Ю.А. Александров
Основы радиационной экологии
Учебное пособие. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – 268 с.

Раздел 4. Радиационная экология экосистем

4.2. Радионуклиды в искусственных агробиогеоценозах

4.2.4. Ведение сельскохозяйственного производства в период корневого поступления радиактивных веществ в растения

На второй и последующие годы после выпадения радиоактивных осадков основное количество РВ будет находиться в почве и из нее поступать в вегетативную массу и урожай сельскохозяйственных культур и траву пастбищ, а затем с кормом – в организм животных;  через продукты питания –  в организм человека.

Зонирование территории в этот период будет производиться также по удельной радиоактивности территории.

Таблица 59 –  Зонирование территории в период корневого поступления РВ

Для снижения поступления радиоактивных веществ в корма, организм животных проводят ряд комплексных мероприятий как агротехнических, так и зоотехнических.

4.2.4.1. Агротехнические мероприятия

Агротехнические мероприятия  разделяются на 2 группы:

1. Традиционные в растениеводстве, направленные на повышение плодородия почвы, урожайности и качества продукции.

2. Специальные приемы, направленные на снижение накопления радионуклидов в продукции растениеводства.

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

Специальные защитные мероприятия предусматривают применение высоких доз калийных удобрений, глинистых минералов и местных глин для увеличения емкости поглощения почвой радиоактивного цезия и снижения его биологической подвижности. Специальные технологические приемы включают применение приемов уборки урожая, снижающих вторичное загрязнение частицами почвы: уборка зерновых прямым комбайнированием, использование высокопроизводительных машин, промывку, сортировку и первичную очистку плодоовощной продукции и корнеплодов, переработку продукции с целью снижения содержания радионуклидов.

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

Мелиоративная глубокая вспашка, снижающая поступление радионуклидов в 5-10 раз, возможна на почвах с мощным гумусовым и торфяным слоем. Выполняют ее плантажными, болотными или специальными одноярусными плугами с предплужниками. По пласту многолетних трав для проведения такой вспашки необходима предварительная разделка дернины фрезерованием на глубину загрязнения.
Такая вспашка производится один раз, последующие обработки проводятся таким образом, чтобы их глубина была меньше глубины расположения заделанного загрязненного слоя. На легких песчаных и супесчаных почвах с уровнем загрязнения менее 15 Ки/км² (555 кБк/м²) по ¹³⁷Cs  и менее 1 Ки/км² (37 кБк/м²) по ⁹⁰Sr целесообразна система минимальной  обработки. Вспашка необходима только на задерненных почвах, а также под пропашные культуры (картофель, корнеплоды) при внесении больших доз органических удобрений.

При высокой плотности загрязнения радионуклидами (15-40 Ки/км² или 555-1480 кБк/м² по ¹³⁷Cs и 1-3 Ки/км² или 37-111 кБк/км² по ⁹⁰Sr) рекомендуется комбинированная система обработки почвы, включающая дополнительно к минимальной обработке почвы заделку в подпахотные слои больших доз органических удобрений или сидеральных культур. Глубина вспашки не должна превышать мощности пахотного горизонта.

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

Коренное улучшение – наиболее эффективный способ снижения поступления радионуклидов из почвы в луговые травы малопродуктивных естественных кормовых угодий. Первичную обработку дернины осуществляют тяжелыми дисками  в два-три слоя на глубину 18-20 см (слабозадерненные луга), 30-35 см (сильнозадерненные луга и торфяно-болотные почвы).

Подбор кормовых культур. Многолетние травы сенокосов и пастбищ отличаются наибольшей способностью аккумулировать радионуклиды. По степени уменьшения поступления радионуклида естественные травы располагаются в следующем порядке: разнотравье – осоки – ежа сборная – мятлики. Среди злаковых  многолетних трав по накоплению ¹³⁷Cs установлен следующий убывающий ряд: костер безостый – тимофеевка луговая – ежа сборная – овсяница луговая –  мятлик луговой – райграс пастбищный. Накопление ¹³⁷Cs на единицу сухого вещества однолетних полевых культур уменьшается в следующем порядке: зерно люпина, зеленая масса пелюшки, редьки масличной и рапса, зерно гороха и вики, семена рапса, зеленая масса гороха, вики, ботва свеклы, солома ячменная, овсяная, озимой ржи, озимой пшеницы, зерно кукурузы, овса, ячменя, озимой ржи и пшеницы.

Убывающий ряд культур по накоплению ⁹⁰Sr следующий: клевер – горох – рапс – люпин – однолетние бобово-злаковые смеси – разнотравье суходольных сенокосов и пастбищ – многолетние злаковые травы –  солома ячменная – солома овса – зеленая масса кукурузы и озимой ржи – свекла кормовая – зерно ячменя – овса – озимой ржи – картофель.

Известкование кислых почв. Внесение извести – эффективный прием снижения поступления  ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr из почвы в растения и одновременного повышения  урожайности. Установлено, что внесение извести в дозе, соответствующей полной гидролитической кислотности, снижает содержание радионуклидов в продукции растениеводства в 1,5-3 раза в зависимости от типа почв и исходной кислотности. Минимальное накопление радионуклидов наблюдается при оптимальных показателях реакции почвенной среды (pH в KCl), которые для дерново-подзолистых почв  в зависимости от гранулометрического состава составляют: глинистые и суглинистые – 6,0-6,7; супесчаные – 5,8-6,2; песчаные – 5,6-5,8; на торфяно-болотные – 5,0-5,3; минеральные почвы сенокосов и пастбищ – 5,8-6,2. Если разовая доза внесения извести составляет более 8 т/га, она вносится в два приема – под вспашку и под культивацию. При  плотности загрязнения  ¹³⁷Cs свыше 350 Бк/м²  известкование проводится один раз в три года, а при меньших плотностях загрязнения один раз в пять лет.

