система земледелия в зоне радиоактивного загрязнения

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
Кафедра земледелия
СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В ЗОНЕ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И ЗАДАНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТ
Для студентов- заочников специальности С.04.01.00 – землеустройство
Горки 2005
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
Кафедра земледелия
СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В ЗОНЕ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
И ЗАДАНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Для студентов- заочников специальности С.04.01.00 – землеустройство
Горки 2005
Радиационная обстановка на землях сельскохозяйственных
угодий
В результате Чернобыльской аварии около 70 % радиоактивных
веществ, выброшенных в атмосферу, выпало на территорию Беларуси, загрязнено 23 % всей территории республики, где проживали
2,2 млн. человек. Это по существу является радиационной катастрофой, негативно повлиявшей на все сферы общественной и
производственной жизни, но наибольший ущерб нанесен аграрному сектору. Загрязнению с плотностью выше 1 Ки/кв. км по цезию137 подверглось более 1,8 млн. гектаров сельскохозяйственных
угодий, из которых 265 тыс. гектаров исключены из сельскохозяйственного оборота. Выведены преимущественно земли с плотностью загрязнения цезием-137 свыше 40 Ки/кв. км, стронцием-90 –
свыше 3 Ки/кв. км, плутонием – свыше 0,1 Ки/кв. км, в связи с превышением предельных дозовых нагрузок на население и трудностью получения сельскохозяйственной продукции с допустимым
уровнем загрязнения радионуклидами. Однако исключены из хозяйственного пользования также значительные площади земель,
прилегающих к выселенным населенным пунктам, с меньшей
плотностью загрязнения радионуклидами. Прямые ежегодные потери только растениеводческой продукции с отчужденных земель
составляют 111 млн. долларов. Стоимость оставленных производственных фондов многократно выше.
Отселенная территория, общей площадью 450 тыс. га разделяется на зоны: эвакуации (отчуждения), первоочередного и последующего отселения. Наряду с ними выделена зона с правом на отселение и зона усиленного радиационного контроля. Зона отчуждения, площадью около 170 тыс. га, с которой население было эвакуировано в 1986 году, наиболее загрязнена радионуклидами и
входит в состав Полесского государственного радиационноэкологического заповедника. Основная территория зоны отчуждения не может быть возвращена в сельскохозяйственный оборот
даже в отдаленной перспективе вследствие высокой плотности загрязнения долгоживущими радионуклидами. Зона отселения состоит из территориально разобщенных участков, где прекращена
хозяйственная деятельность после отселения 415 населенных пунктов в Гомельской, Могилевской и Брестской областях. Сельскохо-
зяйственные угодья зоны отселения характеризуются весьма неоднородным почвенным покровом и уровнем плодородия, от 55-60
до 16-30 баллов. Загрязнение почв цезием-137 характеризуется
плотностью от 1 до 40-146 Ки/км2 и стронцием-90 от 0.3 до 6
Ки/км2. Разработана концепция поэтапной реабилитации зоны отселения, которую можно предусматривать по мере создания экономических предпосылок в республике.
Основное внимание по преодолению последствий Чернобыльской катастрофы направлено на загрязненные земли, где проживает население. Сельскохозяйственное производство ведется на 1,3
млн. гектаров земель, загрязненных цезием-137 с плотностью 1-40
Ки/км2 из которых 0,46 млн. гектаров одновременно загрязнены и
стронцием-90 с плотностью 0.15-3,0 Ки/км2. Основные массивы
загрязненных пахотных земель и луговых угодий сосредоточены в
Гомельской (57%) и Могилевской (27%) областях. Доля загрязненных земель в Брестской, Гродненской и Минской областях составляет соответственно 7, 4, и 5%.
Количественные характеристики загрязнения земель периодически обновляются областными проектно-изыскательскими станциями по химизации сельского хозяйства путем комплексного радиологического и агрохимического обследования почв под методическим руководством НИГП «Институт почвоведения и агрохимии».
8.1.2. Поведение радионуклидов в почве и переход их в продукцию
Для оптимизации комплекса мер по эффективному землепользованию и снижению радиоактивногозагрязнения сельскохозяйственной продукции разрабатывается научно-исследовательская
программа. Программу координирует НИИ почвоведения и агрохимии, выполняют ряд лабораторий научно-исследовательских
институтов Академии аграрных наук и НИИ радиологии МЧС, с
привлечением исследователей из университетов, проектноизыскательских и опытных станций.
Установлено, что практически все радионуклиды находятся в
верхнем корнеобитаемом слое почвы и будут доступны растениям
в обозримо длительной перспективе на луговых угодьях и пашне,
вследствие малой скорости миграции радионуклидов вглубь профиля почвы. В то же время наблюдаются процессы локального
вторичного загрязнения за счет горизонтальной миграции радионуклидов вследствие ветровой и водной эрозии почв. По данным
исследований Института почвоведения и агрохимии, содержание
радионуклидов в пахотном горизонте почв на различных элементах
рельефа в результате водной эрозии на посевах однолетних культур изменялось за девять лет до 1,5-3 раз. Увеличение плотности
загрязнения цезием-137 в зоне аккумуляции (нижние части склонов
и понижения) по сравнению с зоной смыва (верхние и средние части склонов) в среднем составило от 13%, при ежегодном смыве
почвы до 5 т/га, до 75%, при смыве 10-20 т/га. На бессменных посевах многолетних трав, не наблюдалось твердого стока и достоверных различий в плотности загрязнения почв радионуклидами по
элементам склонов. В результате ветровой эрозии на осушенных
торфяных почвах, используемых под посев однолетних культур,
различия в плотности загрязнения пахотного горизонта цезием-137
достигали до 1,5-2 раз.
В качестве защитной меры предложена система почвозащитных
севооборотов и специальной обработки почв с периодическим,
безотвальным рыхлением до глубины 40см плужной подошвы. Защита почв от водной и ветровой эрозии особенно важна, так как
позволяет снизить до минимума потерю гумусового слоя и уменьшить опасность локального загрязнения продукции на значительной части площади пашни загрязненной зоны.
