Материал: Особенности накопления 137CS в почвенно-растительном покрове прирусловой поймы р. Сож в окрестностях н.п. Шерстин Ветковского района

Рисунок 6 - Потребности на загрязненных землях и внесение фосфорных (слева) и калийных (справа) удобрений в Ветковском районе за 2001-2011 годы

В 2011 году объемы фосфорных и калийных удобрений, внесенных на сельхозугодья Ветковского района, сохранились на достаточно высоком уровне 2009-2010 годов. Причем минеральные удобрения, полученные по чернобыльской программе, составили 62% от общей дозы фосфора, внесенного на все сельскохозяйственные угодья района и на 62% удовлетворили потребности в калийных удобрениях.

Общий объем минеральных удобрений (азотные, фосфорные, калийные), внесенных в 2011 году в районе на 1 га пашни, составил 279 кг д.в., органических удобрений - 9,2 т (для получения продукции с допустимым содержанием радионуклидов и должной окупаемости капиталовложений в сельскохозяйственное производство в Беларуси требуется внесение органических удобрений не менее 8 т/га и применение минеральных удобрений по 200-250 кг/га д.в.).

За время, прошедшее после аварии, в результате природных процессов фиксации в почве цезия - 137 и проведения защитных мероприятий в рамках Государственных программ Республики Беларусь по преодолению последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС, снизился перехода радионуклида в сельскохозяйственную продукцию. Сейчас все зерно, картофель и овощи, произведенные в хозяйствах района, соответствуют требованиям санитарно-гигиенических нормативов по содержанию цезия - 137 [19].

Несмотря на то, что в настоящее время приоритетными остаются мероприятия, направленные на снижение содержания радионуклидов в продукции сельского хозяйства, для некоторых хозяйств Ветковского района остается проблемой получение нормативно - чистого зерна (рисунок 7) на продовольственные цели по содержанию стронция - 90.

В 2009-2010 годах в 1 хозяйстве района имело место производство зерна, с превышениями РДУ по содержанию стронция - 90.

При одинаковой плотности загрязнения почв цезием - 137 и стронцием - 90 поступление последнего из почвы в растения из-за его более высокой подвижности в среднем в 10 раз выше, чем цезия - 137 [19].

Согласно «Республиканским допустимым уровням содержания цезия-137 и стронция - 90 в сельскохозяйственном сырье и кормах» содержание стронция-90 в зерне на продовольственные цели не должно превышать 11 Бк/кг. Прогнозные расчеты показывают, что предельная плотность загрязнения слабоокультуренных почв для получения нормативно чистого зерна составляет до 11,1 кБк/м² (0,3 Ки/км²) и до 14,1 кБк/м² (0,38 Ки/км²) на хорошо окультуренных почвах.

В Ветковском районе 26% сельскохозяйственных земель загрязнены стронцием - 90 с плотностью выше 0,3 Ки/км², поэтому регулирование уровня содержания стронция - 90 в пределах действующих нормативов в производимой продукции сопряжено с определенными трудностями (рисунок 8) [19].

Рисунок 8 - Содержание ⁹⁰Sr в пробах зерна за период 2000-2011 гг., Ветковский район

За счет применения минеральных и известковых удобрений, оптимального размещения культур по полям можно снизить уровень содержания стронция - 90 в растениях в 2-2,5 раза. Но прогнозный расчет показывает, что фактически из-за высокого уровня загрязнения этим радионуклидом сельскохозяйственных угодий района зерно по содержанию стронция - 90 может превышать действующий норматив для зерна на продовольственные цели - 11 Бк/кг. Такое зерно может быть использовано без ограничений на корма, фураж и производство спирта (норматив по содержанию стронция - 90 на фуражное зерно - 100 Бк/кг, на производство спирта не нормируется) [19].

2. Объект, программа и методика исследований

Объектом исследования является пойменный луг р. Сож в окрестностях н.п. Шерстин Ветковского района Гомельской области.

Программой предусматривалось выделение основных элементов пойменного рельефа, определение продуктивности и качества травостоя пойменного луга.

Практическое значение работы состояло в оценке продуктивности и качества травостоя пойменного луга р. Сож в условиях средней поемности.

