Мероприятия по снижению поступления радионуклидов в кормовые культуры.

Кормопроизводство в загрязненных районах прежде все­го должно обеспечить получение кормов с минимальным содержа­ниемрадионуклидов. Это важнейший и зачастую решающий фак­тор в снижении накопления радионуклидов в продукции растение­водства.

В настоящее время сельскохозяйственной агроэкологией разра­ботана система довольно эффективных мероприятий, позволяющих существенно снизить накопление радионуклидов в кормах и другой продукции, получаемой на загрязненных территориях. Большой вклад в это внесли сотрудники Всероссийского научно-исследова­тельского института сельскохозяйственной радиологии и агроэко­логии, возглавляемого академиком РАСХН Р. М. Алексахиным, а также Академии аграрных наук Республики Беларусь под руковод­ством академика ААН РБ И. М. Богдевича. Основой данного разде­ла стали работы этих коллективов ученых. Комплексная система мер включает в себя проведение организационных мероприятий и ме­роприятий, направленных на снижение корневого поступления в растения радионуклидов.

Организационные мероприятия носят долговременный характер и включают обследование загрязненных сельскохозяйственных уго­дий и личных подсобных хозяйств, инвентаризацию угодий по плот­ности загрязнения и прогнозирование накопления радионуклидов в кормах; формируется структура радиационного контроля продук­ции.

На основании полученных данных корректируется структура по­севных площадей, изменяются существующие севообороты и вво­дятся кормовые севообороты с учетом типов почв, их агрохимичес­ких характеристик, режима увлажнения и радиоактивного загряз­нения, планируются мероприятия по улучшению кормовых угодий и проводится экономическая оценка.

Мероприятия по снижению концентрации радионуклидов в ра­стениях при корневом их поступлении разделяют на две группы: тра­диционные в растениеводстве приемы, направленные на повыше­ние плодородия почвы, урожайности и качества продукции; специ­альные приемы, направленные на снижение накопления радионук­лидов в продукции растениеводства.

Традиционные агротехнические приемы включают: вспашку заг­рязненной почвы с оборотом пласта или отвальным плугом; подбор культур и сортов растений с наименьшим накоплением радионук­лидов; применение приемов прополки, снижающих вторичное заг­рязнение; перевод естественных кормовых угодий в кормовой сево­оборот; поверхностное улучшение кормовых угодий; коренное улуч­шение природных сенокосов и пастбищ; известкование кислых почв; внесение двойных доз калийных и фосфорных удобрений; внесение органических удобрений (40 т/га и более) и микроудобрений.

Специальные защитные мероприятия предусматривают приме­нение высоких доз калийных удобрений; внесение глинистых ми­нералов и местных глин для увеличения емкости поглощения поч­вой радиоактивного цезия и снижения его биологической подвиж­ности.

Специальные технологические приемы включают применение приемов уборки урожая, снижающих вторичное загрязнение: убор­ку зерновых прямым комбайнированием, использование высоко­производительных машин и т. д.; промывку, сортировку и первич­ную очистку плодоовощной продукции и корнеплодов; переработ­ку продукции с целью снижения содержания радионуклидов.

Агротехнические мероприятия. Обработка почв. Система обработки почв в зоне радиоактивного загрязнения направ­лена на снижение накопления радионуклидов в урожае, уменьше­ние эрозионных процессов и снижение времени воздействия излу­чения на работающих в поле.

Мелиоративная глубокая вспашка, которая в наибольшей степе­ни снижает поступление радионуклидов в растения (до 5... 10 раз), возможна на почвах с мощным гумусовым (торфяным) слоем и в ус­ловиях Белоруссии и российского Нечерноземья имеет ограничен­ное применение. Выполняют ее плантажными, болотными или спе­циальными одноярусными плугами с предплужниками. На мине­ральных почвах верхний слой 8... 10 см укладывается прослойкой по дну борозды глубиной 27...40 см, а чистый от радионуклидов слой перемещается поверх него без оборота или с оборотом. По пласту многолетних трав для проведения такой вспашки необходима пред­варительная разделка дернины, лучше всего фрезерование на глу­бину слоя загрязнения. Схема такой вспашки может быть использована на вновь осваи­ваемых землях и на глубокозалежных торфяниках с выполненной на них после аварии неглубокой обработкой, т. е. когда радионук­лиды распределены в слое 0...25 см. Но при этом должна быть уве­личена до 50...60 см общая глубина вспашки. Специальная глубокая вспашка — мероприятие разовое. Последующие обработки прово­дятся таким образом, чтобы их глубина была меньше глубины рас­положения заделанного загрязненного слоя.

