авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Государственное научное учреждение

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАДИОЛОГИИИ И

АГРОЭКОЛОГИИ

_

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЁМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ

ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ,

ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ, ОПТИМИЗАЦИЮ

ВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ПОЛУЧЕНИЕ СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ

НОРМАТИВАМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ Обнинск – 2010 УДК 631.17+631.524.85 614.876+631.95:577.391 631.95 Авторский коллектив: Санжарова Н.И., Ратников А.Н., Спиридонов С.И., Гераськин С.А., Ульяненко Л.Н., Филипас А.С., Спирин Е.В., Исамов Н.Н. (ст.), Круглов С.В., Панов А.В., Жигарева Т.Л., Кузнецов В.К., Грудин Н.В., Анисимов В.С, Попова Г.И., Пименов Е.П., Шубина О.А., Исамов Н.Н. (мл.), Цыгвинцев П.Н.

Технологические приёмы, обеспечивающие повышение устойчивости аг роценозов, восстановление нарушенных земель, оптимизацию ведения земледелия и получение соответствующей нормативам сельскохозяй ственной продукции товаропроизводителями различной специализации.

Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2010. - 180 с.

В настоящем документе дана характеристика техногенных факторов, воздействие которых может привести к нарушению устойчивости агроценозов.

Предложен перечень параметров, определяющих устойчивость компонентов агроценозов. Дано описание технологических приемов, повышающих устойчи вость агроценозов и обеспечивающих получение экологически безопасной про дукции растениеводства в условиях техногенеза. Представлен реестр техноло гических приемов возделывания основных сельскохозяйственных культур в условиях техногенного загрязнения.

Документ предназначен для руководителей и специалистов сельскохо зяйственных предприятий различных форм собственности, специалистов госу дарственной агрохимической службы, а также работников других министерств и ведомств, решающих вопросы ведения растениеводства на техногенно за грязненных территориях.

Таблиц - 55, рисунков - 13, источников литературы – 80.

ISBN 978-5-903386-18- ©ГНУ ВНИИСХРАЭ, Содержание Введение....................................................................................................................... 1. Загрязнение сельскохозяйственных угодий радиоактивными веществами и химическими токсикантами....................................................................................... 1.1. Загрязнение сельскохозяйственных угодий радионуклидами.................... 1.2. Загрязнение сельскохозяйственных угодий тяжелыми металлами.

........... 1.3. Загрязнение сельскохозяйственных угодий органическими синтетическими и природными соединениями.................................................. 1.4. Рейтинг опасности техногенных факторов................................................. 2. Нормирование содержания радионуклидов и тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции........................................................................... 2.1. Критерии оценки воздействия техногенных химических факторов на сельскохозяйственные культуры......................................................................... 2.2. Нормирование содержания радионуклидов и тяжелых металлов в рационах сельскохозяйственных животных и продукции животноводства... 3. Классификация защитных мероприятий и технологий по снижению перехода радионуклидов и тяжелых металлов в сельскохозяйственную продукцию....... 4. Восстановление техногенно нарушенных сельскохозяйственных земель..... 5. Влияние технологических приемов, направленных на снижение поступления загрязняющих веществ в растения, на устойчивость компонентов агроценозов..................................................................................................................................... 6. Технологические приемы в растениеводстве, обеспечивающие получение экологически безопасной продукции...................................................................... 6.1. Технологические приемы возделывания зерновых культур..................... 7. Технологические приемы в полевом кормопроизводстве................................ 7.1. Технологические приемы возделывания зернобобовых культур............. 7.2. Технологические приемы возделывания кукурузы и подсолнечника (на силос)...................................................................................................................... 7.3. Технология возделывания многолетних трав на техногенно загрязненных почвах..................................................................................................................... 8. Технологии и технологические приемы в луговом кормопроизводстве в условиях техногенного загрязнения........................................................................ 9. Разработка вариантов организации земледелия на техногенно загрязненных сельскохозяйственных угодьях.............................................................................. 9.1. Организация земледелия на техногенно загрязненных территориях без применения специальных защитных мероприятий......................................... 9.2. Организация земледелия на техногенно загрязненных территориях с применением защитных мероприятий.............................................................. 9.3. Организация земледелия на радиоактивно загрязненных территориях на примере СПК «Комсомолец» в Брянской области.......................................... 9.4. Организации земледелия на территориях, загрязненных тяжелыми металлами, на примере ООО «Россия» в Липецкой области......................... Литература............................................................................................................... Введение Экологическая обстановка в сфере сельскохозяйственного производства определяется воздействием производственной деятельности человека. Загряз нение почв сельскохозяйственных угодий тяжелыми металлами, радионукли дами, пестицидами, токсичными органическими соединениями в ряде регионов Российской Федерации достигает уровней, при которых производимая продук ция не отвечает требованиям санитарно-гигиенических нормативов или велик риск получения такой продукции.

Во всех промышленно развитых регионах России отмечается загрязнение почв тяжелыми металлами. Наиболее высокие уровни загрязнения характерны для территорий, прилегающих к крупным промышленным агломерациям с при оритетом металлургического производства, химической промышленности и машиностроения. Ареалы распространения техногенных выбросов вокруг про мышленных комплексов охватывают 18 млн. га. Площадь загрязнения тяжелы ми металлами почв сельскохозяйственных угодий составляет 3,6 млн. га. Из них более 1 млн. га почв сельскохозяйственного пользования загрязнено особо токсичными элементами (I класс опасности) и около 2,3 млн. га - токсичными (II класс опасности).

Загрязнение сельскохозяйственных угодий радиоактивными веществами связано с крупными радиационными авариями на химкомбинате "Маяк" (Юж ный Урал) и на Чернобыльской АЭС. Площадь территории Восточно Уральского радиоактивного следа, временно выведенная из землепользования, составила 95 тыс. га Радиоактивное загрязнение в результате аварии на Черно быльской АЭС затронуло 21 субъект Российской Федерации. Общая площадь загрязненных сельскохозяйственных угодий с плотностью загрязнения 137Cs выше 37 Бк/м2 оставляет более 15 млн. га. Наиболее высокие уровни загрязне ния зарегистрированы в Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областях, где 324.9 тыс. га сельскохозяйственных угодий имеют плотность загрязнения по 137Cs выше 185 кБк/м2.

Техногенное загрязнение среды – один из наиболее значимых факторов, дестабилизирующих естественные и искусственные экологические системы.

Загрязнение почв поллютантами различной природы (тяжелыми металлами, ра дионуклидами, пестицидами, органическими токсическими соединениями) в ряде регионов Российской Федерации значительно превышает безопасные пре делы, что является причиной деградации сельскохозяйственных земель. Дегра дация земель является одной из наиболее актуальных экологических проблем современности, сдерживающим фактором устойчивого развития земледелия.

Проявление деградации земель в различных ее формах связано и обусловлено особенностями функционального использования территорий, несоблюдением норм и правил рационального использования и охраны земельных ресурсов.

Все виды деградации почв можно условно разделить на три группы. Их краткое определение может быть сформулировано следующим образом.

Физическая деградация - ухудшение физических и водно-физических свойств почвы, нарушение почвенного профиля.

Химическая деградация - ухудшение химических свойств почв: истощение запасов питательных элементов, вторичное засоление и осолонцевание, за грязнение токсикантами (тяжелыми металлами).

Биологическая деградация - сокращение численности, видового разнообра зия и нарушение оптимального соотношения различных видов микроорганиз мов, загрязнение почвы патогенными микроорганизмами, ухудшение санитар но-эпидемиологических показателей.

Категории деградации почв во многом взаимно влияют друг на друга и, как правило, проявляются совместно.

Агроценоз – это искусственно созданное в процессе хозяйственной дея тельности человека сообщество культурных растений и среды их обитания, в которой сбалансированность биогеохимического круговорота элементов пита ния обеспечивается за счет внесения их в почву в количествах, компенсирую щих ежегодное отчуждение с урожаем. Устойчивость агроценоза – способ ность сохранять структуру, функциональные особенности, продуктивность и качество продукции в условиях техногенного воздействия.

Устойчивость агроценозов к техногенному воздействию является ком плексным явлением, зависящим от устойчивости основных его компонентов (почва, почвенный микробоценоз, фитоценоз).

Основным методологическим подходом является системный подход, подразумевающий выделение критических компонентов агроэкосистем и видов сельскохозяйственной продукции, а также комплексный анализ устойчивости агроэкосистем на разных уровнях биологической организации. Агроэкосистемы имеют много общего с природными ценозами, что позволяет характеризовать их с экологических позиций;

с другой стороны, агроэкосистемы – начальное звено ведущих к человеку пищевых цепочек, что определяет необходимость их оценки с санитарно-гигиенических позиций. Поэтому оценку последствий тех ногенного воздействия на агроэкосистемы целесообразно проводить на основе использования двух групп критериев – санитарно-гигиенических и экологиче ских [Фесенко, Санжарова, 2000;

Научные основы…2004;

Рекоменда ции…2006;

Методика оценки устойчивости агросистем…2009]. Для коррект ной оценки устойчивости агроценозов используют показатели, характеризую щие разные уровни биологической организации каждого компонента.

Техногенное загрязнение агроландшафтов обуславливает необходимость разработки приемов и технологий, снижающих негативное действие поллютан тов и повышающих устойчивость агроценозов к их воздействию. Для ведения растениеводства должна быть разработана система земледелия, включающая технологические приемы, которые, с одной стороны, обеспечивают сохранение плодородия почв и повышение продуктивности агроценозов как интегрального показателя их устойчивости, а, с другой, - получение продукции, отвечающей санитарно-гигиеническим нормативам и требованиям к биологическому и тех нологическому качеству урожая.

