Фоновий вміст фтору в грунтах різних природно-кліматичних зон України

Вплив нового виду фосфорного добрива агрофоски на поведінку фтору в системі «добриво-грунт-рослина». Дослідження нового виду фосфорного добрива агрофоски (АФК) проводилися на дерново-середньопідзолистих грунтах при вирощуванні озимої пшениці в умовах польового досліду.

Застосування агрофоски у дозах Р60 і Р180 призвело до збільшення вмісту валового фтору в орному шарі ґрунту з 65, 5 до 84, 0-87, 0 мг/кг, і, особливо, в підорному шарі – з 4, 5 до 34, 0-149, 0 мг/кг. Поряд із збільшення валового вмісту застосування агрофоски сприяло підвищенню кислоторозчинного фтору – з 4, 31 до 6, 54 мг/кг, або на 13-68%, порівняно з контролем.

Застосування агрофоски Р180 в запас на 3 роки призвело до нагромадження кислоторозчинного фтору в орному шарі ґрунту в перший рік внесення (від 5, 59 у фазу кущіння до 11, 68 мг/кг у фазу повної стиглості пшениці). В наступні роки встановлено поступове зменшення вмісту F- в ґрунті до рівня 4, 48-2, 97 мг/кг.

Застосування агрофоски Р180 в значній мірі сприяло вилуговуванню та міграції фтору з гумусового та гумусово-елювіального горизонту. Так, вміст кислоторозчинного фтору зменшувався з 8, 75 мг/кг (шар 0-20 см) до 2, 20 мг/кг (шар 60-80 см).

Отримані дані свідчать про можливість впливу фосфорного добрива агрофоски на міграцію рухомих форм фтору за межі кореневмісних шарів ґрунту з подальшим надходження його у ґрунтові води.

Екотоксикологічна оцінка за показником перевищення фонового вмісту фтору в орному шарі ґрунту показала, що застосування АФК у дозі Р60 відповідає IV класу небезпечності (перевищення <2), у дозі Р180 – III класу небезпечності (перевищення > 2).

Екотоксикологічна оцінка за показниками активності радіальної міграції (Кс) показала, що застосування АФК як у дозі Р60, так і у дозі Р180 відповідає III класу небезпечності (Кс перевищує 1, 1 одиниці).

Особливості нагромадження фтору рослинами пшениці при застосуванні агрофоски. За даними трирічних досліджень було встановлено особливості перерозподілу фтору у вегетативних та генеративних органах озимої пшениці. Найбільша кількість фтору при застосуванні АФК Р60 концентрувалася в кореневій системі пшениці – 0, 47 мг/кг. У надземних вегетативних органах – стеблах та листі пшениці містилося 0, 29 мг/кг фтору, в зерні – 0, 17 мг/кг (у контрольному варіанті вміст F- становив відповідно 0, 31, 0, 28, 0, 13 мг/кг).

 

 

У даній роботі наведено теоретичне узагальнення і новий підхід до екотоксикологічної оцінки фтору залежно від генезису ґрунтів та застосування мінеральних добрив. За результатами проведених досліджень було зроблено наступні висновки:

1. Фоновий вміст валового фтору у різних типах ґрунтів України залежить від особливостей генезису і коливається в широких межах – від 49, 5 до 297, 5 мг/кг. Найбільшим вмістом фтору характеризуються ґрунти зони Лісостепу – 166, 7-297, 5 мг/кг, менше його в ґрунтах зони Полісся – 83, 7 мг/кг та зони Степу – 49, 5-89, 5 мг/кг.

2. Вміст рухомих і потенційно-рухомих форм фтору є функцією фізико-хімічних властивостей ґрунтів. Спостерігається залежність між рухомістю фтору і кислотно-основними властивостями ґрунтів (r=0, 6) ; вмістом мулистої фракції (r=0, 7) ; кількістю магнію, алюмінію, заліза (r=0, 6-0, 7). Для підзолистих ґрунтів зони Полісся характерним є високий вміст кислоторозчинної форми фтору (4, 6 мг/кг), при переході до зони Лісостепу і Степу спостерігається збільшення водорозчинного фтору (до 7, 0 мг/кг) і, особливо, лугорозчинного фтору (з 1, 7 до 12, 1 мг/кг).