На легких песчаных и супесчаных почвах с уровнем загрязнения менее 15 Ки/км² (555 кБк/м²) по ¹³⁷Cs и менее 1 Ки/км² (37 кБк/м²) по ^Sr целесообразна система минимальной обработки. Вспашка необходима только на задернованных почвах, а также под пропаш­ные культуры (картофель, корнеплоды) при внесении высоких доз органических удобрений.

При высокой плотности загрязнения радионуклидами рекомендуется комбинированная система обработки почвы. Она включает чередование минимальных обрабо­ток с ярусной отвальной вспашкой 1...2 раза в севообороте при од­новременной заделке в подпахотные слои больших доз органичес­ких удобрений и сидератов. Глубина ярусной вспашки не превыша­ет мощности пахотного горизонта. Одновременно выполняется предпосевная обработка.

Посев зерновых, зернобобовых и крестоцветных культур должен быть особо качественным, на строго заданную глубину, с равномер­ным распределением по площади питания. При этом предпочтитель­нее локальное внесение минеральных удобрений. Повышение эф­фективности и уменьшение потерь удобрений обеспечивается при закладке их на глубину 5...9 см с боковой ориентацией относитель­но рядков семян в пределах 3...4 см.

Коренное улучшение — наиболее эффективный способ снижения поступления радионуклидов из почвы в луговые травы малопродук­тивных естественных кормовых угодий. Первичную обработку дер­нины осуществляют тяжелыми дисками в два-три следа. Слабоза-дерненные луга пашут обычными плугами на глубину 18...20 см, а сильнозадерненные и луга на торфяно-болотных почвах — кустарниково-болотным плугом на глубину 30...35 см, при мощном тор­фяном слое — до 40...45 см.

Коренное и поверхностное улучшение луговых угодий — эффек­тивная мера, позволяющая не менее чем вдвое уменьшить поступ­ление радионуклидов в травы.

Подбор кормовых культур. Многолетние травы сенокосов и паст­бищ отличаются наибольшей способностью аккумулировать ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr. Осоково-злаковые и особенно осоковые травы на постоянно переувлажненных почвах накапливают ¹³⁷Cs в 5... 100 раз больше, чем злаковые травы из ежи сборной и мятлика лугового. Различия в на­коплении Sr также существенны. По степени уменьшения поступ­ления радионуклида они располагаются в следующем порядке: раз­нотравье, осоки, ежа сборная, мятлик. Среди злаковых многолетних трав по накоплению ¹³⁷Cs установлен следующий убывающий ряд: костер безостый, тимофеевка, ежа сборная, овсяница, мятлик луго­вой, райграс пастбищный. Накопление ¹³⁷Cs на единицу сухого ве­щества однолетних полевых культур уменьшается в следующем по­рядке: зерно люпина, зеленая масса пелюшки, редьки масличной и рапса, зерно гороха и вики, семена рапса, зеленая масса гороха, вики, ботва свеклы, солома ячменя, овса, озимой ржи, озимой пшеницы, зерно кукурузы, овса, озимой ржи, озимой пшеницы.

Убывающий ряд культур по накоплению Sr существенно отли­чается от такового по ^l37Cs: клевер, горох, рапс, люпин, однолетние бобово-злаковые смеси, разнотравье суходольных сенокосов и пас­тбищ, многолетние злаковые травы, солома ячменя, солома овса, зеленая масса кукурузы и озимой ржи, свекла кормовая, зерно яч­меня, овса, озимой ржи, картофель.