Для выполнения поставленных задач на пойменном лугу р. Сож использовали метод ландшафтно-экологического профилирования. В фазу бутонизации производили учёт продуктивности трав и определяли видовой состав трав, произрастающих на пойменном лугу р. Сож.

Программа исследований включала следующие этапы:

)        определение продуктивности травостоя;

)        определение видового состава;

)        работа с картографическими материалами;

)        определение содержания ¹³⁷Cs в травостое и почве;

5)      определение качества травяных кормов.

Существуют различные методы отбора проб травостоя для определения продуктивности.

а) метод отбора проб при однородном составе травостоя

Для отбора точечных проб выделяют 8-10 учётных площадок размером 1-2 м², располагая их по диагонали участка. Травостой срезают на высоте 3-5 см.

б) метод отбора проб при неоднородном составе травостоя

На выбранном для отбора точечных проб участке выделяют микрогруппировки растений, в каждой из которых скашивают травостой с не менее 5 учётных площадок размером 1м², располагая их по диагонали участка. Травостой срезают на высоте 3-5 см и взвешивают. При этом обязательно указывают доминирующие виды растений. Травостой разбирали на агроботанические группы, высушивали до воздушно-сухого состояния и взвешивали растения.

При исследовании нами был использован метод отбора проб как при однородном, так и при неоднородном составе травостоя.

Видовой состав определяли по «Определителю растений Беларуси».

Для выделения элементов рельефа речной долины использовали навигаторы типа «Garmin-72». Для нанесения точек отбора проб на картооснову пересчитывали показания навигатора в градусы, минуты, секунды и сотые доли секунды.

Картографические материалы оформляли в виде векторных и растровых электронных изображений. Растровые изображения в виде картосхем были использованы при экспедиционных работах для ориентации и нанесения соответствующей информации.

Растровые изображения - это картинки, состоящие из большого количества цветных точек (пикселей). Любая цифровая фотография - это растровое изображение. Для обработки таких изображения используют растровые редакторы, такие как Adobe Photoshop или Photo Paint. Основной недостаток растровых изображений - это то, что изображения искажаются при изменении размера.

Векторное изображение - цифровое изображение, которое формируется из геометрических примитивов (точек, линий, сплайны и многоугольники) по указанным формулам. В отличие от растровых картинок, обычно состоящих из множества пикселей (точек), векторные изображения могут быть увеличены без видимой потери качества, а также имеют меньший объем файлов. Как правило, векторная графика используется для простых изображений и отображения некоторых шрифтов.

Основой проведения и отражения результатов исследований являются топооснова, подготовленная на основе электронных топографических карт масштаба 1:50000 и 1:100000 и соответствующие тематические карты.

Для построения карт поверхности использовали пакет Golden Software Surfer v12.0.626 (x86x64). GoldenSoftware Surfer - картографический пакетb или трехмерная программа вычерчивания поверхности карт, которая выполняется в среде Microsoft Windows. Она преобразует координаты точек поверхности в контур, поверхность, каркас, вектор, изображение, заштрихованную область. Все параметры были настроены для получения желаемого отображения полученной информации.

Продукт позволяет создавать реалистичные 3D карты с учетом освещенности и теней, использовать изображения местности в различных форматах, экспортировать созданные карты в различные графические форматы и печатать в цвете размером до 50 м по диагонали. Мощные интерполяционные функции позволяют создавать точные поверхности высочайшего качества.     

В отобранных почвенно-растительных пробах определяли параметры перехода ¹³⁷Cs в зеленую массу пойменного травостоя при помощи радиометра РКГ-1320, изучали агрохимические и радиологические характеристики различных участков рельефа, а также оценивали качество кормов.

3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Расположение объекта исследований и его рельеф

Объектом исследований выступала прирусловая пойма р. Сож, населённого пункта Шерстин, Ветковского района. Населённый пункт Шерстин относится к зоне периодического контроля радиационного загрязнения, т.к. после аварии на ЧАЭС этот населённый пункт попал в жёлтую зону радиоактивного загрязнения (рисунок 10).

