Система защитных мероприятий и технологические приемы ведения растениеводства на сельскохозяйственных угодьях, подвергшихся радиоактивному загрязнению после аварии на ЧАЭС

Актуальность проблемы.

В последние десятилетия в результате хозяйственной деятельности человека наблюдается рост числа и интенсивности физических и химических факторов, оказывающих негативное влияние на человека и окружающую среду. Крупные радиационные аварии Кыштымская -1957 и Чернобыльская — 1986 г. г. привели к увеличению радиационного фона и накоплению долгоживущих искусственных радионуклидов в природной среде.

Радиационная катастрофа на Чернобыльской АЭС имеет планетарное значение и человечество впервые столкнулось с такими масштабами аварии.

В этих условиях проблема ведения сельского хозяйства, обеспечивающего производство качественной продукции, требует разработки новых теоретических подходов и практических рекомендаций по созданию оптимальных соотношений между регулированием состояния природной среды и уровнем антропогенного воздействия.

Мировой опыт радиоэкологии показывает, что одной из основных задач при изучении миграции радионуклидов по пищевым цепям и распределения их в компонентах агробиоценозов является прогнозирование уровней загрязнения сельскохозяйственной продукции после радиационных аварий и разработка мероприятий, обеспечивающих получение сельскохозяйственной продукции, соответствующей нормативам (Юдинцева, 1962; Алексахин, 1963; Корнеев, 1973; Архипов и др., 1975; Фирсакова, 1992; Russell R., 1960; Howard В. J., 1993; Hove К., 1993).

Степень тяжести радиационной аварии на ЧАЭС для агропромышленного производства определяется рядом факторов: количество выброшенных радиоактивных веществ и их радионуклидный состав (особенно наличие долгоживущих радионуклидов) — особенности АПК на загрязненной территории (объемы производимой продукции, направления хозяйственной деятельности, развитость частного сектора) — биогеохимические параметры почвенного покрова, определяющие интенсивность миграции радионуклидов по сельскохозяйственным цепочкамвремя года, когда произошла аварияплощади загрязненных сельскохозяйственных угодий. Сельскохозяйственные экосистемы являются наиболее уязвимыми и критическими вследствие того, что производимая на них продукция дает основной вклад в дозу внутреннего облучения населения, проживающего на загрязненной территории.

В Российской Федерации радиоактивное загрязнение зафиксировано на территории 21 региона. Наиболее загрязненными оказались Брянская, Тульская, Калужская и Орловская области. Интенсивному радиоактивному загрязнению окружающей среда подверглись густонаселенные территории в зоне сельскохозяйственного производства на легких дерново-подзолистых почвах. Радиоактивное загрязнение обширных площадей сельскохозяйственных угодий привело к необходимости проведения широкого комплекса научно-практических работ по ликвидации последствий радиационного загрязнения.

При радиационных авариях, которые сопровождаются выбросами радиоактивных веществ в окружающую сред)' и загрязнением сельскохозяйственных угодий, поступление радионуклидов в агропромышленную продукцию приводит к формированию дополнительного источника облучения человека. В противоположность внешнему облучению, ограничение воздействия которого экономически достаточно дорогостоящее, регулирование внутреннего облучения, т. е. изменение поступления радионуклидов в организм человека с местными продуктами питания, рассматривается как реально достижимый способ снижения суммарных дозовых нагрузок на население. Для этого необходима разработка системы земледелия, обеспечивающей, с одной стороны, повышение продуктивности шроцено-зов, сохранение плодородия почв, снижение уровня загрязнения радиоактивными веществами получаемой продукции, а с другой гарантирующей экологически безопасное функционирование сельскохозяйственного производства. Для решения этих задач необходимо проведение комплекса защитных мероприятий в растениеводстве и животноводстве.

Опыт ликвидации последствий аварии на Южном Урале и на Чернобыльской АЭС свидетельствует о том, что внесение удобрений, агромелиорантов и применение агротехнических приемов относится к числу наиболее эффективных и практически рациональных контрмер по ограничению накопления радиоактивных веществ в первом звене почва-растение в цепочке миграции радионуклидов, ведущих к их поступлению в организм человека.

Результаты радиоэкологических исследований необходимы при выборе приоритетных и наиболее эффективных мероприятий для ограничения перехода радионуклидов в организм человека с продукцией сельскохозяйственного производства, а также для принятия управленческих решений.

Цель и задачи исследований.

Целью диссертационной работы являлось радиоэкологическое обоснование ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях. Оценка эффективности защитных мероприятий при радиоактивном загрязнении сельскохозяйственных угодий, обеспечивающих смягчение сложившейся радиационной ситуации и о гр ант г шва гощих по.

137 ступление Cs в продукцию пищевого назначения и таким образом уменьшения радиационной нагрузки на население за счет снижения дозы внутреннего облучения человека.