Отмечены различия в накоплении радионуклидов, связанные с сортовыми особенностями культур. Сорта интенсивного типа, по­требляющие значительные количества питательных веществ, отли­чаются повышенным накоплением радионуклидов (сорта ячменя Березинский, Роланд, Селянин, Верас, картофель Орбита). Мини­мальное загрязнение клубней картофеля ^9USr наблюдается при воз­делывании ранних и среднеспелых сортов картофеля Аксамит, Альтаир, Санта и Синтез. По отношению к ¹³⁷Cs эти различия несуще­ственны.

Таким образом, путем подбора кормовых культур и использова­ния их сортовых особенностей можно без каких-либо дополнитель­ных затрат существенно снизить содержание радионуклидов в ра­ционе животных.

Известкование кислых почв. Внесение извести — эффективный прием снижения поступления ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr из почвы в растения и од­новременного существенного увеличения урожайности. Установле­но, что внесение извести в дозе, соответствующей полной гидроли­тической кислотности, снижает содержание радионуклидов в про­дукции растениеводства в 1,5...3 раза (иногда до 10 раз) в зависимо­сти от типа почв и исходной степени кислотности. Минимальное накопление радионуклидов наблюдается при оптимальных показа­телях реакции почвенной среды (рН в KI), которые для дерново-подзолистых почв в зависимости от гранулометрического состава составляют: глинистые и суглинистые — 6,0...6,7; супесчаные — 5,8...6,2; песчаные — 5,6...5,8.

На торфяно-болотных и минеральных почвах сенокосов и паст­бищ оптимальные параметры составляют соответственно 5,0...5,3 и 5,8...6,2. Исходя из этих данных видно, что количество вносимой извести зависит от исходной кислотности и типа почв. В случае, когда разовая ее доза превышает 8 т/га, известь вносится в два приема: половина дозы под вспашку и половина — под культивацию. Доза менее 8 т/га вносится единовременно под глубокую культивацию. На сенокосах и пастбищах известь вносится под предпосевную куль­тивацию, при их перезалужении или коренном улучшении.

При плотности загрязнения ¹³⁷Cs свыше 370 Бк/м² почвы извест­куют один раз в три года, а при меньших плотностях загрязнения — один раз в пять лет.

Применение удобрений. Внесение удобрений, с одной стороны, снижает накопление радионуклидов в продукции, а с другой — обес­печивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Для этих целей используют все виды удобрений. Применение орга­нических удобрений в обычных дозах уменьшает переход радионук­лидов из почвы в растения на 15...30 %.

Применение калийных удобрений в высоких дозах обеспечивает антагонизм катионов калия по отношению к радиоактивному цезию, что снижает его накопление в растениях, особенно на бедных кали­ем дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах (К₂0 вно­сят из расчета более 240 кг/га). Однако это мероприятие проводят в первые годы после радионуклидного загрязнения почв. В последу­ющие годы калийные удобрения вносят в обычном количестве. По мере повышения плотности загрязнения почв радионуклидами по­требность в дополнительных дозах калия увеличивается. Одновремен­но калийные удобрения снижают накопление и стронция в растени­ях. Особенно эффективно внесение повышенных доз калийных удоб­рений под многолетние травы, корнеплоды и картофель. В опытах на супесчаных почвах с плотностью загрязнения ⁹⁰Sr 0,3...0,5 Ки/км² повышение дозы калия от 120 до 180 кг/га сопровождалось сниже­нием накопления ⁹⁰Sr в клубнях картофеля различных сортов на 33...57 % при одновременном повышении урожая.

Калийные удобрения вносят в дозах, которые обеспечивают при­бавку урожая, в зависимости от типа почв и содержания в них об­менного калия. На почвах с избыточным содержанием обменного калия (более 300 мг/кг К₂0 на минеральных и 1200 мг/кг на торфя­но-болотных почвах) калийные удобрения не применяют.

Фосфорные удобрения снижают поступление радионуклидов в растительную продукцию, особенно на почвах с низким содержа­нием подвижных фосфатов. На почвах с высоким содержанием под­вижных фосфатов (более 250 мг Р^0₅ на 1 кг почвы на минеральных и 1000 мг/кг на торфяно-болотных почвах) фосфорные удобрения не вносят.

Важная роль отводится регулированию азотного питания расте­ний. При недостатке доступного азота в почве снижается урожай и концентрация радионуклидов в продукции несколько повышается. С другой стороны, повышенные дозы азотных удобрений усилива­ют накопление радионуклидов в растениях. Дозы азотных удобре­ний необходимо рассчитывать исходя из потребности растений на планируемый урожай.