Доступность растениям цезия-137 существенно уменьшается во
времени по мере процессов фиксации его почвой. За период с 1987
по 1997 год доля (фиксированной фракции цезия-137 увеличилась
почти в 3 раза и составляет 83-98" о от валового содержания. Для
стронция-90, наоборот, характерно преобладание легкодоступных
для растений форм, которые составляют 57-81% от валового содержания и имеют тенденцию к повышению во времени.
Соответственно изменяются во времени и коэффициенты перехода радионуклидов из почвы в растения. Переход в зерновые
культуры и сено многолетних трав цезия-137 в после аварийный
период уменьшился на порядок, а стронция-90. практически мало
изменился. Для обеспечения прогноза загрязнения сельскохозяйственной продукции необходимо периодически уточнять данные
по коэффициентам перехода радионуклидов из почвы в урожай.
Содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции
зависит не только от плотности загрязнения, но и от типа почв, их
гранулометрического состава и агрохимических свойств, биологических особенностей возделываемых культур. Показатели почвенного плодородия оказывают существенное влияние на накопление
радионуклидов всеми сельскохозяйственными культурами, но особенно многолетними травами. При повышении содержания гумуса
в почве от 1 до 3,5% переход радионуклидов в растения снижается
в 1,5-2 раза, а по мере повышения содержания в почве обменных
форм калия от низкого (менее 100 мг К2О на кг почвы) до оптимального (200-300 мг/кг) и изменения реакции почв от кислого
интервала (рН 4,5-5,0) к нейтральному (рН 6,5-7,0) – в 2-3 раза.
Минимальный переход цезия-137 и стронция-90 в растения наблюдается при достижении оптимальных параметров агрохимических
свойств почв.
Большое влияние на накопление радионуклидов в продукции
сельскохозяйственных культур оказывает режим увлажнения почв.
По данным исследований НИИ почвоведения и агрохимии, переход радиоцезия в многолетние злаковые травы выше в 10-27 раз на
дерново-глеевых и дерново-подзолисто-глеевых почвах по сравнению с временно-избыточно увлажняемыми и автоморфными почвами.
Установленные закономерности в исследованиях подтверждены
практикой. На переувлажненных песчаных и торфяных почвах,
например в Наровлянском и Лельчицком районах Гомельской области, высокая степень загрязнения травяных кормов, наблюдается
даже при относительно низких плотностях загрязнения почв радионуклидами. В то же время, на окультуренных участках дерновоподзолистых суглинистых почв Могилевской области возможно
получение продукции с допустимым содержанием цезия-137 и при
плотности загрязнения до 20-30 Ки/км2
Переход радионуклидов существенно зависит от межвидовых
особенностей сельскохозяйственных культур. Накопление цезия137 по видам растений (в расчете на сухое вещество) может различаться до 180 раз, а накопление стронция-90 – до 30 раз, при одинаковой плотности загрязнения почв. Сортовые различия в накоплении радионуклидов значительны, хотя и заметно меньше(1,5-3
раза), что также необходимо учитывать в сельскохозяйственном
производстве на загрязненных землях.
8.1.3. Приемы, ограничивающие поступление радионуклидов в растения
В настоящее время дозовые нагрузки населения преимущественно определяются содержанием цезия-137 и стронция-90 в
продуктах питания. Главной задачей ведения сельскохозяйственного производства на загрязненной территории является получение
продукции с содержанием радионуклидов в пределах новых, более
жестких Республиканских допустимых уровней содержания радионуклидов цезия и стронция в пищевых продуктах (РДУ-99), утвержденных Минздравом Беларуси, взамен действовавших ранее
РДУ-96. Зонирование сельскохозяйственных угодий только по
плотности загрязнения почв радионуклидами уже недостаточно и
для разработки защитных мер был принят принцип индивидуального учета основных свойств почв каждого поля. С этой целью
разработан комплекс специальных защитных мероприятии, позволяющих снизить концентрацию радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, основными из которых являются:
Подбор культур. По накоплению радиоцезия на единицу сухого
вещества установлен следующий убывающий ряд: разнотравье
естественных сенокосов и пастбищ, люпин, многолетние злаковые
травы, клевер, зеленая масса рапса, гороха, солома овса, зеленая
масса кукурузы, кормовая свекла, зеленая масса однолетних бобово-злаковых травосмесей, солома озимой ржи, зерно овса, картофель, солома ячменя, зерно озимой ржи, зерно ячменя. По содержанию стронция-90 в сухом веществе растений соответственно:
клевер, зеленая масса гороха, рапса, люпина, однолетних бобовозлаковых травосмесей, разнотравье суходольных сенокосов и пастбищ, многолетние злаковые травы, солома ячменя, зеленая масса
озимой ржи, кормовая свекла, зеленая масса кукурузы, солома овса
и озимой ржи, зерно ячменя, овса, озимой ржи, картофель.
Установленные закономерности поступления радионуклидов в
продукцию различных культур являются теоретической основой
для переспециализации растениеводства. Они были положены в
основу мероприятий в первые годы после аварии (выведение из
севооборотов культур с высокими коэффициентами перехода радионуклидов, изменение структуры посевных площадей и др.).
Таблица 8.1.3.1. Ограниченная плотность загрязнения почв цезиев-137 для получения растениеводческой продовольственной
продукции согласно РДУ-99 на окультуренных
дерново-подзолистых почвах
Предельная плотность загрязнения
почв цезием-137, Ки/км2
Культуры
ПесчаСупесСуглиные
чаные
нистые
Картофель ранний
27
40
40*
Морковь
21
37
40
Свекла столовая
17
19
34
Пшеница
40
40
Озимая рожь
27
35
40
Ячмень
34
40
40
Овес
9
12
14
Примечание. * – возделывание сельскохозяйственных культур
в соответствии с законодательством РБ разрешено при плотности
загрязнения почв цезием-137 не более 40 Ки/км2
Учитывая требования РДУ-99, на окультуренных дерновоподзолистых суглинистых и супесчаных почвах загрязненных
только цезием-137 с плотностью 15-40 Ки/км2 без ограничений
возможно возделывание на продовольственные цели озимой
пшеницы, ржи, ячменя, картофеля и некоторых овощных культур
(огурцы, кабачки, томаты). На скулыуренных песчаных почвах
возделывание таких же култур возможно лишь при плотности загрязнения почв менее 30 Ки/км2. Имеются ограничения в возделывании столовых корнеплодов – свеклы и моркови, особенно на
песчаных почвах (табл. 8.1.3.1.).