В основных задачах исследований рассматривались:

— анализ радиоэкологической обстановки в сельском хозяйстве на территории России после аварии на Чернобыльской АЭС;

— изучение закономерностей поведения Cs на сельскохозяйственных угодьях в различных почвенно-климатических зонах;

— динамика загрязнения сельскохозяйственной продукции долго живущими радионуклидами после аварии на Чернобыльской АЭС;

— оценка эффективности защитных мероприятий, направленных на снижение поступления радиоцезия в сельскохозяйственные культуры и поддержание плодородия почв;

— обоснование радиоэкологических критериев ведения растениеводства на радиоактивно загрязненной территории;

— разработка практических рекомендаций реабилитации сельскохозяйственных угодий, загрязненных радионуклидами.

Теоретический вклад и научная новизна.

Проведенные исследования являются теоретической и практической основой оценки закономерностей миграции долгоживущих радионуклидов в системе почва-растение и позволяют дифференцировать роль различных факторов, оказывающих влияние на поведение 137Cs в системе почва-растение. Полученные данные позволяют оценить вклад аг-роэкосистем в загрязнение рациона питания сельского и городского жителя. Установлены фундаментальные закономерности поведения 137Cs в агроэкосистемах и определены факторы, влияюпще на изменение биологической доступности радиоцезия. Впервые на основании многолетних исследований проанализированы и обобщены результатыпо законо.

117 мерностям поступления Cs в сельскохозяйственные растения на различных типах почв, в реальных условиях после Чернобыльской аварии, рассчитаны потоки радиоцезия с сельскохозяйственной продукцией.

Проведенная оценка эффективности защитных мероприятий, направленных на сниже.

137 ние поступления Cs в сельскохозяйственные культуры, является основной базой для расчета дозы внутреннего облучения населения при употреблении сельскохозяйственной продукции пищевого назначения.

Полученные результаты при выполнении комплекса теоретических и экспериментальных исследований позволяют прогнозировать возможность использования сельскохозяйственных угодий после крупных радиационных аварий, с учетом масштабов радиоактивного загрязнения территорий и почвенно-климатических условий сельскохозяйственных регионов страны.

Практическая значимость работы.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что гарантированное получение доброкачественной продукции растениеводства достигается оптимизацией технологий возделывания сельскохозяйственных культур при качественном выполнении всех агротехнических операций и внедрением приемов, способствующих снижению перехода радионуклидов в растения.

Результаты исследований использовались при подготовке «Национального доклада Российской Федерации к 10-летию аварии на ЧАЭС» (1996) и доклада МАГАТЭ «Десятилетие после Чернобыля: воздействие на окружающую среду и дальнейшие перспективы» (IAEA/JI — CN — 63, Vienna, 1996).

Предложенные автором подходы и принципы ведения агропромышленного производства на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодьях, использованы для разработки практических рекомендаций по организации и ведению сельскохозяйственного производства:

Рекомендации по ведению сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения территории в результате аварии на Чернобыльской АЭС, 1987, 1991, 1997 г. г.";

Рекомендации по ведению сельскохозяйственного производства на загрязненной территории Калужской, Брянской областей, 1987, 1991, 1992, 1997, 1999 г.г.";

Руководство по применению контрмер в сельском хозяйстве в случае аварийного выброса радионуклидов в окружающую среду", МАГАТЭ, 1994, Вена.

Предложенные рекомендации предназначены и находят реализацию при принятии управленческих решений в системе Минсельхозпрода России, агрохимслужбы, а также сельскохозяйственных предприятий различных форм собственности.

Основные положения, выносимые на защиту.

Закономерности поведения Cs в системе почва-растение на сельскохозяйственных угодьях, подвергшихся радиоактивному загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС, в различных почвенно-климатических зонах Российской Федерации.

— Динамика загрязнения сельскохозяйственной продукции долгоживущими радионуклидами при почвенном поступлении в растения.

— Севообороты в системе защитных мероприятий по снижению поступления Cs го почвы в растения.

— Результаты оценки потоков 137Cs с сельскохозяйственными культурами и мясо — молочной продукцией на радиоактивно загрязненных территориях.

— Экономико-радиологические показатели эффективности защитных мероприятий, проводимых в растениеводстве на загрязненных сельскохозяйственных угодьях.

— Эффективность организационных, агротехнических и агрохимических приемов ведения АПК, обеспечивающих получение сельскохозяйственной продукции, соответствующей принятым нормативам, на радиационно загрязненных территориях России. Радиоэкологические основы ведения растениеводства и лугового кормопроизводства на радиоактивно загрязненных территориях.

