Основная часть. 
Радиологические аспекты выбора системы обработки дерново-подзолистых супесчаных почв разной степени увлажнения на загрязненных 137Cs землях Могилевской области

В отдаленный после катастрофы на ЧАЭС период особенности ведения сельского хозяйства на загрязненных 137Cs землях состоят в соблюдении ряда требований, обеспечивающих получение сельскохозяйственной продукции, соответствующей стандартам качества, в том числе республиканским допустимым уровням содержания радионуклидов (РДУ-99). При производстве растениеводческой продукции существует необходимость принимать во внимание не только общехозяйственные преимущества применяемых агроприемов, но и их экологическую безопасность.

В настоящее время на территории загрязнения 137Cs с плотностью 5−15 Ки/км2 и ниже при условии строгого подбора участков и соблюдения требуемой технологии получение нормативно чистой продукции не является проблемой.

В условиях проведенных экспериментов удельная активность полученной продукции (показатель соответствия РДУ-99) была гораздо ниже пороговых значений. В табл. 3 приведены данные о величине средней удельной активности образцов зерна (при стандартной 14%-ной влажности) и зеленой массы (при стандартной 82%-ной влажности), выращенных в условиях полевого опыта. При этом следует отметить, что качество продукции, полученной в условиях полевого стационара, соответствует качеству продукции, получаемой в производственных условиях с аналогичными почвенно-климатическими условиями и плотностью загрязнения 137Cs.

Таблица 3 Удельная активность образцов продукции.

Примечания: 1 — дерново-подзолистая супесчаная автоморфная почва;

2 — дерново-подзолистая супесчаная полугидроморфная глееватая почва.

Учитывая тот факт, что в настоящее время в силу воздействия природных процессов и предпринимаемых контрмер проблема получения продукции растениеводства, соответствующей РДУ-99 по 137Cs, успешно решается, рассматривать вопросы ее производства на загрязненных землях стоит сквозь призму дальнейшей минимизации удельной активности продукции.

Современное сельское хозяйство имеет в своем арсенале большое количество приемов и методов совершенствования технологии возделывания сельскохозяйственных культур. С учетом условий производства можно подобрать оптимальное соотношение агроприемов с тем, чтобы без потерь для урожая получить доброкачественную продукцию. На загрязненной территории дальнейшее снижение накопления культурами радионуклидов имеет немаловажное значение.

Изученные в эксперименте агротехнические факторы имеют неравнозначное влияние на интенсивность перехода 137Cs в продукцию. В табл. 4 представлены результаты многофакторного дисперсионного анализа с указанием дисперсии и доли дисперсии каждого фактора (SS и %SS) и их взаимодействия, критерия Фишера (F) и уровня значимости (p).

Таблица 4 Влияние внешних факторов на Кп 137Сs в растения.

Примечание: курсивом выделены факторы с достоверным (р? 0,05) влиянием на величину показателя Кп.

Установлено, что фактор степени увлажнения почвы имеет достоверное влияние (р=0,001) на величину Кп в продукции. На автоморфной почве среднее по обработкам и годам исследований значение Кп составило 0,0311, на полугидроморфной глееватой — 0,0373. Доля участия этого фактора в изменчивости показателя Кп, представленная как доля его дисперсии в общей дисперсии, составила 1,1%.

Наибольшего снижения величины перехода 137Cs в продукцию можно добиться при правильном подборе культуры. Биологические особенности культур имеют очень большое влияние на интенсивность накопления 137Cs в продукции. В зависимости от типа почвы и ее обеспеченности элементами питания (особенно обменного калия) различия между зерновыми и зернобобовыми культурами по величине Кп в зерно могут достигать 10 и более раз [15, с. 46−50]. В наших исследованиях разница между средними значениями по вариантам удобрений и вариантам обработки почвы Кп в зерно бобово-злаковой смеси и яровой пшеницы на автоморфной почве составила 3,1 раза, на полугидроморфной глееватой почве — 3,4 раза. В проведенном эксперименте особенности культуры в максимальной степени определяли показатель Кп. Величина дисперсии этого фактора по отношению к общей дисперсии составила 71,1%.