Использование овса на продовольственные цели ограничено
при плотности загрязнения свыше 9, 12 и 14 Ки/км 2, cooтветственно на песчаных, супесчаных и суглинистых почвах. На слабоокультуренных участках дерново-подзолистых почв диапазон
плотности загрязнения цезием-137 при котором возможно получение нормативно «чистой» продукции существенно уменьшается.
Известно, что в зоне с плотностью загрязнения цезием-137 1540 Ки/км2 почвы одновременно характеризуются, чаще всего, вы-
соким содержанием стронция-90. В республике насчитывается
100 тыс. га пахотных почв, загрязненных cтронцием-90 плотностью 0,3-1,0 Ки/км2, где наблюдаются частые превышения допустимых уровней загрязнения продовольственного зерна и картофеля, особенно на кислых и слабоокультуренных участках песчаных и супесчаных почв. Имеется также 18 тыс. га пашни с плотностью загрязнения стронцием-90 1,1-3,0 Ки/км2, где повсеместно
невозможно получение продовольственного зерна и картофеля.
На 30 тыс. га сельскохозяйственных угодий, с плотностью загрязнения более 1,0 Ки/км2, наблюдается повышенное содержание стронция-90 во всех видах грубых кормов, которые непригодны для производства цельного молока и могут скармливаться
скоту только для производства мяса и, частично для производств
молока – -сырья для переработки на масло.
На окультуренных naxoтных почвах и улучшенных луговых
yгодьях мясное скотоводство здесь можно вести с минимальными
oграничениями на заключи тельной cтадии откорма. Зеленые и
грубые корма, получаемые на торфяно-болотных почвах, а также
на естественных пастбищах и сенокосах, пригодны только для
начальной стадии откорма животных. Oграничения плотности загрязнения почв радионуклидами для производства кормов приведены в табл. 8.1.3.2-8.1.3.3.
Обеспеченность животноводства кормовым белком в большинстве районов составляет 80-85% к потребности, что приводит
к недобору продукции животноводства до 35%, перерасходу кормов и увеличению себестоимости мяса и молока. Очевидна необходимость изменения структуры посевных площадей в сторону
увеличения посевов высокобелковых культур. Возможность расширения посевов зернобобовых культур зависит от характера загрязнения почв радионуклидами.
Таблица 8.1.3.2. Ограничения плотности загрязнения почв цезием-137 для
производства кормов (мясо и молоко согласно РДУ-99) в зависимости от степени
окультуренности почв, Ки/км2
Дерново-подзолистые
почвы
ТорПродукция, культура
фяные
СуСуПес
почвы
глинипесчачаные
стые
ные
Молоко цельное
Зерно овса
17121129
24
19
Солома овса
18111140
40
32
Солома ячменя
40
262340
40
Сено клевера
25252540
40
40
Сено злаковых трав
2015154-11
40
40
40
Сено естеств. трав
13116-10
1-3
20
19
Зел. масса кукурузы
40
282037
26
Зеленый клевер
15151537
34
26
Зел. многол. злаки
129-26
9-25
2-6
37
Естеств. пастбища
8-10
6-10
3-6
Заключительный откорм
Зеленый клевер
25252240
40
38
Зел. многол. злаки
1712124-10
40
38
36
Естеств. пастбища
115-9
5-9
1-3
17
На загрязненных землях посевы зернобобовых должны быть
представлены преимущественно горохом, накапливающим сравнительно меньше радионуклидов и отличающимся высоким потенциалом продуктивности. При возделывании гороха на продовольственные цели имеются жесткие ограничения: горох нельзя
размещать при плотности загрязнения цезием-137 выше 23 Ku/км2
на легких, песчаных почвах и выше 28 Ки/км2 – на связных почвах, а почвы загрязненныес тронцием-90 более 0,15 Ки/км2 непригодны для производства продовольственного гороха. Размещение
гороха на кормовые цели не ограничивается загрязнением почв
цезием-137. При загрязнении песчаных почв стронцием-90 менее 1
Ku/км2, а связных почв менее 1,3 Ku/км2 возможно производство
фуражного гороха.
Люпин отличается высоким накоплением радионуклидов в
зерне, поэтому следует воздержаться от возделывания люпина на
почвах с плотностью загрязнения цезием-137 выше 5 Ku/км2, а
стронция-90 более 0,7 Ки/км2 – на супесчаных, и более 0,5 Ки/км2
– на песчаных почвах.
Выше приведенные данные подтверждают необходимость разработки планов размещения культур с учетом плотности загрязнения и степени окультуренности почвы каждого поля на основе регулярно обновляемых материалов радиологического и агрохимическою обследования почв сельскохозяйственных угодий, используя коэффициенты перехода радионуклидов из почвы в растения и
далее в продукцию животноводства.
