Преодоление последствий Чернобыль

УДК 633.2.03:633.2:631.82:631.438.2:631.445.12

ПРИЕМЫ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЙМЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ БЕЛАРУСИ И РОССИИ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ 137Cs В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ КАТАСТРОФЫ

А. Г. ПОДОЛЯК, канд. с.-х. наук, доцент РНИУП «Институт радиологии», г. Гомель, Республика Беларусь

Н. М. БЕЛОУС, д-р с.-х. наук, профессор, Е. В. СМОЛЬСКИЙ, канд. с.-х. наук

ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» г. Брянск, Российская Федерация

В результате катастрофы на Чернобыльской АЭС произошло радиоактивное загрязнение 375,3 тыс. га пойменных земель Республики Беларусь, ранее интенсивно использовавшихся для выпаса скота и заготовки кормов. Высокопродуктивные пойменные земли сосредоточены в большей части в Гомельской, Могилевской и Брестской областях,

территория которых наиболее загрязнена радионуклидами, особенно

137Сs [1–3].

По состоянию на 1 января 2015 г. (по данным последнего тура радиологического и агрохимического обследований) общая площадь загрязненных земель, расположенных на аллювиальных и торфяноболотных пойменных почвах с плотностью загрязнения 137Сs более 1 Ки/км2, составляет порядка 245 тыс. га.

На территории Брянской области сенокосы и пастбища занимают около 550 тыс. га и обеспечивают более половины грубых и сочных кормов для животноводства. Из них загрязненными 137Сs в результате чернобыльской катастрофы оказались 491,4 тыс. га [5, 7].

На загрязненных радионуклидами территориях важнейшим показателем качества получаемых кормов является содержание в них радионуклидов [2, 6].

Согласно вступившему в силу с 1 июля 2014 г. техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» (утвержден решением комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. № 880) ужесточен норматив на содержание 137Сs в говядине с 500 до 200 Бк/кг, а также введение новых нормативов по содержанию 137Сs (ВП 13.5.13/06–01), согласно которым содержание 137Сs в сене не должно превышать 400 Бк/кг, усложняют проблему по-

161

лучения нормативно безопасных кормов при использовании сенокосов и пастбищ на загрязненных 137Сs пойменных землях как в Республике Беларусь, так и в Российской Федерации.

Как показывает практика, выбор того или иного способа улучшения луговых земель должен определяться минимальными экономическими затратами и основываться на эффективности уменьшения потоков радионуклидов, поступающих к человеку и образующих дозу внутреннего облучения (около 60–80 % среднегодовой индивидуальной дозы внутреннего облучения человека формируется за счет потребления молока) [4].

Приемы улучшения и эффективного использования пойменных земель были отработаны в стационарных опытах РНИУП «Институт радиологии» в Брагинском и Кормянском районах Гомельской области Республики Беларусь (1994–2007 гг.) и ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» в Новозыбковском районе Брянской области Российской Федерации (2009–2014 гг.).

Почвы опытных участков соответственно:

- аллювиальная дерновая глееватая песчаная (плотность загрязне-

ния 137Cs – 864 кБк/м2, гумус – 3,4–4,2 %, рНKCl – 5,0–5,5, Нг – 2,0– 2,2 мг-экв/100 г почвы, K2O – 77–105 мг/кг, P2O5 – 96–150, Ca – 515–

675, Mg – 170–210 мг/кг почвы);

- аллювиальная дерново-оглеенная песчаная (показатели плотности загрязнения 137Cs колебались в пределах 559–867 кБк/м2, рНКСl – 5,2– 5,6, Нг – 2,6–2,8 мг-экв/100 г почвы, сумма поглощенных оснований –

11,3–13,1 мг-экв/100 г почвы, гумус – 3,08–3,33 %, P2O5 – 620– 840 мг/кг, K2O – 133–180 мг/кг).

Результаты исследований показали, что в естественном травостое пойменных лугов (сено при стандартной влажности 16 %), где не вносились минеральные удобрения, содержание 137Cs составило в среднем за годы исследований 3205 и 3194 Бк/кг соответственно, что превышает нормативный показатель (400 Бк/кг) на исследуемых пойменных лугах Брянской и Гомельской областей в восемь раз (табл. 1) [3, 6, 8].

