4. Зниження надходження радіонуклідів у продукцію сільського господарства

Запобігання надходженню радіоактивних речовин у сільськогосподарські рослини та організми тварин, а також розробка шляхів їх виведення з організму тварин є одним з головних завдань сільськогосподарської радіоекології. Більше того, ці заходи є найважливішою проблемою протипроменевого захисту рослин і тварин, і насамперед протипроменевого захисту людини. Розв'язання цієї проблеми починається з комплексу заходів щодо зниження надходження радіоактивних речовин у сільськогосподарські рослини, яке становить початковий і головний етап їх руху по досить короткому ланцюжку на шляху до людини.

Засоби зниження надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини

Залежно від властивостей ґрунту і ступеня його забруднення радіоактивними речовинами, а також від виду сільськогосподарських культур, шляхів використання врожаю та інших умов застосовують різні засоби, які можуть забезпечити зменшення радіоактивності продуктів рослинництва в багато разів. Згідно з однією з класифікацій вони поділяються на дві групи: 1) загальновживані у сільському господарстві засоби, використання яких може сприяти підвищенню родючості ґрунту, врожайності і водночас зниженню переходу радіоактивних речовин у рослини; 2) спеціальні засоби, головною метою яких є зменшення надходження радіоактивних речовин у рослини.

За іншою класифікацією розрізняють засоби механічні, агротехнічні, хімічні, агрохімічні та біологічні. Такий поділ їх звичайно умовний, оскільки загальновживані засоби за певних умов вважаються спеціальними. На практиці іноді важко визначити чітку межу між механічними та агротехнічними засобами, хімічними й агрохімічними, агротехнічними та біологічними тощо. Крім того, при організації та проведенні заходів щодо запобігання надходженню радіоактивних речовин у рослини, як правило, доводиться мати справу з комплексом засобів, які технологічно тісно пов'язані між собою. Тому доцільно визначити п'ять головних комплексних систем зниження надходження радіоактивних речовин у рослини: 1) обробіток ґрунту; 2) застосування хімічних меліорантів і добрив; 3) зміна структури сівозміни; 4) управління режимом зрошення; 5) внесення спеціальних речовин і сполук. У таких системах передбачене використання як загальноприйнятих, так і спеціальних механічних, агротехнічних, агрохімічних, хімічних та біологічних засобів.

Обробіток ґрунту. На окультурених ґрунтах радіоактивні речовини нагромаджуються здебільшого в орному шарі. Тому ефективним заходом у перші дні і тижні після аварії було загортання забрудненого шару ґрунту план­тажним плугом на глибину 60−70 см з наступним окультурюванням вивернутого підорного шару. Це сприяло зниженню нагромадження рослинами радіоактивних продуктів поділу у 5−10 разів. Ефективність такої глибокої оранки вища на важких ґрунтах, для рослин з мичкуватою кореневою системою, при поливі дощуванням. Тому такий обробіток ґрунту рекомендовано переважно для зон з достатньою вологістю і для регіонів, де застосовується зрошення.

При глибокій оранці, наприклад дерново-підзолистих ґрунтів, можна очікувати істотного зниження їх родючості. Однак, не зважаючи на це, її проводять там, де це робити необхідно, оскільки вона знижує можливість по­верхневого (вітром) перенесення радіоактивних речовин, стоку їх і сприяє зменшенню радіаційного фону місцевості. При внесенні достатньої кількості органічних та мінеральних добрив компенсується природна родючість зораного шару і врожай сільськогосподарських культур у сівозміні може не знижуватись.

Дуже ефективна глибока оранка лук, забруднених радіоактивними речовинами. Сіно зернових і зернобобових культур після такого обробітку містить ⁹⁰Sr у 1,5−5 раз менше.

Глибоке загортання радіоактивних продуктів поділу − засіб, що потребує багато праці і коштів. Тому його можна рекомендувати лише у виключних випадках (дуже високий рівень забруднення ґрунту радіоактивними речовинами і на значну глибину), тільки під окремі культури і, як правило, на невеликих площах. Цей захід можна також рекомендувати для термінового зниження зовнішнього фону радіації па окремих площах (заорювання радіоактивних речовин на глибину 40−50 см забезпечує зниження рівня зовнішнього випромінювання в 10 разів і більше).