Таблица 8.1.3.3. Ограничения плотности загрязнения почв
стронцием-90 для целевого
производства сельскохозяйственной продукции
Плотность загрязнения стронци
Дерново-подзолистые почвы
Виды продукции, культуры
Суглинистые и суПесчаны
песчаные
Продовольственные культуры
Озимая рожь
0,31-40,00
0,26-30,0
Озимая пшеница
0,20-31,00
Овес
0,22-27,00
0,20-22,0
Ячмень
0,17-25,00
0,15-17,0
Горох
Картофель столовый
0,15
0,36-0,71
0,17-31,0
Кормовые культуры для производства цельного мо
Зерно оз. ржи
2,84-3,00
2,37-2,7
Зерно оз. пшеницы
1,89-2,81
Зерно овса
2,00-2,43
1,80-2,0
Зерно ячменя
1,65-2,23
1,32-1,6
Зерно гороха
1,36
1,00
Зерно люпина
0,73
0,50
Кормовая свекла
1,49-1,79
1,11
Зеленая масса кукурузы
0,70-1,00
0,59-0,7
Солома овса
0,89-1,23
0,82-1,0
Солома ячменя
0,75-1,13
0,63-0,8
Сено злаковых трав
0,60-0,90
0,38-0,5
Сено клевера
0,22-0,40
0,17-0,2
Сено естественных сенокосов
0,38-0,48
0,32
Пастбища, злаковые травы
0,40-0,63
0,28-0,3
Пастбища естественные
0,25-0,32
0,21
Производства молока-сырца для переработки на сливочн
Сено злаковых трав
3,00
2,00-3,0
Сено клевера
1,00-2,00
0,90-1,3
Пастбища. Злаковые травы
2,00-3,00
1,40-2,0
Пастбища естественные
1,20-1,60
1,00
Подбор культур и сортов с минимальным накоплением радионуклидов не требует значительных затрат и может быть особенно
эффективным в овощеводстве и при возделывании столового картофеля на приусадебных участках, загрязненных стронцием. Поданным БелНИИ картофелеводства наименьшее загрязнение клубней стронцием-90 наблюдается при возделывании ранних и среднеспелых сортов картофеля Аксамит, Альтаир, Сантэ и Синтез. По
отношению к цезию-137 эти различия несущественны.
Обработка почвы. Система обработки почв в зоне радиоактивного загрязнения направлена на снижение накопления радионуклидов в урожае, уменьшение эрозионных процессов, снижение
времени воздействия излучения на работающих в поле. Глубокая
мелиоративная вспашка, которая в наибольшей степени снижает
поступление радионуклидов в растения (до 5-10 раз), в условиях
Беларуси имела ограниченное применение. После проведения глубокой вспашки, последующие обработки проводятся таким образом, чтобы их глубина была выше заделанного загрязненного слоя.
На эродированных и эрозионно-опасных, уплотненных и временно избыточно увлажняемых почвах необходимо применять
глубокое периодическое рыхление и щелевание орудиями РЩ-3,5,
РУ-45-1, АКР-4,5 (2,5). Для проведения щелевания зяби можно
использовать чизельные плуги ПЧ-4,5 (2,5), ПЧК-4,5 (2,5). Предпосевная обработка должна проводиться высокопроизводительными
комбинированными агрегатами АКШ-7,2(3,6), АКЯ-4-42., обеспечивающими за один проход выполнение нескольких операций, что
позволяет, наряду с энергосбережением, снизить на 30-40% внешние дозовые нагрузки на механизаторов.
На сенокосах и пастбищах, где после выпадения радионуклидов
была запахана загрязненная дернина, при повторном перезалужении вспашка недопустима. Следует проводить поверхностное фрезерование и прикатывание с посевом трав или обновлять травостой
путем подсева трав в дернину, используя для этих целей сеялку
МД-3.6. Коренное и поверхностное улучшение луговых угодий –
эффективная мера, позволяющая не менее чем вдвое уменьшить
поступление радионуклидов из почвы в многолетние травы.
Известкование кислых почв. Внесение извести является эффективным способом снижения поступления радионуклидов стронция90 и цезия-137 из почвы в растения. Данный прием обеспечивает
снижение поступления радионуклидов в урожай в пределах 1,5-3
раз в зависимости от типа почв и степени кислотности. Минимальное накопление радионуклидов в растениеводческой продукции
наблюдается при оптимальных показателях кислотности почв ,
которые для дерново-подзолистых почв составляют: глинистых и
суглинистых – 6.0-6,7; супесчаных – 5,8-6,2; песчаных – 5,6-5,8. На
торфяно-болотных и минеральных почвах сенокосов и пастбищ
оптимальные показатели рН составляют соответственно 5,0-5,3 и
5,8-6,2.
На основании разработанных нормативов расхода СаСО3 для
достижения оптимального уровня кислотности почвы предложены
уточненные дозы извести, дифференцированные по уровню радиоактивного загрязнения, виду сельскохозяйственных угодий, гранулометрическому составу почв и содержанию гумуса – «Инструкция
по известкованию кислых почв сельскохозяйственных угодий Республики Беларусь» (Минск, 1997).
К загрязненным радионуклидами почвам, на которых требуется
дополнительное внесение известковых удобрений, относятся почвы с уровнем загрязнения 1,0-40,0 Ки/км2 по цезию-137 и 0,15-3,0
Ки/км2 по стронцию-90. При этом для уровня загрязнения 1,0-4,9
Ku/км2 по цезию-137 или 0,15-0,29 Ku/км2 по стронцию-90 дозы
извести увеличиваются только на торфяных почвах и дополнительно известкуются рыхлосупесчаные почвы с рН 5,51-5,75, связносупесчаные с рН – 5,51-6,00.
Работы по известкованию супесчаных почв с рН 5,51-6,0 и торфяно-болотных с рН 5,0 и ниже при плотности загрязнения земель
по Cs-137 1,0-4,9 Ku/км2 пли по Sr-90 0,15-0,29 К Ки/км2, а также
на всех кислых почвах с плотностью загрязнения 5,0-40,0 Ku/км2
по Cs-137 или 0,30-3,0 Ки/км2 по Sr-90 финансируются за счет
средств, направляемых на преодоление последствий катастрофы на
ЧАЭС.
Удобрения. Система удобрений направлена как на обеспечение
стабильного урожая сельскохозяйственных культур, так и на снижение накопления радионуклидов в продукции. В первую очередь,
необходимо задействовать все источники обогащения почв органическим веществом – навоз, солому, зеленые удобрения, а при
небольшом плече перевозок (до 30-40 км) и торф. Внесение органических удобрений должно обеспечить бездефицитный баланс
гумуса в почве, а на бедных песчаных и супесчаных почвах – положительный баланс, снизить напряженность дефицита фосфора и
калия в почве. Применение органических удобрений уменьшает
переход радионуклидов из почвы в растения до 15-30%.