При анализе влияния доз минеральных удобрений и соотношения в них элементов питания NPK на переход 137Cs в продукцию было установлено, что вклад этого фактора в общую дисперсию показателя Кп невелик и составляет менее 1%. Это было обусловлено тем, что при имеющейся обеспеченности элементами минерального питания разница в 30 кг д.в. между вариантами по азоту не вызывала однонаправленного изменения величины Кп. Статистически достоверного влияния доз удобрений на переход 137Cs в растения выявлено не было. Уровень значимости влияния этого фактора был больше 0,05, причем достоверного влияния доз удобрений не было отмечено и при совместном действии этого фактора с другими факторами.

Вместе с тем выявленное в опыте отсутствие влияния доз минеральных удобрений на переход 137Cs в продукцию нельзя экстраполировать на производство продукции растениеводства в целом по региону, так как в данном случае речь идет о возделывании культур на отдельных типах почв, характеризующихся повышенным содержанием фосфора и калия, а также сильным закреплением 137Cs. Предыдущими исследованиями было установлено, что содержание в почве опытных участков доступных для растений форм 137Cs не превышает 9−11% [18; 9].

Система обработки почвы в условиях проведенного эксперимента как отдельный самостоятельный фактор, также не оказывала достоверного воздействия на Кп. Однако влияние системы обработки почвы на переход 137Cs в продукцию был очевиден при взаимодействии этого фактора с фактором «степень увлажнения» (пункт № 7), а также при взаимодействии с факторами «степень увлажнения» и «культура» (пункт 14). Величина показателя %SS в этих случаях составляла соответственно 2,5% и 1,9% при р < 0,05.

Таким образом, наряду и совместно с другими факторами система обработки почвы может быть принята как один из возможных вариантов снижения содержания 137Cs в продукции растениеводства.

При анализе накопленной информации о переходе 137Сs из почвы в продукцию были отмечены определенные тенденции. Для сравнения перехода 137Сs в разные виды продукции использовались средние по всем дозам удобрений значения Кп в абсолютно сухое вещество продукции. Это дало возможность сопоставить переход 137Сs в зеленую массу и в зерно при использовании разных систем обработки почвы.

В опыте на автоморфной почве во всех видах продукции во все годы исследований наибольший Кп отмечался в варианте с мелкой дисковой обработкой (рис. 1), кроме варианта со вспашкой в 2008 г. при возделывании пелюшко-овсяной смеси на зеленую массу.

Это дает основание предполагать, что при такой системе обработки почвы в пахотном слое складываются условия, специфичность которых позволяет 137Сs более интенсивно усваиваться растениями. Возможно, это связано с влагообеспеченностью растений, т.к. именно в варианте с мелкой дисковой обработкой отмечалось минимальное в среднем за три года количество продуктивной влаги. Кроме того, в варианте с мелкой дисковой обработкой в среднем за три года наблюдалась наименьшая пористость почвы.

Проведение мелкой дисковой обработки в условиях автоморфной почвы привело к увеличению перехода 137Сs в продукцию. При этом удельная активность продукции, получаемой с применением разных доз минеральных удобрений, во всех вариантах систем обработки почвы была низкой. Это подтверждает необходимость комбинирования технологических элементов в системе обработки почвы на территории радиоактивного загрязнения и доказывает возможность выбора наиболее рациональных приемов и способов почвообработки без риска ухудшения качества продукции.

Накопление 137Сs продукцией на участке с полугидроморфной глееватой почвой носило более равномерный характер по вариантам обработки почвы. В ряде случаев некоторое повышение величины Кп отмечалось в варианте с проведением безотвальной чизельной и минимальной обработок, однако явный пик величины, как в опыте на автоморфной почве, в представленном графике выделить сложно.