3. Генетичні особливості формування ґрунтів обумовлюють розподіл рухомих форм фтору за їх профілем. Для більшості ґрунтів зони Полісся і Лісостепу характерним є зменшення водорозчинної, кислоторозчинної та лугорозчинної форм фтору від гумусово-елювіальних горизонтів до материнської породи (в 1, 1-6, 6 раз) ; для ґрунтів зони Степу відмічена зворотна залежність – з переходом до материнської породи вміст рухомого фтору збільшується у 1, 6-7, 6 раз.

4. Тривале застосування мінеральних добрив (NPK) на ґрунтах підзолистого типу з кислою реакцією середовища призводить до зменшення вмісту валового фтору в орному шарі на 44-70%. При застосуванні мінеральних добрив на ґрунтах з нейтральною та лужною реакцією середовища спостерігається його нагромадження в орному шарі ґрунту (чорноземах звичайних ґрунтах його кількість збільшилась на 103-156%).

5. Під впливом тривалого застосування мінеральних добрив на ґрунтах підзолистого типу відбувається підвищення вмісту кислоторозчинного фтору (на 0, 17-2, 17 мг/кг, або на 3-143%) з подальшою активізацією його вертикальної міграції. Коефіцієнт концентрації коливається в межах 0, 2-2, 8, але в ряді випадків піднімається до особливо небезпечного рівня – 27-35 одиниць.

6. Застосування мінеральних добрив в умовах зрошення на темно-каштанових ґрунтах призводить до активізації процесів міграції фтору та до його вилуговування з гумусових горизонтів в нижні шари ґрунту, що може бути причиною надходження фтору у ґрунтові води. Встановлено, що вниз за профілем ґрунту вміст водорозчинної форми фтору підвищується на 99-312%, лугорозчинної – на 20-94%, кислоторозчинної – на 127-230%.

7. Екотоксикологічна оцінка фосфоритів українських родовищ показала, що найбільша кількість F- вилучалася при лужній реакції середовища – до 379 мг/л, при нейтральній – до 43 мг/л, при кислій – до 33 мг/л. Найбільш активним джерелом фтору можуть виступати фосфоритові концентрати Ново-Амвросієвського і Південно-Осиківського родовищ.

8. Прогноз екологічного ризику застосування фосфоритів в якості добрив (доза 90 кг/га за вмістом Р2О5) показав, що допустима концентрація фтору не повинна перевищувати: у фосфоритах Здолбунівського родовища – 1, 3%, Ново-Амвросієвського – 1, 7-2, 7%, Осиківського – 2, 1%, Південно-Осиківського – 3, 0%, Ратнівського – 2, 1-3, 0%, Маневичсько-Клеванської площі – 2, 7%.

9. Екотоксикологічна оцінка нового виду фосфорних добрив агрофоски за вмістом фтору свідчить, що при його застосуванні на дерново-середньопідзолистих ґрунтах значно зростає вміст валового (на 28-32%) і кислоторозчинного (на 13-68%) фтору. Застосування агрофоски в запас на 3 роки в перший рік внесення призводить до збільшення вмісту кислоторозчинного фтору в орному шарі дерново-підзолистого ґрунту з 5, 6 до 11, 7 мг/кг та до активізації міграції F--іону з гумусово-елювіального горизонту. За показниками міграції агрофоску можна віднести до III класу небезпечності, за перевищенням фону – до III-IV класу небезпечності.