Применен не повышенных доз калийных удобрений существенно уменьшает поступление радиоцезия из почвы в растения, особенно на бедных калием почвах. Калийные удобрения необходимы
на всех почвах, включая и зону загрязнения цезием-137 1-5 Ки/кв.
км. По мере повышения плотности загрязнения почв радионуклидами потребность в дополнительных дозах калия увеличивается.
Особенно эффективны повышенные дозы кали иных удобрений
под многолетние травы, корнеплоды и картофель. В опытах БелНИИ картофелеводства на супесчаной почве совхоза «Ветковский», с плотностью загрязнения стронцием-90 0,3-0,5 Ки/км2, при
обычной дозе калия 120 кг/га, содержание стронция в клубнях кар-
тофеля сортов Аксамит, Альтаир и Орбита составило соответственно 3,0; 3,2 и 5,6 Бк/кг. Увеличение дозы калия до 180-210
кг/га позволило уменьшить накопление стронция в клубнях соответственно до 1,3; 2,0 и 3.7 Бк/кг. При этом отмечено повышение
урожая клубней на 20-50 ц/га без снижения качества продукции. В
«Руководстве по ведению агропромышленного производства в
условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь
на 1997-2000 гг.» дозы калийных удобрений дифференцированы в
зависимости от типа почв, содержания в них обменного калия и
плотности загрязнения радионуклидами.
Действие фосфорных удобрений также сказывается на уменьшении поступления радионуклидов из почвы в растительную продукцию, особенно на почвах с низким содержанием подвижных
фосфатов. Учитывая острый дефицит фосфорных удобрений и их
высокую стоимость, рекомендовано на загрязненных почвах строго придерживаться дифференцированных доз фосфорных удобрений, необходимых для сбалансированного питания сельскохозяйственных культур с учетом содержания подвижных фосфатов в
почве и поддержания бездефицитного баланса фосфора в земледелии.
Важная роль отводится регулированию азотного питания растений. При недостатке доступного азота в почве снижается урожай, а
концентрация радионуклидов в продукции несколько повышается.
С другой стороны, повышенные дозы азотных удобрений усиливают накопление радионуклидов в растениях. Весьма эффективными в плане снижения загрязнения урожая радионуклидами и
нитратами показали себя применение азотных удобрений на основе
данных почвенной и растительной диагностики и новые формы
медленнодействующих удобрений – карбамида и сульфата аммония с добавками гуматов и других биологически активных компонентов, выпускаемых Гродненским ПО «Азот». Применение новых
форм удобрений позволяет уменьшать загрязнение урожая цезием137 на 20%, стронцием-90 – на 12%, при одновременном снижении
накопления нитратов в картофеле, овощах и кормовых культурах
на 15-30% по сравнению с обычными формами азотных удобрений. Это очень важно, так как известно, что вредное совместное
воздействие радионуклидов и нитратов, поступающих в организм
человека с продуктами питания, существенно возрастает. Экономическая эффективность применения азотных удобрений на основе
диагностики возрастает на 30-35%о, а окупаемость новых форм
азотных удобрений прибавкой урожая также повышается в среднем на 25%о.
Микроудобрения также вносят вклад в снижение поступления
радионуклидов в сельскохозяйственные культуры, хотя механизм
их действия изучен недостаточно. Рекомендуются минимальные
дозы микроудобрений в виде некорневых подкормок в зависимости от содержания микроэлементов в почве и биологических особенностей культур.
Защита растений. Мероприятия по химической защите растений
от вредителей, болезней и сорняков строятся на основе утвержденных перечней разрешенных пестицидов для зон загрязнения цезием-137 1-15 и 15,1-40 Ки/кв. км. В основу этих перечней положены
санитарно-гигиенические и экологические характеристики препаратов. Особое внимание в условиях радиоактивного загрязнения
следует уделять соблюдению точных сроков применения препаратов, не допускать превышения рекомендуемых норм расхода пестицидов, ограничивая тем самым их совместное действие с радионуклидами на качество получаемой продукции. Химическая защита должна сочетаться с агротехническими и биологическими
способами борьбы с вредителями, болезнями и сорняками. Благоприятное действие на уменьшение накопления радионуклидов в
урожае оказывают гуминовые препараты (окси- и гидрогумат),
которые целесообразно использовать в рекомендованных нормах
расхода в виде баковых смесей с гербицидами и фунгицидами при
защите зерновых и картофеля. По данным БелНИИ защиты растений интегрированная система защиты позволяет на 10-40% снизить
переход радионуклидов в растениеводческую продукцию за счет
прибавки урожая. Особенно эффективна система защиты картофеля на почвах с плотностью загрязнения стронцием-90 более 0,5
Ки/кв. км.
Регулирование водного режима. Осушение переувлажненных
земель является важным приемом снижения содержания радионуклидов в урожае сельскохозяйственных культур. Исследованиями БелНИИ мелиорации и луговодства установлено, что для большинства торфяных и минеральных заболоченных почв минимальное поглощение растениями радионуклидов достигается при
уровне грунтовых вод 90-120 см от поверхности почвы. Подъем
грунтовых вод, например, в результате выхода из строя дренажной
сети, до 35-50 см от поверхности почвы приводит к увеличению
накопления радионуклидов до 5-20 раз.
Регулирование водного режима заключается в локальном осушении заболоченных почв и периодических агромелиоративных
мерах на осушенных землях: планировки и предотвращения поверхностного стока, раскрытия западин с устройством ложбин стока и колодцев-поглотителей, глубокого рыхления подпахотного
слоя др. Открытая мелиоративная сеть периодически должна окашиваться и подчищаться, производиться промывка и ремонт закрытого дренажа.
В зоне радиоактивного загрязнения имеются большие массивы
заболоченных и временно избыточно увлажняемых почв, которые
составляют 37 процентов от всей площади сельскохозяйственных
угодий. Примерно две трети заболоченных земель было осушено за
последние тридцать лет, однако значительная часть дренажной
сети требует реконструкции и ремонта. Все более острой становится проблема вторичного заболачивания осушенных земель. При
нынешнем недостатке инвестиций на реконструкцию дренажной
сети, в ближайшие десять лет значительные площади осушенных
земель могут быть заболочены, а переход радионуклидов в травяные корма, молоко и мясо многократно возрастет. Поддержание
дренажной сети в рабочем состоянии на загрязненных землях имеет приоритетное значение и должно находиться под государственным контролем.
