21. Биологическая доступность радионуклидов и использование радиационных технологий в сельскохозяйственном производстве.

Миграция радионуклидов в агроэкосистемах определяется их физико-химическими свойствами, почвенными условиями и биологическими особенностями растений. Среди факторов, оказывающих влияние на биологическую доступность радионуклидов в почве, можно выделить две группы: свойства почв (минералогический состав, содержание гумуса и элементов минерального питания и т.д.); физические и химические свойства радионуклидов.

Величину перехода радионуклидов из почвы в растение определяют:

физико-химические свойства радионуклидов; содержание подвижных форм радионуклидов в почве; поглотительная способность почвы, содержание илистой фракции, содержание и структура органического вещества, минералогический состав почвы; соотношение концентраций элементов-аналогов в почве; длительность взаимодействия радионуклидов с почвой; вид растения, сорт, фаза развития растения.

К числу основных параметров, по которым оценивают миграционную способность радионуклидов, относится их биологическая доступность. Информация о биологической доступности радионуклидов в различных по своим характеристикам почвах может быть получена различными путями, наиболее важный из которых — изучение форм нахождения радионуклидов в почвах и оценка накопления их сельскохозяйственными культурами. Подвижность радионуклидов и их доступность для растений оценивается на основании данных о содержании подвижных форм радионуклидов в почвах.

Поступление радионуклидов в сельскохозяйственные растения определяется тремя группами факторов:

почвенно-климатические условия;

биологические особенности растений;

технологии возделывания культур.

Воздействие ионизирующего излучения вызывает повреждение клеток. Наиболее важно нарушение клеточного деления — митоза. Мутагенный эффект вызывают все типы ионизирующих излучений, а также ультрафиолетовые лучи, если их действию подвергаются наследственные структуры любых организмов - от вирусов и бактерий до высокоорганизованных животных, включая человека; при этом у сложных организмов мутации могут возникать как в половых клетках - гаметах, так и в клетках тела - соматических.

Важное практическое применение генетического действия излучений — радиационная селекция, т. е. отбор хозяйственно-ценных мутаций, получаемых главным образом у культурных растений и промышленных микроорганизмов в результате их облучения. Выведенные таким способом новые сорта овса, ячменя, гороха, арахиса, плодовых и декоративных культур и др. уже занимают большие посевные площади. Многие высокопродуктивные промышленные штаммы микроорганизмов — продуцентов антибиотиков, витаминов, аминокислот — также получены путём радиационного мутагенеза.

22. Принципы построения систем обработки почвы в севообороте. Классификация систем обработки почвы.

Системы обработки почвы под отдельные культуры в севообороте взаимосвязаны между собой, потому что обработки под предшествующие культуры оказывают большое влияние на подготовку почвы под последующие культуры. Поэтому все системы обработки под отдельные культуры объединяют в технологические комплексы или системы обработки почвы в севооборотах. В севообороте применяют сочетание глубоких и мелких, отвальных, безотвальных и плоскорезных обработок. При разработке системы обработки почвы в севообороте ландшафтного земледелия руководствуются следующими принципами:

1. Принцип разноглубинности обработки почвы в севообороте. Согласно этому принципу планируют научно обоснованное чередование глубокой, мелкой и поверхностной обработок в соответствии с местными почвенно-климатическими условиями, биологическими особенностями культур севооборота, их отзывчивостью на глубину пахотного слоя. Культуры с глубоко проникающей корневой системой и хорошо отзывающиеся на глубокую обработку лучше используют подпахотные слои почвы. Под эти культуры планируют глубокую обработку почвы с одновременным углублением пахотного слоя (горох, корнеплоды и другие пропашные культуры). Зерновые злаковые культуры обычного рядового способа посева с мочковатой корневой системой (пшеница, рожь, ячмень, овес) слабо реагируют на глубину обработки почвы. Поэтому при размещении этих культур в севооборотах, особенно после пропашных, глубину основной обработки уменьшают до 10 – 12 см. При разноглубинной обработке периодически разрыхляются пахотный и подпахотный (плужная «подошва») слои почвы, эффективнее борьба с сорными растениями.

