Использование природных циолитов при химической мелиорации засоленных почв - Пути использования малопродуктивных солонцовых земель в Костанайской области

Совместное внесение фосфогипса и цеолита позволяет значительно снизить загрязнение солонцовых почв тяжелыми металлами и оказывает положительное влияние на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур.

С 1992 г. коллектив лаборатории агрономического почвоведения МСХА проводит исследования, связанные с экологическими аспектами химической мелиорации почв солонцовых комплексов.

Перспективность использования природных цеолитов не вызывает сомнения, достаточно сослаться на статьи, появляющиеся в отечественной и зарубежной литературе. В последнее время появилось много исследований по цеолитам осадочного происхождения. Такие цеолиты могут применяться и уже применяются в сельском хозяйстве, медицине, промышленности.

Необходимо отметить, что научное направление лаборатории во многом уникально, так как В. С. Крутилина, Н. П. Панов, Л. П. Родионова, Ю. С. Байкалова отдают предпочтение превентивным вопросам сельскохозяйственной мелиорации, то есть вопросам предотвращения возможного негативного влияния химической мелиорации на содержание загрязняющих агентов в почве; комплексному изучению влияния цеолитов и мелиорантов (отходов промышленности), каковым является фосфогипс, на систему почва - растение.

Фосфогипс, будучи побочным продуктом переработки фосфатного сырья, содержит тяжелые металлы (кадмий), до 3% стронция и фтор. Из-за нехватки природных ресурсов фосфогипс составляет около 87% всех гипсосодержащих материалов. Однако вопрос об экологической безопасности использования больших доз фосфогипса, несмотря на значительное количество исследований, проведенных в последние годы, до сих пор не является до конца решенным. Основным критерием, характеризующим экологическую безопасность содержания Sr в биологических системах, считается отношение Са к Sr, которое не должно быть ниже 200. В этом отношении солонцовые почвы, которые служили основным объектом исследований, имеют неблагоприятный Са/Sr режим.

Изучены сорбционные свойства природных цеолитов различных месторождений, разработаны методика расчета доз цеолитов, технология внесения, изучены их влияние на содержание различных форм стронция и других тяжелых металлов, в основном, кадмия в почве, поступления в растения, влияния цеолитов на рост, развитие, урожайность сельскохозяйственных культур, параметры фотосинтеза и дыхания.

Предварительные серии модельных экспериментов по кинетике и статике Sr цеолитами различных месторождений позволили установить ее параметры, характерные для этих месторождений, сравнить их, выбрать наиболее подходящий кальциево-калиевый цеолит, а также установить дозу цеолита на основании найденного экспериментальным путем оптимального соотношения цеолита и фосфогипса.

Наибольшей десорбирующей способностью обладают вещества слабокислотной природы (то есть Sr цеолита может быть потенциально доступен растениям). Кроме того, наиболее легко десорбируется Sr с внешней поверхности цеолита, которая является относительно постоянной величиной, зависящей от тонины помола. Важно использовать небольшие, близкие к найденным экспериментальным путем, дозы цеолитов, обеспечивая тем самым максимальную сорбцию на внутренней поверхности сорбента.

Фосфогипс значительно увеличивает содержание водорастворимых форм Sr в первый и еще больше во второй год мелиорации. При этом совместное внесение фосфогипса и цеолита при предварительном смешивании обеспечивало соответственно 75% и 15% снижения содержания данной формы стронция в почве. Аналогичные данные были получены и в микровегетационном опыте, причем отмечалось также существенное снижение содержания водорастворимого Cd в почве во вторую ротацию в варианте с предварительным смешиванием мелиорантов.

По данному таблицу 12 влияние цеолита на поступление Sr в растения не однозначно. Увеличение содержания Sr в почве не вызывает адекватного увеличения поступления его в растения, которое к тому же сильно зависит от биологических особенностей выращиваемых культур.

Таблица 12 Влияние фосфогипса и цеолита на содержание Sr системе почва - растение в 1-й год мелиорации

Вариант

Содержание водорастворимого Sr в почве

Содержание Sr в соломе ячменя

Содержание

Sr в зерне

Ячменя

Са/ Sr

В соломе

Са/ Sr

В почве

Са/ Sr в соломе

Мг/кг

В % к контролю

Мг/кг

В % к контролю

Мг/кг

В % к содержанию в соломе

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Контроль

0,25

-

26,32

-

3,2

12,20

0,06

28

Цеолит

0,24

96

12,99

49,4

3,0

2,30

0,11

60

Фосфогипс

1,71

684

30,33

115,2

3,6

1,20

0,13

24

Фосфогипс+цеолит (раздельно)

2,52

1000

28,64

108,2

2,5

0,87

0,18

28

Фосфогипс+цеолит (в смеси)

0,48

192

30,62

116,3

3,4

1,10

0,05

25

Достоверность при р?0,05

-

-

-

-

-

-

-

-

НСР=0,05

-

-

13,26

-

1,3

-

-

-

Существенный рост поступления Sr в растения отмечался лишь при содержании насыщенного стронцием цеолита в почве более 5%, то есть очень значительном содержании Sr в почве.

Установлено также, что поступление Sr в растения в большей степени определялось площадью их листовой поверхности (то есть интенсивностью транспирации) и активностью фотосинтеза, чем содержанием водорастворимого Sr в почве приведены в таблице 13.

Хотя отмечали некоторое негативное влияние фосфогипса на развитие проростков ячменя и кукурузы, связанное вероятно с изменением рН почвенного раствора, тем не менее, в вариантах с внесением цеолита и фосфогипса наблюдали повышенную активность хлоропластов и содержание хорофилла, лучшие морфологические показатели развития длины и массы растений, площади листовой поверхности.

Таким образом, внесение природных цеолитов при химической мелиорации солонцовых почв может быть признано перспективным приемом, позволяющим уменьшит риск загрязнения почв тяжелыми металлами, а также положительно влияющим на урожайность сельскохозяйственных культур. [13]

Са/ Sr

В почве

Са/ Sr в соломе

Мг/кг

В % к контролю

Мг/кг

В % к контролю

Мг/кг

В % к содержанию в соломе

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Контроль

0,59

-

9,7

-

5,9

60,8

0,16

36

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Цеолит

0,46

95

57

58,8

7,8

136,8

0,16

54

Фосфогипс

8,65

1466

11,9

122,7

10,3

86,6

0,94

65

Фосфогипс+ цеолит (раздельно)

8,95

1517

13,7

141,2

9,1

66,4

0,40

26

Фосфогипс+ цеолит (в смеси)

7,32

1240

17,2

177,3

10,8

62,8

0,60

0,51

Достоверность при р?0,05

-

-

-

-

-

-

-

-

НСР р=0,05

-

-

3,4

-

4,3

-

-

-

2. Экспериментальная часть

Похожие статьи




Использование природных циолитов при химической мелиорации засоленных почв - Пути использования малопродуктивных солонцовых земель в Костанайской области

Предыдущая | Следующая