8.1.4. Ведение животноводства. Рационы и технологии использования кормов
Для предотвращения производства молока и мяса с содержанием цезия-137 и стронция-90 выше допустимых уровней необходимо учитывать закономерности перехода этих радионуклидов из
кормов в молоко и мясо крупного рогатого скота, овец, свиней и
домашней птицы. БелНИИ животноводства и БелНИИ радиологии
уточнены известные и установлены новые параметры перехода
радионуклидов из кормов в животноводческую продукцию. Коэффициент перехода цезия-137 из суточных рационов в молоко составляет в среднем 0,005-0,01, а стронцня-90 – 0,0014 Бк/л/Бк/рац.
Переход радионуклидов в мясо крупного рогатого скота характеризуется соответственно коэффициентами 0,04 и 0,0004
Бк/кг/Бк/рац. Коэффициенты перехода радиоцезия из суточных
рационов в мясо свиней и овец – 0,25 и 0,15 Бк/кг/Бк/рац. Общее
содержание радиоцезия в рационе при получении цельного молока
не должно превышать 10 кБк в сутки, стронция-90 — 2,6 кБк, а при
производстве молока – сырья для переработки на масло – соответственно 37 и 13 кБк. При производстве говядины общая загрязненность суточного рациона цезием-137 не должна превышать 12 кБк.
Отсюда вытекает необходимость технологического разделения
кормов в зависимости от степени их загрязнения радионуклидами
и возможности получения различной продукции – цельного молока, молока – сырья для переработки на масло, мяса. Для облегчения практического использования рекомендаций рассчитаны нормативы предельно допустимого содержания радионуклидов в конкретных кормах для крупного рогатого скота на основе типовых
рационов.
С целью получения мяса, отвечающего допустимым уровням
загрязнения продуктов питания, используется определенная схема
выращивания молодняка и откорма крупного рогатого скота. Так,
на первой стадии откорма возможно выращивание молодняка на
травянистых и грубых кормах с повышенным содержанием радионуклидов. В последующем производится заключительный откорм,
который включает содержание животных в течение 2-3 месяцев
перед убоем на чистых кормах или с низким содержанием радиоцезия (кукурузный силос или зеленая масса кукурузы и концентраты). Раздельные выпас дойных коров, откормочного молодняка, и
заготовка кормов осуществляются на основе прогноза загрязнения
кормовых культур в зависимости от плотности загрязнения почв.
8.1.5 Прогноз загрязнения сельскохозяйственной продукции
Позволяет планировать размещение культур по полям севооборотов с учетом использования получаемой продукции (продовольственные цели, фураж, промышленная переработка и т.д.). Методика прогнозирования основывается на коэффициентах перехода
радионуклидов в урожаи различных культур, результатах радиологического и агрохимического обследования почв. Особенно важен
прогноз при производстве зерновых культур для переработки на
пищевые цели, возделывания столового картофеля, а также использования пастбищ для дойною стада на почвах, загрязнениых
стронцием-90. Примером использования результатов прогноза являются вышеприведенные ограничения плотности загрязнения
почв радионуклидами для производства продовольственных и кормовых культур.
В случаях, когда скот выпасается на естественных кормовых
угодьях где невозможно получение молока и мяса с допустимым
содержанием цезия-137, из-за высокого содержания радионуклидов в корме, весьма эффективным является введение в рацион животных цезии-связывающих препаратов на основе берлинской лазури. Поданным исследовании НИИ радиологии, применение ферроцианидов в форме болюсов, соли-лизунца и в составе комбикорма позволяет в 4-7 раз снизить концентрацию радиоцезия в мышечной ткани животных при откорме на мясо и в 2-5 раз уменьшать ею поступление из корма в молоко. Ферроциновые препараты
предназначены в основном для крупного рогатого скота в частном
секторе, где для выпаса скота чаще используются естественные
кормовые угодья. Регламенты производства всех видов сельскохозяйственной продукции в зависимости от характера и плотности
загрязнения территории радионуклидами изложены в «Руководстве
по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь на 1997-2000
гг.».
8.1.6. Эффективность защитных мер
Проблема снижения доз радиоактивного облучения населения
остается весьма актуальной. Решается она в первую очередь защитными мерами в агропромышленном комплексе, поскольку около 70 процентов коллективной дозы формируется за счет поступления радионуклидов в организм с продуктами питания. Научными
учреждениями аграрного профиля разработан и внедрен эффективный комплекс защитных мер. Министерство сельского хозяйства и
продовольствия и Комитет по проблемам последствии катастрофы
на ЧАЭС обеспечивали сравнительно удовлетворительный уровень
финансирования и реализации защитных мер, что наряду с природными процессами самоочищения, позволило за прошедшие 12
лет многократно уменьшить содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, цезия-137 в 10 раз и стронция-90 – в 2-3
раза. Это создало предпосылки для частого пересмотра допусти-
мых уровней содержания радионуклидов в пищевых продуктах,
последний раз в 1999 году.
Однако проблема получения качественных продуктов питания,
согласно требованиям РДУ-99,еще не решена. За последние три
года практически все зерно и картофель соответствовали требованиям республиканских нормативов по содержанию радиоцезия, но
во многих районах Гомельской области наблюдалось превышение
нормативов по содержания стронция-90. Снижение вдвое норматива содержания цезия-137 в хлебе и продовольственном зерне требует пересмотра структуры посевов на легких почвах и значительных капиталовложений в повышение плодородия почв. Доля производства молока с превышением содержания цезия-137 сог ласно
РДУ-96 в общественном секторе целом по республике составила
только 0,2%, но в Брагинском, Наровлянском и Чечерском районах
была в пределах 6-10%. Превышение допустимого уровня содержания цезия-137 в мясе встречалось реже. Однако ежегодный возврат скота из мясокомбинатов в 1996 – 1997 - 1998 гг. составлял
соответственно 560-325-136 голов и усугублял убыточность производства говядины.
