сераделлы с овсом - 1,3 раза. На фоне солома + сидерат понижающее действие свиного навоза отмечено только в зерне ячменя (рис. 13, 14).



Максимальное ограничение перехода радионуклида из почвы в растения отмечено от совместного применения тройной дозы навоза на фоне соломы, сидерата и соломы + сидерат.

Сочетание органических и минеральных удобрений на ограничение перехода цезия-137 в растениеводческую продукцию

Минеральные удобрения, применяемые под культуры севооборота с превышением доз фосфора в 1,2 и калия 1,5-2,0 раз над азотом, положительно действуют на процесс понижения накопления радиоцезия в товарной продукции за счет антагонизма калия и ¹³⁷Сs.

Сразу после аварии на Чернобыльской АЭС рекомендованная и повышенная дозы NРК снижали накопление радиоцезия на 50-60% (в 2,0-2,4 раза) в зерне озимой ржи и на 45-54% (1,8-2,3 раза) ячменя в сравнении с вариантом без удобрений.



В результате обработки почвы радионуклид равномерно распределялся в слое 0-20 см, также произошла частичная фиксация его почвенно-поглощающим комплексом, отсюда в 1988 году отмечено резкое снижение величины коэффициента перехода по всем вариантам и он оставался стабильным в течении ряда лет. Относительно варианта без удобрений коэффициент перехода цезия-137 из почвы в зерно озимой ржи уменьшился в 1,3-1,5 раза, ячменя в 1,3 раза от рекомендованной и повышенной дозы минеральных удобрений (рис. 15, 16).

В посевах картофеля внесение минеральных удобрений на фоне ТНК уменьшало поступление цезия-137 относительно одного ТНК в 1,4 и 1,3 раза без преимуществ повышенной дозы на большое снижение.

Минеральный фон N₁₂₀Р₇₄К₁₁₉ (эквивалент 40 т/га подстилочного навоза) при данном соотношении N: Р: К для почв, загрязненных радионуклидами, не отвечает рекомендуемому, и как следствие, к существенному изменению коэффициента накопления не привел. Отмечается тенденция к его снижению в клубнях картофеля, зерне ячменя и озимой ржи, только в зеленой массе сераделлы с овсом снижение цезия-137 составила 1,5 раза.

Минеральные удобрения в сочетании с альтернативными источниками органического вещества способствовали снижению коэффициента накопления радиоцезия в клубнях картофеля, увеличению в зерне ячменя 1,1 раз по NРК + солома, в 1,4 -1,5 раза по NРК + сидерат и NРК + солома + сидерат в результате внесения азота (90 кг/га) весной (табл. 7).

7. Коэффициент накопления ¹³⁷Сs в продукции культур севооборота при различных системах удобрения

Фон	Доза навоза	Картофель (клубни)	Ячмень (зерно)	Сераделла + овес (з/ масса)	Озимая рожь (зерно)
		1*	2*	3*	1	2	3	1	2	3	1	2	3
Минеральный	1	1,8	1,5	1,9	2,5	2,1	2,7	-	-	-	1,9	1,8	1,9
	2	1,7	1,3	1,7	2,2	1,8	2,6	-	-	-	1,7	2,0	1,9
	3	1,5	1,3	1,6	2,0	1,7	2,7	2,9	3,5	3,5	1,8	1,6	2,0
	НСР	0,3	0,2	0,3	0,4	0,3	0,4	0,4	0,3	0,4	0,3	0,4	0,3
Минеральный + солома	1	1,6	1,6	2,0	2,3	2,4	3,1	-	-	-	1,8	2,0	1,9
	2	1,5	1,5	1,8	2,0	2,1	2,6	-	-	-	1,7	1,8	2,0
	3	1,3	1,4	1,7	1,9	1,7	2,6	3,2	3,2	3,1	1,4	1,8	2,1
	НСР	0,4	0,4	0,3	0,5	0,5	0,4	0,3	0,4	0,3	0,4	0,3	0,4
Минеральный + сидерат	1	1,8	1,7	1,6	3,2	3,4	3,4	-	-	-	2,0	2,1	2,0
	2	1,6	1,8	1,8	2,5	2,8	3,1	-	-	-	2,0	2,1	2,1
	3	1,4	1,4	1,4	2,4	2,9	3,3	3,1	3,2	3,3	1,9	1,7	2,1
	НСР	0,4	0,3	0,3	0,5	0,4	0,4	0,4	0,3	0,4	0,2	0,4	0,3
Минеральный + солома + сидерат	1	1,5	1,7	1,9	2,9	2,9	3,8	-	-	-	2,3	2,0	2,5
	2	1,3	1,5	1,8	2,1	2,6	3,4	-	-	-	1,8	2,0	2,2
	3	1,3	1,2	1,8	2,2	2,3	3,7	3,4	3,7	3,5	1,6	1,8	2,3
	НСР	0,3	0,4	0,3	0,5	0,4	0,5	0,3	0,4	0,3	0,5	0,3	0,4