1. Загрязнение сельскохозяйственных угодий радиоактивными вещества ми и химическими токсикантами Основными антропогенными источниками загрязнения природных и аг рарных экосистем являются (табл. 1.1):

1) промышленные - газообразные, твердые и жидкие выбросы и сбросы, посту пающие при работе предприятий промышленности и энергетики, а также в ре зультате нарушений технологического режима или аварий;

2) сельскохозяйственные - химические вещества, входящие в состав агромелио рантов, средства химической защиты растений от болезней и вредителей, вы бросы и сбросы животноводческих комплексов и т.п.;

3) автомобильный транспорт - газообразные, твердые и жидкие выбросы;

4) коммунально-бытовые - продукты жизнедеятельности человека и комму нальные отходы.

Таблица 1.1. Основные промышленные источники загрязнения сельскохо зяйственных угодий [Научные основы …, 2004].

Химические вещества Виды источников Радио Взвешенные Степень (отрасли про- активные тяжелые оксиды частицы воздействия пестициды мышленности) вещества металлы Металлургия сн (ср) + + + Химическая про- ср + + + + мышленность Нефтехимическая ср + + + Энергетика на ис- ср + + + + копаемом топливе Ядерная энерге- + тика Целлюлозно- н + + бумажная Пищевая н + Автомобильный н + + транспорт сн - сильное, ср - среднее, н – низкое Среди сельскохозяйственных источников загрязнения агроландшафтов выделяются вещества и химические соединения, используемые в качестве удобрений (минеральных и органических), агромелиорантов (обезвреженные осадки промышленных и бытовых сточных вод, фосфогипс, шлаки, силикагели и др.) и средств защиты растений (табл. 1.2).

Таблица 1.2. Основные источники загрязнения, связанные с ведением сельского хозяйства Тяжелые Другие Степень Виды источников Пестициды металлы токсиканты воздействия* Средства химизации н - + + Средства защиты растений ср + + Предприятия по переработке Н - - + Склады химикатов ср (н) + + + Склады удобрений ср (н) - + + Фермы и животноводческие ср (н) - - + комплексы * ср - среднее, н - низкое Одним из наиболее значимых источников поступления ТМ являются фосфорные удобрения, а также удобрения, получаемые с использованием ор тофосфорной кислоты - аммофосы, аммофоски, нитрофоски. Навоз и известь также содержат ТМ. Применяемые в настоящее время в качестве органических удобрений осадки сточных вод, компосты из них и ПБО (переработанные бы товые отходы) содержат в своем составе тяжелые металлы и примесные эле менты. Значимость этих источников загрязнения невелика, так как в качестве удобрений в настоящее время используется только 4-6% осадков сточных вод.

1.1. Загрязнение сельскохозяйственных угодий радионуклидами Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий в Российской Федерации обусловлено преимущественно авариями на Южном Урале и Чер нобыльской АЭС. В результате аварии на НПО «Маяк» произошло радиоактив ное загрязнение отдельных территорий Челябинской, Свердловской, Курган ской и южной части Тюменской областей, где основным долгоживущим радио нуклидом в выпадениях был 90Sr. Общая площадь загрязненной радионукли дами зоны на территории Уральского региона составляла около 2,5 млн. га.

Территория, охватываемая Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС), является зоной интенсивного земледелия, преимущественно зернового направ ления.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС была загрязнена территория 21 объекта Российской Федерации с населением около 3 млн. человек. Общая площадь земельных угодий, загрязненных 137Сs свыше 37 кБк/м2, составила 1,5 млн. га. Наибольшему радиоактивному загрязнению на территории России подверглись районы Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областей.

При радиационной аварии загрязнение сельскохозяйственных угодий происхо дит в результате атмосферного переноса радиоактивных веществ, их осаждения на земную поверхность и распределения в почвенно-растительном покрове. На земную поверхность радионуклиды поступают вследствие гравитационного осаждения крупнодисперсных частиц, сухого осаждения и в составе мокрых выпадений. Фракционирование продуктов ядерного деления, значительно раз личающихся по физико-химическим характеристикам, происходит как в мо мент выноса их из активной зоны, так и при переносе в атмосфере и поступле нии на поверхность. Загрязнение отдельных участков территории в зоне аварии может существенно различаться не только по плотности, но и радионуклидно му составу выпадений.

Последствия аварии носят долговременный характер, если выпадения включа ют долгоживущие радионуклиды. Радиологически значимыми являются 89Sr, 90Sr, 134Cs, 137Cs и 131I, отличающиеся высокой летучестью при атмосфер ном переносе (особенно радионуклиды I и Cs), подвижностью в почве и спо собностью накапливаться в звеньях сельскохозяйственных цепочек.

Зонирование сельскохозяйственных угодий при радиоактивном загрязнении.

При авариях на предприятиях ядерного топливного цикла на основании данных радиационного контроля устанавливается зона радиационной аварии (НРБ 99/2009). Мероприятия по защите населения осуществляются с учетом зониро вания загрязненных территорий, основанного на величине годовой эффектив ной дозы. С целью оперативного контроля устанавливаются контрольные уров ни (КУ), значения которых должно гарантировать непревышение основных до зовых пределов.

Для сельскохозяйственных угодий, подвергшихся радиоактивному загрязне нию, в качестве критерия для зонирования используется плотность загрязнения почв. Контрольные уровни содержания радионуклидов в почве сельскохозяй ственных угодий определяются с учетом состава радиоактивных выпадений и характеристики почвенного покрова.

Для региона аварии на НПО «Маяк» (Южный Урал) были выделены следую щие зоны по плотности загрязнения 90Sr: 11,1 кБк/м2 (0,3 Ки/км2);

11,1- кБк/м2 (0,3-3 Ки/км2);

111 кБк/м2 (3 Ки/км2). На основании деления сель скохозяйственных угодий по уровням загрязнения для каждой зоны были раз работаны рекомендации по применению комплекса защитных мероприятий, обеспечивающих безопасное функционирование АПК и получение продукции, соответствующей установленным допустимым санитарно-гигиеническим нор мативам. В настоящее время большая часть территории реабилитирована и во влечена в сельскохозяйственное использование за исключением площадей в го ловной части следа.

Зонирование территории после аварии на ЧАЭС по плотности загрязнения 137Cs проводилось по следующей градации: 37 кБк/м2;

37-185 кБк/м2 (1- Ки/км2);

185-555 кБк/м2 (5-15 Ки/км2);

555-1480 кБк/м2 (15-40 Ки/км2) и кБк/м2 (40 Ки/км2). Распределение сельскохозяйственных угодий по плотно сти загрязнения 137Cs (кБк/м2) на 01.01.2007 г. приведено в табл. 1.3.

Таблица 1.3. Распределение сельскохозяйственных угодий по плотности загрязнения,* га [Санжарова, 2010] Плотность загрязнения 137Сs, кБк/м Область Всего 37-185 185-555 555-1480 Брянская 260400 125400 30900 5450 Калужская 107531 12599 3 Орловская 414660 7362 Тульская 502100 55000 * данные центров химизации и сельскохозяйственной радиологии МСХ РФ.

1.2. Загрязнение сельскохозяйственных угодий тяжелыми металлами К тяжелым металлам (ТМ) относятся химические элементы (металлы) с атомной массой более 40. Не все тяжелые металлы токсичны, так как в эту группу входят Zn, Cu, Mo, Co, Mn, получившие название микроэлементы и имеющие важное биологическое значение в жизни растений и микроорганиз мов.

Оценка среднего содержания химических элементов в земной коре выра жается числами, которые называются «кларками» (табл. 1.4). Содержание эле ментов дается в весовых процентах, иногда в частях на миллион (ppm) или в граммах на тонну (г/т). Кларки элементов служат эталоном сравнения концен траций химических элементов. Значения кларков позволяют судить о наруше нии обычных отношений между элементами и указывают на наличие источни ков загрязнения.

Таблица 1.4. Кларковое содержание ТМ в почвах, мг/кг [по А.П. Виногра дову] Элемент Кларк Элемент Кларк Mn 850 Ag 0, Sr 300 Co 8, Cr 200 Cd 0, Zn 50 As Ni 40 Mo Cu 20 Hg 0, Pb 10 V Валовое содержание ТМ в естественных почвах обусловлено рядом фак торов, основными из которых является направленность и интенсивность про цессов почвообразования, а также их содержание в материнской породе. Ми нимальные значения содержания ТМ в различных типах почв (табл. 1.5.) харак теризуют их фоновое количество. Максимальные значения указывают на суще ственное загрязнение почв [Соколов, Черников, 1999].

Среди источников загрязнения агроэкосистем наибольшее влияние ока зывают объекты химической промышленности, металлургии, энергетики и транспорта.

Таблица 1.5. Содержание тяжелых металлов в почвах России, мг/кг [Соко лов, Черников, 1999] Тип почвы Нg Сd Со Pb Cr Zn Ni Дерново- 0,01- 3-17 0,01- 10-181 3-13 5-62 6- подзолистые 0,75 2, Серые лесные 0,03- 10- 0,1-0,7 25-250 2-12 20-63 11- 0,80 Черноземы 0,03- 13- 0,4-1,7 20-287 9-13 29-63 20- 0,40 Каштановые 0,01- 10- 0,07- 71-330 5-15 42-52 20- 0,47 27 0, Красноземы 0,03- 10- 0,12- 80-200 1-2 47-70 25- 0,08 38 0, Торфяные 0,01- 3-24 0,17- 3-90 1-10 7-62 2- 0,03 0, Загрязнение сельскохозяйственных угодий происходит в результате рас сеивания промышленных выбросов в атмосфере и выпадения их с атмосфер ными осадками. Основная масса загрязняющих веществ входит в состав атмо сферных выпадений и аэрозолей. В распределении тяжелых металлов по фрак циям аэрозолей соблюдается следующая закономерность: петрогенные элемен ты и элементы с относительно высокими кларками (Fe, Al, Si, Mn, Cu, Zn, Cr) связаны преимущественно с мелко- и крупнодисперсными аэрозолями (0,5-2, мкм и более), а более токсичные элементы с низкими кларками (Cd, Pb, Sb, As, Hg) находятся в субмикронной или газовой фазах. Мельчайшие фракции аэро золя имеют низкие скорости осаждения и высокую миграционную способность, что приводит к их трансграничному распространению [Биогеохимические ос новы …, 1993].