Особенно беспокоит качество продуктов питания, производимых в частном секторе. По данным лабораторного контроля СЭС
за 1997-1999гг. в 742 населенных пунктах Беларуси отмечены случаи производства молока с содержанием цезия-137 выше 100 Бк/л.
Средняя доля контролируемых проб молока и мяса, не соответствующих допустимым уровням находится в пределах 6-10%.
Есть и другой, экономический аспект проблемы. Даже при допустимом содержании радионуклидов, сельскохозяйственная продукция часто становится неконкурентоспособной. Экономическая
ситуация в стране требует чтобы и на загрязненных землях производство стало самоокупаемым и рентабельным.
Снижение урожайности полей и продуктивности скота несет
угрозу повышения концентрации радионуклидов в продуктах питания. В настоящее время усиливается значимость экономического
обоснования приоритета защитных мер, главными из которых являются разработки по уменьшению поступления радионуклидов в
продукты питания, снижению себестоимости и повышению качества сельскохозяйственной продукции. Население, проживающее в
зоне загрязнения, не в состоянии купить завозные продукты и вы-
нуждено питаться преимущественно продуктами собственного
производства. Поэтому, необходимо проведение комплекса защитных мер там, где имеется реальная угроза производства продуктов
питания с превышением допустимого уровня содержания радионуклидов.
С этой целью разработаны и апробированы в Минсельхозпроде
специальные «Программы повышения эффективности ведения
сельскохозяйственного производства на 2000-2005 гг.» в 11 районах, наиболее пострадавших от аварии: Лунинецкий и Сталинский
– Брестской области; Брагинский, Ветковский, Кормянский.
Наровлянский, Хойникский и Чечерский – Гомельской области:
Костюковичский, Краснопольский и Чериковский районы Могилевской области. Значительное повышение урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности животноводства требует
больших финансовых инвестиций. Необходимо повысить дозы
всех видов удобренй, улучшить защиту растений, минимально обновить физически изношенные средства механизации. Реконструкция мелиоративной сети и создание культурных сенокосов и пастбищ для скота как общественного, так и частного сектора являются
обязательными мерами для производства мяса и молока с нормативно допустимым (РДУ-99) содержанием радионуклидов. В целом, стоимость комплекса мер по повышению плодородия почв и
оздоровлению экономики аграрного сектора в Беларуси на площади 1313 тыс. га радиоактивно загрязненных земель оценивается в
эквиваленте 77 миллионов долларов США в год. Такие инвестиции
могут окупиться, поскольку основные капиталоемкие разделы Государственной программы по преодолению последствий Чернобыльской катастрофы направленные на переселение населения,
завершены. Практика последних трех лет показала, что инвестиции
в повышение плодородия почв окупаются в течение 1-3 лет с рентабельностью 20-80%.
8.2. Специальные технологии и средства механизации для
работы в зоне радиоактивного загрязнения
1. Обоснование предлагаемых систем обработки почвы и посева. Основные требования, предъявляемые к обработке почвы и посеву сводятся к следующему:
—уменьшение накопления радиоактивных веществ (РВ) в растениях;
—снижение или исключение возможности аэрального переноса
частиц;
—снижение уровней гамма-фона;
—уменьшение периода радиоактивного воздействия на работника при выполнении сельскохозяйственных работ.
Применение специальных технологий и средств механизации
при работе в зоне радиоактивного загрязнения совместно с агрохимическими приемами позволит снизить загрязненность РВ сельскохозяйственной продукции на 30-90% по сравнению с обычными
технологиями. При высоких уровнях загрязнения для получения
большего эффекта снижения перехода радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию необходимы большие энергозатраты
(фрезерование, специальная глубокая вспашка), при меньших –
достаточно применение чизельных рыхлителей.
Выбор предполагаемых технологий (систем) oбработки почвы
производится конкретно к каждому полю при определяющей роли
следующих факторов:
уровень радиоактивного загрязнения и характер распределения
радионуклидов в почвенном профиле (не менее 70% общего загрязнения почвы сконцентрировано в верхнем слое 5...7 см или же
радионуклиды распределены уже во всем пахотном горизонте);
- агрофон поля (пашня, сенокос или пастбище);
- тип почвы (минеральная легкая, средняя или тяжелая и торфяная глубоко- и мелкозалежная).
На полях с поверхностным (в слое 5...7 см) загрязнением предлагаемая система обработки почвы включает «начальный» специальный прием, обеспечивающий перемещение верхнего загрязненного слоя глубже основного корнеобитаемого горизонта (0...20 см).
Таким приемом является специальная глубокая вспашка.
Па полях с загрязнением радионуклидами всего пахотного горизонта в зависимости от уровней загрязнения и тина почвы предлагается применять следующие системы обработки почвы и посева:
– традиционную отвальную на базе новых высокопроизводительных комбинирова;ых машин:
– обычную безотвальную на базе новых комбинированных зональных машин;
– минимальную и нулевую;
– минимально-ярусную oтвальную.
2. Специальная глубокая вспашка
Такая вспашка выполняется по различным технологическим
схемам в зависимости, прежде всего, от типа почвы и может сопровождать сопутствующими приемами почвообработки исходя из
агрофона:
а) Нa минеральных почвах, а также глубоко залежных торфяниках ее суть состоит в т том, что верхний загрязненный слой 5...7 см
укладывается тонкой прослойкой по дну борозды глубиной В
30...40 см, а очищенным oт радиоактивных веществ слой, состоящий из оставшейся части окультуренного и некоторой части подстилаючеющего горизонтов, перемещается поверх eго без оборога.
Этим сохраняется плодородие в новом пахотном слое 0... 20 см и
резко уменьшается концентрация радионуклидов и объем контакта
загрязненной почвы с корневой массой. На пласте многолетних
трав для проведения такси вспашки необходимо проведение фрезерования на глубину основного слоя загрязнения. Этим достигается не только разрушение дернины, но происходит снижение концентрации радионуклидов в зоне нахождения корней, что вызывает
уменьшение перехода радионуклидов из почвы в растение.