Применение удобрений. Применение органических удобрений в обычных дозах уменьшает переход радионуклидов из почвы в растения на 15-30%.

Применение калийных удобрений в высоких дозах обеспечивает антагонизм ионов калия по отношению к радиоактивному цезию, что снижает его накопление в растениях, особенно на бедных калием дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах  (K₂O вносится из расчета более 240 кг/га, в первые годы после радионуклидного загрязнения почвы), в последующие годы калийные удобрения вносят в обычных дозах. Одновременно калийные удобрения снижают накопление и радиостронция в растениях. Особенно эффективно внесение повышенных доз калийных удобрений под многолетние травы, картофель и корнеплоды.

Фосфорные удобрения снижают поступление радионуклидов в растительную продукцию на почвах с низким содержанием подвижных фосфатов.

При недостатке доступного азота в почве снижается урожайность и концентрация радионуклидов в продукции несколько повышается. Повышенные дозы азотных удобрений усиливают накопление радионуклидов в растениях.

Микроудобрения также снижают поступление радионуклидов в сельскохозяйственные культуры.

Размеры накопления радионуклидов в урожае зависят от их видовых и сортовых особенностей при наблюдающейся аналогии  поступлений в растения радиостронция, радиоцезия и стабильных изотопов кальция и калия. В товарной части растениеводческой продукции на единицу
сухой массы урожая больше всего ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs содержат корнеплоды,
бобовые культуры, картофель и зерновые культуры.

Следует отметить существенную разницу в накоплении радионуклидов в урожае озимых и яровых зерновых культур. Озимые зерновые культуры накапливают в 2-2,5 раза меньше стронция и радиоцезия, чем яровые зерновые культуры. Для относительной оценки содержания радионуклидов в рационе животных необходимо знать размеры сравнительного их накопления в хозяйственно ценной части урожая.

Разные сорта одних и тех же растений также отличаются по степени поглощения радионуклидов из почвы, межсортовые различия могут достигать 2-, 3-кратных величин. Закономерности такие, что растения с более продолжительным вегетационным периодом меньше накапливают радионуклиды.

Таблица 60 – Сравнительное количество радионуклидов в урожае растений

Таблица 61  – Временные допустимые уровни содержания радионуклидов ¹³⁷Cs 
в пищевых продуктах и питьевой воде, установленные в связи с  аварией
на Чернобыльской  АЭС  (Бк/кг)

Луговые и пастбищные растения отличаются более высоким накоплением радионуклидов по сравнению с растениями на пахотных землях. Это связано с поглощением травами питательных веществ из дернины и с тем, что дернина задерживает больше радионуклидов. Поэтому при введении полевых кормовых севооборотов  поступление радионуклидов по сравнению с использованием естественных пастбищ и лугов сравнительно меньше.

Если в хозяйстве в период корневого поступления РВ продукция животноводства продолжает содержать значительное количество РВ, то хозяйства перепрофилируют: вместо молочного скотоводства развивают откормочное скотоводство или свиноводство, птицеводство. Учитывают то, что отрасли мясного скотоводства, свиноводства и птицеводства меньше используют пастбищные зеленые корма, как источник основного поступления радионуклидов.

Как правило, поля в хозяйствах должны использоваться для возделывания культур кормового и технического назначения (зерновые, рапс, лен, конопля, сахарная свекла, картофель на переработку и др.), ведения семеноводства всех сельскохозяйственных культур. Эти культуры можно дезактивировать обычными технологическими приемами.

Нормирование содержания радионуклидов проводится на основе ВДУ.

Таблица 62 – Временно допустимые уровни содержания ⁹⁰Sr
в пищевых продуктах, Бк/кг  (Ки/кг)

Примечания. 1. Отдельные республики имеют право устанавливать контрольные уровни содержания радионуклидов в пищевых продуктах и питьевой воде, как для всей республики, так и для отдельных территорий. При этом они не должны превышать численность значений ВДУ-91. Контрольные уровни устанавливаются исходя из реальной радиационной обстановки и экономических возможностей республики в целом или отдельных территорий.

2. Производство детского питания из продуктов, получаемых на загрязненных территориях, не рекомендуется.

3. Соблюдение ВДУ по цезию-137, как правило, обеспечивает соблюдение ВДУ по стронцию-90.

4.2.4.2. Зоотехнические мероприятия по снижению содержания радионуклидов в продукции животноводства

В летне-пастбищный период хороший эффект дают перевод животных на стойловое содержание и организация зеленого конвейера. В этом случае исключается возможность поступления радиоактивных веществ с дерниной, на которой находится большая часть радиоактивных веществ. Хорошие результаты дает целенаправленное кормопроизводство при использовании всех агрохимических и агротехнических способов снижения миграции радионуклидов из почвы в растения. Подбирая соответствующие корма, можно снизить поступление радионуклидов в организм животных и переход их в мясо и молоко.

Таблица 63  – Влияние типа рациона на поступление радионуклидов
в организм  и продукцию животных, %

Очень важно обеспечивать животных полноценным фосфорно-кальциевым питанием. Это позволит снизить содержание радиоактивного стронция в молоке и мясе приблизительно в 2-4 раза, особенно при двукратном превышении рекомендуемых норм содержания кальция и фосфора в рационе животных.

При выращивании и откорме мясных животных на кормах, загрязненных радионуклидами, большое внимание нужно уделять заключительному, предубойному периоду. Для прижизненного очищения мяса и субпродуктов от радионуклидов путем организации кормления животных «чистыми» кормами в последние 1-3 месяца предубойного периода.