— Принципы и приемы ведения растениеводства в отдаленный период после аварии на ЧАЭС.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на международных, всесоюзных, всероссийских и региональных конференциях, совещаниях и симпозиумах, в том числе:

Москва, 1986, 1987, 1989, 1990, 1992, 1994, 1997, 1999, 2001, 2002 г. г.- Обнинск, 1983, 1988, 1990, 1992, 1994, 1997, 1999, 2000 г. г.- Санкт-Петербург, 1994 г.- Галицыно, 1995 г.- Брянск, 1987, 1989, 1992, 1994, 1998 г. г.- Калуга, 1988, 1991, 1996, 1999 г. г, — Гомель,.

1991 г.- Киев, 1988 г.- на конференции Ядерного общества (Одесса, 1991 г.) — на международных конференциях (Австрия, 1987,1990 г. г.- Англия, 1990, 1996 г. г.- Греция, 1992 г.- Германия, 1990 г.- Норвегия, 1989,1992,1996, 1999 г.- Испания, 1994 г.).

Публикации.

Основные результаты исследований отражены в 127 публикациях, включая главы в двух монографиях.

Условия выполнения работы.

Научно-практические исследования проводились в рамках выполнения государственных и отраслевых программ в период с 1980 по 2001 г. г.

1980—1991 г. г. — раздел «Разработать и внедрить систему ведения сельскохозяйственного производства на территориях, прилегающих к атомным электростанциям и другим предприятиям ядерного топливного цикла» отраслевых научно-технических программ Министерства сельского хозяйства и ВАСХЙЙЯ. О.С.Х. 04 и О.С.Х. 106.

1986;1992 г. г. «Социальная защита граждан и реабилитация территорий, пострадавших от Чернобыльской катастрофы». Гос. Ком. Чернобыль Российской Федерации.

1992;1995 г. г. — раздел «Разработать научные основы формирования агроландшафтов и создать качественно новые зональные системы земледелия для основных природно-сельскохозяйственных зон России». РАСХН.

1996;2000 г. г. — раздел «Разработать научные основы формирования агроландшафтов и создать качественно новые ландшафтные системы земледелия для основных природно-сельскохозяйственных зон России». РАСХН.

2001;2005 г. г. — раздел «Разработать фундаменгаяыше основы взаимодействия природных систем и конструирование агроландшафтов, обеспечивающих воспроизводство почвенного плодородия, высокую продуктивность растений и их устойчивость к неблагоприятным факторам и стрессам при мгшимальных ресурсеи энергозатратах.» РАСХН,.

1991;1997 г. г. — Международные проекты ЕСР -2, ЕСР 9, Е — 11 по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, проводившиеся в рамках соглашения между Комиссией Европейского Сообщества и Россией, Украиной и Беларусью.

1999;2002 г. г. — гранты Российского Фонда Фундаментальных Исследований.

Научное направление и программа исследований разработаны автором диссертации. Экспериментальные работы проведены лично автором или при его непосредственном участии и под его руководством. Обобщение, обработка и анализ данных выполнены лично автором.

Автор выражает глубокую признательность научному консультанту доктору биологических наук, профессору, академику РАСХН и УААН P.M. Алексахинусотрудникам лаборатории № 8 и № 11 ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии, принимавшим участие в проведении полевых, вегетационных и аналитических работколлегам из ВИУА, Новозыбковской опытной станции ВИУА, Калужского, Тульского, Плавского, Орловского и Брянского центров химизации и радиологии, Калужского научного центра.

Выводы.

1. Аварийные выбросы на Чернобыльской АЭС в 1986 г. привели к массированному загрязнению окружающей среды в густонаселенной зоне интенсивного использования сельскохозяйственных угодий. В Российской Федерации радиоактивное загрязнение, по своим последствиям носящее катастрофический характер, зафиксировано на тсрри-тории 21 региона и распространено на площади более 150 000 км, что составляет 12% всех сельскохозяйственных угодий регионов. Наиболее загрязненными оказались Брянская, Калужская, Тульская и Орловская области. В этих условиях проблема ведения сельского хозяйства, обеспечивающего производство качественной продукции, потребовала разработки новых теоретических подходов и практических рекомендаций по созданию оптимальных соотношений между регулированием состояния природной среды и уровнем антропогенного воздействия.

2. Почва является основным депо радионуклидов, поступающих в окружающую среду из атмосферы и барьером на пути их транспорта из почвы в растения. За счет природных биогеохимических процессов в почве закрепляется 30−70% общего количества радионуклидов, выпавших на поверхность агроценозов. Проведение комплекса защитных мероприятий обеспечивает снижение перехода радионуклидов в сельскохозяйственные растения на 20−40%. При этом происходит динамическое взаимодействие радионуклидов с почвенно^поглощающим комплексом, что приводит к закреплению их в почве и снижению биологической доступности растениям.

2.1. Подвижность радионуклидов, оцененная по содержанию различных форм нахождения их в почве, показала, что в черноземах содержание водорастворимой и обменной фракции отмечалось равным 0.1−0.2% и 4.5−7.0% соответственно. В дерново-подзолистых почвах легкого механического состава содержание этих фракций значительно выше. Доля водорастворимой формы достигает 1.5−2.0%, а обменной — 8−15%.