Применение полного минерального удобрения в дозе N90Р60К120 снижает содержание 137Сs в продукции кормопроизводства в 2,3– 2,4 раза, однако полученный корм не соответствует нормативным требованиям. Увеличение дозы калийных удобрений в полном минеральном удобрении на 30 в Брянской и на 60 кг д. в. в Гомельской области снижает содержание 137Cs соответственно в 7,6 и 6,1 раза по сравне-

162

нию с контролем, при этом корм не соответствует ветеринарносанитарным требованиям.

Гарантированное получение корма, отвечающего нормативу, в Брянской и Гомельской областях возможно при коренном улучшении и применении калийных удобрений в дозе 150 кг д. в. при соотношении N : K как 1:1,6.

Поверхностное и коренное улучшение пойменных лугов без применения минеральных удобрений снижает содержание 137Cs в сене сеяных трав соответственно в Брянской области в 1,1–1,2, а в Гомель-

ской – в 1,2–2,3 раза [3, 8].

Т а б л и ц а 1. Эффективность минеральных удобрений по снижению накопления

137Cs (среднее за два укоса) в сене пойменных кормовых угодий

Для снижения поступления 137Cs в растения наиболее эффективным приемом после улучшения является регулирование режима питания луговых растений за счет внесения повышенных доз калийных удобрений, умеренных доз азотных и фосфорных удобрений. Система удобрения пойменного луга при поверхностном улучшении определяется почвенными условиями, ботаническим составом травостоя и режимом дальнейшего использования луга (сенокосный или пастбищный) (табл. 2).

163

Т а б л и ц а 2. Рекомендуемые дозы минеральных удобрений (кг/га д. в.)

при ежегодном внесении на пойменных землях, загрязненных радионуклидами после их улучшения (урожайность 40–50 ц к. ед.)

При сенокосном использовании минеральные удобрения наиболее эффективны при внесении под каждый укос (два укоса в год): половину расчетной дозы азотных и калийных удобрений и полную дозу фосфорных удобрений рекомендуется вносить весной, вторая половина азотных и калийных удобрений вносится после первого укоса трав.

При пастбищном типе использования пойменного луга оптимальное количество стравливаний травостоя – три раза в год. Система применения удобрений в этом случае предусматривает 1/3 расчетной дозы азотных и калийных удобрений и полную расчетную дозу фосфорных удобрений вносить весной и по 1/3 расчетной дозы азотных и калийных удобрений – после первых двух стравливаний.

Во избежание избыточного накопления радионуклидов, нитратов и калия в урожае зеленой массы разовая доза азотных удобрений составляет 60 кг/га д. в., калийных – 90 кг/га д. в. после первых двух стравливаний [2–8].

Расчет показателей экономико-радиологической эффективности

улучшения пойменных лугов, имеющих плотность радиоактивного загрязнения почвы 137Cs>10 Ки/км2 (>370 кБк/м2), на основе результа-

тов, полученных в конкретных стационарных экспериментах в Гомельской и Брянской областях, показывает, что при общей стоимости

164

затрат на их улучшение и эксплуатацию каждого гектара кормовых угодий в течение пяти лет (порядка 1 тыс. евро) величина предотвращенной дозы от применения защитных мероприятий составляет в пределах 0,25–0,50 чел.-Зв, а стоимость предотвращенной дозы – 5– 10 тыс. евро/чел.-Зв.

Применение защитных мероприятий на сенокосах и пастбищах считается целесообразным и экономически оправданным, если стоимость предотвращенной коллективной дозы на 1 чел.-Зв в результате их применения находится в пределах от 10 до 20 тыс. евро [4].

ЛИТЕРАТУРА

1. Радиологическая оценка агрохимических приемов улучшения лугов, загрязненных 137 Cs и 90Sr в результате аварии на Чернобыльской АЭС / А. Г. Подоляк [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграр. навук. – 2005. – № 2. – С. 64–70.

2. Расчет доз минеральных удобрений для кормовых угодий, загрязненных радионуклидами /А. Г. Подоляк [и др.] //Агрохимический вестник. – 2006. – № 2. – С. 21–23.

