РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 5, с. 625-636
^=РАДИОЭКОЛОГИЯ
УДК 582:539.1.047:[574:539.163]+621.039.7
ВЛИЯНИЕ ВИДОВЫХ И СОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР НА АККУМУЛЯЦИЮ РАДИОНУКЛИДОВ 137Cs И 90Sr
© 2007 г. Ä. Г. Подоляк*, В. П. Жданович
НИРУП "Институт почвоведения и агрохимии HAH Беларуси", Минск
Решение проблемы обеспечения животноводства кормовым белком на территориях загрязненных радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС, невозможно без увеличения посевных площадей зернобобовых культур (гороха, люпина, сои). На основе многолетних (2000-2004 гг.) экспериментальных исследований установлено, что внедрение в сельскохозяйственное производство загрязненных районов республики высокоурожайных сортов с низкими уровнями накопления 137Cs и 90Sr (гороха - Аист, Полесский, Гомельская, Агат; сои - Северная звезда, Магева) позволит получать сельскохозяйственную продукцию (зерно и зеленую массу), отвечающую требованиям "Республиканских допустимых уровней по содержанию 137Cs и 90Sr в сельскохозяйственном сырье и кормах" на пахотных землях с более высокой плотностью радиоактивного загрязнения: Cs -1300-1480 кБк/м2 (35.0-40.0 Ки/км2); 90Sr - 18.55-37.0 кБк/м2 (0.50-1.00 Ки/км2).
Радионуклиды, 137Cs, 90Sr, почва, зернобобовые культуры, сорта, горох, люпин, соя.
В течение многих лет обеспеченность животноводства Республики Беларусь кормовым белком составляет 80-85% к потребности, что отрицательно сказывается на продуктивности животных и приводит к большому перерасходу кормов и увеличению себестоимости мяса и молока. Только из-за дефицита протеина перерасход кормов достигает 2.5 млн. т к. ед. (кормовых единиц), при использовании которых можно получить дополнительно более 1 млн. т молока или 110 тыс. т говядины [1-5].
В решении проблемы растительного белка, особенно в районах, загрязненных радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС, весьма важная, если не решающая роль, принадлежит зернобобовым культурам (гороху, люпину, сое). Эти культуры не только сами обладают высокой кормовой ценностью, но и улучшают использование животными кормов других низкобелковых культур (однолетних и многолетних злаковых трав, злаков и др.). Ценность корма из зернобобовых культур заключается не только в высоком содержании белка (25-40%), но и в его полноценности. Содержание основных незаменимых аминокислот в нем в 1.5-3.0 раза больше, чем в белке злаковых культур. Например, в 1 кг зерна сои лизина содержится в 6 раз больше, чем
* Адресат для корреспонденции: 246050 Республика Беларусь, Гомель, ул. Федюнинского, 16, Гомельский территориальный отдел сельскохозяйственной радиологии НИРУП "Институт почвоведения и агрохимии" НАН Беларуси; тел./факс: + 375 (232) 51-68-00; e-mail: pod.brissa@tut.by.
в 1 кг пшеницы. Кроме того, семена некоторых зернобобовых культур отличаются повышенным содержанием жира; например, сои - 16-24%, люпина белого - до 10 %, что еще больше повышает кормовую ценность этих культур [5-11].
Особенности условий минерального питания, продолжительность вегетационного периода, различия в продуктивности и биологические особенности зернобобовых культур определяют более высокое накопление радионуклидов по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами. В связи с высокими уровнями накопления радионуклидов (особенно 9^г) зернобобовые культуры были исключены из производственных посевов на землях с плотностью радиоактивного загрязнения - выше 25.0 Ки/км2 (925 кБк/м2) и 9^г - выше 0.20 Ки/км2 (7.4 кБк/м2), что привело к значительному дефициту кормового белка [1].
Исправить такое положение в кормопроизводстве можно лишь за счет увеличения в рационе животных доли кормов, полученных на основе зернобобовых культур, что достигается за счет применения комплекса дорогостоящих защитных мероприятий (внесения дополнительных доз известковых, фосфорно-калийных и микроудобрений), а также путем использования загрязненной бобовой компоненты в смесях с чистыми кормами в количествах, не превышающих активность радионуклидов в суточных рационах (для получения молока цельного - 9990 Бк/сут и 2570 Бк/сут 9^г). Такой подход способствует
улучшению питательной ценности кормов, сохранению производственных возможностей и рабочих мест на территориях с высокой плотностью загрязнения почв 137Cs и 90Sr [1, 9-15].
Среди факторов, способствующих уменьшению аккумуляции радионуклидов в сельскохозяйственных растениях, определенное значение имеют биологические и сортовые особенности возделываемых культур, которые для зернобобовых изучены недостаточно. Поэтому весьма актуальным на данном этапе является поиск путей снижения поступления 137Cs и 90Sr в продукцию зернобобовых культур на почвах с более высокой, чем 25.0 Ки/км2 (925 кБк/м2) 137Cs, и более, чем 0.20 Ки/км2 (7.4 кБк/м2) 90Sr плотностью загрязнения за счет их видовых и сортовых особенностей.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Результаты исследований получены при выполнении Государственной программы Республики Беларусь по минимизации и преодолению последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС по теме: "Научное обеспечение реабилитации загрязненных радионуклидами территорий и разработка защитных мероприятий в сельскохозяйственном производстве".