На посевах злаковых многолетних трав эффективно применение бактериальных препаратов на основе ассоциативных штаммов азот-фиксирующих бактерий, выпускаемых БелНИИПА. Доза 1 кг/га по­зволяет получать прибавку урожая, равноценную внесению на 1 га посева 30...60 кг азота минеральных удобрений, и снизить загрязне­ние урожая ¹³⁷Cs на 20...30 %. Применение бактериальных удобре­ний возможно как при предпосевной обработке семян, так и при об­работке почвы в начальные фазы вегетации растений.

Микроудобрения также снижают поступление радионуклидов в сельскохозяйственные культуры, хотя механизм их действия изу­чен недостаточно. При внесении микроудобрений меди и цинка (4,5 кг/га) в почву под залужение или при ежегодных некорневых подкормках поступление радионуклидов в сено тимофеевки луго­вой снижается на 20...40 %. Однако внесение микроэлементов в по­чву в форме хлористого калия с добавками меди и цинка целесооб­разно только на почвах первой группы обеспеченности: меди менее 1,5 мг/кг, цинка 3,0 мг/кг на минеральных и соответственно менее 5,0 и 9,0 мг/кг на торфяно-болотных.

Особенности использования осушенных земель и эксплуатации мелиоративных систем.

Гидротехническая мелиорация — радикальный способ снижения поступления радионуклидов в растениеводческую продукцию с переувлажненных земель. За счет осушения земель можно снизить загрязненность продукции в 5... 10 раз.

Осушенные земли отличаются от автоморфных тем, что на них поступление радионуклидов в растительную продукцию сильно за­висит от уровня грунтовых вод (У ГВ). Минимальное загрязнение ра­стительной продукции на таких почвах достигается при УГВ 90... 120 см от средней отметки поверхности поля. Увеличение УГВ на 40.. .50 см от поверхности почвы приводит к росту поступления радио­нуклидов в растения в 5...20 раз, а УГВ до 150...200 см — в 1,5...2 раза. УГВ должен быть таким, чтобы водопотребление основных видов ра­стений на 30 % обеспечивалось из подпахотного слоя почвы.

На орошаемых загрязненных землях нельзя допускать превыше­ния влажности пахотного слоя и образования поверхностного стока. Орошение необходимо производить малыми нормами —100... 150 м³ на 1 га. Даже кратковременное переувлажнение земель увеличивает поступление радионуклидов в растения, поэтому на пойменных зем­лях целесообразно засыпать рытвины, вымоины и понижения.

Коренное улучшение сенокосов и пастбищ. Наиболее надежным способом снижения перехода радионуклидов в траву сенокосов и пастбищ является их коренное улучшение с проведением комплек­са агрохимических мероприятий (известкование кислых почв, вне­сение органических удобрений и повышенных доз калийных и фос­форных удобрений). Внесение минеральных фосфорно-калийных удобрений снижает накопление радиоактивного цезия в траве в 1,5...5 раз, а внесение азота, наоборот, увеличивает его.

Перепашка естественных лугов, загрязненных долгоживущими радионуклидами, с последующим искусственным залужением сни­жает радиоактивное загрязнение кормов и продукции животновод­ства в 2...5 раз.

Подбор видового и сортового состава трав снижает содержание ¹³⁷Cs в 1,5...3 раза. При качественном проведении всех технологи­ческих мероприятий по залужению и созданию сеяных травостоев на естественных кормовых угодьях (внесение извести 6 т/га, вспаш­ка, внесение фосфорно-калийных удобрений, дискование, посев злаковых трав) накопление ¹³⁷Cs в травостое снижается в 2... 10 раз.

Перевод естественных лугов в культурные сенокосы и пастби­ща с выполнением всего комплекса мер по их улучшению позволя­ет снизить накопление ¹³⁷Cs в получаемой растительной продук­ции в 11... 17 раз (Р. М. Алексахин, И. М. Богдевич, Н. А. Корнеев, А. Н. Сироткин, С. К. Фирсакова, А. Н. Ратников).