Примечание: 1 - подстилочный навоз КРС

2 - бесподстилочный навоз КРС

3 - свиной

Три дозы навоза на минеральном фоне, по NРК + солома, NРК + сидерат, NРК + солома + сидерат уменьшали переход - цезия-137 из почвы в клубни картофеля в 1,3-1,4 раза, в зерно ячменя в 1,2-1,3 раза, в зеленую массу сераделло-овсяной смеси в 1,5-1,7 раза с большей эффективностью подстилочного и бесподстилочного и меньшей свиного.

По эффективности влияния органических удобрений на снижение коэффициента накопления виды навоза располагаются в убывающем порядке подстилочный > бесподстилочный > свиной.

Видовые и сортовые особенности сельскохозяйственных культур и их влияние на накопление ¹³⁷Сs

Одним из эффективных приемов снижения уровня загрязнения продукции растениеводства, является подбор вида и сорта сельскохозяйственных культур, характеризующихся минимальным накоплением радионуклида.

В результате исследований получено, что накопление цезия-137 в зеленой массе сераделлы с овсом меньше, чем в люпине в 1,1-1,3 раза.

Наиболее распространенные в зоне легких почв культуры по максимальной величине накопления цезия-137 в хозяйственно ценной части урожая располагаются в порядке возрастания: кукуруза 40 - 50 Бк/кг, картофель 60 - 90 Бк/кг, озимая рожь 60 - 70 Бк/кг, ячмень 70 - 80 Бк/кг, овес 100 - 130 Бк/кг, сераделла 230 - 280 Бк/кг, люпин 300 - 360 Бк/кг, т. е. различия составляют 1,5 - 7 раз.

Опытным путем выявлено, что различия в накоплении радионуклида между сортами озимой ржи «Новозыбковская 150» и «Пуховчанка» достигают 2 раз; ячменя сортов «Московский 2» и «Гонор» - 1,8 раза; овса сортов «Астор» и «Скакун» - 1,7 раза; картофеля сортов «Невский» и «Темп» - 1,4 раза; люпина зеленой массы «Быстрорастущий 4» и «Кристалл» - 1,5 раза.

Влияние климатических условий на уровень накопления радиоцезия

За годы исследований наибольшей засушливостью отличался 2002 г., чередованием засушливых и оптимальных условий 1999 г., пониженной t^oC воздуха и изобилием осадков 1998 г., а также наблюдались отдельные одно - двухнедельные неблагоприятные условия вегетации: или с избытком осадков, или с повышенной температурой воздуха и почвы.

Засушливые условия вегетации картофеля сокращают периоды прохождения фаз развития, а образовавшиеся клубни к концу июля в начале августа, после выпадения осадков, наращиваются молодыми, которые отличаются большим накоплением ¹³⁷Сs.

