Effect of reclamation with phosphogypsum on the ecological status of chernozem soils of the Kamennaya Steppe | Влияние мелиорации фосфогипсом на экологическое состояние черноземов Каменной степи

Английский. The research purpose is to study the influence of applying phosphogypsum in combination with mineral fertilizers on the general chemical and physicochemical parameters of ordinary chernozems situated in the Kamennaya Steppe (Central Russia). The field experiment was carried out in 2017-2019 in a 10-field crop rotation. Fertilizers were not used at the reference plot, in the trial plots N200P300K300 or N300P600K600 were applied as a reserve. Phosphogypsum, 3 t/ha, was applied once per rotation to half of the experimental plots. The soils analyzed in the background plot have a neutral reaction of soil solution with a fairly high content of organic matter, and soil adsorption complex of them is saturated with calcium and magnesium cations. Due to regular plowing, as well as systematic use of fertilizers and phosphogypsum, the soil solution of ordinary chernozems acquires a more acidic reaction (the pH shifted from 01 ± 0.12 до 6.0 ±0.9). Plowing contributes to strengthening the processes of organic matter mineralization, and the annual removal of nutrients with harvest is not fully compensated by the applied mineral fertilizers. All this leads to the loss of organic matter and a decrease in the humus content. Application of phosphogypsum in combination with mineral fertilizers can restrain the degradation processes. However, the use of chemicalization agents without due scientific rationale, especially together with phosphogypsum, can cause an increase in the content of such heavy metal as cadmium, as well as its increased mobility and availability for crops. This not only has a negative impact on the yield, but also causes contamination of the soil cover, its partial or even complete degradation. Since almost all chemicals contain a certain proportion of impurities, comprising radioactive isotopes, as well as heavy metals, it is necessary to monitor the content of harmful compounds in soils and plants regularly.

Русский. Цель исследований - изучение влияния применения фосфогипса совместно с минеральными удобрениями на общие химические и физико-химические показатели черноземов обыкновенных Каменной степи. Полевой опыт проводили в 2017-2019 гг. в 10-польном севообороте. На контрольном участке удобрения не применяли, в вариантах опыта в запас вносили N200P300K300 или N300P600K600. Однократно за ротацию на половину опытных участков вносили фосфогипс, 3 т/га. Анализируемые почвы фонового участка имеют нейтральную реакцию почвенного раствора, довольно высокое содержание органического вещества, их почвенный поглощающий комплекс насыщен катионами кальция и магния. При регулярной распашке черноземов обыкновенных, а также систематическом применении удобрений и фосфогипса почвенный раствор приобретает более кислую реакцию (значение pH смещается с 7,01 ± 0,12 до 6,0 ± 0,9).. Распашка приводит к усилению процессов минерализации органического вещества, а ежегодный вынос питательных элементов с урожаем не в полной мере возмещается вносимыми минеральными удобрениями. Все это приводит к некоторым потерям органического вещества, уменьшению содержания гумуса. Применение фосфогипса совместно с минеральными удобрениями способно сдерживать деградационные процессы. Однако при использовании средств химизации без должного научного обоснования, особенно совместно с фосфогипсом, отмечается определенное увеличение содержания такого тяжелого металла, как кадмий, а также повышение степени его подвижности и доступности растениям. Это не только негативно сказывается на урожайности, но и приводит к загрязнению почвенного покрова, его частичной или даже полной деградации. Поскольку практически все средства химизации содержат определенную долю примесей, в составе которых присутствуют радиоактивные изотопы, а также тяжелые металлы, необходимо проводить регулярные мониторинговые исследования по определению содержания вредных соединений в почвах и растениях.