3. П о д о л я к , А. Г. Накопление 137Cs и 90Sr в травостое пойменных лугов в зависимости от агрохимических свойств и степени окультуренности аллювиально-дерновых почв / А. Г. Подоляк // Изв. Гомел. гос. ун-та им. Ф. Скорины. – 2005. – № 6. – С. 96–104.

4.Effectiveness of agricultural practices in decreasing radionuclide transfer to plants in natural meadows / M. Vidal [et al.] // Radiation Protection Dosimetry. – 2000. – Vol. 92, № 1–

3.– P. 65–70.

5.Радиационная оценка применения минеральных удобрений на естественных кормовых угодьях / Н. М. Белоус [и др.] // Проблемы агрохимии и экологии. – 2013. – № 1. – С. 9–15.

6.Разработка комплекса мероприятий по коренному улучшению естественных кор-

мовых угодий, загрязненных радионуклидом цезий-137 / В. Ф. Шаповалов [и др.] // Вестн. РУДН. Сер. Агрономия и животноводство. – 2014. – № 1. – С. 13–20.

7.С ы ч е в, В. Г. Радиоэкологическая оценка применения минеральных удобрений при коренном улучшении пастбищ пойменных угодий / В. Г. Сычев, Н. М. Белоус, Е. В. Смольский // Плодородие. – 2015. – № 3 (84). – С. 2–5.

8.Влияние фосфорно-калийных удобрений на урожайность и качество сена многолетних трав в условиях радиоактивного загрязнения / Н. М. Белоус [и др.] // Достижения науки и техники АПК. – 2015. – № 3. – С. 33–35.

165

УДК 635:631.95

СОРТОВЫЕ РАЗЛИЧИЯ В НАКОПЛЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ОВОЩНЫМИ КУЛЬТУРАМИ

И. Г. ПУГАЧЕВА, М. М. ДОБРОДЬКИН, кандидаты с.-х. наук, доценты, А. М. ДОБРОДЬКИН, старший преподаватель

УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия» г. Горки, Республика Беларусь

Длительное время, развивая свою деятельность на основе представления о неограниченности природных ресурсов и безграничности самоочищающей способности природных экосистем, человечество пришло к деградации качества природной среды в региональном и глобальном масштабе, обусловив тем самым, по данным ВОЗ, до 80 % своих болезней.

Среди множества загрязнителей окружающей среды особо выделяется группа тяжелых металлов (ТМ) – большая группа химических элементов с атомным весом более 50 и плотностью выше 5,59 г/см3 – Hg, Pb, W, Sn, Cd, Mo, Сu, Со, Мn, Сr и др., которые являются загрязнителями почвы, воды и воздуха. В условиях Республики Беларусь наиболее опасными признаны кадмий, свинец, хром, ртуть, цинк и другие тяжелые металлы [1, 2].

Всвязи с широким спектром воздействий нередко сложно выявить степень влияния ТМ на живые организмы. Причем многие негативные воздействия носят синергичный характер, что увеличивает их опасность.

Внашей республике более 100 тыс. га земель загрязнены свинцом и кадмием, причем значительная часть из них находится под сельскохозяйственными угодьями.

Всвязи с вышеизложенным представляется актуальным проведение исследований, направленных на снижение поступления тяжелых металлов в продуктивные органы овощных культур путем подбора или создания сортов с минимальным их накоплением. Для решения данной задачи следует оценить сортовые и видовые особенности накопления тяжелых металлов в продуктивных органах овощных культур. Особого внимания заслуживают селекционно-генетические методы реализации адаптивного потенциала устойчивости растений к воздействию загрязненной поллютантами среды. Целью наших исследований явилась

166

оценка эколого-генетических параметров овощных культур (моркови столовой, капусты белокочанной, свеклы столовой) по накоплению тяжелых металлов с учетом сортовой специфики и подбор сортов с минимальным накоплением поллютантов, обеспечивающих получение экологически безопасной продукции.