Высокая температура воздуха и почвенная засуха вызывали усиленное движение молекул почвенного раствора, что способствовало перемешиванию неподвижного и диффузного слоев гранул, а также межмицелярного раствора, а это приводило к повышению соотношения ¹³⁷Сs/К (Поляков, 1979).

Пасмурная дождливая погода в течение всего вегетационного периода способствовала усилению восстановительных процессов в почве, из-за недостатка кислорода, в результате чего в почвенном растворе возрастало соотношение ¹³⁷Сs /К, и как следствие, содержание радиоцезия, коэффициент накопления в клубнях картофеля выше, чем при оптимальных климатических условиях.

Изобилие осадков в фазу цветения и оптимальное их количество при образовании клубней обеспечивало минимум накопления цезия-137. Выше сказанное подтверждается уравнением регрессии: ¹³⁷Сs = 9,05 + ГТК бут. 10,45 + ГТК цвет. 1,41 + ГТК клубни 37,52, при R² = 0,95 то есть ГТК в фазу клубнеобразования в значительной степени определяет накопление радионуклида. Следовательно, переменные условия увлажнения повышают загрязненность продукции.

Зерно ячменя и озимой ржи в условиях повышенной влагообеспеченности, увеличивало накопление радиоцезия от внесения сидерата с минеральными удобрениями, видами и дозами навоза за счет дополнительного азота при его разложении. На остальных вариантах получен отрицательный коэффициент корреляции между ¹³⁷Сs и влагообеспеченостью. Зеленая масса сераделлы с овсом отличалась высоким накоплением ¹³⁷Cs при засухе и увлажнении.

Влияние плотности загрязнения почвы на переход цезия-137

Из рассмотренных сопоставленных величин между плотностью загрязнения почвы и содержанием цезия-137 в клубнях картофеля усматривается их независимость друг от друга (табл. 8).

8. Влияние органических удобрений и плотности загрязнения почвы на уровень накопления ¹³⁷Cs

Год	Доза навоза, т/га	Картофель, клубни	Ячмень, зерно	Сераделла + овес, з/масса
		содержание 137Cs, Бк/кг	Кн 10-2	содержание 137Cs, Бк/кг	Кн 10-2	содержание 137Cs, Бк/кг	Кн 10-2
		клубни	почва		зерно	почва		з/масса	почва
1996	без навоза	48	2573	1,9	49	2553	1,9	103	2609	4,0
	40	37	2550	1,5	29	2650	1,1
	80	38	3050	1,2	28	2994	0,9
	120	26	2814	0,9	27	2890	0,9	55	2820	2,0
1997	без навоза	32	3883	0,8	114	3904	2,9	192	3890	4,9
	40	37	4090	0,9	64	4100	1,6
	80	37	3667	1,0	60	3684	1,6
	120	49	3444	1,4	47	3402	1,4	116	3400	3,4
1998	без навоза	90	2021	4,4	90	2052	4,4	152	2072	7,3
	40	80	2392	3,3	75	2390	3,1
	80	66	2472	2,7	65	2448	2,7
	120	64	2278	2,8	63	2253	2,8	168	2290	7,4
1999	без навоза	68	3186	2,1	108	3204	3,4	126	3156	4,0
	40	61	3550	1,7	110	3570	3,1
	80	57	3572	1,6	66	3589	1,8
	120	62	3374	1,8	63	3380	1,9	134	3358	4,0
2000	без навоза	39	2367	1,6	59	2378	2,5	88	2397	3,7
	40	32	2504	1,3	38	2500	1,5
	80	29	3059	0,9	33	3090	1,1
	120	25	2700	0,9	31	2755	1,1	88	2679	3,3
2002	без навоза	58	2367	2,5	62	2357	2,6	86	2377	3,6
	40	58	2504	2,3	49	2500	2,0
	80	63	2473	2,5	51	2469	2,1
	120	65	2378	2,7	48	2399	2,0	89	2405	3,7

На зерновой культуре ячмене - из пяти лет три имеют обратную зависимость и два - прямую. Коэффициент накопления цезия-137 в зеленой массе сераделлы с овсом напрямую зависит от плотности загрязнения почвы в трех годах из пяти. Из общего числа лет исследований, указанных выше показателей, 67% свидетельствует об обратной зависимости между ними и 33% - о прямой, т.е. плотность загрязнения почвы оказывает незначительное влияние на содержание цезия-137 в конечной продукции и на коэффициент накопления, это объясняется количеством прошедших лет после аварии, в результате чего увеличивалась фиксированная форма цезия-137.