Рисунок 10 - Общий вид площадки отбора проб почвы и травостоя на прирусловой пойме р. Сож н.п. Шерстин

Для преобразования координат из значений данных навигатором, для значений под программу GoldenSoftware Surfer, мы использовали формулу: градус + (минута/60) + (секунда/60) (таблица 1).

Таблица 1 - Координаты пойменного луга р. Сож

В результате обработки координат были построены карта-схема горизонталей рельефа (рисунок 10) и поперечный профиль (рисунок 11).

Рисунок 10 - Горизонтали исследуемого участка пойменного луга р. Сож

Рисунок 11 - Поперечный профиль прирусловой поймы р. Сож

Для более полной оценки особенностей рельефа, по полученным координатам была построена модель рельефа пойменного луга (рисунок 12, 13).

Рисунок 12 - Рельеф пойменного луга р. Сож

Рисунок 13 - Детализированный рельеф пойменного луга р. Сож

.2 Распределение радиоцезия по профилю почвы

Для определения распределения радиоцезия по профилю почвы, были отобраны пробы почв в 3 точках на участке прирусловой поймы р. Сож специальным пробоотборником на глубине 0-30 см., и были распределены на 3 группы: 0-10 см., 10-20 см., 20-30 см (таблица 2).

Таблица 2 - Миграция радионуклидов по профилю почвы пойменного луга р. Сож

3.3 Содержание радиоцезия в растительном покрове пойменного луга р. Сож

При определении содержания радиоцезия в растительном покрове пойменного луга р. Сож, были отобраны 12 проб травостоя на прирусловой пойме р. Сож, пробы были разделены на 4 группы: осока, злаки, бобовые, разнотравье, и было измерено содержание радиоцезия (таблица 3).

Таблица 3 - Содержание ¹³⁷Cs в травостое пойменного луга

.4 Оценка возможности использования травостоя в кормопроизводстве

Для определения коэффициентов пропорциональности для травостоя пойменного луга мы разделили содержание радионуклидов в растениях на плотность загрязнения почвы (таблица 4).

Таблица 4 - Значения коэффициентов пропорциональности для травостоя пойменного луга

В ходе исследований, мы разделили пробы разнотравья на 4 кластера:

)        КП от 0,001 до 0,1 в первую группу входили осоки и разнотравье

)        КП от 0,2 до 0,5 во вторую группу входили осоки, бобовые и разнотравье

)        КП от 0,6 до 1 в третью группу входили осоки, бобовые, злаки и разнотравье

)        КП> 1 в данную группу входил только один образец.

Исходя из полученной информации можно сделать вывод, что величины КП зависят от агроботанического состава травостоя.

Заключение

Результаты исследований свидетельствуют о том, что основное количество цезия - 137 продолжает находиться в верхнем 0-10 см слое почвы. Это не позволяет надеяться на быстрое самоочищение почвы.

Проведёнными исследованиями было выявлено, что превышение норм радиоактивного загрязнение травостоя пойменного луга не обнаружено. При плотности загрязнения 530 кБк/м² содержание цезия - 137 в травостое в норме.

Из собранных проб травостоя, при распределении на основные группы было выявлено, что на пойменном луге больше всего осоки, после идёт разнотравье, затем бобовые и меньше всего злаков, это обусловлено тем, что пойменный луг подвержен раннему затоплению.

В 2014 году содержание цезия - 137 в травостое пойменного луга достигало 942 кБк/кг.

Значения коэффициентов пропорциональности для травостоя были распределены на следующие группы: КП от 0,001 до 0,1, КП от 0,2 до 0,5, КП от 0,6 до 1, КП> 1.

Величины КП зависят от агроботанического состава травостоя.

Величины КП травостоя пойменного луга составляли от 0,001887 до 1,777358 Бк/кг: кБк/м².

Список использованных источников

1    Миркин, Б.М., Розенберг, Г.С. Фитоценология. Принципы и методы / Б.М. Миркин, Г.С. Розенберг. - М.: Наука, 1978. - 212 с.

2       Миркин, Б.М. Экология естесственных и сеянных лугов / Б.М. Миркин. - М.: Знание, 1991. - 61 с.

3       Барышников Н.Б. Морфология, гидрология и гидравлика пойм. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 280 с.