2.2. На необработанных сельскохозяйственных угодьях через 16 лет после аварии радионуклиды находятся в верхнем слое 0−10 см.

2.3. Система обработки почвы в технологии возделывания сельскохозяйственных культур направлена на повышение их урожайности, накоплению и удержанию влага в почве, созданию условий более медленного разложения органического вещества, удобрений и пожнивных остатков. Механическая обработка почвы на радиоактивно загрязненных угодьях приводит к перераспределению радионуклидов в пахотном слое и удалению за пределы корнеобитаемого слоя, что способствует уменьшению их перехода из почвы в растения.

2.4. Пахота на постоянную глубину приводит к образованию нодплужного уплотнения. Отмечено незначительное концентрирование b 'Cs в слое 15−20 см при плужной обработке под зерновые культуры сплошного сева. При обработке зяби дисковыми боронами значительное количество I37Cs (84−87%) сосредоточено в слое 0−15 см, где расположена основная масса активно поглощающей части корневых систем растений. Глубокая безотвальная обработка почвы (на глубину 40−45 ем) удаляет за пределы 020 см слоя почвы от 15 до 25% количества 137Cs, находящегося в почве. Поступление 137Cs в растения снижается по сравнению со вспашкой на глубину 20 см на 17−51% в зависимости от биологических особенностей растений.

2.5. Глубокая безотвальная вспашка (чизелевание) дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы снижает накопление Cs в урожае картофеля и ячменя в 1.5−3.0 раза по сравнению с отвальной вспашкой и практически не оказывает влияния на усвоение из почвы 137Cs кукурузой. Обработка дерново-i юдзолистой песчаной почвы дисковыми боронами на глубину 10−12 см не приводит к ухудшению качества зерна.

147 ячменя и овса, оцененное по концентрации Cs (Бк/кг) по сравнению с вспашкой на глубину 20−22 см.

3. Применение агрохимических защитных мероприятий является эффективным приемом на загрязненных сельскохозяйственных угодьях:

• во всех i ючвенно-климатических зонах на территории РФ, подвергшейся радиоактивному загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС, применение средств химизации — ведущий фактор в снижении накопления 137Cs в урожае сельскохозяйственных культур.

• ежегодное внесение оптимальной дозы полного минерального удобрения — 60−90 кг/га.

137 по действующему веществу (NPK) на фоне известкования, уменьшает накопление Cs в урожае на 20−30%.

• внесение повышенных доз фосфорно-калийных удобрений (Р120−180К120−180) и стандартной дозы азота снижает содержание 137Cs в продукции растениеводства от 1.2 до 3 раз в зависимости от типа почв и вида сельскохозяйственных культур,.

• при внесении калийных удобрений и известковании обеспечивается стабильный поло.

1 зт жительный эффект как по критерию снижения содержания Cs в растениях, так и по выносу с урожаем с единицы площади. Внесение полного минерального удобрения в.

137 дозах с соотношением N: P:K=1:1,5:2 и известковании уменьшает поступление Cs в растеши в 1.2−4 раза.

• внесение высоких доз азотных удобрений, особенно при неебаланеировагшом соотно.

137 шении N: P:K = 1,5:1:1 в почвах, повышает переход Cs в растения и вынос с урожаем в 1,1−1,9 раза.

• использование магнийсодержащих удобрений на дерново-подзолистой песчаной и супесчаной почвах способствует снижению накопления 137Cs в растениях на 10−20%.

4. В комплексе защитных мероприятий в земледелии и растениеводстве на радиоактивно загрязненной территории севооборот служит долговременным организационным звеном в получении сельскохозяйственной продукции с наименьшим содержанием радионуклидов. Установлены лучшие предшественники для зерновых, пропашных куль.

137 тур в севооборотах на дерново-подзолистых почвах при плотности загрязнения Cs 555−1480 кЬк/м2. Размещение зерновых культур после картофеля, кукурузы на силос и при внесении минеральных удобрений в дозе N6aP60 К6о-9о приводит к снижению накопления I37Cs в продукции растениеводства на 20−70% в зависимости от погодно-климатических условий вегетации растений. Биологический фактор чередования культур в севооборотах, на радиоактивно загрязненных угодьях, особенно на малогумус-ных дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах приобретает важное значение как в повышении продуктивности агроценоза и улучшении фитосаннтарной обстановки, так и в ограничении перехода I37Cs из почвы в растения.

5. Биоэнергетическая оценка технологических приемов возделывания зерновых культур свидетельствует о том, что затраты энергии на минеральные удобрения и средства защиты растений не значительны по сравнению с затратами энергии на оборотные средства, которые составляют более 90% всей совокупной энергии на производство зерновых культур. Исходя из этого, на радиоактивно загрязненных территориях необходимо использовать весь комплекс агротехнических и агрохимических мероприятий, направленных на повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и плодородия почв, что обеспечит получение более «чистой» растениеводческой продукции.