Роль калия в снижении загрязнения сельскохозяйственной продукции

Влияние калия на процесс накопления ¹³⁷Cs и переход его в товарную часть продукции связано с биологическими особенностями культур и условиями вегетации. Так, при повышенной температуре воздуха, почвенной засухе в растениях усиливается дыхание с выделением аммиака, который идет на образование амидов и аминокислот. В результате возрастает кислотность, а для ее нейтрализации растения поглощают повышенно калий из почвы. При пониженных температурах в растениях накапливаются органические кислоты, которые также нейтрализуются повышенным поглощением калия (Богачев, 1996), что объясняет рост цезия-137 в конечной продукции в сухие и влажные годы.

Установлено прямое влияние повышенного содержания калия в почве и внесенного его с навозом (110-330 кг/га) на снижение содержания радионуклида в клубнях картофеля.

Влияние органических удобрений на подвижность ¹³⁷Cs в почве

Прочность закрепления радионуклидов в почве зависит от реакции среды, емкости поглощения почвы, состава обменных катионов, содержания органических веществ. Поэтому, агрохимические приемы, влияющие на эти показатели, изменяют, состояние радионуклида в почве. Биологическая подвижность радионуклидов, уровень накопления их в урожае сельскохозяйственных культур, зависят, в первую очередь, от содержания радионуклида в обменной форме, то есть количества, вытесненного из почвы растворами нейтральных солей.

Проведенные исследования показали, что применение бесподстилочного навоза снизило содержание обменного ¹³⁷Cs в почве на 0,7%, при этом доля подвижного ¹³⁷Cs (вытяжка 1н HCl) увеличилась на 0,8%, а прочносвязанного (вытяжка 3н HCl) уменьшилось на 2,5% по сравнению с контролем. Внесение подстилочного навоза приводит к большему снижению, по сравнению с бесподстилочным, доли обменного и подвижного ¹³⁷Cs. Солома снижает подвижность ¹³⁷Cs, причем в большей степени, чем навоз - содержание обменного ¹³⁷Cs снизилось на 3% по сравнению с контролем, подвижной формы - на 1,2%, прочносвязанной - на 2,0%. Запашка зеленого удобрения по влиянию на подвижность ¹³⁷Cs была более эффективной по сравнению с соломой, а совместное использование соломы и сидерата снизило количество обменного ¹³⁷Cs в почве на 4,1% по сравнению с контролем.

Внесение бесподстилочного навоза в сочетании с соломой, сидератом практически не изменяло подвижность радионуклида по сравнению с безнавозным фоном, а эффективность подстилочного навоза выше бесподстилочного.

Раздельное или комбинированное применение органических удобрений приводит к увеличению доли фиксированного ¹³⁷Cs, то есть наблюдается снижение биологической подвижности радионуклида.

По своему влиянию на снижение подвижного ¹³⁷Cs изучаемые виды органических удобрений располагаются в ряд: бесподстилочный навоз < подстилочный навоз < солома < сидерат <солома + сидерат (табл. 9).

