Основная часть. 
Почвенно-радиоэкологическое районирование пахотных земель Республики Беларусь, загрязненных цезием-137

Возделывание сельскохозяйственных культур в соответствии с законодательством Республики Беларусь разрешено на землях с плотностью загрязнения почв ¹³⁷Cs не более 1480 кБк/м² (40,0 Ки/км²). По состоянию на 01. 04. 2013 года загрязненные ¹³⁷Cs пахотные земли размещаются на территории 6 областей в 55 административных районах республики. В Гомельской области загрязнено 20 районов, Могилевской — 14, Минской — 10, Брестской — 5, Гродненской — 5 и в Витебской области — 1 район. Сельскохозяйственное производство ведется на площади 592,87 тыс. гектаров пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs с плотностью 37−1480 кБк/м² (1,0−40,0 Ки/км²) (табл. 1). Основные массивы пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs, сосредоточены в Гомельской (59,6%) и Могилевской (28,0%) областях. Большинство пахотных земель 461,1 тыс. гектаров (77,9%), загрязненных ¹³⁷Cs, находятся в диапазоне 1,0−5,0 Ки/км², причем с увеличением плотности загрязнения пахотных земель наблюдается снижение их площадей. Анализируя данные, можно отметить, что характер поверхностного загрязнения ¹³⁷Cs неравномерный.

Таблица 1. Распределение пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs, по областям.

Пахотные земли, загрязненные ¹³⁷Cs, различаются по следующим физико-химическим параметрам почв: типу, гранулометрическому составу и агрохимическим свойствам. Данные параметры являются одними из наиболее важных, определяющих величину перехода ¹³⁷Cs в растения [1, 4−7, 11, 14].

В пределах одного типа почв наибольшее влияние на их плодородие оказывает гранулометрический состав. По гранулометрическому составу минеральные почвы делятся на три большие группы: суглинистые, супесчаные и песчаные. Кроме минеральных почв, загрязнены ¹³⁷Cs также торфяные почвы, проблема получения нормативно чистой продукции на которых выражена в большей степени. Максимальную площадь загрязненной ¹³⁷Cs пашни в республике занимают дерново-подзолистые супесчаные почвы (50,9%), песчаные почвы составляют 32,8%, торфяные — 10,2% и суглинистые почвы составляют всего — 6,1% [8].

Неоднородность плотности загрязнения земель ¹³⁷Cs, различие в типе, гранулометрическом составе и агрохимии исследуемых почв приводит к пестроте активности получаемой продукции. Для совместного использования пахотных земель, отражающих их общие свойства и качества с учетом вышеприведенных условий, необходима группировка земель [19].

Для объединения пахотных земель необходимо обозначить принципы и критерии, на основании которых будет осуществлятся группировка с учетом их комплексной почвенно-агрохимической и радиоэкологической оценки. Радиоэкологическая оценка пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs, включает в себя оценку возможности получения продукции растениеводства, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам.

Основными критериями оценки уровней загрязнения ¹³⁷Cs сельскохозяйственной продукции являлись республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов в пищевых продуктах и кормах (РДУ-99) [17]. Возможным условием для возделывания культур являлась ПДП Ки/км² загрязнения ¹³⁷Cs [12].

Нами были определены ПДП загрязнения почв ¹³⁷Cs, обеспечивающие получение нормативно чистой продукции на пахотных землях. Данные показатели были взяты за основу расчетов по оценке пахотных земель.

Для прогнозирования уровня загрязнения использовались коэффициенты перехода (КП) ¹³⁷Cs в продукцию сельскохозяйственных культур. Дифференциация КП была в зависимости от содержания обменного калия, гранулометрического состава и типа почв.

Для агроэкологической группировки загрязненных ¹³⁷Cs пахотных земель Республики Беларусь нами предлагаются следующие принципы и критерии:

• — дифференциация земель по группам определяется на основании регулируемого (содержание обменного калия в почвах) и 3-х нерегулируемых (плотность загрязнения, тип и гранулометрический состав почвы) агроэкологических факторов [3];
• — множество почвенных разновидностей должно быть сведено к минимальному числу внутренне однородных групп;
• — на основании регулируемых факторов пахотные земли могут переходить из одной группы в другую;
• — объединение загрязненных ¹³⁷Cs пахотных земель в группы проводится на основании степени их пригодности для выращивания культур;
• — группы должны иметь агроэкологические различия [19];
• — принадлежность к определенной группе почв определяется возможностью без ограничений получать сельскохозяйственную продукцию на основе лимитирующего фактора — ПДП загрязнения почв ¹³⁷Cs.

На основе обработанных баз данных с учетом принципов и критериев была построена схема оценки пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs, по пригодности возделывания сельскохозяйственных культур (табл. 2). Алгоритм расчета выполнен следующим образом:

• 1. Выполнен расчет ПДП для каждого вида сельскохозяйственный продукции с учетом ее целевого назначения (продовольствие, корма для получения молока и говядины), для каждой почвенной разности с дифференциацией по обеспеченности почв подвижным калием. ПДП загрязнения почвы, при которой продукция будет соответствовать РДУ-99.
• 2. Установлен удельный вес (в долях) основных видов сельскохозяйственной продукции выше РДУ-99 по содержанию ¹³⁷Cs, находящейся в пределах различных диапазонов обеспеченности калием каждой почвенной разновидности, в разрезе плотностей загрязнения ¹³⁷Cs.
• 3. Принадлежность почв к той или иной группе определялась условно, путем разбивки совокупности данных на 5 групп с интервалом в 0,2 доли.

В связи с тем, что на пахотных землях при плотности загрязнения 1−5 Ки/км² без ограничений возможно получение нормативно чистой продукции при достаточном уровне плодородия (т. е. безопасный интервал), в дальнейшем выбран интервал 5,0 Ки/км² допустимой плотности загрязнения.