2. Принцип минимализации обработки почвы. В условиях агроландшафтного земледелия широкое применение находят экономичные энергосберегающие технологии, в основе которых лежит минимализация обработки почвы. Под минимальной понимают обработку почвы с обоснованным уменьшением числа, глубины и обрабатываемой площади поля, совмещением нескольких технологических операций за один проход агрегата. К минимальной обработке относят нулевую, то есть посев культур в необработанную почву. Борьбу с сорными растениями проводят гербицидами. Минимальная обработка применяется с целью сокращения энергетических и трудовых затрат, защиты почвы от разрушения структуры и дефляции, замедления минерализации гумуса. К отрицательным последствиям минимализации обработки почвы следует отнести увеличение засоренности полей, поражаемости растений вредителями и болезнями. Продолжительная поверхностная и мелкая обработки приводят к дифференциации плодородия в верхней и нижней частях пахотного слоя, накоплению гумуса и питательных веществ в обрабатываемом верхнем (0 – 10 см) слое почвы, обеднению азотом и чрезмерному уплотнению нижнего, необрабатываемого слоя. Внедрение минимальной обработки почвы эффективно на плодородных почвах (черноземы, каштановые, серые лесные), равновесная плотность которых близка к оптимальной для роста и развития зерновых культур (1,2 – 1,3 г/см³) при содержании воздуха более 15% от объема почвы. Минимализация обработки эффективна при высоком уровне интенсификации земледелия, технической оснащенности комбинированными почвообрабатывающими посевными агрегатами, обеспеченности удобрениями и химическими средствами защиты растений. Основными направлениями минимализации обработки почвы являются:

1. Сокращение числа и глубины основной, предпосевной и междурядных обработок почвы под культуры севооборота, замена глубоких обработок поверхностными и мелкими с использованием широкозахватных орудий.

2. Совмещение нескольких технологических операций (рыхление, внесение удобрений, выравнивание, посев и прикатывание после посева).

3. Замена некоторых механических обработок в борьбе с сорными растениями внесением гербицидов.

4. Мульчирование почвы соломой, сидеральными растениями.

5. Залужение низкопродуктивных эродированных почв.

6. Своевременное и качественное проведение всех полевых работ.

