Влияние агрохимических свойств дерново-подзолистой супесчаной почвы на накопление ⁹⁰Sr зерном овса

Почва-растение – начальное звено экологического цикла переноса радионуклидов из внешней среды к человеку. Интенсивность потоков перехода радионуклидов из почвы в растения зависит от тех свойств почвы, которые влияют на процессы их поглощения и закрепления. Одним из таких свойств является кислотность почвенного раствора. Внимание ученых уже довольно давно было обращено к извести как потенциальному средству снижения поступления радионуклидов в продукцию растениеводства. Исследования по этой теме были стимулированы одной из первых тяжелых аварий на Южном Урале, произошедшей в 1957 г., где в природную среду было выброшено большое количество ⁹⁰Sr [1, 2].
Физико-химическое состояние радионуклидов в почве и, в первую очередь, количество их мобильных форм являются определяющим фактором в процессах миграции радиоцезия и радиостронция в почвенном профиле и по биологическим цепочкам. ⁹⁰Sr сорбируется твердой фазой почвы значительно слабее, чем ¹³⁷Cs. По сравнению с ¹³⁷Cs, у которого доля фиксированной фракции составляет 83–98 % от валового содержания в почве, содержание 90Sr в прочносвязанной форме не превышает 7–12 % [3].
Высокая степень подвижности ⁹⁰Sr в почве определяет высокие коэффициенты перехода радиоизотопа из почвы в растения, которые в среднем на порядок выше, чем у ¹³⁷Cs [4]. Из кислых почв радионуклиды поступают в растения в значительно больших количествах, чем из почв слабокислых, нейтральных или слабощелочных. Дерново-подзолистые почвы характеризуются высокой исходной кислотностью и слабой насыщенностью основаниями [5]. При увеличении кислотности почвы снижается прочность закрепления ППК ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs и, соответственно, возрастает интенсивность поступления их в растения. При повышении рН ряд радионуклидов переходит из ионной формы в различные гидролизные комплексные соединения, что снижает их доступность для растений [6, 7]. Кислотность оказывает и косвенное влияние на сорбцию почвами радионуклидов, изменяя емкость катионного обмена [8]. На основе анализа многолетних данных, полученных в полевых условиях, Пристером Б. С. с соавторами показано, что значения коэффициентов перехода радионуклидов из почвы в растения наиболее тесно связаны с кислотностью почвенного раствора (рНKCl) [9]. Показатель рНКСl наиболее часто используется при прогнозе загрязнения продукции ⁹⁰Sr [10]. Эффективность снижения содержания радионуклидов в урожае в результате внесения удобрений и известкования на бедных питательными веществами почвах существенно выше, чем на плодородных почвах. Дополнительное внесение мелиорантов с целью снижения поступления радионуклидов в урожай на произвесткованных почвах является малоэффективным агротехническим приемом [11–14].
Овес – ценная зернофуражная культура, использующаяся в рационах всех видов сельскохозяйственных животных и является эффективным энергетическим кормом. По биологическим свойствам овес относится к культурам умеренного климата и достаточного увлажнения, нетребователен к почвам, выносит высокую кислотность, холодостоек. В мировом земледелии овес занимает пятое место по посевным площадям среди зерновых культур. В Беларуси посевные площади овса за последние годы составляли 140–160 тыс. га. Протеиновая составляющая зерна овса богата лизином, лейцином, аргинином, треонином, триптофаном. Значительный процент сырого жира в зерне овса превосходит другие злаковые культуры. Для достижения оптимального уровня кислотности почвы в Беларуси в 1999 г. были разработаны дозы извести, дифференцированные по плотности радиоактивного загрязнения и гранулометрическому составу [15]. В послеаварийный период систематическое известкование в повышенных дозах позволило значительно сократить площади кислых почв на загрязненных территориях. Следствием реализации агрохимических защитных мер в агропромышленном комплексе явилось значительное снижение удельной активности радионуклидов в основных видах сельскохозяйственной продукции, что обусловило существенное ослабление дозовых нагрузок на население [16–19].
Целью исследований было изучение влияния агрохимических свойств почв на интенсивность поступления ⁹⁰Sr в зерно овса и определение пороговых параметров плодородия почв, до которых наблюдается эффект снижения накопления радионуклидов биомассой растений

1. Алексеев, Ю. В. Сравнение известняковых материалов по химической активности взаимодействия с почвой и эффективности снижения поступления 90Sr в растения / Ю. В. Алексеев // Агрохимия. – 1978. – № 2. – С. 133–136.

2. Гулякин, И. В. Сельскохозяйственная радиобиология / И. В. Гулякин, Е. В. Юдинцева . М.: Колос, 1973. – 272 с.

3. Москалев, Ю. И.Распределение, биологическое действие и миграция радиоактивных изотопов / Ю. И. Москалев, В. Н. Стрельцова . М. : Атомиздат, 1961. – 172 с.