Общая схема радиоэкологической группировки почв представлена в табл. 2, где наглядно и доступно отражена принадлежность различных почвенных разновидностей к определенной группе с учетом агроэкологических комбинаций.

пахотный земля радиоактивный цезий Таблица 2. Схема агроэкологической группировки пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs.

Анализируя таблицу, можно отметить, что группы содержат различное количество почвенных разновидностей с учетом плотности загрязнения ¹³⁷Cs и дифференциацией по содержанию обменного калия. С увеличением количества обменного калия в почвах и снижением плотности загрязнения почв повышается их ПДП загрязнения ¹³⁷Cs для возделывания сельскохозяйственных культур. При плотности загрязнения ¹³⁷Cs до 10,0 Ки/км² на дерново-подзолистых почвах при достаточном уровне обеспеченности калием возможно получение любой продукции растениеводства в пределах РДУ-99.

Данная схема группировки земель позволяет оценить удельный вес производимой сельскохозяйственной продукции выше РДУ-99 при определенной плотности загрязнения с учетом содержания обменного калия для каждой почвенной разности. Таким образом определяется направление использования пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs.

В данной схеме группировки учитывается пригодность не только по радиологическим, но и по агрономическим параметрам, т. е. на отдельных почвенных разностях (особенно торфяных) нежелательно возделывать некоторые культуры (пропашные), требовательные к почвенному плодородию и разрушающие торфяные почвы. Так, например, на торфяных почвах не рекомендуется возделывать кукурузу и картофель, поэтому для данных условий нет коэффициентов перехода ¹³⁷Cs в растения.

Для районирования территории республики нами были сравнены пахотные земли, загрязненные ¹³⁷Cs, административных районов между собой. Для этого по каждому административному району выбраны площади пахотных земель по плотности загрязнения ¹³⁷Cs, содержанию обменного калия, типу и гранулометрическому составу почв в соответствии со схемой группировки. Полученными данными заполнена схема группировки почв пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs, для каждого административного района. Просуммированы площади по выделенным в схеме агроэкологическим группам по каждому административному району.

Сравнение пахотных земель проводилось внутри каждой агроэкологической группы всех административных районов отдельно. Для этого нами введено понятие «степень проблемности» пахотных земель при получении продукции выше РДУ-99. Для оценки «степени проблемности» земель рассчитаны значения интегрального показателя ограниченности использования пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs, всех административных районов с учетом почв различного качества следующим способом:

ИП = Ув Ч S,.

где Ув — удельный вес видов сельскохозяйственной продукции выше РДУ-99 по содержанию ¹³⁷Cs на почвах различного качества; S — площадь пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs.

Данный показатель отражает ограничение использования пахотных земель с учетом удельного веса основных видов продукции растениеводства выше РДУ-99 по содержанию ¹³⁷Cs с единицы площади с учетом почв различного качества.

В дальнейшем была использована условная балльная система с присвоением в каждой группе от 1 до 4 баллов в соответствии со значениями интегрального показателя. Просуммированы баллы по каждой группе. В результате для каждого административного района получен итоговый балл, на основе которого было выделено 4 почвенно-радиоэкологических района территории республики, загрязненной ¹³⁷Cs (рисунок), с различной степенью выраженности проблемы, связанной с получением нормативно чистой продукции растениеводства.

Рис. Картосхема почвенно-радиоэкологического районирования пахотных земель Республики Беларусь, загрязненных ¹³⁷Cs

В первый почвенно-радиоэкологический район входит 240,7 тыс. гектаров, или 40,6% пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs (табл. 3). Сюда входят 41 административный район, из них 4 района из Брестской области (Березовский, Дрогичинский, Пинский и Столинский), Толочинский район Витебской области, 8 районов из Гомельской области (Гомельский, Житковичский, Жлобинский, Калинковичский, Лоевский, Мозырьский, Петриковский, Светлогорский), все загрязненные ¹³⁷Cs районы Гродненской (Кореличский, Новогрудский, Сморгонский, Дятловский, Ивьевский) и Минской области (Березинский, Борисовский, Вилейский, Воложинский, Крупский, Логойский, Молодечненский, Слуцкий, Солигорский, Столбцовский), а также 13 районов Могилевской области (Белыничский, Бобруйский, Кировский, Климовичский, Кличевский, Костюковичский, Краснопольский, Кричевский, Мстиславский, Могилевский, Славгородский, Чаусский, Чериковский).

Таблица 3. Характеристика почвенно-радиоэкологических районов территории республики, загрязненной ¹³⁷Cs.

Второй почвенно-радиоэкологический район занимает 235,3 тыс. гектаров, или 39,7%. В него входят 9 административных районов: Лунинецкий район Брестской области, 7 районов Гомельской области (Брагинский, Буда-Кошелевский, Добрушский, Лельчицкий, Речицкий, Рогачевский, Хойникский) и Быховский район Могилевской области.

К третьему почвенно-радиоэкологическому району относятся 72,9 тыс. гектаров, или 12,3% от всей территории пахотных земель, загрязненных ¹³⁷Cs. Данный район располагается на территории 3-х административных районов Гомельской области (Ветковский, Кормянский, Наровлянский).

В четвертом почвенно-радиоэкологическом районе находится 44,0 тыс. гектаров или 7,4% загрязненных ¹³⁷Cs пахотных земель, он занимает всего 2 административных района Гомельской области, это Чечерский и Ельский.

Выделенные почвенно-радиоэкологические районы могут существенно различаться размерами, структурой земельных угодий, степенью сельскохозяйственной освоенности и распаханности, оценки пахотных земель агроэкологическими характеристиками.