3.Принцип почвозащитной целесообразности и экологической адаптивности приемов обработки почвы. Этот принцип предусматривает экологическую оценку и выбор способов обработки почвы с высокой противоэрозионной эффективностью, уменьшение отрицательного влияния эрозии на почву и окружающую среду. Например, в степной зоне система обработки почвы должна основываться на плоскорезной обработке с сохранением 70 – 80% пожнивных остатков на поверхности почвы и мульчированием соломой, что способствует сохранению воды в почве, предотвращает дефляцию. В современной классификации выделяются следующие системы обработки почвы: а) зяблевой (но не основной!) обработки почвы под яровые культуры; б) предпосевной обработки почвы под яро­вые культуры; в) паровой обработки под озимые и яровые куль­туры; г) послепосевной обработки почвы. ЗЯБЛЕВАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ,зябь,летне-осенняя обработка почвы под посев яровых с.-х. культур след.года. Один из элементов интенсивных технологий возделывания с.-х. культур. 3. о. п. в засушливых р-нах способствует накоплению и сохранению влаги в почве,в избыточно увлажнённых [увлажненных] - её [ее] устранению,улучшает воздушный и питат. режимы почвы,создаёт [создает] благоприятные условия для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов,обеспечивает заделку удобрений,играет решающую роль в борьбе с сорняками,болезнями и вредителями с.-х. культур. 3. о. п. имеет большое организационно-экономич.значение,т. к. значительно уменьшает напряжённость [напряженность] весенних полевых работ и обеспечивает более качественную предпосевную обработку почвы и посев с.-х.культур в лучшие агротехнич. сроки. В зависимости от зональных особенностей предшественника и засорённости [засоренности] почвы применяют разл.приёмы [приемы] 3. о. п.,из к-рых наиб. распространены: послеуборочное лущение стерни с последующей вспашкой, полупаровая обработка почвы, зяблевая вспашка без предварит. лущения с выравниванием поверхности поля (боронами, катками) и без него,обработка почвы мелкорыхлящими орудиями без вспашки и почвозащитная плоскорезная обработка с оставлением стерни для борьбы с ветровой эрозией почвы, почвозащитная обработка склоновых земель с поделкой водозадерживающих преград (лунок,щелей,перемычек,валиков) для борьбы с водной эрозией. В р-нах,подверженных ветровой эрозии (Сев. Казахстан,Зап. Сибирь и др.),хороший эффект даёт [дает] безотвальная обработка почвы. Предпосевная обработка почвы, совокупность приёмов механического воздействия на почву (боронование, культивация, перепашка и др.), выполняемых в определённой последовательности перед посевом сельскохозяйственных культур. Задача П. о. п. — максимально сохранить влагу в почве, очистить поле от сорняков, разрыхлить почву, заделать удобрения, создать влажный слой на глубине заделки семян. П. о. п. под яровые культуры начинается ранней весной с боронования зяби (покровного боронования), цель которого выровнять и разрыхлить поверхность почвы, чтобы предотвратить капиллярное испарение влаги. Оно проводится выборочно по мере наступления физической спелости почвы — сначала на лёгких по механическому составу почвах, на южных склонах и повышенных местах. На хорошо вспаханных осенью почвах лёгкого механического состава применяют лёгкие бороны и шлейфы, на глинистых заплывающих почвах — тяжёлые бороны. Для лучшего выравнивания и рыхления почвы боронование проводят поперёк вспашки или по диагонали, часто в несколько следов. Под рано высеваемые культуры (овёс, ячмень, пшеница и др.) после покровного боронования проводят культивацию зяби; одновременно почву выравнивают бороной или шлейфом. Под поздно высеваемые культуры (просо, кукуруза, гречиха и др.) вслед за покровным боронованием дополнительно проводят глубокую культивацию (на тяжёлых почвах на глубине 10—12 см, на средних — на глубине 8—10 см)с одновременным боронованием, что обеспечивает эффективное уничтожение многолетних сорняков. После этого участок культивируют на глубину заделки семян. В зоне избыточного и достаточного увлажнения почву весной иногда перепахивают. Приёмы П. о. п., их последовательность в зависимости от природных и сложившихся погодных условий осени, зимы и весны могут видоизменяться. Например, предпосевная культивация зяби под посев ранних культур необходима, когда весной зябь сильно уплотнена. Если почва рыхлая, а весна засушливая, то лучшие результаты даёт обработка почвы тяжёлыми боронами. При возделывании мелкосемянных культур в систему П. о. п. включают прикатывание почвы гладкими катками одновременно с предпосевной культивацией. ПАРОВАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ После основной вспашки обработка почвы заключается в проведении боронования ранней весной для закрытия влаги и весенне-летней обработке в целях борьбы с сорняками и сохранения влаги в почве. Весенне-летняя обработка пара - послойное рыхление, проводимое плугами-лущильниками ПЛ-5-25 на глубину 8-12 см. Первое рыхление глубокое, глубина последующих несколько уменьшается. Количество рыхлений зависит от погодных условий' и характера развития сорной растительности. В среднем рыхление пара должно быть четырех-пятикратным с равномерным распределением в течение всего вегетационного периода. В зиму после паровой обработки проводится снегозадержание. Послепосевная обработка почвы В период от посева до уборки урожая культур проводится механическая обработка почвы для создания благоприятных условий прорастания семян, появления дружных полных всходов и борьбы с сорными растениями. Приемы обработки почвы до всходов – прикатывание и боронование. Прикатывание проводят при посеве комбинированными агрегатами или сразу после посева как самостоятельный прием для улучшения контакта семян с твердой фазой почвы в сухую погоду. Уплотнение верхнего рыхлого слоя почвы улучшает подток воды к семенам, ускоряет появление всходов культур. Если почва влажная, особенно после дождя, то прикатывание проводить не следует, чтобы при высыхании не образовалась на поверхности почвенная корка. Боронование до всходов культур проводят для уничтожения проростков сорных растений, разрушения почвенной корки, которая затрудняет появление всходов растений. Корка образуется после дождей при подсыхании бесструктурных и солонцеватых почв. Разрушение этой корки проводят легкими зубовыми или сетчатыми боронами, легкими ротационными мотыгами на посевах зерновых злаковых культур до появления всходов в виде шилец, а на посевах свеклы – до появления проростков семян длиной 1 см. На посевах культур с продолжительным периодом от посева до всходов (картофель, кукуруза, подсолнечник и др.) боронование проводят 2-3 раза, уничтожая 70-80% проростков семян сорных растений. Боронование проводят и после всходов на посевах свеклы в фазе первой пары настоящих листьев, на посевах кукурузы – в фазе 3-4 листьев на малой скорости 4-5 км/час поперек рядков. Междурядную обработку культур широкорядного способа посева проводят для рыхления уплотненной почвы, уничтожения сорных растений, внесения удобрений в подкормку. Междурядные культивации проводят по мере появления всходов сорных растений и необходимости рыхления почвы. Первую обработку проводят при обозначении рядков всходов пропашных культур на глубину 4-5 см с оставлением защитной зоны около рядков шириной 10-12 см. Для рыхления почвы и уничтожения сорных растений в защитной зоне на культиваторы устанавливают прополочные боронки.