Оскільки в перші тижні, а при сухій погоді протягом багатьох місяців радіоактивні опади розподіляються лише на поверхні ґрунту або в шарі товщиною не більше кількох сантиметрів, рекомендують його знімати. Для цього використовують нетрадиційну для агрономічної практики дорожньо-збиральну, дорожньо-будівельну або спеціально сконструйовану техніку. Дорожньо-будівельні машини − бульдозери, грейдери, скрепери можна використовувати для знімання забрудненого шару ґрунту будь-якої товщини.

При виділенні поверхневого шару ґрунту (5 см) доводиться вивозити до 500 м³ ґрунту з 1 га. А якщо ґрунти пухкі, то й більше в 2-3 рази. Таку кількість ґрунту важко не тільки знімати, а й захоронювати. Тому очищення поверхні ґрунту сільськогосподарських угідь за допомогою дорожніх механізмів можна рекомендувати тоді, коли вміст радіоактивних речовин у ньому набагато перевищує допустимі рівні, або тоді, коли обробіток ґрунту звичайними сільськогосподарськими знаряддями малоефективний.

При порівняно невисоких рівнях забрудненості ґрунтів достатньо обробити їх фрезерними машинами або важкими дисковими боронами, а також переорати відвальними плугами на звичайну глибину. Змішування за­брудненого поверхневого шару ґрунту з більш глибокими пластами зменшує поширення радіоактивних речовин вітром та надходження їх у рослини у 2−4 рази. При дуже високих рівнях забруднення рекомендується глибоке (до 0,5−1 м) засипання поверхневого радіоактивного шару чистим ґрунтом або сумішкою його з соломою та соломи з глиною. Такі заходи важко провести на великих територіях.

Застосування хімічних меліорантів і добрив. Роль мінеральних та органічних добрив як постачальників головних поживних речовин в умовах радіоактивного забруднення не змінюється. Проте вони можуть набувати нових функцій, які пов'язані з їх фізико-хімічними й хімічними властивостями. Добрива можуть стимулювати поглинання рослинами радіоактивних речовин. Але при кваліфікованому їх застосуванні в певних формах, кількостях і співвідношеннях можна набагато зменшити надходження радіонуклідів у рослини. На жаль, досі немає повних даних про вплив багатьох видів добрив на перехід у рослини радіоактивних речовин. Насамперед це стосується таких важливих у фізіологічному відношенні елементів, як азот і фосфор. Мало вивчена також роль мікроелементів у цьому процесі.

Розглянемо вплив деяких основних агрохімічних заходів на надходження радіоактивних речовин у сільськогосподарські рослини.

Вапнування. Радіоактивні речовини іноді надходять у навколишнє середовище у вигляді нерозчинних і важкорозчинних частинок. Проте з часом при контакті з киснем повітря і водою вони переходять у розчинні форми. Цьому особливо сприяє кисла реакція середовища. Було помічено, що з кислих ґрунтів у рослини надходить більше ⁹⁰Sr й ¹³⁷Cs, ніж із слабко кислих або нейтральних. Тому вапнування кислих ґрунтів, яке широко застосовується у сільському господарстві, не тільки сприяє поліпшенню умов росту рослин, а й знижує надходження радіоактивних речовин з ґрунту в рослини.

Основним компонентом вапняних матеріалів, як відомо, є кальцій − хімічний аналог стронцію у вигляді оксиду, гідроксиду, вуглекислого кальцію. Внаслідок антагонізму між ними надходження в рослини ⁹⁰Sr зменшується більшою мірою, ніж ¹³⁷Cs.

Вапнування застосовують на підзолистих, дерново-підзолистих та деяких торфових ґрунтах, значно менше − на сірих лісових ґрунтах та червоноземах. Внесення вапна в кислий дерново-підзолистий ґрунт знижувало вміст ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs у зерні пшениці й гороху в 2−3 рази, а в соломі в 1,5−4 рази (табл. 19).

