14910 (Накопление 137Сs и 90Sr в травостое пойменных лугов в зависимости от агрохимических свойств и степени окультуренности аллювиально-дерновых почв)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины

НАКОПЛЕНИЕ ¹³⁷Cs И ⁹⁰Sr В ТРАВОСТОЕ ПОЙМЕННЫХ ЛУГОВ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ АЛЛЮВИАЛЬНО-ДЕРНОВЫХ ПОЧВ

Выполнил:

А.Г. ПОДОЛЯК

Гомель 2003 г.

Оглавление

Введение

Методика исследований

Результаты и их обсуждение

Заключение

Литература

Введение

Центральную часть территории Полесья занимает долина р. Припяти. Преобладающими почвами здесь являются разновидности аллювиальных (пойменных) дерновых заболоченных и аллювиальных (пойменных) торфяно-болотных типов: аллювиальные дерново-глеевые, аллювиальные дерново-глееватые, дерново-болотные, аллювиальные торфяно-болотные низинные. На этих почвах формируются пойменные луга, которые в регионе занимают 11,5% сельскохозяйственных угодий и используется в основном под естественные и улучшенные сенокосы и пастбища [1-3].

Главный недостаток этих лугов - их краткосрочное весеннее затопление, которое способствует увеличению в структуре травостоя малоценных в кормовом отношении видов трав, отличающихся высокими переходами радионуклидов. С другой стороны, почвы пойменных лугов характеризуются оптимальными агрохимическими показателями: содержанием гумуса 3-5% (гуматный тип гумуса преобладает над фульватным); обменная кислотность рН_(KCL) - 5,5-6,5; емкость поглощения – 18,3-20,5 мг-экв на 100г почвы; содержание подвижного К₂0 и Р₂О₅ - 100-180 мг/кг почвы; степень насыщенности основаниями – 90-95% [4, 5].

Приведенные данные свидетельствуют о высоком потенциальном плодородии почв этого типа, что свидетельствует о возможности и необходимости разработки комплекса защитных мероприятий, обеспечивающих увеличение, как продуктивности, так и снижения поступления радионуклидов в травостой пойменных лугов.

Для рационального использования таких кормовых угодий в условиях радиоактивного загрязнения необходимо:

• проводить прогноз содержания ¹³⁷Сs и ⁹⁰Sr в кормах (зеленая масса, сено) с учетом плотности загрязнения и основных агрохимических свойств почв;

• увеличить их продуктивность;

• обеспечить получение дешёвых кормов отвечающих требования РДУ-99 по содержанию радионуклидов за счёт применения различных агротехнических и агрохимических мероприятий (контрмер).

В ряде нормативных документов, действующих на территории Белоруссии, России и Украины, в условиях производства на загрязнённых территориях для прогноза содержания ¹³⁷Сs и ⁹⁰Sr в сельскохозяйственных культурах и кормах на всех типах почв используются только два агрохимических показателя: содержание подвижного калия (для прогноза ¹³⁷Сs) и величина обменной кислотности рН_(КСl) (для прогноза ⁹⁰Sr) [4-8].

В работах ряда отечественных и зарубежных учёных приводятся данные, свидетельствующие о наличии более тесной корреляционной зависимости между коэффициентами перехода ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr и другими агрохимическими показателями луговых почв (гидролитической кислотностью, содержанием обменного Са и Mg, содержанием гумуса, степенью насыщенности основаниями и др.) [9-12].

Одна из задач настоящей работы – на основе массива данных, полученных в стационарном многолетнем опыте, установить корреляционные зависимости между величиной коэффициентов перехода ¹³⁷Сs и ⁹⁰Sr в травостои пойменных лугов и основными агрохимическими свойствами аллювиальных дерновых почв, изменяющимися в зависимости от различных способов их улучшения и составить уравнения линейной и множественной регрессии, позволяющие прогнозировать величину коэффициентов перехода радионуклидов и степень загрязнения травостоя в отдаленный период после аварии на ЧАЭС.

Методика исследований

Результаты исследований получены при выполнении Государственной программы Республики Беларусь по минимизации и преодолению последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС по теме: «Разработать и оптимизировать комплекса мер по эффективному землепользованию и снижению радиоактивного загрязнения сельскохозяйственной продукции, направленных на уменьшение доз облучения населения».

В период с 1997 по 2001 год в условиях стационарного полевого эксперимента (д. Тульговичи Хойникского района Гомельской области) изучали влияние различных агротехнических и агрохимических способов улучшения пойменного луга на изменение коэффициентов перехода ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в естественный и культурный травостои.

