Особенности агротехники на почвах загрязненных радионуклидами

Радиоактивное загрязнение полей после аварии на Чернобыльской АЭС распределено крайне неравномерно. Из-за переноса пыли ветром и осадками концентрация радионуклидов даже на соседних участках в пределах одного хозяйства может различаться в десятки и сотни раз. Всего в Республике Беларусь сельскохозяйственное производство ведется на 1,3 млн га земель, загрязненных цезием-137, причем 0,46 млн га из них одновременно загрязнены и стронцием-90. Закон разрешает вести растениеводство при уровне загрязнения почвы цезием-137 до 40 Ки/км², но безопасность получаемой продукции напрямую зависит от защитных мер.

Снижение накопления радионуклидов в растениеводстве: работа с почвой

При загрязнении почвы до 5 Ки/км² радиация не оказывает существенного отрицательного влияния на растения и животных, поэтому работать можно без ограничений. Если уровень загрязнения выше, требуются дополнительные защитные мероприятия. На кислых почвах (рН 3,8–4,8) с загрязнением от 15 до 40 Ки/км² радионуклиды усваиваются растениями наиболее активно. Блокировать поступление стронция-90 помогает известкование: внесение кальция сдвигает рН почвы до безопасных 6,5–6,8. Известь вносят осенью после вспашки под глубокую культивацию.

Чтобы заблокировать накопление цезия-137, необходимо насытить почву калием. Увеличение содержания обменного калия (К2O) с 5–6 до 14–16 мг/100 г почвы снижает поступление радионуклида в растения в 8–10 раз. Для этого на среднесуглинистых малогумусированных почвах требуется внести повышенные дозы калийных удобрений в два приема за два года. Кальций и калий выступают естественными антагонистами стронция и цезия, преграждая им путь в растениеводческую продукцию.

• Предельное загрязнение для растениеводства — 40 Ки/км²
• Целевой уровень кислотности почвы — pH 6,5–6,8
• Норма CaCO3 для сдвига pH на 0,1 — 1 т/га
• Прирост калия на 1 мг/100 г почвы — 60 кг К2О/га
• Двухлетняя норма К2О против цезия — 480–600 кг/га

Реабилитационный откорм: как очистить продукцию животноводства

Если рогатый скот">крупный рогатый скот содержался на загрязненных естественных пастбищах и концентрация радионуклидов в мясе превысила норму, животным назначают реабилитационное кормление. При этом стронций-90 представляет повышенную опасность для клеток организма, поэтому временные допустимые уровни для него установлены на порядок ниже, чем для цезия. В зависимости от условий хозяйства выбирают один из двух организационных методов очистки животных. Оба метода требуют сбора навоза в специальные изолированные хранилища.

• Перевод на чистые корма в благополучные районы. Животных вывозят с загрязненной территории. За 2–3 месяца чистого рациона организм полностью освобождается от радионуклидов.
• Откорм привозными чистыми кормами на месте. Животных оставляют в хозяйстве, но кормят импортированными кормами. Этот способ экологически эффективен, но требует высоких затрат на логистику.

Агротехника бобовых культур и картирование загрязненных земель

Средние и повышенные нормы азотных удобрений ускоряют усвоение растениями катионов цезия и стронция. Снизить эти риски и получить высокий урожай кормов без применения азота можно за счет бобовых культур. Для этого почва должна быть хорошо известкована и обеспечена калием. Содержание фосфора при этом необходимо поднять до нижнего предела оптимальной обеспеченности.

Для успешного выращивания бобовых и активной фиксации азота при резком сдвиге pH и уровня питания обязательно применяйте микроудобрения. В первую очередь используют бор, а при необходимости — молибден. Борные удобрения вносят в почву в виде боризированного суперфосфата или других форм. Молибденом обрабатывают семена непосредственно перед посевом.

• Нижний предел P2O5 для бобовых — 12–14 мг/100 г почвы
• Норма внесения бора — 2–3 кг/га
• Периодичность заделки навоза — раз в 3–4 года
• Глубина разрушения подплужной подошвы — 35–45 см
• Глубина специальной вспашки — 30–40 см
• Толщина чистого слоя на мелкозалежных торфяниках — 20–22 см

Чтобы гарантированно получать продукцию с содержанием радионуклидов ниже временных допустимых уровней, хозяйствам необходима точная модель планирования. Она позволяет прогнозировать чистоту будущего урожая еще до начала полевых работ. Подготовка включает три обязательных этапа:

1. Обследование территории и прогнозирование содержания радионуклидов в будущем урожае.
2. Инвентаризация угодий по плотности загрязнения и составление картограмм.
3. Сопоставление картограммы загрязнения с картограммами pH почвенного раствора, содержания обменного калия и кальция.