В Европейской части России можно выделить несколько промышленно развитых регионов, где существует риск получения продукции кормопроизвод ства и животноводства с содержанием тяжелых металлов выше санитарно гигиенических нормативов. В Уральском федеральном округе – это Свердлов ская, Челябинская и Оренбургская области, в Приволжском – Саратовская об ласть и Республика Татарстан, в Южном – Ростовская область, Республика Се верная Осетия, в Северо-Западном – Вологодская и Новгородская области, в Центральном – Белгородская, Липецкая и Тульская области. Содержание ТМ в кормах и продукции (молоко и мясо), получаемой на угодьях вблизи от про мышленных источников загрязнения, может превышать допустимые до 5 раз [Ильин, 1991, Добровольский, 1999]. Проблема загрязнения продукции свин цом при выращивании кормов в пределах придорожных полос крупных автома гистралей существует повсеместно.

По отношению к кларковому содержанию в почве тяжёлые металлы составляют следующий ряд: CdPbAsZnNiCoSe. Выделено 3 класса опасности хими ческих веществ (табл. 1.6).

Таблица 1.6. Класс опасности химических веществ [ГОСТ 17.4.1.02-83] Класс опасно- Химическое вещество сти Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, селен, цинк, фтор, I бенз(а)пирен, некоторые пестициды Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром II Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон III Выявление и категорирование сельскохозяйственных земель, загрязненных тя желыми металлами. Загрязнение сельскохозяйственных угодий выбросами промышленных предприятий устанавливается на основании: фактов обнаруже ния повышенных концентраций вредных химических веществ в почвах, про дукции растениеводства и кормах;

снижения урожайности и ухудшения каче ства продукции;

изменения роста и развития растений;

негативного влияния выбросов на состояние почвенного плодородия (физико-химические свойства почвы, воздействие на микробиоценоз и др.).

К категории загрязненных относятся почвы, в которых количество загрязняю щих веществ находится на уровне или выше предельно допустимых концентра ций (ПДК). “Методические указания по обследованию почв сельскохозяй ственных угодий и продукции растениеводства на содержание тяжелых метал лов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов” (1995) устанавливают градацию почв по содержанию валовых и подвижных форм тяжелых металлов (табл. 1.7, 1.8).

Градации почв по содержанию валовых и подвижных форм ТМ включают групп. Первая группа соответствует 0,5 ПДК (ОДК), значение верхней границы 2-ой группы соответствует ПДК (ОДК). Почвы, вошедшие в 3 группу, относят ся к территориям с неудовлетворительной экологической ситуацией, в 4 – к зоне чрезвычайной экологической ситуации, в 5 группу – к зоне экологического бедствия.

Таблица 1.7. Группировка почв для эколого-токсикологической оценки по со держанию валовых форм тяжелых металлов и мышьяка, мг/кг [Методические указания по проведению комплексного мониторинга …, 2003] Класс Группы Элемент опасности 1 2* 3 4 Группировка песчаных и супесчаных почв As 1 1,0 1,0-2,0 2,1-4,0 4,1-6,0 6, Hg 1 1,0 1,0-2,1 2,2-4,2 4,3-6,2 6, Pb 1 16,0 16,0-32,0 32,1- 64,1-96,0 96, Zn 1 27,0 27,0-55,0 64, 55,1- 110,0-165,0 165, Cd 1 0,25 0,26-0,5 0,6-1,0 1,1-1,5 1, 110, Cu 2 16,0 16,0-33,0 33,1- 165,1-330,0 330, Ni 2 10,0 10,0-20,0 165, 20,1- 100,1-200,0 200, Cr** 2 50,0 50,0-100,0 100, 101,0- 501,0- 1000, Группировка суглинистых и глинистых почв с рН менее 5, 5000,0 1000, As 1 2,5 2,5-5,0 5,1-10,0 10,1-15,0 Pb 1 32 32-65 66-130 131-195 Zn 1 55 55-100 101-220 221-330 Cd 1 0,5 0,5-1,0 1,1-2,0 2,1-3,0 3, Cu 2 33 33-66 67-330 331-660 Ni 2 20 20-40 41-200 201-400 Группировка суглинистых и глинистых почв с рН более 5, As 1 5 5-10 11-20 21-30 Pb 1 32 65-130 131-260 261-390 Zn 1 55 110-220 221-400 401-660 Cd 1 0,5 1,0-2,0 2,1-4,0 4,1-6,0 Cu 2 33 66-132 133-660 661-1320 Ni 2 20 40-80 81-400 401-800 * Численное значение соответствует фоновым уровням ** Численное значение верхней границы 2-й группы соответствует ПДК (ОДК) элемента в почвах Таблица 1.8. Группировка почв для эколого-токсикологической оценки по со держанию подвижных форм тяжелых металлов, мг/кг Класс Группы Элемент опасности 1 2* 3 4 Pb 1 3 3,0-6,0 6,1-12,0 12,1-18,0 18, Zn 1 10,0 10,0-23,0 24,0-46,0 47,0-69,0 69, Cu 2 1,5 1,5-3,0 3,1-15,0 15,1-30,0 30, Ni 2 2,0 2,0-4,0 4,1-20,0 20,1-40,0 40, Cr** 2 3,0 3,0-6,0 6,1-30,0 30,1-60,0 60, Co 2 2,5 2,5-5,0 5,1-25,0 25,1-50,0 50, * Численное значение соответствует фоновым уровням ** Численное значение верхней границы 2-й группы соответствует ПДК (ОДК) элемента в почвах 1.3. Загрязнение сельскохозяйственных угодий органическими синтетиче скими и природными соединениями К органическим синтетическим и природным соединениям относятся по лихлорированные диоксины, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), полихлорированные бифенилы (ПХБ), нитрозосоединения, микотокси ны.

Диоксины - (полихлорированные дибензодиоксины) - обширный класс органических соединений, образующихся при синтезе хлорфенолов и их произ водных. Они выделяются также при сжигании мазута, полихлорвинила и дру гих пластмасс, бытовых и производственных отходов;

диоксины образуются также в процессе металлургического и нефтехимического производства. Ос новным источником поступления диоксинов в организм человека (до 90%) служит пища, в частности молоко и молочные продукты, а также рыба и яйца.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) относятся к опас ным канцерогенным веществам. Среди них наибольшую опасность представля ет 3,4-бензопирен. Он образуется при различных видах термической обработки органических материалов и неполном сгорании топлива, включая двигатели внутреннего сгорания, а также выделяется при нефтедобыче. Полихлорирован ные бифенилы нередко являются предшественниками хлордиотоксинов. Их широко применяют в некоторых технологиях, например, в трансформаторах.

Попадая в почву и воду, они мигрируют по пищевым цепям, загрязняют моло ко, яйца.

N-нитрозосоединения являются потенциальными канцерогенами. Они образуются в пищевых продуктах, а также в организме животных под воздей ствием микробов при взаимодействии нитратов с аминопроизводными соеди нениями. Предшественники нитрозаминов - нитраты, первичные и вторичные амины попадают в окружающую среду с отходами промышленных предприя тий, продуктами сгорания топлива, вносятся в почву с удобрениями, химиката ми и др.

Пестициды. По состоянию на декабрь 2008 г. зарегистрировано 811 пе стицидных препаратов, представляющих собой как химические вещества и их смеси, так и препараты биологического действия. В основе этих препаратов за ложено 240 действующих веществ пестицидов. Наиболее широко применялись гербициды на основе 2,4-Д, глифосата, МЦПА;

дикамбы, а также метсульфу ронметил, С-метолахлор, триасульфурон, клопиралид, феноксапроп-П-этил, трифлуралин, прометрин;

инсектециды диазинон, диметоат, ацетохлор, синте тические пиретроиды;

фунгициды дифеноконазол, тебуканазол, карбендазим (табл. 1.9). Ежегодно на территории Российской Федерации обнаруживаются почвы, загрязненные ОК пестицидов. По данным Государственного доклада «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2008 году»

в 2008 г. около 4,2% от обследованной площади в 38 тыс. га было загрязнено ОК пестицидов в концентрациях, превышающих ПДК. Загрязненная почва об наружена на территории 12 субъектов Российской Федерации.

Таблица 1.9. Класс опасности пестицидов Класс опасно- Пестицид сти Атразин, гексахлорбутадион, гранозан, ГХЦГ, гептахлор, I ДНОК, ДДТ, карбатион, метафос, ПХК, ПХП, севин, тордон, тиодан, ТМДТ Агелон, 2.4-Д, далапон, карбофос, купрозан, кельтан, нитрафен, II пропанид, симазин, трефлан, хлорофос, ялан, рогор Банвел, дактил, дилор, мильбекс, полидим, поликарбацин, про III метрин, ТХА, тедион, цинеб, эрадикин 1.4. Рейтинг опасности техногенных факторов Класс опасности химических веществ устанавливают не менее, чем по показателям в соответствии с токсичностью, персистентностью в почве и рас тениях, миграционной подвижностью. При оценке опасности загрязнения почв аграрных экосистем химическими веществами учитываются также фактические уровни содержания элемента;

класс опасности;

буферность почвы, влияющая на подвижность элементов, характер землепользования.

Характерный для современных условий рейтинг наиболее опасных за грязнителей можно представить в виде убывающего по степени опасности сле дующего ряда:

1. Тяжелые металлы: Cd Pb Zn Hg Ni Co Se;

2. Другие токсичные элементы: As, Al, F;

3. Пестициды: препараты группы 2,4 Д, ГХЦГ, фосфорорганические соедине ния (карбофос, метафос и др.);

4. Радионуклиды (90Sr, 137Cs);

5. Нитраты, нитриты, нитрозамины;

6. Органические синтетические и природные соединения (в частности, диокси ны);

7. Электромагнитные излучения (ЭМИ) неионизирующей природы (УФ-В радиация, ЭМИ СВЧ-диапазона).