6. Поведение в почве и поступление радионуклидов в сельскохозяйственные растения в значительной степени определяется тремя группами факторов: почвенно-климатические условия, биологические особенности растений, технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Видовые и сортовые различия растений определяют колебания в наконлешш радионуклидов от 2 до 20 раз. Накопление радионуклидов в растениях может колебаться от 2 до 5 раз в зависимости от колебаний годовых погодных условий. Коэффициенты перехода радионуклидов в зависимости от почвенных характеристик могут различаться до двух порядков. Проведенные многолетние испытания сортов по их способности усваивать радионуклиды из почвы позволяют рекомендовать следующие сорта культур, которые при равных условиях возделывания обеспечивают получение высоких урожаев с наименьшим содержанием Cs: озимая рожьНовозыбковская-150, Пуховчанка, Вересень, Феяячмень яровой — Заозерский, Надя, Московский-121- овес — Кировский, Скакунлюпин — Кастрычник, БСХ-382, Брянский-123- картофель — Бронницкий, Темп, Гатчиеский, Синтез и Раменский.

7. Динамика коэффициентов перехода Cs в сельскохозяйственные культуры во многом зависит от уровня плодородия почв и проводимых защитных мероприятий. По степени накопления радаонуклидов растениями, почвы сельскохозяйственных угодий, подвергшиеся радиоактивному загрязнению, могут быть представлены следующим рядом по увеличению КП: черноземы — пойменные луговые — серые лесные — дерново-подзолистые (суглинистые, песчаные).

8. Концентрация содержания >3'Cs в растениеводческой продукции — зерно (пшеница, озимая рожь, овес, ячмень), картофель, свекла, люпин, сераделла, кукуруза на силос и сено улучшенных и естественных сенокосов, с 1986 по 1998 годы уменьшилось в 3−15 раз. Наибольшее снижение концентрации 137Cs отмечено для зерновых культур и картофеля, до 15 раз. В корнеплодах (свекла и морковь) снижение составило 4−10 раз. Существенно снизилась концентрация 137Cs в сене естественных сенокосов после их.

137 коренного улучшения — в 8−15 раз. Темпы снижения концентрации Cs в кормовых культурах в этот период были довольно близки с снижением концентрации 13 'Cs в молоке -8−15 раз.

9. Опыт ликвидации радиационной аварии на Чернобыльской АЭС 1986 г. показал, что проведение комплекса защитных мероприятий позволяет получать продукцию растениеводства, соответствующую санитарным нормативам. Наиболее эффективными защитными мероприятиями по снижению накопления 13 Cs в сельскохозяйственные культуры являются;

• известкование кислых почв снижает поступление в 1,6−2,5 раза;

• внесение повышенных доз калийных удобрений снижает поступление в 1,5 — 2,5 раза;

• заглубленная вспашка с оборотом пласта и внесение комплекса удобрений снижает поступление до 10 раз;

• подбор видов и сортов сельскохозяйственных культур снижает поступление в 2 — 20 раз;

• навоз, торфонавозный компост 40 т/га и более снижает поступление в 1,3 — 2,6 раза;

• коренное улучшение пастбищ и сенокосов снижает поступление в 2,5 -10,0 раз.

10. Применение защитных мероприятий на различных типах лугов является высокоэффективным способом снижения поступления 137Cs в растения, что ведет к сокращению вклада молочной компоненты в дозу внутреннего облучения населения, снижение может составлять 50−80%.

И. Анализ потоков b7Cs к человеку из аграрных и естественных экосистем показывает:

• в пищевой цепочке почва — продукция плотность потока радионуклида существенно зависит от коэффициента перехода радионуклидов и i цюдуктивности сельскохозяйственных культур;

• основными путями потоков радионуклида к человеку являются продукция с пашни, молоко, мясо.

• проведенные специальные агрохимические и агротехнические мероприятия способствуют повышению продуктивности агроэкосистем и одновременно снижают размеры перехода радионуклидов, изменяя их вынос с единицы площади.

12. Проведено радиоэкологическое обоснование ведения растениеводства и лугового кормопроизводства на радиоактивно загрязненных территориях. В качестве радиоэкологических критериев ведения растениеводства на загрязненных территориях используются следующие показатели, характеризующие подвижность радионуклидов в системе «почва-растение»:

• формы нахождения радаонуклидов в почве, отражающие их биологическую подвижность;

• скорость вертикальной миграции радионуклидов, определяющую периоды самоочищения корнеобитаемого слоя почв;

• накопление радионуклидов в растениях в зависимости от свойств почв;

• видовые и сортовые различия в накоплении радионуклидов в растениях;

• изменение периодов очищения корнеобитаемого слоя в результате обработки почв;

• изменение подвижности радионуклидов при внесении удобрений и агромелиорантов;

• биогеохимические процессы в почве.