Отже, вапнування кислих забруднених радіонуклідами ґрунтів слід вважати одним з головних заходів, що обмежують процес переходу радіоізотопів, і насамперед ⁹⁰Sr, у рослини. Згідно з даними різних авторів, вапнування дає змогу зменшувати вміст стронцію в картоплі й коренеплодах у 10−20 разів, у сіні бобових у 6 − 8 разів, у соломі злаків − у 3−4, у зерні − у 2 − 4 рази, в овочах − у 5−7, у ягодах − у 4 − 6 разів.

З метою зменшення кількості нагромадження врожаєм рослин ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs можна вносити не тільки вапно, а й інші вапняні матеріали природного і промислового походження: різні вапняки, доломіт, мергель, сланцевий та торф'яний попіл, дефекаційне багно, підходи целюлозно-паперових комбінатів, металургійної промисловості. Хорошим вапняним матеріалом є металургійні, або доменні, шлаки.

Зменшення вмісту радіонуклідів у продукції при внесенні вапна в кислий дерново-підзолистий ґрунт, % до контрольного варіанта без вапна.

Доза вапна за гідролітичною кислотністю	90Sr		137Cs
	Солома	Зерно		Солома	Зерно
	Пшениця
0,5	60	48		64	33
2	38	34		73	44
	Горох
0.5	87	58		34	40
2	60	31		25	30

На лужних ґрунтах для збагачення їх на кальцій проводять гіпсування, а на нейтральних вносять збалансовані за вмістом кальцію вапняні матеріали й гіпс.

Калійні добрива. Надходження ¹³⁷Cs в рослини та нагромадження його в урожаї значною мірою залежить від вмісту у навколишньому середовищі і в рослинах його хімічного аналогу − калію. З підвищенням кількості калію в ґрунті або поживному середовищі зменшується надходження ¹³⁷Cs в рослини. Тому внесення калійних добрив, особливо під рослини, які потребують підвищеної кількості калію, може бути одним з головних заходів зменшення вмісту ¹³⁷Cs в продукції рослинництва у 3-6 разів. Це пояснюють антагонізмом іонів калію та цезію під час їх надходження в рослини.

Рівень калійного живлення рослин істотно впливає на нагромадження ¹³⁷Cs у надземних органах і при надходженні його через листя. При внесенні калійних добрив у ґрунт вміст ¹³⁷Cs у вегетативних органах рослин значно зменшується, як і при обприскуванні ними листя. Значно зменшується надходження ¹³⁷Cs як через коріння, так і через листя при позакореневому підживленні рослин калієм. Слід зазначити, що рослини, які нагромаджують калій в підвищених кількостях (калієфіли), поглинають ¹³⁷Cs у значно більших кількостях, ніж звичайні види.

Фосфорні добрива. Солі фосфорних кислот можуть утворювати із стронцієм, як і з іншими важкими металами другої групи елементів таблиці Менделєєва, нерозчинні сполуки. Тому при внесенні у ґрунт фосфорних добрив може значно знизитись перехід ⁹⁰Sr з ґрунту у рослини. Найефективнішими з них є добрива, які містять фосфати кальцію і калію. Внесення у ґрунт трьохзаміщеного фосфату калію у кілька разів зменшує вміст у рослинах як ⁹⁰Sr, так і ¹³⁷Cs. Фосфати амонію, натрію, магнію та інші впливають здебільшого тільки на вміст ⁹⁰Sr.

Помічено, що фосфорні добрива в формі суперфосфату на деяких ґрунтових відмінах можуть посилювати нагромадження ¹³⁷Cs у рослинах. Азотно-фосфорне добриво підсилювало його надходження на всіх типах ґрунтів. Найінтенсивніше збільшення (у 4 рази) спостерігали на чорноземах.

Азотні добрива. На забруднених радіоактивними речовинами ґрунтах слід передусім обережно підходити до використання азотних добрив. Існує чимало даних про те, що при їх внесенні збільшується нагромадження в рослинах ¹³⁷Cs. Деякі форми азотних добрив стимулюють і надходження ⁹⁰Sr в рослини. Загальне збільшення норми повного мінерального добрива також призводить до нагромадження у рослинах ¹³⁷Cs. Тому зовсім не дивно, що у певних ситуаціях збільшення норми азотних або азотно-фосфорних добрив може призвести до збільшення у рослинах вмісту радіонуклідів.

