Землеробство в радіаційних зонах

Проблеми об’єктивної оцінки і раціонального використання аграрного ресурсного потенціалу окремих регіонів країни зараз набувають особливої актуальності. Йдеться в першу чергу про райони, де займатись сільськогосподарською діяльністю не так просто. Наприклад, зона радіаційного забруднення на Поліссі. 

У зв’язку з тим, що останніми роками умови стають більш сприятливими для вирощування основних культур, у регіоні повертаються до використання значних раніше покинутих площ. При цьому в умовах радіоактивного забруднення така організація аграрного виробництва пов’язана зі значними загрозами отримання шкідливої і навіть небезпечної продукції. З одного боку, за досить тривалий час, що вже минув з моменту аварії, за рахунок природних процесів розпаду рівень забруднення істотно знизився. З іншого — територія правобережного і західного Полісся відрізняється досить високою строкатістю радіоактивності, що вимагає гарантованого дотримання існуючих обмежень.

Вирішення цього протиріччя досягається шляхом імітаційного багатоваріантного моделювання різних сценаріїв розвитку аграрного виробництва з метою формування економічно ефективних, природно відновлюючих агроекосистем з отримання безпечних продуктів харчування. 

Такий підхід дає змогу керівникам і фахівцям нових господарських формувань приймати стратегічні й оперативні управлінські рішення, спираючись на конкретні кількісні показники радіоактивного забруднення території, з урахуванням рівня застосування контрзаходів та стосовно галузевої структури аграрного виробництва.

Задля вирішення питання ймовірності і доцільності користування даними площами потрібно розуміти закономірності кліматичних змін, параметрів ґрунту, його радіаційного фону тощо.

Клімат даного регіону м’який, з достатньою кількістю опадів. Зміна температурних режимів осінь-зима та зима-весна ускладнює перезимівлю озимих культур, але вирощують їх активно. Середньорічна кількість опадів на Поліссі складає 550-650 мм. Сума активних температур складає 2300-2550℃. Тривалість періоду активних температур — 150-155 діб.

У контексті глобального потепління в регіоні зберігається тенденція до підвищення річних температур. Загалом, за останнє десятиріччя кліматичні умови регіону змінились: підвищився температурний режим вегетаційного періоду, що дало змогу розширити діапазон вирощуваних культур. Зріс природно-ресурсний потенціал регіону, тому підвищилась актуальність повернення радіоактивно забруднених земель в сільське господарство.

Враховуючи агрохімічні показники ґрунтів даного регіону, відомо про відносно низький рівень природної родючості. Так, рівень гумусу у верхніх шарах ґрунту становить 0,3-0,8%; pH — 4,7-5,0; вміст азоту — 0, 2-0,4; сірки — 1,2-2,2 мг/100 г ґрунту.

За фізичними властивостями ґрунт характеризується високою щільністю, низькою вологоємністю і підвищеною водопроникністю, але добре відтворює свої агроекологічні функції.

У зоні радіоактивного забруднення низька забезпеченість фосфором і калієм та висока кислотність ґрунту підвищують ризики надходження в сільськогосподарську продукцію Цезію-137 (137Cz) і Стронцію-90 (90Sr.) Таким чином, у зоні Полісся на забруднених радіацією дерново-підзолистих ґрунтах з метою відновлення їхніх агроекологіних функцій доцільно використовувати відходи рослинництва разом з біомасою сидератів та помірними дозами мінеральних добрив. Для обмеження надходження в рослини радіонуклідів потрібно ретельно контролювати фізико-хімічні властивості ґрунту та своєчасно проводити вапнування, а також забезпечувати позитивний баланс фосфору і калію. Адже при надходженні калію і цезію в рослини проявляється «антагонізм» цих елементів.

Контроль забезпеченості ґрунту кальцієм і магнієм не менш важливий. Наприклад, за внесення 10 т/га гною в ґрунт надходить до 70 кг кальцію і 30 кг магнію, що достатньо для компенсації підкислюючої дії аміачної селітри. При використанні мінеральних добрив у ґрунт повертається в рази менша кількість цих мікроелементів. Але всі ми розуміємо, що гній тепер «добути» не так просто, тому застосування мінеральних добрив  дуже актуальне.