9. Влияние органических удобрений на формы накопления ¹³⁷Cs в почве

Вариант опыта	Содержание форм 137Cs в % от суммарного
	обменная (1н СН3СООNH4)	подвижная (1н HCl)	прочносвязанная (3н HCl)	фиксированная
Без внесения навоза
Контроль	11,6	8,3	18,7	61,4
Солома	8,6	7,1	16,7	67,6
Солома + сидерат	7,5	7,1	14,8	70,6
Сидерат	8,2	6,0	16,1	69,7
Бесподстилочный навоз
Контроль	10,9	9,1	16,2	63,8
Солома	8,4	8,2	16,1	67,3
Солома + сидерат	7,0	7,1	15,3	70,6
Сидерат	8,2	7,2	16,5	68,1
Подстилочный навоз
Контроль	10,6	6,4	18,4	64,6
Солома	8,1	5,6	15,7	70,6
Солома + сидерат	7,0	4,9	14,0	74,1
Сидерат	6,5	4,7	13,7	75,1

Снижение биологической подвижности ¹³⁷Cs после применения органических удобрений обусловлено изменением физико-химических характеристик почвы, в частности, увеличением содержания гумуса. Корреляционный анализ выявил обратную зависимость между содержанием гумуса и обменной формой ¹³⁷Cs в почве - коэффициент корреляции составил для вариантов без применения навоза -0,81, при внесении подстилочного навоза 0,81, а бесподстилочного 0,91.

Оптимальные параметры почвенного плодородия для получении нормативно чистой продукции культур севооборота

По данным ряда исследователей установлено, что оптимальные уровни содержания гумуса, фосфора и калия имеют значительные колебания для культур, возделываемых на разных типах почв, а на загрязненных радионуклидами есть свои специфические особенности (Юдинцева, Жигарева и др., 1982; Маркина, 1986; Мерзлая, 1987; Шевцова, 1988; Алексахин, Санжарова, Кузнецов и др., 1990; Воробьев и др.. 1993; Моисеев, Агапкина, Рерих, 1994; Светов, 1996; Агеец, 2001; Моисеенко, Белоус и др., 2002; Белова, Санжарова, 2004).

По результатам исследований 1996-2002 гг. ни одна проба картофеля не имела превышения нормативных требований СанПиН-96 и СанПиН 2.3.2.1078-01, по содержанию цезия-137 не зависимо от систем удобрения. При наличии в пахотном слое 1,25-1,40 % гумуса, 18-19 мг/100 г подвижного фосфора и 3-4мг/100 г калия можно получить 80-90 ц/га чистого картофеля. Для увеличения урожайности до 200 ц/га необходимо внести 10-20 т/га навоза + N₉₀Р₆₀К₁₅₀, т.к. в этом случае соотношение NРК равно 1: 0,7: 1,7 что обеспечивает сбор основной продукции, чистой от радионуклида.

Зерно ячменя в 1998-2000 гг., не отвечало требованиям СанПиН-96 в опыте с подстилочным навозом на 50-75%, с бесподстилочным на 56-72% и на 97% свиным. Низкий процент получения чистого зерна смогли обеспечить максимально высокие агрохимические показатели: гумуса 2,0-2,4%, фосфора 35-40 мг и калия 8-10 мг/100 г.

При ужесточении норм по чистому зерну в 2001 г (70 Бк/кг), в опытах с навозом 3-10% проб зерна ячменя не отвечали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01. Оптимальные параметры по уровню обеспеченности основными элементами питания составили 1,65-1,80% гумуса; 24-27 мг Р₂О₅ и 5-6 мг/100 г К₂О.

По годам исследований ни одна проба зеленой массы однолетней смеси сераделлы с овсом не превышала КУ-370 Бк/кг. Урожайность в пределах 300 ц/га возможно получать при содержании гумуса 1,25-1,40%, фосфора 18-19 мг и калия 3-4 мг/100 г.

За годы исследований только в 2001 г. 59-81% проб зерна озимой ржи не соответствовало нормативным требованиям. Оптимальные параметры плодородия почвы составляют 1,7-1,9% гумуса, фосфора 20-25 и калия 6-8 мг/100 г.