Почва опытного участка аллювиальная дерново-глеевая песчаная, развивающаяся на связно-песчаном аллювии, сменяемом рыхлыми песками с глубины 0,5 м со следующими агрохимическими показателями: рН_(KCl) – 5,0-5,5, H_Г– 2,0-2,2 смоль/кг, подвижный K₂O – 77-105 мг/кг, подвижный P₂O₅ -96-150 мг/кг, обменный Ca –515-675 мг/кг, обменный Mg – 170-210 мг/кг, содержание гумуса 3,4-4,2 %, индекс агрохимической окультуренности (Иок) – 0,60-0,75 [5].

Дозы минеральных удобрений в эксперименте рассчитывали при помощи балансового метода, основанного на знании выноса питательных веществ урожаем, обеспеченности почвы питательными элементами, коэффициентов использования питательных веществ из почвы и удобрений. Нормы известковых удобрений рассчитывали с учетом гидролитической кислотности почв и величины pH_(KCl) из расчёта доведения реакции почвенной среды до оптимальных значений. Также проводилась корректировка доз минеральных и известковых удобрений с учётом плотности загрязнения почв радионуклидами (¹³⁷Cs – 864 кБк/м²; ⁹⁰Sr – 71,5 кБк/м²). Схема опыта с удобрениями приведена в таблице. 1.

Таблица 1. Схема опыта и распределение удобрений при улучшении

и эксплуатации пойменного луга (1997-2001 гг.)

Основные агрохимические показатели почвы определяли по общепринятым методикам: гумус – по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91); рН (КСl) – потенциометрическим методом (ГОСТ-26483-85); гидролитическую кислотность – по Каппену (ГОСТ 26212-84); сумму поглощенных оснований – по Каппену-Гильковицу (ГОСТ 27821-88); по-движные формы фосфора и калия – по Кирсанову (ГОСТ 26207-91); обменный кальций и магний – на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS-30 (ГОСТ 26487-85); степень насыщенности почв основаниями и индекс агрохимической окультуренности почв – расчетным методом.

Содержание ¹³⁷Cs в исследуемых образцах (почва, растения) определяли на γ-спектрометрических комплексах фирм «Canberra» и «Tennelec». Радиохимическое выделение ⁹⁰Sr проводили по стандартной методике ЦИНАО с радиометрическим окончанием на аттестованном α-β-счетчике «Canberra-2400». Аппаратурная ошибка измерений не превышала 15-20 %.

Для количественной оценки поступления радионуклидов из почвы в растения рассчитывали коэффициенты пропорциональности по следующей формуле:

К_П = (Бк/кг) : (кБк/м²) (1)

Все полученные данные подвергали статистической обработке методом дисперсионного и регрессионного анализов c использованием стандартного компьютерного программного обеспечения (Excel 7.0, Statistic 7.0).

Результаты и их обсуждение

Результаты исследований показали, что самый эффективный способ улучшения пойменного луга – внесение 3 т/га доломитовой муки и минеральных удобрений в дозе N₉₀P₆₀K₁₈₀ в два приёма, за счёт которого удалось добиться самого наибольшего снижения величины перехода радионуклидов (в 4,7 раза ¹³⁷Cs и в 2,6 раза ⁹⁰Sr) в естественный травостой и дополнительно снизить в 1,7 раза величину перехода ¹³⁷Cs и в 1,8 раза ⁹⁰Sr по сравнению с базовым вариантом (табл. 2). Содержание радионуклидов в сене изменялось в следующих пределах: ¹³⁷Cs – 184–1298 Бк/кг (Кп – 0,21–1,50), ⁹⁰Sr – 297–534 Бк/кг (Кп – 4,15–7,47), и могло быть использовано для получения молока с обязательной дальнейшей переработкой [5-8].

Перезалужение пойменного луга с использованием только обработки почвы (дискование и вспашка без внесения доломитовой муки и минеральных удобрений) и создание нового культурного травостоя из многолетних злаковых трав позволило снизить содержание только ¹³⁷Cs (в среднем в 1,4–2,8 раза) до 1559–3091 Бк/кг (Кп – 1,81–3,58) – на дисковании и 535–1714 Бк/кг (Кп –0,62–2,0) на вспашке, и увеличить поступление ⁹⁰Sr (в среднем в 1,1–1,4 раза) до 851–2056 Бк/кг (Кп –11,91–28,76) – на дисковании и до 528–2241 Бк/кг (Кп – 7,38–31,35) на вспашке по сравнению с величиной перехода радионуклидов в естественный травостой в контроле.