Aftereffect of ameliorative additives on properties of soils contaminated with cadmium, on barley yield and grain quality | Последействие мелиоративных добавок на свойства почв, загрязненных кадмием, на урожайность и качество зерна ячменя

English. The results of fifth observation year (2015) on the cadmium-contaminated soil remediation process, in conditions of field small-plot experience, which was started in the Udmurt Republic in 2011, are presented. The purpose of the research was to study the aftereffect of ameliorative additives on recovery of fertility of sod-podzolic loamy soils contaminated with cadmium, the degree of its mobility, yield and environmental safety of cultivated crops. Different doses of the fertilizers and ameliorants were studied as ameliorative additives in the experiment: limestone and phosphate powder, superphosphate, sodium sulfide, peat and zeolite. It was found, that they all had quite a long aftereffect (at least five years) on the properties of cadmium-contaminated soil, increased crop yields and reduced pollutant content in grain. Character and impact parameters were determined by the chemical composition and dose of making ameliorative additives. In the fifth year of observing the most significant aftereffect had both tested doses of limestone powder (8 and 12 t/ha); it reduced soil acidity by 0.6-1.5 pH units, cadmium mobility in soil by 29-33% and its amount in barley for 50.0-56.8%, increased the amount of exchange bases by 4.8-9.4 mmol/ 100 g, and the barley yield by 8.6-12.7% (from 0.197 kg/m2). The remaining ameliorative additives, even though they had less expressed aftereffect on the soil properties, but enough effectively reduced biological absorption of cadmium by barley (at 16-55%), which allowed, in most cases, obtaining environmentally safe products on the contaminated soils. Cadmium content in barley have been lowered successfully from 0.44 mg/kg to 0.19 mg/kg (best case). All these data confirm the prospects of studied agents use as ameliorants for the remediation of cadmium-contaminated soils.

Russian. Представлены результаты пятого (2015) года наблюдений за процессом ремедиации почв, загрязнённых кадмием, в условиях полевого мелкоделяночного опыта, заложенного в Удмуртской Республике в 2011 г. Цель исследований – изучить последействие мелиоративных добавок на воспроизводство плодородия дерново-подзолистых суглинистых почв, загрязненных кадмием, степень его подвижности, урожайность и экологическую безопасность возделываемых культур. В качестве мелиоративных добавок в опыте изучались различные дозы следующих мелиорантов и удобрений: известняковой и фосфоритной муки, суперфосфата, сульфида натрия, торфа и цеолита. Установлено, что все они обладали достаточно длительным последействием (не менее пяти лет) на свойства загрязнённой кадмием почвы, повышали урожайность и снижали содержание этого поллютанта в зерне. Характер и параметры влияния определялись химическим составом и дозой внесения мелиоративных добавок. На пятый год наблюдений наиболее значительное последействие оказали обе испытанные дозы известняковой муки (8 и 12 т/га), они снизили почвенную кислотность на 0,6-1,5 ед. рН, подвижность кадмия в почве – на 29-33% и его количество в зерне ячменя – на 50,0-56,8%, увеличили сумму обменных оснований на 4,8-9,4 ммоль/100 г и урожайность зерна на 8,6-12,7% (с 0,197 кг/м2). Остальные мелиоративные добавки, хотя и оказали менее выраженное последействие на свойства почвы, также достаточно эффективно снижали биопоглощение кадмия ячменём (на 16-55%), что позволило, в большинстве случаев, получить на загрязнённых почвах экологически безопасную продукцию. Концентрацию кадмия в зерне удалось снизить с 0,44 до 0,19 (в лучшем варианте) мг/кг. Всё это подтверждает перспективность использования изученных средств для ремедиации почв, загрязнённым этим тяжёлым металлом.