2. Нормирование содержания радионуклидов и тяжелых металлов в сель скохозяйственной продукции Агроценозы - это начальное звено ведущих к человеку пищевых цепочек, что определяет необходимость оценки соответствия производимой продукции требованиям санитарно-гигиенических норм. В основе санитарно гигиенического подхода к оценке последствий техногенного загрязнения агро экосистем лежит обеспечение безопасности человека. Исходя из этого опреде лены санитарно-гигиенические нормативы содержания в сельскохозяйственной продукции токсичных элементов (Pb, As, Cd, Hg, Cu, Zn), микотоксинов, пести цидов, антибиотиков, полихлорированных бифенилов, бенз(а)пирена, азотсо держащих соединений, радионуклидов, патогенных микроорганизмов.

Оценка устойчивости агроценозов на основе санитарно-гигиенических критериев производится путем сопоставления измеренных уровней содержания загрязняющих веществ в почве и продукции растениеводства, с установленны ми санитарно-гигиеническими нормативами или производными от них кон трольными (допустимыми) уровнями [Гигиенические требования, 2001]. В практике гигиенического нормирования оперируют такими понятиями как пре дельно допустимая концентрация (ПДК), допустимое остаточное количество (ДОК), временно допустимые уровни (ВДУ) или максимально-допустимые уровни (МДУ) [Перечень ПДК и ОДК химических веществ в почве…, 1992;

Ориентировочно допустимые концентрации…, 1995].

Санитарно-гигиенические нормативы для различных видов сельскохозяй ственной продукции определены для 4-х тяжелых металлов и двух основных радиологически значимых радионуклидов (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Гигиенические требования безопасности продовольственного сырья и продуктов [СанПиН 2.3.2.1078-01] Группа Токсичные элементы, мг/кг Радионуклиды, продуктов Бк/кг 137 Pb As Cd Hg Cs Sr Зерно продоволь- 0.5 0.2 0.1 0.03 70 ственное, в т.ч. пше ница, рожь, тритика ле, овес, ячмень, просо гречиха, рис, кукуруза, сорго Семена зернобобо- 0.5 0.3 0.1 0.02 50 вых, в т.ч. горох, фа соль, маш, чипа, че чевица, нут Семена масличных 1.0 0.3 0.1 0.05 70 культур (подсолнеч ника, сои, хлопчат ника, кукурузы, льна, горчицы, рапса, ара хиса) Фрукты*, ягоды*, 0.4* 40 виноград Грибы 0.5 0.1 0.05 500 Картофель 120 Овощи бахчевые 120 Сахар 0.5 1.0 0.05 0.01 160 2.1. Критерии оценки воздействия техногенных химических факторов на сельскохозяйственные культуры Выбор количественных показателей для оценки воздействия техногенных факторов на растения должен основываться на специфике действия конкретно го фактора и знаниях об основных процессах жизнедеятельности растений. Ве дущее положение занимают показатели фотосинтетической активности и рост (высота растений, прирост биомассы). Это связано с тем, что фотосинтез и рост лежат в основе продукционного процесса (Тооминг, 1977). Одним из ос новных показателей фотосинтетической активности растений служит состояние пигментной системы. Важным критерием изменения устойчивости растений под действием техногенных факторов является ухудшение показателей репро дуктивных свойств семян: количество и качество репродуктивных органов число генеративных побегов (количество цветоносов) на одно растение, число зерновок или семян на одно растение, количество полноценных и неполноцен ных семян на одно растение, качество посевного материала (Жуйкова и др., 2002). Интегральным показателем устойчивости растений к действию техно генных факторов является продуктивность (биологическая и зерновая). При относительно удовлетворительной обстановке (норма) снижение урожайности посевов не превышает 15% от нормы;

при напряженной, или условно удовлетворительной (риск) - находится в пределах от 15 до 40%;

при кризисной или неудовлетворительной (кризис) - составляет от 40 до 80%, для катастрофи ческой (бедствие) - превышает 80% (при условии проведения всего комплекса агротехнических и агрохимических мероприятий для данной местности и куль туры) (Черников и др., 2000 г.).

Необходимым этапом оценки воздействия химических веществ на сель скохозяйственные растения является учет качества урожая. При оценке каче ства продукции для пищевых целей учитывают содержание сырого белка, крахмала, клейковины в зерне, а также аминокислотный состав. Качество пи щевой продукции подтверждается санитарно-эпидемиологическим заключени ем - это документ, который подтверждает разрешение Федеральной Службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (РосПо требНадзор) о соответствии продукции установленным требованиям, гигиени ческим нормам и санитарным правилам (ГН и СанПин), также служит офици альным подтверждением безопасности продукции для здоровья человека.

О нарушении устойчивости агрофитоценоза при техногенном воздей ствии свидетельствует снижение посевных качеств семян (всхожесть, энергия прорастания, сила роста, влажность, зараженность болезнями и заселенность вредителями, натура зерна, выравненность, масса 1000 семян).

Таким образом, оценка воздействия техногенных факторов на растения может быть характеризована по следующим показателям:

- угнетение роста и фотосинтетической активности – уменьшение биомассы, высоты растений, площади листьев, удельной поверхностной плотности листь ев, чистой продуктивности фотосинтеза, содержания пигментов;

- ухудшение репродуктивных свойств - снижение количества и качества гене ративных органов, снижение фертильности пыльцы;

увеличение поражения растений болезнями и вредителями;

- снижение урожайности - уменьшение биологической и зерновой продуктив ности;

- изменение качества урожая - ухудшение биологической полноценности, воз растание содержания различных химических веществ в продукции, снижение посевных качеств семян.

2.2. Нормирование содержания радионуклидов и тяжелых металлов в ра ционах сельскохозяйственных животных и продукции животноводства В соответствии с законом «Об охране окружающей среды» проводится норми рование предельно допустимого воздействия техногенных факторов с целью обеспечения экологической безопасности населения, сохранения генетического фонда, рационального использования природных ресурсов и охраны раститель ного и животного мира.

Система нормирования радиационной безопасности осуществляется путем установления санитарных правил, норм, гигиенических нормативов и т.п. Ос новные дозовые пределы используются в качестве базы для разработки произ водных критериев (допустимых или контрольных уровней воздействия). Про изводными от основных дозовых пределов являются пределы годового поступ ления (ПГП) радионуклидов и ТМ в организм человека через органы дыхания и пищеварения. На их основании устанавливается допустимое содержание ради онуклидов и ТМ в основных продуктах питания и продовольственном сырье.

Допустимые уровни содержания радионуклидов и ТМ в почве, кормах и раци оне сельскохозяйственных животных рассчитываются на основании ПГП за грязняющих веществ с рационом человека.

Содержание радионуклидов и ТМ в рационах животных должны отвечать двум основным требованиям:

- не вызывать радиационные и токсические эффекты, приводящие к регистри руемым изменениям состояния здоровья животных, снижению их продуктив ных и воспроизводительных качеств;

- обеспечивать получение продукции животноводства в соответствии с требо ваниями действующих санитарно-гигиенических нормативов [Булдаков, 1968;

Скрябин, 1973;

Корнеев, Сироткин, 1987;

Анненков, 2004].

Исходными величинами нормирования радионуклидов и ТМ в рационах жи вотных являются официально установленные санитарно-гигиенические норма тивы содержания радиоактивных и химических элементов в основных видах продукции – молоке, мясе, яйцах (табл. 2.2).

Для контроля содержания 137Cs, 90Sr и ТМ в рационах сельскохозяйственных животных разработаны Ветеринарно-санитарные требования радиационной безопасности кормов ВП 13.05.13/06-01 и Временные максимально-допустимые уровни (МДУ) содержания химических элементов в кормах и кормовых добав ках (табл. 2.3, 2.4).

Предложен новый подход к нормированию содержания радионуклидов и ТМ в рационах на основе дифференцированного использования кормов с разными уровнями загрязнения, который учитывает биологический вид, возраст, направ ление продуктивности, цели хозяйственного использования, способы содержа ния, стадии технологического цикла выращивания, откорма и лактации живот ных.

Таблица 2.2. Требования санитарно-гигиенических нормативов безопасности продукции животноводства и птицеводства (СанПиН 2.3.2.1078-01) Токсичные эле- Радионукли менты, мг/кг ды, Бк/кг Группа продуктов P A C H 7 90Sr b s d g C s Молоко цельное и молочные про- 0 дукты (сливки, творог, кисломолоч- 0...

ные продукты). 0 0 0 1 0 5 Мясо животных всех видов парное, 0 0 0 охлажденное, замороженное.... 0 0 200*) 5 1 5 Мясо птицы, в т. ч. полуфабрикаты, 0 0 0 охлажденное, подмороженное, замо-..

.. 8 роженное 0 5 1 5 Яйца и жидкие яичные продукты 0 0 (меланж, белок, желток).... 0 0 3 1 Субпродукты убойных животных 0 1 0 0 -....

6 0 3 Почки убойных животных 1 1 1.... - 0 0 0 Субпродукты птиц и полуфабрикаты 0 1 0 из них.... - 6 0 3 Жир-сырец говяжий, свиной, бара- 0 0 0 ний..