Органічні добрива. Внесення в ґрунт органічних добрив, які збільшують ємкість ґрунтового вбирного комплексу, може істотно зменшити надходження в рослини радіоактивних речовин. Особливо ефективне внесення гною, перегною, низинного торфу на ґрунтах легкого механічного складу. При цьому органічні речовини добрив запобігають не тільки надходженню в рослини ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs, а й інших радіонуклідів.

Різко зменшується нагромадження радіоактивних речовин при спільному внесенні в дерново-підзолисті ґрунти органічних і вапняних добрив. Цей захід слід розглядати як один з найістотніших серед усіх агрономічних заходів, спрямованих на зменшення надходження радіонуклідів з ґрунту н рослими і водночас на збільшення врожаю сільськогосподарських культур.

При використанні органічних та інших місцевих добрив слід дотримуватися певних правил. Гній, компост, попіл, одержані в місцях з підвищеною щільністю радіоактивного забруднення, можуть перетворитися на джерело вторинного забруднення ґрунту. Тому їх не рекомендують використовувати на полях з низьким рівнем радіоактивності, а також вносити на овочево-картопляних сівозмінах, оскільки продукцію їх використовують безпосередньо в їжу.

Найдоцільніше застосовувати місцеві добрива, одержані на забруднених площах у сівозмінах кормового напряму, на насінницьких ділянках, на полях, де вирощуються такі технічні культури, як цукрові буряки, олійні та прядильні культури, картопля для виробництва крохмалю.

Отже, використання добрив на забруднених радіоактивними речовинами ґрунтах при додержанні певних правил, врахуванні специфіки ґрунтів, ступеня забруднення, особливостей культур може стати одним з головних заходів зменшення надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини. При цьому не слід забувати, що зниження радіоактивності продукції рослинництва досягають не тільки за рахунок зменшення їх нагромадження рослинами, а й за рахунок зменшення вмісту радіоактивних продуктів поділу на одиницю маси рослинницької продукції при збільшенні врожаю.

Для збільшення врожаю застосовують органічні та мінеральні добрива на основі загальних рекомендацій, які складаються з урахуванням ґрунтово-кліматичних умов регіону і специфіки сільськогосподарських культур. Проте при внесенні їх у ґрунти, забруднені радіоактивними речовинами, слід додержуватися певних правил. Так, майже на всіх типах ґрунтів внесення фосфорних добрив є ефективним засобом зменшення кількості в урожаї ⁹⁰Sr. Систематичне внесення високих доз суперфосфату створює резерви фосфору в ґрунті і зумовлює зменшене надходження його в рослини.

Підвищені норми калію перешкоджають надходженню ¹³⁷Cs в рослини. Щодо азотних добрив, то їх можна вносити у тих дозах, які рекомендовані під культуру в певних умовах.

На кислих ґрунтах слід додавати вапно. Для всіх типів ґрунтів, і особливо для супіщаних та легкосуглинкових, дуже важливим є збагачення орного шару на органічні добрива. Маються на увазі гній, перегній, торф, компости, ставковий мул та інші види місцевих добрив, які не містять продуктів радіоактивного забруднення. Хоча, як зазначалось, в окремих випадках можна використовувати також і дещо забруднені органічні добрива. У табл. 29 наведено рекомендовані дози внесення добрив.

Дози внесення вапна, мінеральних і органічних добрив під основні сільськогосподарські культури на забруднених радіоактивними речовинами дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтах.

Добрива	Зернові і зернобобові культури	Картопля, капуста
Вапняні, т/га:
вапно	10	6
доломіт	10	6
шлаки	8	5
Мінеральні, кг діючої речовини на 1 га:
азот	80 - 100	80 - 100
фосфор	180 - 200	180 - 200
калій	180 - 200	180 - 200
Органічні, т/га:
гній	40	40
торф	60	60 - 100

Вапняні добрива вносять під основну оранку, щоб досягти рівномірнішого змішування їх з ґрунтом.

