Наибольший эффект на снижение поступления стронция – 90 в урожай растений достигает внесением полного минерального удобрения на фоне доломита. На эффективность накопления радионуклидов в урожае растений оказывают влияние органические удобрения и метеорологические условия, а также и время их пребывание в почве. Установлено, что накопление стронция – 90, цезия – 137 через пять лет после их попадания в почву снижается в 3 – 4 раза.
Таким образом миграция радионуклидов во многом зависит от типа почвы, её механического состава, водно-физических и агрохимических свойств. Так на сорбцию радиоизотопов влияют многие факторы, и одним из основных являются механический и минералогический сосав почвы. Тяжёлыми по механическому составу почвами поглощённые радионуклиды, особенно цезий – 137, закрепляются сильнее, чем лёгкими. Кроме того эффект миграции радионуклидов зависит от метеорологических условий (количества осадков).
Накопление (вынос) радионуклидов сельскохозяйственными растениями во многом зависит от свойства почвы и биологической способности растений.
1.4. Пути миграции радионуклидов в окружающей среде
Радиоактивные вещества попадающие в атмосферу, в конечном счёте концентрируются в почве. Через несколько лет после радиоактивных выпадений на земную поверхность поступления радионуклидов в растения из почвы становится основным путём попадания их в пищу человека и корм животным. При аварийных ситуациях, как показала авария на Чернобыльской АЭС, уже на второй год после выпадений основной путь попадания радиоактивных веществ в пищевые цепи - поступление радионуклидов из почвы в растения.
Радиоактивные вещества, попадающие в почву, могут из неё частично вымываться и попадать в грунтовые воды. Однако почва довольно прочно уде-рживает попадающие в неё радиоактивные вещества. Поглощение радионуклидов обуславливает очень длительное (в течение десятилетий) их нахождение в почвенном покрове и непрекращающееся поступления в сельскохозяйственную продукцию. Почва как основной компонент агроценоза оказывает определяющее влияние на интенсивность включения радиоактивных веществ в кормовые и пищевые цепи.
Поглощение почвами радионуклидов препятствует их передвижению по профилю почв, проникновению в грунтовые воды и в конечном счёте определят их аккумуляцию в верхних почвенных горизонтах.
Механизм усвоения радионуклидов корнями растений сходен с поглощением основных питательных веществ – макро и микроэлементов. Определённое сходство наблюдается в поглощении растениями и передвижения по ним стронция – 90 и цезия – 137 и их химических аналогов – кальция и калия поэтому содержание данных радионуклидов в биологических объектах иногда выражают по отношению к их химическим аналогам, в так называемых стронциевых и цезиевых единицах.
Радионуклиды Ru – 106, Ce – 144, Co – 60 концентрируются преимущественно в корневой системе и в незначительных количествах передвигаются в назёмные органы растений. В отличие от них стронций – 90 и цезий – 137 в относительно больших количествах накапливаются в наземной части растений.
Радионуклиды, поступившие в подземную часть растений, в основном концентрируются в соломе (листья и стебли), меньше – в мягкие (колосья, метёлки без зерна. Некоторые исключения из этой из этой закономерности составляет цезий, относительное содержание которого в семенах может достигать 10 % и выше общего количества его в надземной части. Цезий интенсивно передвигается по растению и относительно в больших количествах накапливается в молодых органах, чем очевидно вызвана повышенная концентрация его в зерне.
В общем накопление радионуклидов и их содержание на единицу массы сухого вещества в процессе роста растений наблюдается такая же закономерность, как и для биологически важных элементов: с возрастом растений в их надземных органах увеличивается абсолютное количество радионуклидов и снижается содержание на единицу массы сухого вещества. По мере увеличения урожая, как правило, уменьшается содержание радионуклидов на единицу массы.
Из кислых почв радионуклиды поступают в растения в значительно больших количествах, чем из почв слабокислых, нейтральных и слабо щелочных. В кислых почвах повышается подвижность стронция – 90 и цезия – 137 снижается прочность их растениями. Внесение карбонатов кальция и калия или натрия в кислую дерново-подзолистую почву в количествах, эквивалентных гидролической кислотности, снижает размеры накопления долгоживущих радионуклидов стронция и цезия в урожае.