По изучению специфики накопления тяжелых металлов в продуктивных органах овощных культур нами был заложен опыт в Горецком районе на территории совхоза-комбината «Горки» на дерновоподзолистых среднесуглинистых почвах в трехкратной повторности на делянках по 3 м2, материалом служили: шесть сортов капусты белокочанной – Мара, Жнивеньская, Колобок F1, Русиновка, Зимовая, Надзея; шесть сортов моркови столовой – Лявониха, НИИОХ 336, Звезда F1, Лосиноостровская, Топаз F1, Витаминная 6; шесть сортов свеклы столовой – Монокль, Красный шар, Кадет, Цилиндра, Детройт, Египетская плоская. Исследования проводили в течение двух лет.

Минеральное питание, кг д. в/га: капуста белокочанная – N200P120K160;

морковь столовая – N120P90K150; свекла столовая – N90P150K120. Проводились фенологические наблюдения, биометрические измерения и учет

урожайности изучаемых культур.

В опытном варианте обработку тяжелыми металлами проводили в фазу формирования кочана у капусты и в фазе 5–6 настоящих листьев у моркови и свеклы, в концентрации 0,25 % от предельно допустимой концентрации в почве, кадмием хлористым GdCl2·2,5H2O для создания фона загрязнения кадмием, свинцом уксуснокислым Pb(CH3COO)2·3H2O для создания фона загрязнения свинцом. В контрольном варианте обработки не проводились.

Подготовка проб к анализу включала в себя следующие этапы:

1.Очистка и отмывка корнеплодов от почвы;

2.Измельчение десяти корнеплодов или пяти кочанов;

3.Отбор проб из каждой повторности массой 150 г;

4.Сушка в сушильных шкафах до воздушно-сухой массы с последующим анализом на содержание тяжелых металлов.

Загрязнение агроландшафта свинцом снижает формирование общей урожайности капусты белокочанной всех изучаемых сортов и способствует увеличению процента нетоварной урожайности данных сортов.

На фоне, загрязненном кадмием, происходит снижение общей урожайности большинства сортов, исключение составляет сорт Русинов-

167

ка, у которого наблюдается увеличение общей урожайности по отношению к контрольному фону.

Загрязнение агроландшафта тяжелыми металлами (свинцом и кадмием) ингибирует формирование товарной урожайности свеклы столовой всех изучаемых сортов без исключения.

В условиях загрязнения агроландшафта свинцом минимальным накоплением токсиканта отличались сорта капусты белокочанной Колобок F1, Мара, Зимовая, а максимальное накопление свинца отмечалось у сортов Русиновка и Надзея. Превышение ПДК составило 5,5– 14,0 раз соответственно.

На агроландшафте, загрязненном кадмием, минимальным накоплением тяжелого металла характеризуется сорт капусты белокочанной Колобок F1 (0,48 мг/кг), а максимальное накопление кадмия отмечено у сорта Зимовая (1,24 мг/кг), что в 41 раз выше ПДК.

По результатам проведенных исследований нами рекомендуются сорта капусты белокочанной Колобок F1, Мара, Зимовая для выращивания их на агроландшафтах, загрязненных свинцом, а сорт Колобок – на агроландшафтах, загрязненных свинцом и кадмием.

Изучение сортов и гибридов моркови столовой показало, что в большинстве случаев на загрязненном свинцовом фоне происходит снижение общей урожайности по отношениию к контрольному фону, исключение составляют сорта Лявониха и Топаз F1, где наблюдается увеличение этого показателя по отношению к контролю. Аналогичная картина наблюдается и на фоне, загрязненном кадмием, т. е. у большинства сортов снижается общая урожайность.

На формирование товарной урожайности загрязнение агроландшафта тяжелыми металлами существенного влияния не оказывало, т. е. сорта реагировали на загрязнители либо в сторону незначительного увеличения, либо уменьшения товарной урожайности по отношению к контрольному варианту.

По результатам исследований выявлены сорта моркови столовой (Лявониха, Витаминная 6, Звезда F1, НИИОХ 336), сочетающие в себе высокую товарную урожайность и способность к минимальному накоплению свинца на фоне, загрязненном свинцом.

На основании проведенных исследований нами рекомендуются сорта моркови столовой Лявониха, Витаминная 6, Звезда F1, НИИОХ 336 для выращивания их на агроландшафтах, загрязненных свинцом.