На кислих і слабко кислих ґрунтах мінеральні добрива застосовують тільки після вапнування, бо використання самих мінеральних добрив (особливо фізіологічно кислих) підвищує кислотність ґрунтового розчину. А як зазначалося, у кислому середовищі надходження радіонуклідів у рослини збільшується.

Досі залишається маловивченим вплив мікроелементів на надходження у рослини радіоактивних речовин. На підставі їх хімічних властивостей можна очікувати, що літій і мідь, наприклад, запобігають надходженню у рослини радіоактивного цезію, а цинк і кадмій − радіоактивного стронцію.

Зміна структури сівозміни. Радіоактивні речовини поглинаються з ґрунту різними видами рослин з неоднаковою інтенсивністю і нагромаджуються в них у різних кількостях. Тому при плануванні заходів щодо зменшення їх надходження у сільськогосподарські рослини слід особливу увагу приділяти добору у сівозміні культур і сортів рослин, що вирощуються.

У відношенні рослин до стронцію та цезію помічається природна кореляція між поглинанням кальцію та ⁹⁰Sr, з одного боку, і калію та ¹³⁷Cs − з іншого. Такі кальцієфільні рослини, як люпин, люцерна, конюшина, вика, горох та інші бобові культури, інтенсивно поглинають ⁹⁰Sr, нагромаджуючи його в значних кількостях у своїх органах.

Нагромадження ⁹⁰Sr різними видами сільськогосподарських культур по відношенню до його вмісту у тимофіївці лучній

Культура Господарча частина Кількість ⁹⁰Sr, макі/кг с врожаю сухої речовини

Тимофіївка лучна Зелена маса 100

Люцерна посівна » 510

Конюшина лучна » 470

Кінські боби — 373

Кукурудза — 227

Соняшник — 220

Овес Солома 137

Зерно 20

Горох Солома 446

Зерно 10

Буряки Бадилля 164

Коренеплоди 64

Картопля Бульби 12

Злаки, які поглинають кальцій у порівняно невеликих кількостях, мало нагромаджують також і ⁹⁰Sr. Тому нагромадження ⁹⁰Sr в різних видах рослин може відрізнятися в десятки разів (табл. 21). Зокрема, вегетативні органи бобових рослин нагромаджують ⁹⁰Sr в кількостях, що значно перевищують його нагромадження злаками та овочевими культурами.

Такі калієфільні рослини, як люпин, кукурудза, капуста, картопля, буряки, інтенсивно поглинають ^I37Cs. В порядку зменшення вмісту радіонуклідів у продовольчій частині окремі види рослин розподіляються так: зернові та зернобобові − люпин, овес, гречка, горох, ячмінь, пшениця, кукурудза, просо, соя, квасоля; овочеві − капуста, картопля, буряки, морква, огірки, томати; трави – вівсяниця, райграс, стоколос, конюшина, тимофіївка. Нагромадження ^I37Cs при цьому змінювалося в десятки разів. Велике значення можуть мати сортові особливості рослин. Так, окремі сорти гороху можуть відрізнятися за здатністю нагромадження ⁹⁰Sr у зерні та соломі в 2,5 раза, а сорти ярої пшениці за здатністю нагромадження ¹³⁷Cs в зерні у 3, в соломі − майже у 2 рази. Різниця в нагромадженні ¹³⁷Cs залежно від сорту озимої пшениці становить до 5 разів.

Враховуючи такі істотні коливання у здатності різних сільськогосподарських рослин нагромаджувати радіоактивні речовини, можна вважати доречним проведення селекційних робіт саме за цією ознакою. Кінцева мета таких досліджень − створення нових сортів з низькою здатністю акумулювати окремі радіонукліди.

З урахуванням здатності культур і їх сортів до нагромадження радіоактивних речовин вносять відповідні корективи в сівозміні, щоб уникнути забруднення ними продукції рослинництва або знизити його рівень.

Іноді може виникнути потреба у вирощуванні культур, які можуть нагромаджувати максимальну кількість того чи іншого радіоактивного ізотопу. Спосіб очищення ґрунту від радіоактивних речовин за допомогою таких рослин з наступним захороненням або спеціальною переробкою урожаю дістав назву фітодезактивації. Найбільш доцільними культурами для цього є більшість ви­дів бобових і насамперед люпин − рекордсмен по поглинанню з ґрунту як ⁹⁰Sr, так і ^I37Cs.