Схема такой вспашки может быть использована и на глубокозалежных торфяниках, с выполненной на них после аварии обработкой, т. е. – когда радионуклиды распределены в слое 0...25 см. Но
при этом должна быть увеличена до 50...60 см общая глубина
вспашки, а снимаемая толщина верхнего слоя должна соответствовать загрязненному слою.
б) На мелкозалежных торфяниках (мощность слоя торфа 30...60
см), независимо от толщины загрязненного слоя, суть специальной
глубокои вспашки состоит в создании новой структуры почвы, характеризующейся наклонно-слоистым профилем из чередующихся
прослоек песка и торфа и покрывающего его слоя в 20...22 см из
смеси песка с торфом.
Такая вспашка требует после себя проведения целого комплекса работ, связанных с подготовкой почвы и посеву и внесению повышенных доз удобрений, но позволяет продуктивно использовать
таким образом перепаханные торфяники под любые, в т.ч. и пропашные культуры, а не только травы. Причем может быть обеспечена достаточно глубокая заделка РВ.
Специальная глубокая вспашка, выполняемая специальным
двухъярусным плугом ПСН-4-40 или болотными плугами ПБН-350, ПБН-6-50 – мероприятие разовое и в дальнейшем обработка
таких земель производится как по традиционным, так и по предлагаемым схемам, но при этом глубоко заделанный слой не должен
выноситься на поверхность.
На землях, где ранее была проведена запашка верхнего загрязненного слоя, наиболее эффективными технологическими приемами при обработке преимущественно связных почв являются фрезерование, рыхление с разуплотнением подпахотного горизонта,
подсев трав в дернину, посев по стерне.
3. Традиционная отвальная система обработки почв
Она может использоваться в районах с невысоким (до 5 Ки/км)
уровнем загрязнения РВ, где другие системы не могут быть эффективными. Это прежде всего на землях со средне- и тяжело- суглинистыми, заплывающими глеевыми и влажными почвами. Главной
особенностью такой системы должно быть максимально возможное совмещение технологических операций обработки почвы и
посева при соответствующем наборе техники (плуг для гладкой
пахоты ПНГ-4-45, а также прицепная к нему машина АПП-3, АПП4,5 выполняет одновременно со вспашкой предпосевную обработку почвы и посев зерновых, трав и других культур).
4. Обычная безотвальная система обработки почвы
Эта система может успешно использоваться в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур на легких песчаных и
супесчаных почвах с невысоким (до 5 Ки/км) уровнем загрязнения.
Она не сокращает число операций и проходов агрегатов по полю.
Однако благодаря набору специальных машин и сменных рабочих
органов для безотвального рыхления почвы и посева (чизельных
орудий КЧ-5,1 с приставками ПК-5,1 и ПКД-5,1, КЧН-5,4 с приставкой К-5,4, сменных плоскорежущих лап к плугам общего
назначения, игольчатых дисков к дисковым боронам, глубоких
рыхлителей-щелевателей РУ-45, РЩ-3,5, PKУ-2,5. АРК-4, АКР-2,5,
АКР-2,5, широкозахватного агрегата АКШ-7,2(6: 3,6) с универсальным посевным оборудованием для совмещения с предпосев-
ной обработкой почвы посева семян зерновых, промежуточных
культур, трав и их смесей, стерневых сеялок и др.), обеспечивающих разрушение плужной подошвы, увеличивающих мощность
корнеобитаемого слоя почвы, повышающих устойчивость сельскохозяйственного производства в неблагоприятных условиях. В результате этого снижаются эрозионные процессы, а вместе с ними и
аэральная миграция радионуклидов.
Отдельные операции безотвальной системы, поверхностная и
предпосевная обработки и посев могут быть совмещены и выполняться комбинированными машинами. Это уменьшит степень
уплотнения почвы ходовыми системами тракторов, значительно
сократит сроки проведения работ и время радиационного воздействия на механизаторов.
5. Минимальная и нулевая системы обработки почвы и посева
Эти системы должны быть основными при возделывании сельскохозяйственных культур н легких песчаных и супесчаных почвах
с высоким уровнем загрязненности РВ.
Минимальная или сокращенная система основана на приемах
обработки почвы без применения отвального плуга при малом числе проходов и неглубоком рыхлении почвы с применением или без
применения гербицидов для уничтожения сорняков или злакового
травостоя.
Разновидностью минимальной системы может быть прямой посев культур по стерне или дернине.
Данные системы обработки почвы и посева в сочетании с другими специальными биохимическими приемами наиболее полно
могут удовлетворять основным требованиям, предъявляемым к
обработке легких почв, загрязненных радионуклидами.
6. Минимально-ярусная отвальная система обработки почвы
Эта система обработки почвы включает чередование минимальных обработок с ярусной отвальной вспашкой несколько раз в
севообороте при одновременной заделке – в пахотные слои более
20 см больших доз органических удобрений, а также сидератов,
измельченной массы любых других растительных остатков, экранирующих влагу веществ и т.д. с применением фрезерных агрегатов АПР-2,6, ФН-1,8, МРП-2,1.
Такая система обработки может иметь максимальный эффект
на легких песчаных и деградированных торфяных почвах бедных
гумусом и характеризующихся неустойчивым водным режимом.
Она позволит в течение определенного периода не только повысить производительность выполнения с.-х. работ, но и совместно с
биологическим окультуриванием почвы способствует углублению
пахотного горизонта, накоплению в нем гумуса и, как следствие,
повышению ее плодородия, постепенному перемещению РВ в более глубокие слои совместно с фитобиологическим приемом дезактивации или их равномерному распределению в большем объеме
почвы.
Технологическая схема ярусной вспашки в этой системе обработки аналогичная специальной глубокой вспашке на минеральных
почвах, однако при этом ее глубина должна составлять 25. ..30 см.
Ярусная вспашка возможна и в отдельных частных случаях вне
данной системы, для полей после определенных сельскохозяйственных культур. Например, при коренном залужении лугов и
пастбищ для запашки травяного пласта и других.