.. 0 0 1 1 3 *) – костная ткань (все виды) Таблица 2.3. Допустимые уровни содержания радионуклидов 137Cs и 90Sr в кормах и кормовых добавках (Ветеринарные правила и нормы ВП 13.5.13/06-01) Допустимый уро вень, Бк/кг есте ственной влажно Наименование корма, кормовой добавки сти 137Cs 90 Sr Грубые корма (сено, солома) 400 Сочные корма (силос, сенаж) 80 Корнеклубнеплоды, бахчевые 60 Травы естественные и сеяные 100 Комбикорма, зерно злаковых и бобовых культур, 200 отруби, дерть Жом, барда 65 Жмых, шрот 600 Травяная мука, хвойная мука 600 Ягель 300 Мясо, рыба, субпродукты, жир и др. 600 Мука костная, мясная, рыбная 600 Цельное молоко, заменители молока 370 Сухие молочные смеси и заменители молока 800 Белково-витаминные, минеральные добавки, пре- 750 миксы, корма микробиологического синтеза Примечание: допустимые уровни содержания 137Cs и 90Sr в кормах яв ляются производными СанПиН 2.3.2.560- Таблица 2.4. Временные максимально-допустимые уровни (МДУ) содержания химических элементов в кормах и кормовых добавках, мг/кг естественной влажности (Инструктивное письмо МСХ РФ, Департамент Ветеринарии №1234-4/281 от 07.08.87 г.) Минеральные Химический Зерно и зер- Грубые и Корне- и добавки и элемент нофураж сочные корма клубнеплоды цеолиты Ртуть 0,1 0,05 0,05 0, Кадмий 0,3 0,3 0,3 0, Свинец 5,0 5,0 5,0 50, Мышьяк 0,5 0,5 0,5 50, Медь 30,0 30,0 30,0 500, Цинк 50,0 50,0 100,0 1000, Железо 100,0 100,0 100,0 3000, Сурьма 0,5 0,5 0,5 5, Никель 1,0 3,0 3,0 20, Селен 0,5 1,0 1,0 5, Хром 0,5 0,5 0,5 5, Фтор 10,0 20,0 20,0 2000, Йод 2,0 2,0 5,0 50, Молибден 2,0 2,0 2,0 10, Кобальт 1,0 1,0 2,0 10, Рассчитаны допустимые уровни (ДУ) содержания 137Cs, 90Sr, Pb и Cd в суточ ных рационах животных и птицы и их средние допустимые концентрации в су хом веществе рационов зимнего стойлового периода - СДК(с) и пастбищной травы - СДК(т) по формулам:

ДУ=ПДК100/Кп;

СДК(с,т) =ДУDк/mк, где: ПДК - предельно-допустимая концентрация радионуклида или ТМ в про дукции (молоко, мясо, яйца), Бк(мг)/кг;

Кп - величина коэффициента перехода радионуклида или ТМ на 1 кг продукции, % от поступления с суточным рацио ном;

Dк – доля радионуклида или ТМ, вносимая в рацион кормом;

mк - масса сухого вещества (воздушно-сухой вес) корма в суточном рационе, кг. [Сирот кин, 2000;

Ахметзянова, 2006;

Кудрявцев, 2006].

Значения ДУ 137Cs, Pb и Cd рассчитаны на основании Кп из рациона в продукцию и требований СанПиН 2.3.2.1078-01 и рекомендуются при состав лении рационов для животных и птицы разного возраста, физиологического со стояния и хозяйственного назначения (табл. 2.5).

Расчет ДУ 90Sr в рационах мясопродуктивных животных осуществляется в соответствии с требованиями нормативов СанПиН 2.3.2.1078-01 для костной ткани или мяса без костей. Костная ткань является критической по накоплению Sr, при этом значения ДУ 90Sr в рационах КРС и свиней составляют 0,1 кБк;

овец 0,03 кБк, цыплят-бройлеров 0,01 кБк [Метод. указания…, 2005]. При скармливании рационов с содержанием 90Sr выше указанных значений туши животных после убоя подлежат обязательной технологической переработке (обвалке) с отделением мяса от костей. Технологическая переработка туш с ис пользованием на пищевые цели мяса без костей, жира и субпродуктов позволя ет вести откорм при допустимом содержании 90Sr в суточных рационах крупно го рогатого скота 217 кБк, овец 38 кБк, свиней 263 кБк, цыплят-бройлеров 1, кБк [Анненков, 2004].

Таблица 2.5. Значения ДУ 137Cs, Pb и Cd в суточных рационах животных и птицы (расчетные данные) Потреб ление су ДУ, кБк(мг) хого в-ва Животные и птица корма (возраст убоя на мясо) mк, Cs Pb Cd ) кг/сут* Лактирующие коровы 15,0 10,0 30,0 15, Дойные козы и овцы Нет данных 2,5 1, Бычки на откорме (16-18 мес.) 9,0 2,50 37,8 9, КРС на откорме (старше 36 14,0 5,92 58,8 14, мес.) Свиньи на откорме (6-8 мес.) 3,3 0,40 20,4 8, Свиньи на откорме (старше 24 7,5 1,14 46,5 18, мес.) Ягнята (5-6 мес.) 1,2 0,23 5,0 1, Овцы и козы на откорме (8-10 1,7 0,35 7,1 1, мес.) Овцы на откорме (старше 12 2,0 0,61 8,4 2, мес.) Цыплята-бройлеры (56 сут.) 0,1 0,06 0,5 0, Гуси домашние на мясо (взрос- 0,5 0,45 2,5 0, лые) Утки домашние на мясо (взрос- 0,4 0,36 2,0 0, лые) Куры-несушки 0,15 0,22 0,5 0, ) * – данные для расчета СДК(с) = ДУ/ mк при Dк = 1 в зимний стойловый период Для получения молока и яиц, отвечающих требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, значения ДУ 90Sr в рационах дойных коров и кур-несушек со ставляют соответственно 16,6 и 0,17 кБк при Кп 0,15 и 30% от поступления ра дионуклида с суточным рационом на 1 кг продукции.

Превышение СДК(c) в отдельных кормах (сено, сенаж, силос) не является причиной исключения их из рациона при условии, если суммарное содержание загрязняющего вещества в рационе соответствует ДУ за счет скармливания других, менее загрязненных кормов, например, зерновых концентратов и кор неклубнеплодов.

В пастбищный период для нормирования рационов рекомендуется ис пользовать значения СДК(т) в сухом веществе пастбищной травы (табл. 2.6).

Таблица 2.6. Значения СДК(т) 137Cs, Pb и Cd в сухом веществе пастбищной травы (расчетные данные) Потребление СДК(т), кБк(мг)/кг сухого сухого в-ва тра Животные вещества травы вы (mк), (возраст убоя на мясо) кг/сут*) Cs Pb Cd Лактирующие коровы 12,0 0,46 1,3 0, Дойные козы и овцы Нет данных 2,0 0, Бычки на откорме (16-18 мес.) 7,2 0,19 2,8 0, КРС на откорме (старше 36 11,2 0,29 2,8 0, мес.) Свиньи на откорме (6-8 мес.) 1,3 0,09 5,0 2, Свиньи на откорме (старше 24 3,0 0,12 5,0 2, мес.) Ягнята на откорме (5-6 мес.) 1,0 0,10 2,3 0, Овцы и козы на откорме (8-10 1,4 0,11 2,3 0, мес.) Овцы на откорме (старше 12 1,6 0,17 2,3 0, мес.) *) – доля травы в сухом веществе рациона: у жвачных 80%, у свиней – 40% При условии, что вклад загрязняющих веществ в рацион вносят только пастбищная трава (без учета потребления концентратов) и почвенные частицы, формула расчета СДК(т) имеет вид:

СДК(т) = ДУ(1 – Dп) /mк, где: ДУ – допустимый уровень содержания радионуклидов и ТМ в суточном рационе, Бк(мг);

Dп – доля вклада почвенных частиц в суммарное загрязнение рациона;

mк – масса суточного потребления травы животным, кг сухого веще ства. При выпасе животных на пастбище величина Dп определяется по форму ле:

Dп=(1+Мк/пСк/п)-1, где: Мк/п – отношение массы потребляемой травы к массе потребляемой почвы;

Ск/п – соотношение концентраций загрязняющего вещества в траве и почве. Ве личина Dп составляет: у КРС 0,45;

овец 0,55;

свиней 0,67 при соответствующих параметрах Мк/п 12;

8;

5 и Ск/п 1:10.

При скармливании травы в стойлах (кормушках), исключающем потреб ление почвенных частиц, соответствующие значения СДК(т) увеличиваются для крупного рогатого скота в 1,8 раза, для мелкого рогатого скота в 2,2 раза, для свиней – в 3,0 раза.

Нормирование рационов по санитарно-гигиеническому критерию обеспе чивает экологическую безопасность животных и получаемого от них потомства с сохранением воспроизводительных и продуктивных качеств.

3. Классификация защитных мероприятий и технологий по снижению пе рехода радионуклидов и тяжелых металлов в сельскохозяйственную про дукцию Различные действия, предпринимаемые с целью избежать либо умень шить загрязнение сельскохозяйственной продукции, получили общее название «контрмеры в сельском хозяйстве» (Руководство…, 1994) или «защитные ме роприятия». Защитные мероприятия в агропромышленном комплексе на за грязненных территориях можно разделить на две основные группы: традицион ные и специальные. Применение традиционных защитных мероприятий направлено на увеличение плодородия почвы, рост урожайности, улучшение качества продукции растениеводства и возрастание продуктивности животных, с одной стороны, и снижение концентрации загрязняющих веществ, с другой.

При проведении специальных защитных мероприятий основной задачей явля ется снижение концентрации радионуклидов и тяжелых металлов в сельскохо зяйственной продукции.

Можно выделить следующие виды возможных защитных мероприятий в растениеводстве и кормопроизводстве.

Ограничительные мероприятия предусматривают выведение угодий из хозяйственного при невозможности их использования в виду высоких уровней загрязнения или нецелесообразности проведения на них агротехнических и аг рохимических мероприятий.

Организационные мероприятия:

инвентаризация угодий по уровням загрязнения и составление картосхем загрязнения;

прогнозирование содержания загрязнителей в урожае;

принятие решения об отчуждении земель с высоким уровнем загрязнения, где не гарантируется получение безопасной продукции;

изменение структуры посевных площадей;

внедрение севооборотов с учетом плотности загрязнения почв и различий в накоплении загрязнителей растениями;

составление плана реабилитации загрязненных угодий;

организация радиационного и химико-токсикологического контроля;

оптимизация структуры кормовых севооборотов;

рациональное использование сенокосов и пастбищ.