10. Встановлено, що при застосуванні фосфорних добрив на фоні азотно-калійного живлення основна кількість фтору акумулюється в кореневій системі рослин, яка відіграє захисні функції організму відносно фтору. При застосуванні агрофоски у кореневій системі пшениці було знайдено 0, 47 мг/кг фтору, у надземних вегетативних органах – 0, 29 мг/кг, у надземних генеративних (зерні) – 0, 17 мг/кг.

При впровадженні у сільськогосподарське виробництво нових видів фосфорних добрив необхідно проводити їх екологічну експертизу за вмістом фтору. Регламентацію вмісту фтору у фосфорних добривах доцільно здійснювати з урахуванням дози внесення добрива, грунтово-кліматичних особливостей зони застосування, фонового вмісту фтору у ґрунті, гранично-допустимої концентрації, стійкості ґрунтів до забруднення фтором і часу досягнення небезпечної концентрації фтору в ґрунті.

  

 

1. Макаренко Н. А., Ліщук А. М., Буожис А. О., Кавецька Т. В. Екотоксикологічна оцінка якості фосфоритів України // Агрохімія і ґрунтознавство. Міжвідомчий тематичний науковий збірник. Спец. випуск до V з'їзду УТГА. – Ч. 2. – Харків, 1998.

2. Кавецький В. М., Макаренко Н. А., Ліщук А. М. Екотоксикологічна оцінка небезпечності застосування добрив в агроекосистемі // Проблеми агропромислового комплексу Карпат: Збірник наукових праць. – 1998.

3. Кавецький В. М., Гець Т. С., Макаренко Н. А., Ліщук А. М. Екотоксикологічна оцінка фосфоритів за вмістом фтору при їх використанні на дерново-середньопідзолистих ґрунтах. – Вісник аграрної науки Причорномор'я. – Вип. 3, т. 2. – 2001.

4. Ліщук А. М. Вертикальна міграція фтору у різних типах грунтів України при застосуванні мінеральних добрив // Вісник аграрної науки Причорномор'я. Спец. випуск 3 (23). – Ч1. – «Проблеми степового землеробства і рослинництва та їх вирішення в реформованих сільськогосподарських підприємствах». – Миколаїв, 2003.

5. Ліщук А. М. Екотоксикологічна оцінка ґрунтів України за вмістом фтору при застосуванні мінеральних добрив // Науковий вісник НАУ. – Вип. 64. – Київ, 2003.

6. Kavetsky V. N., Makarenko N. A., Lischyk A. N. Integration classification pollutants to of degree danger // Тез. международной конф. «Рациональное природопользование: системный анализ в экологии» – Севастополь, 1996.

7. Ліщук А. М. Про необхідність контролю фтору в агроекосистемах // Матеріали всеукраїнської конф. молодих вчених «Засади сталого розвитку аграрної галузі». – Київ, 2002.

8. Ліщук А. М. Вміст фтору в ґрунтах України // Матеріали науково-практичної конф. молодих вчених «Проблеми сучасного землекористування». – Київ-Чабани, 2002.

9. Ліщук А. М. Вміст фтору у ґрунті і рослинах при застосуванні нового виду добрива агрофоски // Зб. матеріалів ІІІ міжвузівської науково-практичної конференції аспірантів «Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи». – Вінниця, 2003.

10. Ліщук А. М. Агроекологічний моніторинг за вмістом фтору у темно-каштановому ґрунті Херсонської області при зрошенні та застосуванні мінеральних добрив // Збірка тез доповідей IV міжнародної науково-практичної конф. студентів, аспірантів, молодих вчених «Екологія. Людина. Суспільство». – Київ, 2003.

11. Ліщук А. М. Вміст фтору в різних типах ґрунтів при застосуванні мінеральних добрив // Матеріали науково-практичної конф. молодих вчених «Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології». – Київ-Чабани, 2003.

12. Ліщук А. М. Особливості розподілу фтору в різних типах ґрунтів України // Матеріали VII міжнародної науково-практичної конференції «Наука і освіта '2004». Том 68. – Дніпропетровськ, 2004.