Управління режимом зрошення. Важливу роль у міграції радіоактивних речовин і їх надходженні в рослини відіграє зрошення. Зрошувальна вода поліпшує водний режим ґрунту, впливає на тепловий режим, регулюючи температуру поверхневого шару ґрунту та приземного шару повітря, створює сприятливі умови для розвитку в ґрунті мікробіологічних процесів, збільшує кількість води в тканинах тканин, розчиняє поживні речовини і робить їх доступними для рослин. Все це дає змогу керувати ростом і розвитком рослин і забезпечує стабільно високі врожаї.

Але за рахунок оптимізації умов вирощування рослин при зрошенні можуть бути створені також сприятливі умови для надходження у них радіоактивних речовин. В Україні зрошуються близько 4 мли га сільськогоспо­дарських угідь, на яких вирощується понад чверть продукції рослинництва.

Розрізняють три основних шляхи впливу зрошення на нагромадження радіоактивних речовин у рослинах:

1) при зрошенні відбуваються істотні зміни у водному режимі ґрунтів, внаслідок чого можуть зростати рухливість радіоактивних речовин у ґрунті і їх доступність для кореневих систем рослий;

2) внаслідок змін характеру фізіологічних процесів, які взаємопов'язані із змінами у надходженні в рослини і транспортуванні поживних речовин, відбуваються зміни п нагромадженні як окремих макро- і мікроелементів, так і радіоактивних речовин;

3)при зрошенні радіоактивні речовини надходять у рослини по ланцюжках міграції, яких немає у богарному землеробстві (наприклад, перехід радіонуклідів у рослини безпосередньо з поливних вод, де є радіоізотопи).

На поливних землях можливі три шляхи переходу радіоактивних речовин у рослини: 1) тільки з ґрунту (якщо зрошувальні води не містять радіоактивних речовин); 2) тільки із зрошувальної води (якщо ґрунт не містить радіоактивних речовин); 3) комбінований, при якому радіоактивні речовини надходять у рослини як із ґрунту, так і із зрошувальної води. Така класифікація зручна на практиці, оскільки дає змогу виділити домінуючий шлях переходу радіоактивних ізотопів у рослини і визначити їх кількість.

Надходження радіоактивних речовин у рослини залежить від способу поливу − дощуванням, яке застосовують на більш як 80 % площ поливних земель, чи поверхневого. Іноді застосовують також підґрунтове і крапельне зрошення (не більш як на 1 % площ поливних земель).

При дощуванні радіоактивні речовини поглинаються переважно надземною частиною рослин з поливної води, яка потрапляє на листя, стебла, квітки, плоди; при поверхневому поливі (по борознах, напуском, по смугах, підтоплюванням) − корінням; при підґрунтовому зрошенні (вода надходить по капілярах ґрунту безпосередньо у кореневмісний його шар із керамічних труб з від­критими стиками або пористих, кротових дрен) − теж корінням.

Отже, радіоактивні речовини потрапляють у надземну частину та продуктивні органи більшості сільськогосподарських культур при зрошенні двома шляхами: довгим − зрошувальна вода − ґрунт − коренева система − надземні органи і коротким − зрошувальна вода − надземні органи. При короткому шляху міграції ізотопів радіоактивні речовини не поглинаються твердою фазою ґрунту, який є найважливішим бар'єром на шляху їх пе­реміщення з ґрунту в рослини. Якщо радіоактивні речовини містяться у воді, то надходження їх у рослини при дощуванні буде максимальним крізь надземні органи і частково крізь кореневу систему. При поверхневому поливі водою з радіоактивними речовинами надходження радіонуклідів дещо менше, оскільки частину з них поглинає ґрунт. Кількість поглинених ґрунтом радіонуклідів збільшується при просочуванні води по капілярах ґрунту з глибинних шарів. Внаслідок цього мінімальним стає надходження радіоактивних речовин з води при підґрунтовому поливі.