Агротехнические мероприятия:

специальные приемы обработки почвы;

подбор видов и сортов сельскохозяйственных культур с минимальным накоплением загрязняющих веществ;

предотвращение вторичного загрязнения растений путем сокращения междурядных обработок;

проведение работ по влажной почве;

использование широкозахватной техники;

мелиоративные работы (осушение, перепашка, поверхностное и коренное улучшение кормовых угодий).

Агрохимические мероприятия:

известкование кислых почв;

изменение соотношения элементов питания в минеральных удобрениях;

использование природных сорбентов и различных видов органических удобрений;

применение микроудобрений;

снижение пестицидной нагрузки за счет использование регуляторов роста и микробиопрепаратов.

Специальные приемы и технологии, обеспечивающие снижение накопле ния загрязняющих веществ в продукции растениеводства, разрабатываются с учетом состава загрязнения. Специальные мероприятия состоят из приемов, ко торые не используются при традиционных технологиях: вспашка с оборотом пласта;

глубокая вспашка;

использование глинистых минералов для внесения на поверхность почвы в первый период после выпадений загрязнителей;

при менение нетрадиционных агромелиорантов (цеолит, палыгорскит, вермикулит, бентонит и т.п.).

Таблица 3.1. Эффективность приемов, обеспечивающих снижение накоп ления радионуклидов и тяжелых металлов в продукции растениеводства Технологический Радионуклиды Тяжелые металлы (90Sr, 137Cs) прием Обработка почв Снижение накопления в (вспашка с оборотом 1,2-5,0 раза пласта, глубокая вспашка) Известкование Снижение накопления 2- Снижение накопления в (в дозе 1,5-2,0 Hг) 2,5 раза (кроме Cr, Mo, 2,0- 4,0 раза As, Se). Для ряда микро элементов снижение по движности в почве отри цательно сказывается на качестве продукции.


Применение органи- Снижение накопления в Снижение накопления в ческих удобрений 1,2-2,0 раза. Не рекомен- 1,2-2,5 раза дуется внесение свежего навоза, т.к. возможно уве личение накопления в растениях.

Применение фос- Снижение накопления в Снижение накопления для Cs в 1,0-1,5 раза, для 90Sr форных удобрений 1,2-2,5 раза в 1,2-3,5 раза Применение калий- Снижение накопления для - Cs в 1,5-3,5 раза;

для 90Sr ных удобрений – в 1,2-1,5 раза Оптимизация доз Превышенные оптималь применения азотных ных доз ведет к росту удобрений накопления в растениях в 1,2-2,5 раза Применение при- Снижение накопления в Эффект нестабилен – родных сорбентов продукции в 1,3-2 раза наблюдается отсутствие (цеолиты, глины и эффекта или снижение др.) накопления радионуклидов в 1,2-3,0 раза Подбор видов и сор- Снижение накопления в Снижение накопления в за тов культур с мини- зависимости от культуры висимости от вида до 30, от мальными уровнями и ТМ в среднем до 10 раз сорта до 7 раз накопления Использование раз- Снижение накопления в Репродуктивные органы, личных частей рас- продуктах питания накапливают меньше в 1,5 тений с учетом 5,0 раз, чем вегетативная накопления загряз- масса нителей Использование био- Снижение накопления Cd Снижение накопления Сs логически активных в зеленой массе растений в урожае на 10-20% веществ при возде- на 20% лывании зерновых культур Обработка клубней Снижение накопления Сs биологически актив- в клубнях на 10-30% ными веществами Основными принципами ведения лугопастбищного хозяйства при техно генном загрязнении, обеспечивающими получение экологически безопасной продукции животноводства (молоко, мясо), являются: дифференцированное использование кормовых угодий в зависимости от уровня загрязнения, свойств почв, ландшафтной характеристики;

инвентаризация пастбищ и сенокосов, по вышение их продуктивности;

внедрение специализированных технологий улучшения кормовых угодий.

Среди традиционных приемов в кормопроизводстве существует два ос новных - поверхностное и коренное улучшение сенокосов и пастбищ. Особен ностью проведения коренного и поверхностного улучшения на радиоактивно загрязненных территориях является обязательное разрушение дернины (диско вание не менее чем в 3-4 следа), вспашка с оборотом пласта, внесение повы шенных доз фосфорно-калийных удобрений и извести, применение природных сорбентов, подбор специальных травосмесей (табл. 3.2). Перечисленные выше приемы эффективны и для снижения перехода тяжелых металлов в травостой сенокосов и пастбищ. Однако в настоящее время нет достаточной информации об эффективности различных приемов по изменению подвижности различных химических элементов в звене почва-травостой.

Таблица 3.2. Эффективность технологических приемов улучшения кормо вых угодий Кратность снижения со держания, число раз Технологический прием Cs, 90Sr Cd, Zn, Cu, Pb Стандартная вспашка 1,8-3,2 Вспашка с оборотом пласта 2,0-6,0 2- Дискование и фрезерование 1,2-1,8 Коренное улучшение 2,7-6,2 Поверхностное улучшение 1,6-2,9 Комплексное окультуривание (известкование, 1,2-5,0 1,2-5, внесение удобрений и т.п.) Осушение + поверхностное улучшение 2,5-5,5 Осушение + коренное улучшение 3-10 Внесение глинистых минералов на поверхность 1,3-2,2 почвы в первый период после радиоактивных выпадений Применение нетрадиционных мелиорантов (цео- 1-2,5 1,2- лит, палыгорскит, вермикулит и т.п.) Подбор травосмесей до 5 раз до 10 раз Приемы и технологии получения экологически безопасной продукции живот новодства. При ведении животноводства на техногенно загрязненных террито риях выделяют 3 категории контрмер: организационно-хозяйственные, зоотех нические и ветеринарные.

Организационно-хозяйственные мероприятия включают в себя: эвакуацию жи вотных, ограничение или запрещение их выпаса;

перепрофилирование отраслей животноводства. Зоотехнические мероприятия включают приемы рациональ ной пастьбы и кормления животных. Регулирование пастбищного содержания обеспечивается системой пастьбы и соблюдением норм нагрузки животных на пастбища, а также использованием в рационах зеленой подкормки. При недо статке пастбищного корма в хозяйствах организуют пастбищно-стойловое или стойлово-лагерное содержание скота, при которых пастьба животных сочетает ся с подкормкой кормами «зеленого конвейера» и концентратами.

Ветеринарные мероприятия предусматривают использование в рационах животных кормовых добавок и специальных препаратов, предотвращающих всасывание техногенных загрязнителей в желудочно-кишечном тракте, дезак тивацию кожных покровов, а также целенаправленную профилактическую дис пансеризацию животных.

В отношении ТМ практически нет информации об эффективности контр мер. Реальной возможностью получения экологически безопасной продукции животноводства на территориях, загрязненных ТМ, является правильная орга низация пастбищного содержания животных и подбор кормов с учетом степени их загрязнения.

Таблица 3.3. Снижения содержания 137Cs в продукции животноводства при применении различных технологических приемов и защитных мероприя тий Мероприятия, Вид Вид Кратность технологический прием животных продукции снижения Ограничительные КРС Молоко 8,3-8, Организационные КРС Молоко 4,0-4, КРС Мясо 3,3-3, Ветеринарные Применение Cs-связывающих препара- КРС Молоко 1,5-21, тов КРС Мясо 2,3- 7, Применение сорбентов КРС Молоко 1,2-2, Зоотехнические Предубойный откорм "чистыми корма- КРС Мясо 2,0-15, ми" Лошади Мясо 1,9-9, Овцы Мясо 2,8-76, Рациональное использование сенокосов КРС Молоко 1,3-10, и пастбищ Подбор кормов для рациона КРС Молоко 1,7-2, КРС Мясо 32,6-41, В ряду специальных ветеринарных защитных мероприятий выделяют две основные группы контрмер. К первой группе относится использование специ фических цезий связывающих препаратов: ферроцина, бифежа, ферроцин со держащих болюсов и брикетов соли-лизунца (табл. 3.3). Применение в рацио нах животных ферроцианидсодержащих препаратов (ФСП) является наиболее эффективным приемом для снижения перехода 137Cs в молоко и мясо в среднем в 4-6 раз.

Вторая группа - использование природных сорбентов: цеолитов, верми кулитов, различных глин, трепелов и опок. Состав сорбентов представлен спек тром биофильных макро- и микроэлементов, обеспечивающих оптимизацию минерального питания, с одной стороны, а, с другой, - уменьшающих поступ ление 137Cs в организм животных в 1,2-2,0 раза.

4. Восстановление техногенно нарушенных сельскохозяйственных земель Техногенно нарушенные почвы – это почвы, загрязненные поллютантами различной природы (тяжелые металлы – ТМ, радионуклидами).

Постоянное увеличение площадей техногенно нарушенных земель, уси ление их отрицательного влияния на прилегающие территории, выдвинули проблему рекультивации земель в число важнейших национальных программ в области природопользования и снижения отрицательного воздействия хозяй ственной деятельности на окружающую природную среду.

В связи с необходимостью восполнения сельскохозяйственных угодий, особенно в густонаселенных районах, где производство сельскохозяйственной продукции имеет большое народнохозяйственное значение, предпочтение при прочих равных условиях отдается рекультивации нарушенных сельскохозяй ственных земель.

Восстановление техногенно нарушенных земель, направленное на сохра нение природной среды, имеет большое экологическое и социальное значение.

Рекультивируемые земли и окружающие их территории после окончания всех работ должны представлять собой оптимально сформированный и экономиче ски и экологически сбалансированный ландшафтный участок.

Общая продолжительность периода, в течение которого осуществляется весь комплекс рекультивационных работ, составляет десять и более лет.

В табл. 4.1 в общем виде представлена классификация методов восста новления земель в зависимости от типа нарушения.

Критериями для принятия решения о необходимости проведения работ по восстановлению систем земледелия на техногенно загрязненных территориях служат: превышение ПДК радионуклидов и ТМ в получаемой сельскохозяй ственной продукции и почвах (СанПиН-01, МДУ, ВП 13.5.13/06-01), а при ра диоактивном загрязнении, кроме того, превышение допустимых доз внешнего облучения населения.