Обработка почвы: от глубокой вспашки до минимального рыхления

Система обработки загрязненных почв должна одновременно решать три задачи. Она призвана снизить накопление радионуклидов в растениях, сдержать ветровую эрозию с пылевым переносом частиц и уменьшить гамма-фон для механизаторов. Добиться этого можно за счет совмещения традиционной отвальной вспашки, безотвальных технологий и периодической минимальной обработки.

Традиционная вспашка на легких почвах при постоянном применении вредна, так как она перемешивает радионуклиды в пахотном корнеобитаемом слое, разрушает структуру почвы и провоцирует пыление. Для устранения этих эффектов сочетайте безотвальные способы обработки чизельными плугами или культиваторами с гладкой вспашкой поворотными плугами. На эродированных, уплотненных и временно переувлажненных землях применяйте глубокое рыхление и щелевание. Это позволит механически переместить радионуклиды ниже пахотного горизонта и разрушить подплужную подошву.

Специальные технологии обработки почвы подбирают под тип угодий. На минеральных почвах и глубокозалежных торфяниках используют болотные плуги для глубокой вспашки. При этом верхний загрязненный слой в 5–7 см укладывается тонкой прослойкой на дно борозды глубиной 30–40 см, а чистый подстилающий грунт перемещается наверх без оборота пласта. На мелкозалежных торфяниках с мощностью торфа 30–60 см вспашка должна создавать наклонно-слоистый профиль из чередующихся прослоек песка и торфа с чистым верхним слоем.

Обычную отвальную вспашку с оборотом пласта применяют только на средне- и тяжелосуглинистых, заплывающих глеевых и влажных почвах с невысоким уровнем загрязнения. Этот же прием используют при коренном улучшении лугов и пастбищ. При предпосевной подготовке почвы обязательно используйте высокопроизводительные комбинированные агрегаты, выполняющие несколько операций за один проход.

Чтобы радионуклиды не попадали на растения вместе с пылью, полностью исключите междурядные обработки посевов, заменив их внесением гербицидов. При уборке урожая используйте только те методы, которые исключают вторичное загрязнение продукции пылевыми частицами. При посадке и уборке культур на ранее перепаханных участках также задействуйте комбинированные агрегаты.

При такой системе достигают максимального совмещения операций обработки почвы и посева при соответствующем наборе техники (плуг для гладкой пахоты, а также прицепная к нему машина; агрегат одновременно со вспашкой выполняет предпосевную обработку почвы и посев зерновых, трав и других культур). Сокращаются сроки обработки и время радиационного воздействия на механизаторов.

Безотвальную Система обработки почвы">систему обработки почвы можно использовать на легких песчаных и супесчаных почвах с невысоким уровнем загрязнения.

Благодаря набору специальных машин и сменных рабочих органов для безотвального рыхления почвы и посева обеспечивается разрушение плужной подошвы, увеличивается мощность корнеобитаемого слоя почвы, повышается устойчивость сельскохозяйственного производства в неблагоприятных условиях. В результате снижаются процессы эрозии, а поэтому и аэральная миграция радионуклидов.

Такую систему обработки почвы можно осуществить с помощью почвообрабатывающих машин:

• чизельных плугов;
• сменных плоскорежущих лап к плугам общего назначения;
• дисковых игольчатых культиваторов;
• глубоких рыхлителей-щелевателей;
• агрегатов для совмещения предпосевной обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур.

Минимальная и нулевая система обработки почвы и посева должна применяться на легких песчаных и супесчаных почвах с высоким уровнем загрязнения радиоактивными веществами. Она основана на приемах обработки без отвального плуга при малом числе проходов и неглубоком рыхлении почвы с использованием гербицидов для уничтожения сорняков или злакового травостоя. Разновидностью минимальной системы может быть прямой посев культур по стерне или дернине. Такая система обработки позволяет провести ее в кратчайшие сроки и полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к обработке легких почв, загрязненных радионуклидами.

Минимально-ярусная отвальная система обработки почвы включает чередование минимальных обработок с ярусной отвальной вспашкой несколько раз в севообороте при одновременной заделке в пахотные слои более 20 см больших доз органических удобрений, а также сидератов, измельченной массы любых других растительных остатков, экранирующих влагу веществ с помощью фрезерных агрегатов. Такая обработка эффективна на легких песчаных и деградированных торфяных, бедных гумусом почвах, характеризующихся неустойчивым водным режимом. Она способствует углублению пахотного горизонта, накоплению в нем гумуса, повышению плодородия, постепенному перемещению радиоактивных веществ в глубокие слои.