Кратність зменшення концентрації ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs в рослинах при вирощуванні їх у ґрунті порівняно з водними культурами

Радіо-нуклід	Культура	Господарська частина врожаю	Тип ґрунту
			пісок	супіщаний	суглинок	чорнозем
90Sr	Пшениця	Солома	1	4	5	45
		Зерно	1	1,3	7	38
	Горох	Солома	1	1,7	3,1	40
		Зерно	1	2,9	5	65
I37Cs	Пшениця	Солома	2,7	21	113	11500
		Зерно	4,4	25	135	1700
	Горох	Солома	3,3	480	1050	2720
		Зерно	2,4	860	1220	2340

При поливі незабрудненою радіоактивними речовинами водою слід віддати перевагу дощуванню. Виявлено зворотну залежність між вмістом радіоактивних речовин у рослинах і кількістю атмосферних опадів, які випали після осідання радіоактивних ізотопів на посіви. Це зумовлено тим, що змив радіоактивних частинок з надземних органів рослин знижує позакореневе надходження радіонуклідів у них. Аналогічна ситуація виникає і при дощуванні чистою водою. Через значний час після радіоактивних опадів дощування також доцільніше, оскільки частина води надійде в рослини крізь надземні органи, обминаючи радіоактивний ґрунт.

Поверхневий полив чистою водою сприяє глибокому промиванню ґрунту, переносу радіоактивних речовин з поверхні в кореневмісний шар, підвищенню рухомості радіонуклідів і надходженню їх у рослини. Підґрунтовий полив і в цій ситуації виявляється доцільніший.

Якщо радіоактивні речовини містяться і в ґрунті, і в зрошувальній воді, їх надходження у рослини збільшується, хоч просте підсумовування при цьому неможливе.

Крім виду поливу, режим зрошення сільськогосподарських культур визначається також нормою поливу, кількістю поливів та строком їх проведення.

Норма поливу − це кількість води, потрібна на один полив одиниці площі. її слід відрізняти від зрошувальної норми, яка означає кількість води для поливу одиниці площі за весь період вегетації рослин. При поливі дощуванням саме норма поливу дає змогу визначити тривалість контакту надземної частини рослин із зрошувальною водою і відповідно кількість радіонуклідів, які можуть потрапити в рослину. Головним фактором впливу на нагромадження радіоактивних речовин в урожаї є норма поливу. При збільшенні норми поливу з 100 до 1000 м³/га нагромадження ⁸⁹Sr в надземній частині пшениці під час збирання зростає втричі, а в зерні − вдвічі. Нагромадження обох ізотопів інтенсив­ніше при збільшенні норми поливу до 500 м³/га. З одного боку, це може бути зумовлене насиченням сорбуючої поверхні листя іонами, які містяться в поливній воді, в тому числі й радіонуклідами, при нормі поливу 400—500 м³/га, а з другого − змивом радіоактивних речовин при високій нормі поливу.

Якщо за нормою поливу можна визначити кількість радіоактивних речовин, які надходять в рослини за один полив, то за зрошувальною нормою − за весь період вегетації рослини. Зміна кількості поливів також впливає на надходження радіоактивних речовин у рослини. Якщо при збільшенні норми поливу дощуванням вище певного рівня кількість радіонуклідів, які надходять у рослини, досягає ступеня насиченості, то збільшення кількості поливів, яке звичайно призводить до зниження норми поливу, повинно сприяти їх нагромадженню. Деякі дані свідчать про те, що при однаковій зрошувальній нормі, але при зменшенні кількості поливів дощуванням у 2 − З рази, нагромадження радіонуклідів у рослинах зменшується в 1,5−4 рази.

При поверхневому зрошенні великі норми поливу сприяють вимиванню радіоактивних речовин у глибші шари ґрунту. Тому зменшення кількості поливів за рахунок збільшення поливної норми також зменшує надходження радіоізотопів у рослини.