13. Анализ результатов эко лого-радио логической эффективности защитных мероприятий показывает, что на дерново-подзолистых почвах тяжелого мехсостава относительная предотвращенная доза внутреннего облучения населения больше в 4−10 раз, а относительные затраты ниже более чем в 8 раз в зависимости от культуры, чем на дерново-подзолистых супесчаных почвах.

14. Практические защитные мероприятия в отдаленный период после аварии на загрязненных сельскохозяйственных угодьях целесообразно планировать в рамках административных единиц и на уровне отдельных хозяйств. Основными критериями реабилитации сельскохозяйственных угодий должны быть: плотность загрязнения территории (Ки/км2), почвенные условия, кратность эффективности защитных мероприятий, затраты на проведение мероприятий, стоимость снижения дозы внутреннего облучения населения.

15. Результаты многолетних радаоэкологических исследовании на территории, подвергшейся загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС, легли в основу комплекса защитных мероприятий всего агропромышленного производства. Они явились базисом для организации производства пищевых продуктов, соответствующих санитарным нормативам, и формирования концепции безопасного проживания населения на территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению:

• для преодоления последствий радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий, разработаны и нашли практическое внедрение «Рекомендации по ведению сельскохозяйственного производства на радиоактивно загрязненных территориях». Эффективность от внедрения защитных мероприятий только на территории Брянской области в 1988 году составила 10 млн. рублей.

Предложения производству.

I Руководство по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения части территории РСФСР. Украинской ССР и Белорусской ССР на весенне-летний период 1987 г. // Государственный Агропромышленный комитет СССР, Москва, 1987 г., с. 31. (В соавторстве).

2. Рекомендации по ведению агропромышленного производства на территории Брянской области, подвергшейся радиоактивному загрязнению. // Государственный Агропромышленный комитет СССР. Под редакцией P.M. Алексахина, ВНИИСХР, Обнинск, 1988 г., с. 39. (В соавторстве).

3. Руководство по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения части территории РСФСР, Украинской ССР и Белорусской ССР на период 1988 =1990 г. г. // Государственный Агропромышленный комитет СССР, Под редакцией Р. М Алексахина, Москва, 1988 г., с. 40. (В соавторстве).

4. Снижение содержания радиоактивных веществ в продукции растениеводства (рекомендации). Государственный Агропромьшшенньгй комитет СССР, Москва, ВО «Агропромиздат», 1989 г., с 4. (В соавторстве).

5. Руководство, но ведению агропромышленного производства на территории Брянской области, подвергшейся загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС. //ВНИИСХР, Обнинск, 1990 г., с. 15. (В соавторстве).

6. Рекомендации по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения территории в результате аварии на Чернобыльской АЭС на период 1991;1995 г. г. //Государственная комиссия Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам. Под ред. Алексахина Р. М, РАСХН ВНИИСХР, Москва, 1991 г., с 57. (В соавторстве).

7. Ведение личного подсобного хозяйства на территории, загрязненной радиоактивными веществами. //Государственная комиссия Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам Главагробиопром, Обнинск. ВНИИСХРАЭ, 1991 г. с22. (В соавторстве).

8. Рекомендации по снижению перехода радионуклидов в продукцию растениеводства. / /Агрохимические приемы/ ЦИНАО, Москва, 1991 г., с. 26. (В соавторстве).

9. Технологическая инструкция по мероприятиям, снижающим содержание радионуклидов в травостое лугов и пастбищ, загрязненных в результате аварии на Чернобыльской АЭС территорий Рязанской области. //Горизонт, Рязань, 1992 г., с 34. (В соавторстве),.

10 Руководство по ведению сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения почв на территории Брянской области на 1992;1995 г. г. //Управление сельского хозяйства Брянской области, Брянский центр «Агрохимрадиология», Брянск, 1992 г., с. 7. (В соавторстве).

11 Временные рекомендации по проведению мелиоративных работ на суходольных пойменных и заливных лугах в зонах радиоактивного загрязнения. //РАСХН, ВНИИСХР, Обнинск, 1992 г., с. 7. (В соавторстве).

12 Руководство по применению контрмер в сельском хозяйстве в случае аварийного выброса радионуклидов в окружающую среду. // МАГАТЭ, Вена, 1994 г. (В соавторстве).

13. Руководство по ведению сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения почв на территории Брянской области. От ВНИИСХРАЭ Ратников А. Н, Васильев А. В., Брянск, 1996.

14. Рекомендации по ведению сельскохозяйственного производства на радиоактивно за-'рязненной территории Калужской области. //РАСХН, ВНИИСХРАЭ, департамент сельского хозяйства Калужской области. Обнинск — Москва, 1997 г. с. 130. (В соавторстпо г.