Рівень накопичення радіонуклідів в сільськогосподарській продукції залежить не тільки від щільності забруднення ґрунтів, а й від їхніх агрономічних властивостей, а також визначається водно-повітряним і поживним режимами, що впливають на коефіцієнти потрапляння радіонуклідів в рослини. Крім того, їх накопичення рослинами зменшується в таких ґрунтах: торф’яно-болотні, дерново-підзолисті, сірі лісові, чорноземи. 

Процес старіння радіоцезію активніше проходив в період з 1986 по 1990 роки. Пізніше відносна кількість радіонуклідів в обмінній формі зменшилась не суттєво. Процеси природної дезактивації інтенсивніше відбуваються на легких ґрунтах. У цих умовах радіонукліди мігрують в глибинні горизонти, а потім з ґрунтовими водотоками поширюються на великі відстані.

Відновлення ведення землеробства на радіоактивно забруднених територіях має чітко виражену специфіку, пов’язану з необхідністю зменшення індивідуальної дози опромінення населення шляхом виробництва продукції харчування, вміст радіонуклідів в якій не перевищуватиме діючі норми.

Допустимі норми радіонуклідів у сільськогосподарських культурах

1 — кБк/м²;

2 — Кі/км²

Прим. ред. Кількість радіоактивної речовини вимірюється як одиницями маси, так і активністю, яка дорівнює кількості ядерних перетворень (розпадів) в одиницю часу. Чим більше ядерних перетворень зазнають атоми речовини в секунду, тим вища її активність і тим більшу небезпеку ця речовина може становити для людини. Одиницею активності радіоактивного джерела є, зокрема, розпад на секунду. Ця одиниця отримала назву бекерель (Бк). 1 Бк дорівнює 1 розпад/с. При цьому найбільш уживаною позасистемною одиницею активності є кюрі (Кі). 1 Кі дорівнює 3,7 • 10¹⁰ Бк, що відповідає активності 1 г радію.

Через більш ніж 30 років після Чорнобильської катастрофи рівень активності Цезію-137 залишився високим. Активність маси підстилки в лісі становить 296 Бк/м², що в 5 разів вище, ніж активність підстилки на перелозі. Однак шар ґрунту 0-5 та 0-10 см в лісі має активність значно нижчу, ніж на перелозі, що можна пояснити значним їх розподілом після аварії по деревній та кущовій рослинності. Окрім того, на перелозі відбувається активна мінералізація органічної маси, внаслідок чого підвищується міграція нуклідів вниз по профілю.

Сільськогосподарські культури мають різну здатність накопичувати Цезій-137. Низький рівень «сприйняття» має картопля, яку можна вирощувати на дерново-підзолистому ґрунті, коли рівень щільності сягає до 15 Кі/км²; кукурудза сіється за норми до 7,7 Кі/км², а зернові — 2,4-4,1 Кі/км². За більш високого рівня щільності забруднення потрібно вживати контрзаходи зі зниження накопичення радіонуклідів в с/г продукції.

YouTube-кaнaл SuperAgronom

Підписуйтесь нa YouTube-кaнaл СуперAгроном

У порядку зменшення вмісту радіонуклідів основні сільськогосподарські зернові та бобові культури розміщуються у такій послідовності: люпин → горох → соя → гречка → овес → жито → ячмінь → пшениця → кукурудза. Відповідно цього варто планувати сівозміну, аби норми накопичення цезію не перевищували допустимі.

У віддалений післяаварійний період рівень радіоактивного забруднення земель Полісся за рахунок фізичного розпаду радіонуклідів знизився в 2 рази. У таких умовах застосування агротехнічних заходів з відтворення агроекологічних функцій ґрунтів забезпечує додаткове зменшення негативної дії радіоактивного забруднення, що створює передумови для повернення частини забруднених земель у виробничу сферу.

 Анастасія Аврамчук, SuperAgronom.com