168

Загрязнение агроландшафта свинцом в большинстве случаев снижает формирование общей урожайности свеклы столовой. Исключением является сорт Кадет, у которого происходит увеличение урожайности по отношению к контрольному варианту на 24,8 %. На фоне, загрязненном кадмием, наблюдается увеличение общей урожайности по отношению к контрольному фону.

Загрязнение агроландшафта тяжелыми металлами стимулирует формирование товарной урожайности свеклы столовой большинства изучаемых сортов. Исключение составляет сорт Кадет, у которого происходит снижение товарной урожайности по отношению к контрольному варианту.

Выявлены сорта свеклы столовой, способные формировать высокую товарную урожайность с минимальным накоплением солей свинца в корнеплодах в условиях загрязнения агроландшафта свинцом. Таковыми являются Красный шар, Детройт и Прыгажуня, а сорта Египетская плоская, Цилиндра накапливали максимальное количество солей свинца в корнеплодах, где превышение предельно допустимой концентрации (ПДК) колебалось от 20 до 26 раз соответственно.

В условиях загрязнения агроландшафта кадмием минимальным накоплением солей кадмия отмечались сорта Детройт и Египетская плоская, а максимальное накопление кадмия наблюдалось у сортов Прыгажуня, Цилиндра. Превышение ПДК составило более 100 раз.

По результатам проведенных исследований нами рекомендуются сорта свеклы столовой: Красный шар, Прыгажуня, Детройт для выращивания их на агроландшафтах, загрязненных свинцом, а сорт Детройт – на агроландшафтах, загрязненных свинцом и кадмием.

По накоплению солей кадмия нами не выявлено сортов с минимальным накоплением этого загрязнителя, так как превышение ПДК составило от 90 раз у сорта Топаз F1 до 145,6 раза у сорта Лосиноостровская.

ЛИТЕРАТУРА

1.Ал е к с е е в, Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю. В. Алексеев. – Л.: Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. – 140 с.: ил.

2.Т и в о , П. Ф. Тяжелые металлы и экология / П. Ф. Тиво, И. Г. Быцко. – Минск:

ЮНИПОЛ, 1996. – 192 с.

169

УДК 631.438

ЭФФЕКТИВНОСТЬ АГРОХИМИЧЕСКИХ ЗАЩИТНЫХ МЕР В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ НА ЗЕМЛЯХ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ

Ю. В. ПУТЯТИН, д-р с.-х. наук, доцент, И. М. БОГДЕВИЧ, д-р с.-х. наук, профессор,

О. М. ТАВРЫКИНА, канд. с.-х. наук Институт почвоведения и агрохимии г. Минск, Республика Беларусь

При разработке стратегий применения защитных мероприятий в растениеводстве, направленных на получение максимального эффекта от их использования с минимальными дополнительными вложениями, необходимо учитывать ряд факторов, определяющих формирование доз внутреннего облучения, к числу которых относятся плотность и состав выпадений, тип и плодородие почв. С момента аварии в загрязненных районах Беларуси обеспечивался достаточно высокий уровень проведения защитных мер, в том числе известкование кислых почв, внесение повышенных доз фосфорных и калийных удобрений, соответствующий практически 100 % от потребности.

Средневзвешенные значения pH загрязненных пахотных почв в настоящее время превышают доаварийные показатели на 0,27 единиц по Гомельской и на 0,40 по Могилевской областям. В ряде районов

доля переизвесткованных почв (pH(KCl)>6,5) составляет до 41 %. Средневзвешенное содержание подвижных форм калия в пахотных

почвах, загрязненных радионуклидами, за послеаварийный период повысилось на 64 мг/кг К2О в Гомельской области, в Могилевской – на 36 и Брестской – на 23 мг/кг. В настоящее время из 22 обследованных районов в 21 районе наблюдается значительная доля пахотных почв с содержанием калия выше оптимальных значений.

Аналогичная ситуация наблюдается с обеспеченностью загрязненных почв подвижным фосфором, содержание которого возросло в Гомельской области на 57 мг/кг P2O5 и в Могилевской – на 29 мг/кг. В настоящее время средневзвешенное содержание P2O5 на загрязненной пашне выше среднего республиканского уровня на 30 %.

Основной эффект от применения агрохимических контрмер – снижение концентраций радионуклидов в продукции. Широкомас-

170