Інтенсивність надходження радіоактивних речовин у рослини залежить також від строків поливу. При дощуванні на пізніших етапах вегетаційного періоду рослини містять більшу кількість радіоактивних речовин, оскіль­ки збільшуються їх маса і розмір надземної частини. У пізні фази розвитку радіоактивні речовини можуть потрапляти безпосередньо на генеративні органи рослин, що призводить до збільшення їх вмісту у плодах. У рослин розвивається міцніша коренева система, яка забезпечує інтенсивніше поглинання ізотопів з ґрунту при поверхневому поливі. Крім того, наприкінці онтогенезу, в період формування врожаю у багатьох видів сільсько­господарських культур активізується метаболізм, що супроводжується посиленням поглинальної здатності кореневої системи. Внаслідок цього виявляється така закономірність: чим ближче до збирання врожаю здійснюється полив, незалежно від його способу, тим більше радіоактивних речовин нагромаджується у рослинах. Мають значення й інші фактори, а саме: забрудненість води радіоактивними речовинами, їх ізотопний склад, фізико-хімічний стан (він визначає їх міграційні властивості), хімічний склад та мінералізація поливних вод, тип ґрунту, рівень його забруднення радіонуклідами, видові особ­ливості рослин тощо.

У зв'язку з викладеним вище важко дати якісь конкретні рекомендації щодо запобігання надходженню і нагромадженню радіоактивних речовин у сільськогосподарських рослинах за допомогою регуляції режиму зрошення. Та деякі загальні рекомендації можливі. Вони стосуються здебільшого найнебезпечнішої ситуації, коли здійснюється полив водою, що містить радіоактивні речовини.

1. При можливості вибору способу зрошення перевагу слід надавати поверхневому поливу.

2. У межах об'єму зрошувальної норми за рахунок збільшення норм поливу зменшити кількість поливів.

3. Віддавати перевагу поливам у першій половині вегетаційного періоду рослин.

4. Не допускати поливу дощуванням у період формування і дозрівання генеративних органів, особливо тоді, коли плоди є основною продукцією рослинництва (зернових, зернобобових, деяких овочевих культур).

Зазначені обмеження у зрошенні можуть впливати на продуктивність сільськогосподарських культур, оскільки можуть призвести до порушення оптимальних умов їх вирощування. Але це повністю компенсується одержан­ням чистішої продукції.

Внесення спеціальних речовин і сполук. Для того щоб зменшити надходження радіоактивних речовин з ґрунту в рослини, рекомендується вносити в ґрунт мінерали, які мають здатність до їх сорбції. Особливо інтенсивно сорбують ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs ілліти та вермікуліти, дещо менше − монтморилоніти та каолініти. Ефективними сорбентами є такі мінерали, як флогопіт, асканіт, гумбрин, гідрофлогопіт, біотит, цеоліти та бентоніти. Згідно з даними деяких авторів, внесення цих мінералів у ґрунт у дрібно-розмеленому стані у кількості, що становить 0,5−1 % об'єму орного шару ґрунту, зменшує надходження радіоактивних речовин у рослини в кілька разів.

Ефективним є також внесення у ґрунт комплексонів − амінополікарбонових кислот та їх похідних, які можуть утворювати в ґрунті комплексні сполуки з радіонуклідами, в тому числі й плутонію, америцію, сприяючи їх вимиванню з кореневмісного шару вглиб ґрунту.

Знижує надходження радіоактивних речовин в сільськогосподарські рослини і обприскування ґрунтів розчинами хімічних сполук, які утворюють на них важкорозчинну у воді полімерну плівку. Така плівка зменшує вторинне перенесення радіоактивних речовин з пилом, зменшує рівень аерального забруднення рослин радіоактивними речовинами.

Кожен з розглянутих заходів певною мірою ефективний, але при одночасному проведенні кількох з них може не бути арифметичного зниження депонування радіонуклідів у продукції рослинництва. На фоні комплексу за­ходів їх вплив на надходження продуктів розпаду ізотопів у рослини може істотно змінюватись аж до зниження ефективності кожного порівняно із застосуванням окремо кожного заходу.

При складанні рекомендацій щодо практичного застосування комплексних заходів зниження надходження радіоактивних речовин з ґрунту в рослини слід врахову­вати не тільки їх санітарно-гігієнічне значення, а й економічну ефективність. Навряд чи доцільно рекомендувати використання дорогих засобів, яке не зможе виправдати концепцію радіаційної безпеки «ризик − користь». Цією концепцією слід керуватися завжди при використанні забруднених сільськогосподарських угідь для одержання чистої продукції рослинництва і тваринництва.