Таблица 4.1. Классификация методов восстановления земель в зависимо сти от типа нарушения Типы Группы методов восстановления нарушений Физические Химические Биологические Загрязнение Удаление верхне- Известкование. Подбор видов с/х радионуклида- го слоя почвы (5- культур.

ми 10 см). Внесение удобре ний: Подбор сортов.

Обработка почвы:

- минеральных;

- традиционная, с - органических;

Севообороты.

оборотом пласта;

- комбинирован - глубокое рыхле- ных. Применение био ние до 45 см. логически актив Применение сор- ных веществ, ре Улучшение лугов: бентов: гуляторов роста и - поверхностное;

- химических;

развития расте - коренное -на основе природ- ний.

ных мелиорантов.

Активизирование Применение ком- специализиро плексных соедине- ванных видов ний, обладающих микроорганизмов.

свойствами удобре ний и сорбентов.


Загрязнение Обработка почвы: Известкование в Подбор видов с/х тяжелыми ме- - традиционная, с дозе 1,5-2 Hг. культур.

таллами оборотом пласта;

- глубокое безот- Внесение удобре- Подбор сортов.

вальное рыхление ний: Севообороты.

до 40-45 см. -минеральных (ка лийных и фосфор- Применение мик Улучшение лугов: ных);

робиологических - поверхностное;

- органических;

и биопрепаратов, - коренное - комплексных. физиологически Применение сор- активных веществ Вспашка с оборо- бентов:

том пласта лугов - химических;

и пастбищ -на основе природ ных мелиорантов.

Применение ком плексных соедине ний, обладающих свойствами удобре ний и сорбентов.

Мероприятия по защите населения осуществляются с учетом зонирования загрязненных территорий, основанного на величине годовой эффективной до зы. На территории, где эффективная доза не превышает 1 мЗв/год, проводится обычный контроль радиоактивного загрязнения окружающей среды, включая агроэкосистемы. Эта территория не относится к зоне радиоактивного загрязне ния. При величине годовой дозы более 1 мЗв загрязненные территории подраз деляются на 4 зоны: радиационного контроля - от 1 до 5;

ограниченного прожи вания населения - от 5 до 20;

отселения - от 20 до 50 и отчуждения - более мЗв/год.

В зоне радиационного контроля проводится мониторинг содержания ра дионуклидов в сельскохозяйственной и лесной продукции, доз внешнего и внутреннего облучения населения, а также осуществляются меры по снижению доз облучения.

В зоне ограниченного проживания населения осуществляются те же ме ры, что и в зоне радиационного контроля. В этой зоне возможно только добро вольное проживание населения. При ведении сельскохозяйственного производ ства проводится комплекс защитных мероприятий, направленных на обеспече ние производства продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим нор мативам, а также меры по снижению доз облучения работников сельскохозяй ственных предприятий.

В зоне отселения существует запрет на постоянное проживание населения и въезд для постоянного проживания, осуществляется мониторинг и мероприя тия по ограничению использования территорий в хозяйственных целях.

В зоне отчуждения запрещается постоянное проживание, а природно хозяйственная деятельность регулируется специальными актами.

С целью оперативного контроля устанавливаются контрольные уровни (КУ), значения которых должно гарантировать не превышение основных пре делов доз. При этом учитывается облучение от всех подлежащих контролю ис точников излучения, а также достигнутый уровень защищенности и возмож ность его дальнейшего снижения с учетом требований принципа оптимизации.

К настоящему времени аграрной наукой выполнен значительный объем исследований, направленных на восстановление техногенно загрязненных уго дий, и определены основные задачи при организации агропромышленного про изводства в условиях техногенеза:

- производство всех видов сельскохозяйственной продукции, отвечающей нор мативам, устанавливаемым компетентными медицинскими органами (ВДУ, СанПиН);

- обеспечение радиационной безопасности сельского населения, проживающе го в зоне загрязнения, с учетом ведения личных подсобных хозяйств и фермер ских хозяйств;

- обеспечение экономической заинтересованности товаропроизводителей в по лучении пригодной по качеству сельскохозяйственной продукции;

- обеспечение социально-правовой защищенности граждан, проживающих на загрязненной территории.

Общие принципы восстановления техногенно загрязненных угодий включают:

- зонирование территории по уровню загрязнения токсичными и опасными ве ществами и зональное размещение отраслей АПК;

- зональные особенности систем земледелия;

- проведение защитных мероприятий, обеспечивающих устойчивое функцио нирование сельскохозяйственного производства;

- обеспечение сохранения и расширенного воспроизводства плодородия почв;

- ограничение или полное исключение возможностей распространения (пере мещения) поллютантов из очагов загрязнения (ветровой и водной эрозией).

Основные этапы и очередность проведения работ по реабилитации сель скохозяйственных угодий, подвергшихся техногенному загрязнению:

- оценка радиоэкологической, химико-токсикологической обстановки;

- оценка риска получения сельскохозяйственной продукции, не соответствую щей санитарно-гигиеническим нормативам;

- обоснование и выбор комплекса мероприятий, направленных на ликвидацию негативных последствий техногенного загрязнения земель.

Загрязнение сельскохозяйственных угодий токсичными выбросами пред приятий устанавливается на основании: зарегистрированных фактов обнаруже ния повышенных концентраций вредных веществ в почвах, продукции растени еводства и кормов;

снижения урожайности и ухудшения качества продукции;

изменения роста и развития растений;

негативного влияния выбросов на состо яние почвенного плодородия (физико-химические свойства почвы, воздействие на микрофлору и фауну и др.). На основании информации о выбросах промыш ленных предприятий проводится оценка условий их воздушного переноса с учетом годовой «розы ветров».

Контроль химического загрязнения почвы – это проверка соответствия химического загрязнения почвы установленным нормам и требованиям. Выбор критериев, используемых для выявления земель, загрязненных в результате хо зяйственной деятельности человека, и оценки степени их загрязнения устанав ливает ГОСТ 17.4.3.04-85. Оценка опасности загрязнения сельскохозяйствен ных угодий сводится к измерению реального содержания ТМ в объектах сель ского хозяйства (почва, продукция, корма) и сопоставлению их с официально утвержденными нормативами – предельно допустимыми концентрациями (ПДК) и ориентировочно допустимыми концентрациями (ОДК).

К категории загрязненных относятся почвы, в которых количество за грязняющих веществ находится на уровне или выше предельно допустимых количеств. Степень превышения концентрации загрязненного вещества над утвержденным нормативом является диагностическим признаком для категори рования загрязненных земель.

Разработка приемов восстановления земель невозможна без знания дина мики экологических условий в процессе техногенного воздействия, без прогно зирования их изменений в будущем. Это, в свою очередь, требует проведения системных экологических исследований с одновременным изучением законо мерностей формирования почвенного покрова, растительности и фауны в зави симости от геоморфологических, литологических, гидрогеологических и зо нально-климатических условий.

5. Влияние технологических приемов, направленных на снижение поступ ления загрязняющих веществ в растения, на устойчивость компонентов агроценозов Сфера агропромышленного производства обладает значительным потен циалом, который позволяет существенно снизить последствия техногенного воздействия, а также обеспечить получение качественной продукции даже в условиях высоких уровней загрязнения [Научные основы …, 2004, Технологи ческие приемы 2008]. Снижение негативного воздействия техногенного за грязнения на сельскохозяйственные культуры достигается использованием комплекса технологических, агротехнических, агрохимических и организаци онных приемов [Методические указания…, 2005]. Обоснование использования этих приемов базируется на знании особенностей миграции химических токси кантов и радионуклидов в природных и аграрных экосистемах и оценке значи мости различных факторов, влияющих на поведение загрязняющих веществ и, в конечном счете, на устойчивость агроэкосистем к техногенному воздействию [Алексахин и др., 2007, Алексахин и др., 2009].

Повышение плодородия почв, снижение подвижности загрязняющих ве ществ в почвах, увеличение урожайности культур, соблюдение технологий применения удобрений и агромелиорантов обеспечивают снижение накопления в продукции растениеводства токсичных и опасных веществ [Овчаренко и др., 1997;

Методические указания…, 2005;

Белоус, Моисеенко, 2005]. Оптимизация сельскохозяйственного производства предполагает, чтобы использование тех нологических приемов, обеспечивая целевой эффект, не сопровождалось небла гоприятным побочным воздействием на почву и другие компоненты агроцено зов и снижением их устойчивости к биотическим и абиотическим факторам [Рекомендации…, 2006]. В частности, использование различных технологиче ских приемов должно согласовываться со следующими основными экологиче скими функциями:

- оптимизацией питания культурных растений биогенными макро- и микроэлементами;

- воспроизводством плодородия, улучшением свойств и гумусного со стояния почв;

- поддержанием активного (положительного) баланса и малого кругово рота биогенных элементов в земледелии с учетом оптимального соотношения их в агроэкосистеме;

- созданием оптимальных культурных агроландшафтов для различных природных регионов в соответствии с их специализацией.

Критерием оценки влияния агромелиоративных технологических прие мов, рекомендуемых при ведении растениеводства на загрязненных территори ях, на почву могут быть показатели, применяемые при оценке устойчивости почв к загрязняющим веществам.

К основным агротехническим приемам, позволяющим добиться сниже ния перехода загрязняющих веществ из почвы в растения, относятся следую щие нижеперечисленные приемы:

Обработка почвы - перераспределение радионуклидов и ТМ по профилю пахотного горизонта и их удаление в подпахотный горизонт, уменьшение гори зонтальной миграции загрязнителей: глубокая безотвальная вспашка, вспашка с оборотом пласта;

совмещение отвальной вспашки с рыхлением подпахотного горизонта. Основными задачами обработки почвы являются создание благо приятных водно-воздушного и теплового режимов путем изменения строения пахотного слоя почвы и ее структурного состояния;

улучшение питательного режима в результате воздействия на жизнедеятельность почвенной биоты;

борьба с засоренностью почвы и посевов, с вредителями и возбудителями бо лезней сельскохозяйственных культур;

заделка в почву растительности или ее остатков, и удобрений;

предупреждение почвы от ветровой и водной эрозии и защита от нее;

создание необходимых условий для проведения посева культур ных растений, ухода за ними и уборки урожая. Особое внимание уделяется предотвращению уплотнения почвы.