4. Рекомендации по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь. / под ред. И. М. Богдевича. – Минск. : ИПА, 2003. – 72 с.

5. Почвы Белорусской ССР / Под ред. Т. Н. Кулаковской, П. П. Рогового, Н. И. Смеяна. – Минск : Ураджай, 1974. – 328 с.

6. Алексахин, P. M. Поведение 137Cs в системе почва–растение и влияние внесения удобрений на накопление радионуклида в урожае / P. M. Алексахин, И. Т. Моисеев, Ф. А. Тихомиров // Агрохимия. – 1992. – № 8. – С. 127–132.

7. Анненков, Б. Н.Основы сельскохозяйственной радиологии. / Б. Н. Анненков, Е. В. Юдинцева. – М. : Агропромиздат, 1991. – 287 с.

8. Кожевникова, P. Н. Влияние кальцийсодержащих веществ на поступление стронция-90 в урожай культур из выщелоченного чернозема / P. Н. Кожевникова, И. Г. Тепляков // Агрохимия. – 1989. – № 2. – С. 91–94.

9. Пристер, Б. С. Эффективность мероприятий, направленных на уменьшение загрязнения продукции растениеводства в районах, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС / Б. С. Пристер, Л. В. Перепелятникова, Г. П. Перепелятников // Проблемы с.-х. радиологии : сб. науч. трудов ; под ред. Н. А. Лощилова. – Киев, 1991. – Вып. 1. – С. 141–153.

10. Рекомендации по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь / под ред. И. М. Богдевича. – Минск., 2003. – 72 с.

11. Богдевич, И. М. Основы ведения сельского хозяйства / И. М. Богдевич, В. Ю. Агеец, С. К. Фирсакова ; под ред. Е. Ф. Конопли, И. В. Ролевича // Экологические, медико-биологические и социально-экономические последствия катастрофы на ЧАЭС в Беларуси. – Минск, 1996. – С. 52–102.

12. Бондарь, П. Ф. Влияние удобрений и мелиорантов на накопление радиоцезия в урожае овса на произвесткованных почвах / П. Ф. Бондарь, А. И. Дутов // Радиоэкологические и экономико-правовые ас-пекты землепользования после аварии на Чернобыльской АЭС : материалы науч. конф. / АН УССР. – Киев, 1991. – Ч. 2. – С. 201–204.

13. Общие закономерности загрязнения продукции растениеводства на территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению в результате аварии на ЧАЭС / Бондарь П. Ф. [ и др.] // Проблемы сельскохозяйственной радиологии: сб. науч. тр. / Украинский науч.-исслед. ин-т с.-х. радиологии ; под ред. Н. А. Лощилова. – Киев, 1991. – Вып. 1. – С. 88–105.

14. Бондарь, П. Ф. Параметры перехода радиоцезия в урожай овса на произвесткованной почве в зависимости от применения минеральных удобрений и химических мелиорантов / П. Ф. Бондарь, А. И. Дутов // Проблемы сельскохозяйственной радиологии : сб. науч. тр. / Украинский науч.-исслед ин-т с.-х. радиологии ; под ред. Н. А. Лощилова. – Киев, 1992. – Вып. 2. – С. 125–132.

15. Инструкция определения дополнительной потребности материально-технических ресурсов для сельского хозяйства в зоне радиоактивного загрязнения. – Минск, 1999. – 26 с.

16. Путятин, Ю. В. Регулирование кислотности пахотных почв, загрязненных 90Sr: анализ стоимости предотвращенных доз облучения населения Республики Беларусь / Ю. В. Путятин, О. Б. Адианова // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2010. – Т. 50 – № 5. – С. 582–589.

17. Крупномасштабное агрохимическое и радиологическое обследование почв сельскохозяйственных земель Республики Беларусь: методические указания / И. М. Богдевич [и др.] ; под ред. И. М. Богдевича. – Минск : Ин-т почвоведения и агрохимии, 2012. – 48 с.

18. Агрохимическая характеристика почв сельскохозяйственных земель Республики Беларусь (2017–2020 гг.). / под ред. И. М. Богдевич [и др.]. – Минск, 2022. – 276 с.

19. 20 лет после чернобыльской катастрофы: последствия в Республике Беларусь и их преодоление : национальный доклад // Комитет по проблемам последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС при Совете министров Республики Беларусь ; под ред. В. Е Шевчука, В. Л. Гурачевского. – Минск, 2006. – 112 с.

20. Путятин, Ю. В. Оценка доступности радионуклидов 137Cs и 90Sr сельскохозяйственным растениям в изменяющихся климатических условиях // Почвоведение и агрохимия. – 2022. – № 1(68). – С. 64–72.

21. Смагин, А. И. Экология водоемов зоны техногенной радиационной аномалии на Южном Урале. : Пермь, 2008. – 51 с.

22. Орлов, Д. С. Химия почв / Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, Н. И. Суханова. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. – 561 с.