15 Рекомендации по ведению растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях России. // РАСХН, ВНИИСХРАЭ, Москва, 1997 г., с. 115. (В соавторстве).

16. Рекомендации по защите картофеля от вредителей, болезней и сорной растительности на радиоактивно загрязненных территориях Брянской области, //Под редакцией А. С. Филипас, Л. НУльяненко, В. И. Долженко. РАСХН. Москва, 2000 г., с. 22. (В соавторстве).

Заключение

.

Коренное улучшение естественных сенокосов и пастбищ гарантирует производство кормов с наименьшим содержанием 13'Cs. Тщательное выполнение приемов коренного улучшения природных лугов для повышения их продуктивности приводит к снижению поступления 137Cs в травостой от 1,2 до 10 раз. Эффективность коренной агромелиорации природных лугов по уменьшению накопления 137Cs в корме в первые годы после аварии на ЧАЭС была значительно выше, чем в 1991;1997 гг.

Основная обработка дерново-подзолистой почвы с использованием комбинированного и фронтального плугов при коренном улучшении суходольного луга обеспечивает снижение накопления 137Cs в урожае трав до 3−5 раз по сравнению с традиционной технологией обработки почвы.

Комплексное окультуривание почв естественных кормовых угодий (известкование, внесение органических удобрений в дозе 40 т/га и более, внесение фосфорных и калийных удобрений — 1'боКбо) ограничивает переход 137Cs из почвы в травостой в 1,2−3,5 раза Вклад средств химизации в снижение поступления i37Cs в луговую растительность составляет 20−50% в зависимости от показателей почвенного плодородия, влажности почвы, ранее проводимых агромелиоративных мероприятий, времени взаимодействия радионуклида с почвой. Наиболее эффективным агрохимическим приемом на всех типах лугов, ограничи.

137 вающим поступление Cs в луговые растения, признано внесение калийных удобрений. Применение повышенных доз одних азотных удобрений (Ni80) способствует увеличению.

137 перехода Cs из почвы в злаковый травостой.

Последействие агромелиоративных мероприятий в снижении мигращш 137Cs в системе почва — луговая растительность на пойменных и низинных сенокосах и пастбищах, осушенных торфяниках выше, чем на суходольных лугах, особенно в засушливые годы.

Коренное улучшение на всех типах лугов при тщательном выполнении технологи.

137 ческих операции по залужению, с учетом миграции Cs по почвенному профилю, с обязательным внесением традиционных в земледелии мелиорантов и полного минерального удобрения с преобладанием калия, позволяет обеспечить животноводство кормами, пригодными для получения молока и мяса в пределах установленных радиологических нормативов.

Глава 6. Экономико-радиологические показатели эффективности защитных мероприятий, проводимых в растениеводстве.

Метод экономико-радиологической оценки эффективности севооборотов, разработанный во ВНИИСХРАЭ, базируется на методологии «затрата-выгода» и учете структуры радиоактивного загрязнения урожая сельскохозяйственных культур. Структура радиоактивного загрязнения продукции растениеводства, получаемой в севооборотах (полевом и кормовом) в хозяйствах Новозыбковского и Красногорского районов Брянской области, рассчитывалась на программно-техническом комплексе [168]. Для выполнения расчетов по оценке структуры радиоактивного загрязнения урожая сельскохозяйственных культур необходимо располагать информацией об урожайности культур севооборота, структуре посевных площадей, типах и разновидностях почв, их минералогическом составе и агрохимической характеристике по данным последнего тура обследования после аварии на ЧАЭС, значениями почвенных коэффициентов пропорциональности (Кп) радионуклидов на конкретном типе почв за предыдущие годы.

После ввода всей необходимой информации в ЭВМ программно-технический комплекс рассчитывает следующие параметры радиоактивного загрязнения продукции каждой культуры севооборота в каждой зоне загрязнения на площади севооборота: 1 — валовый сбор продукции культуры, т- 2 — валовый сбор продукции культуры, загрязненной ниже ВДУ (КУ), «чистая» продукция, т- 3 — валовый сбор продукции культуры, загрязненной выше ВДУ (КУ), «грязная» продукция, т- 4 — среднее загрязнение «чистой» части урожая культуры, в долях КУ (ВДУ) — 5 — среднее загрязнение «чистой» части урожая культуры, в долях КУ (ВДУ) — 6 — среднее загрязнение «грязной» части урожая культуры в долях КУ (ВДУ) — 7 общая активность, стоимость реализации и себестоимость всего урожая культуры, мКи (МБк), млн.руб.- 8 — общая активность, стоимость реализации и себестоимость «чистой» части урожая культуры, мКи (МБк), млн. руб.