Исследования проводили в естественных условиях на протяжении 2000-2004 гг. в условиях полевого стационара, расположенного в окрестностях н. п. Дубовый Лог КСУП "Дубовый Лог" Добрушского района Гомельской области с 37 районированными и перспективными сортами зернобобовых культур: 13 сортов гороха посевного (Pisum sativum L.) - Аист (контрольный), Кудесник, Богатырь, Агат, Гомельская, Свитанак, Ева, Пегас, Д-15, Труженик, Полесский, Белус, Овощной мозговой; 9 люпина желтого (Lupinus luteus L.) - Ранний (контрольный), Вятич, Жемчуг, Адраджэнне, Михась, Ресурс 720, Миф, БСХА-382, Крок; 9 люпина узколистного (Lupinus angustifolius L. ) - Першацвет (контрольный), Миртан, Владлен, Светаник, Митан, Белокруз, Хвалько, Глатко, Сморгоньский; 1 люпина белого (Lupinus albus L.) - Сож и 5 сортов сои посевной (Glycine soja Siebet L^a) - Магева (контрольный), Ясельда, Пина, Северная звезда, № 37-15.
Тип почвы экспериментального участка - дерново-подзолистая супесчаная, подстилаемая моренным суглинком с глубины до 1 м. Агрохимические показатели почвы следующие: содержание гумуса - 1.90-2.14%; обменная кислотность рНка) - 6.2-6.3; гидролитическая кислотность по Каппену Нг - 1.49-1.53 с+моль/кг; подвижный P2O5 по Кирсанову - 238.0-288.0 мг/кг; по-движ-ный K2O по Кирсанову - 194.0-258.0 мг/кг; обмен-
ный Ca - 629.0-858.0 мг/кг; обменный Mg - 185.0258.0 мг/кг; обменная S - 15.0-15.6 мг/кг; обменный В - 0.20-0.22 мг/кг; обменная Си - 2.352.39 мг/кг; обменный Zn - 2.50-2.57 мг/кг; обменный Mn - 3.5-4.0 мг/кг почвы; сумма поглощенных оснований - 9.6-10.2 с+моль/кг почвы.
Плотность загрязнения почвы радионуклидами: 137Cs - 740-1110 кБк/м2 кБк/м2 (20.030.0 Ки/км2); 90Sr - 15.2-37.0 кБк/м2 (0.411.00 Ки/км2).
Возделывание зернобобовых культур в опыте осуществляли по типовым зональным технологиям. Предшественник - яровые зерновые культуры. Под предпосевную культивацию внесены фосфорно-калийные удобрения в дозах РбоК90 кг д. в. на гектар. Посев проводили в оптимальные сроки (третья декада апреля) по делянкам общей площадью - 36 м2, учетной - 25 м2 в четырехкратной повторности. В период вегетации проводили послевсходовое боронование в фазу 4-6 настоящих листьев, химическую обработку посевов против вредителей и болезней рекомендуемыми инсектицидами и фунгицидами, а также осуществляли фенологические наблюдения, отбор проб почвы, растительных образцов и зерна для агрохимических и радиологических исследований. Учет урожая гороха, люпина и сои проводили по основным фазам развития: 1-й учет зеленой массы - в фазу бутонизации-начало цветения, 2-й учет - в фазу образования бобов, учет зерна - в фазу полной спелости культур.
Растительные и почвенные пробы к агрохимическим и радиологическим исследованиям готовили по общепринятым методикам. Основные агрохимические показатели почв определяли: гумус - по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212.-91); обменную кислотность рН(ка) - по-тенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); гидролитическую кислотность - по Каппену (ГОСТ 26212-84); сумму поглощенных оснований по Каппену (ГОСТ 27821-88); подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207-91); кальций и магний - на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS-30 (ГОСТ 26487-85).
Удельную активность 137Cs в исследуемых образцах (почва, зеленая масса, зерно) определяли на у-спектрометрических комплексах фирм "Canberra" и "Tennelec". Радиохимическое выделение 90Sr проводили по стандартной методике ЦИНАО с радиометрическим окончанием на а-, в-счетчике "Canberra-2400". Ошибка измерений не превышала 15-20%.
Для количественной оценки поступления радионуклидов из почвы в растения рассчитывали коэффициенты пропорциональности по следующей формуле:
ВЛИЯНИЕ ВИДОВЫХ И СОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР
627
КП = (Бк/кг) : (кБк/м2). (1)
Все полученные данные обрабатывали статистически методом дисперсионного и регрессионного анализа c использованием стандартного компьютерного программного обеспечения (Excel 7.0, Statistic 7.0).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Важный аспект при возделывании сельскохозяйственных культур в условиях радиоактивного загрязнения - их способность накапливать радиоактивные вещества, особенно 137Cs и 90Sr. Особенности минерального питания культур, разная продолжительность вегетационного периода, различия в характере распределения и мощности корневых систем и другие биологические особенности определяют межвидовые различия в аккумуляции радионуклидов, которые могут достигать 10-30 и более раз [12-16].
Большинство зернобобовых культур (горох, люпин, вика, соя) в Республике Беларусь возде-лывается для получения полноценных кормов (зерно на фураж и зеленая масса различного использования). Согласно "Республиканским допустимым уровням содержания 137Cs и 90Sr в сельскохозяйственном сырье и кормах", гарантированное получение "чистых" кормов по содер
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.