Выявлено, что увеличение содержания гумуса в пахотном слое с 1,25-1,40% до 2,05-2,25% снизило накопление цезия-137 в 2,0-2,1 раза в клубнях картофеля, в 3,1-3,8 раза в зерне ячменя, озимой ржи в 2,0-2,6 раза. С ростом содержания подвижного фосфора с 18-19 до 36-39 мг/100 г, обменного калия с 3-4 до 9-10 мг/100 г установлена аналогичная кратность снижения накопления ¹³⁷Сs.

Для получения чистого картофеля, зерна ячменя озимой ржи и зеленой массы сераделлы с овсом радиоактивно загрязненная почва должна содержать гумуса не менее 2%, фосфора - 30 мг/100 г, калия более 10 мг/100 г, реакция почвенного раствора 5,8-6,2 единиц.

ВЫВОДЫ

1. Исследованиями, проведенными в 1987-2007 годах на дерново-подзолистой песчаной почве юго-запада России установлено, что в воспроизводстве и повышении их плодородия важная роль принадлежит органическим удобрениям, при этом, помимо традиционных компостов, навоза, необходимо широко применять бесподстилочный навоз КРС, свиной, солому, сидераты.

2. Отмечается равноценное действие на увеличение содержания гумуса в почве подстилочного навоза КРС, торфонавозного компоста, свиного, соломы с бесподстилочным навозом, сидерата с подстилочным и свиным. Более существенное влияние на повышение содержания гумуса почвы оказывают системы: торфонавозый компост в сочетании с рекомендованной дозой минеральных удобрений, три дозы навоза на фоне соломы, сидерата и соломы + сидерат.

3. Минерализация бесподстилочного навоза, независимо от дозы, за 2,5 года составила 80%, подстилочного - чуть больше половины и с ростом доз она снижалась; свиного - меньше половины, увеличивалась от возрастающих доз. Гумусовые кислоты (ГК + ФК) в общем углероде представлены 33%, в которых фульвокислоты превышают гуминовые в 1,3-1,8 раза, а остальное - негидролизуемый остаток (67%). При внесении максимальной дозы навоза и различных его сочетаний отмечено повышение гумусовых кислот, в том числе гуминовых, в результате тип гумуса трансформировался из фульватного в фульватно-гуматный.

Содержание лабильного органического вещества повысилось с 0,28% (исходное) до 0,32-0,35% от навоза, а от сочетания его с соломой, сидератом и соломой + сидерат до 0,40-0,50%.

4. Солома, сидерат, солома + сидерат не обеспечивают поддержания фосфатного и калийного режима почвы на исходном уровне. Наиболее благоприятное фосфорное питание растений обеспечивают: торфонавозный компост с рекомендованной дозой NPK, тройной дозе подстилочного КРС, бесподстилочного КРС, свиного на фоне соломы, сидерата и соломы + сидерат, двойные - на фоне NPK, NPK + солома, NPK + сидерат и NPK + солома + сидерат. Оптимальный калийный режим питания обеспечивается на фоне альтернативных источников органического вещества и тройных доз навоза, а при их сочетании с минеральными удобрениями - двойных, торфонавозный компост с повышенной дозой минеральных удобрений.

5. Органическая, органо-минеральная системы удобрения повышают уровень обеспеченности почвы растворимыми и легкогидролизуемыми формами азота, нитрификационную способность.

Существенных изменений фракционного состава фосфатов относительно изначального, где преобладали железо и алюмофосфаты, от применения органических удобрений не установлено. Отмечено увеличение содержания фракций фосфора от сочетания навоза с NPK и навоза с NPK + солома + сидерат. На аналогичных вариантах повышались обменные, легкообменные, водорастворимые формы калия. Выявлен незначительный ресурс необменной формы калия при максимальной удобренности почвы.

6. Органические удобрения подкисляют почву пахотного слоя меньше чем подпахотного. От возрастающих доз навоза, подкисление почвы снижалось и в большей мере этому способствовали торфо-навозный компост и подстилочный, в меньшей - свиной и бесподстилочный КРС.