4    Алексеенко, Л.Н. Продуктивность луговых растений в зависимости от условий среды / Л.Н. Алексеенко. - Л.: ЛГУ, 1967. - 168 с.

5    Дайнеко, Н.М. Структура и динамика луговых агроэкосистем (на примере сеяных лугов Белорусского Полесья): монография / Н.М. Дайнеко. - Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2006. - 316 с.

6    Иванов, Д.А. Повышение продуктивности сенокосов и пастбищ / Д.А. Иванов. - Л.: Колос, 1975. - 287 с.

7       Ларин, И.В., Работнов, Т.А. Луговодство и пастбищное хозяйство / И.В. Ларин, П.П. Бегучев, Т.А. Работнов, И.П. Леонтьева. - Л.: Колос, 1975. - 527 с.

         Лашкевич, Г.И. Влияние приемов посева и состава травосмесей на продуктивность многолетних трав / Г.И. Лашкевич. // Ботаника: исследования, вып. 22. - Мн.: Наука и техника, 1980. - с. 115 - 120.

9    ГОСТ 28168 - 89. Почвы. Отбор проб. - Введ. 01.04.90. - М.: Изд - во стандартов, 1989. - 6 с.

10     Андреев, Н.Г. Луговедение / Н.Г. Андреев. - М.:Агропромиздат, 1989. - 255 с.

11  Биологическая продуктивность травяных экосистем: географические закономерности и экологические особенности / отв. ред. В.Б. Ильин. - Новосибирск: Наука, 1988. - 131 с.

12  ГОСТ 23637 - 90. Определение сухого вещества. - Введ. 01.07.89. - М.: Изд - во стандартов, 1989. - 5 с.

13  Биологические основы продуктивности с/х растений и животных: Сборник научных трудов докторантов / Коллектив авторов. - Горки: БСХА, 1999. - 88 с.

14     Определитель растений Белоруссии / А.П. Шишкин. - М.: Вышейшая школа, 1967-871 с.

15  Оверчук, В.А., Бушмакина, Г.А. Изменение ботанического состава травосмесей в процессе их жизни и использования / В.А. Оверчук, Г.А. Бушмакина. // Ботаника: исследования, вып. 25. - Мн.: Наука и техника, 1983. - с. 83 - 91.

16     Медведский, А.И., Садовская, М.Л., Синковец, М.А. Влияние продолжительности весеннего затопления на устойчивость луговых трав / А.И. Медведский, М.Л. Садовская, М.А. Синковец. // Ботаника: исследования, вып. 23. - Мн.: Наука и техника, 1981. - с. 45 - 51.

17  Методические указания по почвеным, геоботаническим и агрохимическим крупномасштабным исследованиям в БССР / Под ред. Н.И. Смеяна, И.Н. Соловья. - М.: Ураджай, 1973. - 299 с.

18     Новиков, В.С. Популярный атлас - определитель. Дикорастущие растения / В.С. Новиков, И.А. Губанов. - 3- е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2006. - 415 с.

19     Мееровский, А.С., Касьянчик, С.А. Зависимость продуктивности многолетних трав от режима увлажнения почвы и уровня удобрений / А.С. Мееровский, С.А. Касьянчик. - Минск: Белорус. науч.-исслед. инс- т почвоведения и агрохимии, 1985. - Вып.21. - С. 41 - 46.

         Игнатенко, Н.Г., Руденка, В.П. Природно - ресурсный потенциал территории: географический анализ и синтез / Н.Г. Игнатенко, В.П. Руденка - Львов: Выш. Школа, 1986. - 163 с.

         Комар, И.В. Рациональное использование природных ресурсов и ресурсные циклы / И.В. Комар. - М.: Наука, 1975. - 205 с.

         Ковшов, В.П., Носонов, А.М. Теория и методология исследования природного агропотенциала территории / В.П. Ковшов, А.М. Носонов. - Саранск: «Референт», 2005. - 144 с.

         Озерова, Г.Н., Дмитревский, Ю.Д. Картографический метод выявления и оценки природного агропотенциала территории при макроисследовании территории / Г.Н. Озерова, Ю.Д. Дмитревский - Изв. ВГО, 1975. Вып. 3. - С. 357 - 364.