Существует тесная обратная зависимость накопления стронция – 90 в растениях от содержания в почве обменного кальция (поступление стронция уменьшается с увеличением содержания обменного кальция в почве).
Следовательно, зависимость поступления стронция – 90 и цезия –137 из почвы в растения довольно сложная, и не всегда её можно установить по какому-либо одному из свойств, в разных почвах необходимо учитывать комплекс показателей.
Пути миграции радионуклидов в организм человека различны. Значительная их доля поступает в организм человека по пищевой цепи: почва – растения – сельскохозяйственные животные – продукция животноводства – человек. В принципе радионуклиды могут поступать в организм животных через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и поверхность кожи. Если в период
радиоактивных выпадений крупных рогатый скот находится на пастбище, то поступление радионуклидов может составить (в относительных единицах): через пищеварительный канал 1000, органы дыхания 1, кожу 0,0001. Следовательно, в условиях радиоактивных выпадений основное внимание должно быть обращено на максимально возможное снижение поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных через желудочно-кишечный тракт.
Так как радионуклиды поступая в организм животных и человека могут накапливаться и оказывая неблагоприятное воздействие на здоровье и генофонд человека необходимо проводить мероприятия, снижающие поступление радионуклидов в сельскохозяйственные растения, снижение накопления радиоактивных веществ в организмах сельскохозяйственных животных.
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСИВА
2.1. Почвенно-климатические, погодные условия и экологическая
ситуация в хозяйстве
СПК им. Кирова расположено в юго-восточной части Михайловского района, объединяет 20 хозяйств, расположенных в 4-х населенных пунктах Административным и хозяйственным центром является населённый пункт Красное, расположенное в 19 км от районного центра города Михайлова.
Общая площадь колхоза 3598 га. Основную территорию этих земель 3318 га занимают сельскохозяйственные угодья, которые составляют 92,2 % от общей площади хозяйства.
В составе сельскохозяйственных угодий пашня занимает 2699 га или 81,3%, пастбища619 га или 18,7 %. Природно – климатические данные района расположения СПК им. Кирова характеризуются следующими данными: теплым летом, умеренно-холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами.
Средняя годовая температура воздуха +4 0С. Продолжительность периода с температурой выше +10 0С – 140-114 дня.
Средние суммы осадков за год 450-565 мм за вегетационный период 140-150 дней.
Природно-климатические условия зоны расположения хозяйства благоприятна для возделывания основных сельскохозяйственных культур; зерновых, сахарной свеклы, картофеля, кукурузы на силос. Территория хозяйства входит в лесостепную зону. Расположена на водоразделе реки Прони и Нердь, поэтому вся территория рассечена многочисленными оврагами и балками с уклоном во всех направлениях. Большая часть территории характеризуется преобладанием широких платообразных массивов с пологими склонами к долинам рек, оврагам и балкам.
Почвенный покров хозяйства отличается пестротой, довольно большим разнообразием разновидностей. В основном распространены чернозёмы выщелочнные, оподзоленные и отдельными участками темносерые, серые лесные
разной степени смытости.
По механическому составу все почвы относятся к тяжёлосуглинистым. В результате аварии на ЧАЭС, площадь поверхностного загрязнения почвы цезием –137 Михайловского района составляет 807 км2 44 % территории. Средняя плотность поверхностного загрязнения – 1,4 /км2 . Территория СПК им. Кирова подверглась загрязнению Сs – 137 51 % - пашни, 12 % лугов, с плотностью 1,07 Ки/км2 и дозой 13 мР/ ч т.е на территории хозяйства удовлетворительная ситуация СПК им. Кирова находится в зоне проживания с льготным социально – экономическим статусом (плотность загрязнения Сs – 137 от1 до 5 Ки/км2).
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Постановка цели и задачи исследований
Земля – это национальное богатство России, от эффективности использования и охраны которой во многом зависит экономическая, социальная и экологическая ситуация в стране, благополучие каждого человека.
В последние годы антропогенная нагрузка на природные комплексы в мире значительно возросла. В России давление на окружающую среду ниже среднемирового. Однако в последние годы вызывает беспокойство загрязнение земель, водных ресурсов и атмосферного воздуха радионуклидами. Система “человек – окружающая среда” стала на столько сложной, что внутреннее и внешнее влияние на эту систему может привести к самым неожиданным последствиям.