7. Среднегодовой выход зерновых единиц в зернопропашном севообороте, за счет естественного плодородия почвы, составил 19-31 ц/га (среднее 25 ц/га). Прибавка продуктивности севооборота от внесения 40 т/га подстилочного навоза, 35 т/га бесподстилочного КРС и свиного, соломы озимой ржи, сидерата, соломы + сидерат составила 7,4-9,2 ц/га з.ед.; при использовании двойных доз вида навоза продуктивность повысилась до 37-38 ц/га з.ед.; тройных и торфо-навозного компоста - до 38-39 ц/га з.ед. Выход зерновых единиц от сочетания бесподстилочного навоза с соломой (38,2-45,3 ц/га з.ед.) выше, чем подстилочного - (37,3-44,1) и свиного - (37,2-43,1 ц/га з.ед.) при максимальной величине от трех доз, тогда как на фоне сидерата наиболее продуктивными были соломистые виды навоза. Торфо-навозный компост с рекомендованной дозой NPK под каждую культуру обеспечил максимальную продуктивность - 51,2 ц/га з.ед. и повышенной NPK - 53,4 ц/га з.ед.

8. Применение торфо-навозного компоста 80 т/га с рекомендованной дозой NPK (N₉₀P₆₀K₁₂₀Mg₄₀), двойных доз подстилочного (80 т/га), бесподстилочного (70 т/га) и свиного (70 т/га), соломы, сидерата не снижало качество клубней продовольственного картофеля, особенно поздних сортов. Тройная доза навоза увеличивала содержание нитратов, снижала крахмал, сухое вещество, витамин С и кулинарные качества в ранних и среднеспелых сортах. Уровень накопления белка в зерне озимой ржи, ячменя и овса обусловлен сортовыми особенностями, метеорологическими условиями вегетации и не всегда адекватно повышал его с увеличением доз органических, минеральных удобрений. Качество зеленой массы сераделлы с овсом и люпина узколистного в меньшей степени зависело от органических удобрений.

9. Агроэкологическое обоснование различных факторов в снижении накопления радионуклида в растениях, указывает на приоритетность высокого уровня плодородия почв, когда коэффициент накопления в клубнях картофеля уменьшается в 1,2 раза, зерне ячменя - в 1,7 раза и озимой ржи - в 1,3 раза, зеленой массе сераделлы и овса - в 1,2 раза. Виды сельскохозяйственных культур по накоплению цезия-137 располагаются по возрастающей: кукуруза (зеленая масса) 40-50 Бк/кг - картофель 60-90 Бк/кг - озимая рожь 60-70 Бк/кг - ячмень 70-80 Бк/кг - овес 100-130 Бк/кг - сераделла + овес (зеленая масса) 230-280 Бк/кг - люпин (зеленая масса) 300-360 Бк/кг, по которым различия достигают 1,5 - 7,0 раз. Между сортами озимой ржи они составляют два раза, ячменя - 1,8 раза, овса - 1,7 раза, картофеля - 1,4 раза, люпина - 1,5 раза. Периодическое изменение условий увлажнения пахотного слоя, а также избыток влаги в фазу клубнеобразования увеличивает переход цезия-137 в клубни картофеля. Уровень обеспеченности влагой, оказывал различное влияние на коэффициент накопления радиоцезия в зерне ячменя, овса, озимой ржи от прямолинейной до обратной зависимости.

10. Связь между уровнем обеспеченности пахотного слоя обменным калием, внесенного его с видами удобрений и величиной перехода цезия-137 имеет обратную зависимость. При повышенном содержании калия в почве и значительном поступлении с дозами навоза наблюдалось снижение содержания цезия-137: в клубнях картофеля - в 1,3-2,6 раза, в зерне ячменя и озимой ржи - 2,2-2,4 раза, в зеленой массе сераделлы с овсом - в 2,0 раза.