Глубокая вспашка (с оборотом или без оборота пласта) проводится на вновь осваиваемых или залежных землях с мощным гумусовым горизонтом.

Выполняется плантажными, болотными или специальными одноярусными плу гами с предплужниками (ПБН-3-50А, ПНУ-4-40), а также ярусными плугами (ПСН-4-40, ПНЯ-4-42) [Рекомендации…1997;

Рекомендации…2007]. На хоро шо окультуренных почвах при радиоактивном загрязнении возможна замена плужной обработки на дискование в 2 следа (глубина 10-12 см), что сокращает финансовые затраты на проведение технологического приема. Минимизация глубины обработки почвы (на 10-12 см) не рекомендуется на загрязненных уго дьях при условии их интенсивного засорения злостными корневищными и корнеотпрысковыми сорняками. Для удаления тяжелых металлов из верхних слоев почвы в нижележащие целесообразно проводить вспашку на глубину см в сочетании с внесением органических и известковых удобрений. Обработка почвы на минимальную глубину пахотного горизонта возможна на высоком аг рофоне и запрещается, если есть информация о возможном выпадении ТМ с осадками [Рекомендации…2006;

Рекомендации…2007].

Система обработки почвы совершенствуется в направлении максимально возможного совмещения операций основной и дополнительной обработок, а также применения новых высокопроизводительных машин, таких, как лущиль ники ЛАГ-10(15), бороны БДТ-7(10), культиваторы чизельные КЧН (КЧП-5,4, комбинированные агрегаты финишной обработки АКШ-7,2(3,6). В качестве орудий дополнительной обработки почвы могут использоваться специализиро ванные машины ППР-2,3, ПВР-3,5 (2,7;

2,3) или машины общего назначения – кольчато-шпоровые катки типа ККШ, зубовые бороны. Составляются комби нированные пахотные агрегаты при помощи унифицированного приспособле ния ППМ-7 [Руководство…2005;

Развитие машин…2007].

Известкование кислых почв. Кислая реакция почвенной среды является одной из главных причин высокой миграции радионуклидов и ТМ в системе почва - растения. Известкование позволяет снизить кислотность почвы и свя занное с ней вредное действие подвижного алюминия, обогащает почву Са, Mg и компенсирует потери этих элементов с инфильтрационными водами, улучша ет водно-физические и физико-химические свойства почвы, её структуру, спо собствует уменьшению подвижности радионуклидов и ТМ [Овчаренко и др., 1997;

Черных и др., 1999;

Научные основы…2004]. На радиоактивно загрязнен ных угодьях доза извести рассчитывается с учетом поправочного коэффициента на плотность загрязнения 137Сs или 90Sr – доза внесения может увеличиваться и составлять 1,5-2Нг. На дерново-подзолистых почвах, загрязненных ТМ, доза внесения извести из расчета 1,5-2,0 Нг, на оподзоленных и выщелоченных чер ноземах с рН5,0 доза внесения извести должна соответствовать 2,5 Нг [Вре менные рекомендации…1990;

Головатый и др., 2002;

Технологические прие мы…2005;

Агроэкологическая оценка…2005;

Вершинин, 2004].

Применение сорбирующих материалов – (создание геохимических барье ров на пути транспорта радионуклидов и ТМ из почвы в растения и снижение биологической доступности загрязняющих веществ) – палыгорскитовые глины, опоки, вермикулит, бентонит, цеолит и другие. Применение глинистых минера лов и сорбентов способствует увеличению сорбционной способности почв, из менению водно-физических свойств, снижению подвижности радионуклидов в почве. Накопление 137Сs в зерне овса и в вегетативной массе однолетних трав при внесении палыгорскитовой глины и опоки (20 т/га) снижается в 1,3-3,0 ра за. Для повышения плодородия почв можно использовать Супродит (14%N, 15,7%P2O5, 11,2%K2O) - новое комплексное удобрение, полученное во ВНИИСХРАЭ. Супродит в качестве удобрения полностью обеспечивает по требность растений в элементах питания и способствует увеличению сорбци онных свойств почв, что приводит к снижению перехода Cd в сельскохозяй ственные культуры в 1,5-4,5 раза. Для снижения подвижности ТМ в почве мож но использовать глинование. Прочность связи глинистых минералов почвы с ТМ убывает в ряду: Pb2+ Zn2+Cd2+. Высокая селективность цеолитов по от ношению к ТМ позволяет снизить поглощение растениями Cu, Zn, Pb, Co, Ni, Fe и Mn. Применение цеолита и сапропеля для снижения перехода радионукли дов в растения эффективно только на малоплодородных почвах при внесении высоких доз минеральных удобрений (накопление радионуклидов снижается в 1,5-3 раза).

Органические удобрения (навоз, торфонавозный компост и др.) повышают содержание гумуса, улучшают агрохимические свойства почв, загрязненных радионуклидами и ТМ и снижают их подвижность в почвах. Органические удобрения вносят в повышенных в 1,5-2,0 раза дозах (40-100 т/га) под наиболее отзывчивые культуры. Используются все имеющиеся источники обогащения почв органическим веществом – навоз, солома, зеленые удобрения, торф. Под сельскохозяйственные культуры рекомендуются те же дозы органических удобрений, что и на незагрязненных землях [Рекомендации…1995;

Рекоменда ции…1997;

Методические указания…1999;

Технологические приемы…2005].

Фосфорные удобрения. Фосфорные удобрения способствуют закрепле нию Sr за счет осаждения фосфатами. Рекомендуется вносить фосфорные удобрения для снижения перехода 137Сs (N:Р) – 1:1,5. Для того, чтобы повысить содержание в почве подвижных форм фосфора на 10 мг/кг необходимо сверх выноса с урожаем вносить на суглинистых почвах 62 кг, на супесчаных 57 кг Р2О5 на 1 га. Рекомендуется на загрязненных почвах обеспечить внесение ми нимума фосфорных удобрений, необходимого для сбалансированного питания сельскохозяйственных культур, с учетом содержания подвижных фосфатов в почве.

Калийные удобрения. Калийные удобрения обеспечивают снижение по ступления 137Сs в растения за счет антагонизма катионов цезия и калия в поч венном растворе, а также значительной прибавки урожая культур на бедных калием дерново-подзолистых почвах. Наибольшая эффективность снижения накопления 137Сs достигается при соотношении N:P:К = 1:1,5:2, а для 90Sr N:P:К=1:2:1,5.

Для того, чтобы повысить содержание в почве подвижных форм калия на 10 мг/кг, необходимо сверх выноса с урожаем вносить на суглинистых почвах 52 кг, на супесчаных 69 кг на 1 га. На почвах с высоким содержанием обменно го калия (содержание К2О более 300 мг/кг на минеральных и 1000 мг/кг на тор фяно-болотных почвах) предусматривается внесение минимальных основных доз калийных удобрений из расчета компенсации 50% выноса калия с урожаем.

Внесение повышенных (двойных) доз калийных удобрений как наиболее эффективная контрмера, направленная на снижение поступление 137Cs в сель скохозяйственные растения, приводит к изменению кислотности почв (при вне сении физиологически кислых калийных удобрений), катионного состава ППК, повышению биологической активности почв, увеличению содержания калия в ППК. Этот прием также обеспечивает увеличение крахмала в зерне на 3-4% у зерновых культур, повышение выхода экстрактивных веществ у пивоваренного ячменя, улучшение вкусовых качеств клубней картофеля, повышение зольно сти клубней (на 10-20%), увеличение содержания крахмала (на 2-5%), умень шение в клубнях количества азотистых экстрактивных веществ и улучшение сохранности (лежкости) и технологических свойств клубней.

Азотные удобрения – (регулирование азотного питания растений) – рас чет доз азотных удобрений, исходя из биологических особенностей растений, культуры и её потребности в азоте для формирования планируемого урожая [Кузнецов и др., 1996]. Оптимизации азотного питания растений способствует применение медленнодействующих удобрений – (мочевина, сульфат аммония, Супродит).

Микроудобрения. Микроэлементы выполняют важнейшие функции в процессах жизнедеятельности растений и являются необходимым звеном си стемы удобрения сельскохозяйственных культур. Недостаточное содержание их подвижных форм в почве зачастую является фактором, лимитирующим формирование урожая сельскохозяйственных культур и качества продукции.

Микроудобрения применяются в виде некорневых подкормок на почвах с рН более 6,0 [Применение некорневых подкормок…2005].

Подбор сельскохозяйственных культур. При возделывании сельскохозяй ственных и кормовых культур в севообороте необходимо исходить из их спо собности избирательно поглощать и накапливать радионуклиды. Накопление радионуклидов различными видами растений различается до 30 раз. Подбор ас сортимента культур, устойчивых к загрязнению ТМ и характеризующихся ми нимальным их накоплением, служит эффективным приемом для получения кормов, соответствующих установленным нормативам (МДУ). Накопление тя желых металлов различными видами растений различается до двух порядков [Характеристика генофонда…1995;

Технологические приемы…2008].

Организация защиты растений – в соответствии с существующими зо нальными рекомендациями и с учетом внедрения в технологии возделывания специальных приемов, направленных на снижение поступления ТМ и радио нуклидов в продукцию (увеличение норм внесения минеральных удобрений, дополнительное известкование почв и др.). Особое внимание уделяется исполь зованию методов, оптимизирующих фитосанитарную обстановку в посевах сельскохозяйственных культур за счет проведения профилактических мер (предпосевная обработка семян химическими препаратами, микробиологиче скими и биологически активными веществами, комплексными соединениями с биологической активностью) [Комплексная защита…1995;

Справочник…2007].



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.