Нами проведена радиологическая оценка эффективности полевого и кормового севооборотов наиболее типичных для хозяйств Новозыбковского и Красногорского районов Брянской области. Полевой севооборот: 1 -кукуруза на силос- 2 — озимая рожь- 3 — ячмень с подсевом многолетних трав- 4 многолетние травы 1 г. п.- 5 — многолетние травы 2 г. п.- 6 -озимая рожь- 7 — картофель- 8 — овес. Кормовой севооборот: 1 — кукуруза на силос (70%), кормовые корнеплоды (24%), силосные (6%) — 2 — озимая рожь- 3 картофель- 4 — ячмень- 5 — однолетние травы- 6 — корнеплоды- 7 — ячмень.

Результаты расчетов показывают, что при возделывании сельскохозяйственных.

137 культур в полевом и кормовом севооборотах при плотности загрязнения почвы Cs 185 555 кЪк/м2 и 555−1480 кБк/м2 содержание mCs в кормах (силосные, сено однолетних и многолетних трав) превышает КУ. На угодьях с плотностью загрязнения 555−1480 кБк/м2 концентрация 137Cs (Бк/кг продукции) в кормовых корнеплодах и зерне озимой ржи частично превышает КУ (контрольные уровни).

Количественные параметры загрязнения всей произведенной продукции в хозяйствах Новозыбковского района выше, чем в Красногорском. Так, без проведения агротехнических мероприятий «грязного» сена многолетних трав в Новозыбковском районе будет получено 62%, в Красногорском — 33%, сена однолетних трав 70 и 33% соответственно.

Радиологические показатели севооборотов рассчитывались в виде величин общей радиоактивности (137Cs) валовой и «чистой» части продукции сельскохозяйственных культур. Содержание 137Cs в валовой продукции, произведенной в полевом севообороте в хозяйствах Новозыбковского района составляет 10,3 мКи (384,8×106 Бк), а в кормовом -11,8 мКи (436,6 МБк), т. е. различия между загрязнением валовой продукщог в нолевом и кормовом севооборотах малы (10%). Наибольший вклад в общую радиоактивность валовой продукции севооборотов как в Новозыбковском, так и Красногорском районах дает сено многолетних (7−77%) и однолетних (42−58%) трав, а наименьший (3−6%) — зерно овса и ячменя.

Одним из экономико-радиологических показателей эффективности севооборотов служит параметр, характеризующий общую радиоактивность продукции севооборота на единицу стоимости его продукции (всей или только ее «чистой» части). Экономические показатели севооборотов из-за отсутствия данных о себестоимости продукции, получаемой в хозяйствах, рассчитывались только в стоимости реализованной продукции растениеводства и стоимости продукции, полученной в севообороте в целом за 1 год.

Наибольший вклад в стоимость продукции, полученной в полевом и кормовом севооборотах (50%) в Красногорском районе привносит зона загрязнения 137Cs 185−555 кБк/м2, а в Новозыбковском районе (90%) — сельскохозяйственные угодья с плотностью загрязнения 555−1480 кБк/м2. Эффективность севооборота в Новозыбковском и Красногорском районах Брянской области (площадь поля 100 га) представлена на рис. 1,2,3. Эффективность полевого и кормового севооборотов, оцениваемая по методологии «затрата-выгода» в Красногорском районе от 1,5 до 2,6 раза выше, чем в Новозыбковском.

Оценка структуры радиоактивного загрязнения продукции сельскохозяйственных культур, возделываемых в полевом и кормовом севооборотах, показала, что содержание 137Cs в урожае (Бк/кг основной подукции) в большей степени зависит от почвенно-климатических условий, уровня радиоактивного загрязнения пашни и урожайности культур, чем от вида севооборотов.

Проведение в сельскохозяйственном производстве на территориях, загрязненных радиоактивными веществами, специальных защитных мероприятий обеспечило до настоящего времени непрерывный процесс производства агропромышленной продукции, пригодной для нрямого продовольственного использования на всей территории Российской Федерации, пострадавшей в результате аварии на ЧАЭС.

Получение сельскохозяйственной продукции, отвечающей по содержанию радиол-нуклидов радиологическим стандартам на загрязненных угодьях, является одним из важнейших показателей эффективности ликвидации последствий радиационной аварии.

S «чистая» продукция S вся продукция.

Новозыбко Красногорс Новозыбко Красногорс е. р-н к. р-н в. р-н к. р-н.

Полевой Кормовой севооборот севооборот.

Рис. 16. Общая радиоактивность продукции, шСч (МБк).

Рис. 17. Стоимость продукции, млн, руб. (цена 1991 г.) о. X с 2.

12 ш о о S к о л fc ГО к го 3″ ю О.

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 О.

Полевой севооборот.

Кормовой севооборот.

9 «чистая» продукция 0 вся продукция.

Рис. 18. Отношение общей активности к стоимости продукции (МБк/млн.руб.).