Кравців Р.Й., Салата В.З., Семанюк В. І., Фреюк Д.В., Ярошович І. Г. Ветеринарна радіологія

Подождите немного. Документ загружается.

Ветеринарна радіологія

410

Як впливають фосфатні добрива на надходження радіонуклідів

у сільськогосподарські рослини?

Солі фосфорних кислот здатні утворювати зі стронцієм та з

іншими важкими металами другої групи нерозчинні сполуки. То-

му внесення в ґрунт фосфорних добрив може значно знизити пе-

рехід

Sr з ґрунту у рослину. Логічно передбачити, що найбільш

ефективними з них повинні бути добрива, які містять фосфати

кальцію і калію. Дійсно, є дані, що при внесенні у ґрунт фосфату ка-

лію в рослинах у декілька разів знижується вміст як

Sr, так і

137

Cs.

Фосфати амонію, натрію, магнію та інші впливають в основному

тільки на вміст у рослині

Sr.

Якщо відносно впливу фосфорних добрив на надходжен-

ня у рослину

Sr протиріч немає, то відносно

137

Cs вони існують.

Встановлено, що фосфорні добрива у формі суперфосфатів на де-

яких ґрунтах можуть посилювати нагромадження

137

Cs рослина-

ми. Так, внесення суперфосфату на вилуженому чорноземі зумов-

лює збільшення вмісту

137

Cs у товарній частині врожаю в 2-4 рази.

На дерново-підзолистих та алювіально-шаруватих ґрунтах вплив

фосфорних добрив виявився значно меншим. Азотно-фосфорне

добриво підсилювало надходження нукліда на всіх типах ґрунтів,

особливо на чорноземах.

Як впливають азотні добрива на надходження радіонуклідів

у сільськогосподарські рослини?

На забруднених радіоактивними речовинами ґрунтах слід

обережно підходити до використання азотних добрив. Існує чи-

мало даних про те, що при їх внесенні збільшується нагромаджен-

ня рослинами

137

Cs. Азотні добрива в амонійній формі дозою 30 кг/га

збільшували його вміст у зерні гороху з 18 до 52% на чорноземі і з 72

до 83% на дерново-підзолистому ґрунті, але на алювіально-шару-

ватому – зменшували. Деякі форми азотних добрив стимулюють і

надходження

Sr в рослини. Більше того, в експериментах на дер-

ново-підзолистих супіщаних ґрунтах Полісся і перехідної Лісосте-

пової зони було показано, що загальне збільшення норми повного

мінерального добрива взагалі призводить до збільшення нагро-

мадження рослинами

137

Cs. Тому не дивно, що в певних ситуаціях

411

збільшення норми азотних або ж азотно-фосфорних добрив зу-

мовлюватиме збільшення в рослинах вмісту радіонуклідів.

Як впливають органічні добрива на надходження радіонуклідів

у сільськогосподарські рослини?

Внесення у ґрунт органічних добрив, які збільшують міст-

кість ґрунтового вбирного комплексу, може суттєво зменшувати

надходження у рослини радіоактивних речовин.

Особливо ефективним є внесення гною, перегною, низинного

торфу на ґрунтах легкого механічного складу. При цьому органіч-

ні речовини добрив запобігають не тільки надходженню у рослини

Sr та

137

Cs, але й інших радіонуклідів, зокрема

144

Се,

106

Ru,

Co.

Дуже різко зменшується нагромадження радіоактивних речо-

вин при одночасному внесенні у дерново-підзолистий ґрунт орга-

нічних добрив і вапна. Цей захід слід розглядати як один із найва-

гоміших серед усіх агрономічних заходів, націлених на зменшення

надходження радіоактивних речовин з ґрунту у рослину і водно-

час на збільшення врожаю сільськогосподарських культур.

При використанні органічних та інших місцевих добрив слід до-

тримуватися певних правил. Гній, компост, попіл, добуті в місцях з

підвищеною щільністю радіоактивного забруднення, можуть пере-

творюватися на джерело вторинного забруднення ґрунту. Тому їх не

слід використовувати на полях з низьким рівнем радіоактивного за-

бруднення. Не слід також вносити їх і на овочево-картопляних сівоз-

мінах, оскільки ця продукція використовується безпосередньо як

їжа людини. Найдоцільніше використовувати місцеві добрива, добу-

ті на ділянках, де є забруднення, у сівозмінах кормового напрямку, на

насіннєвих ділянках, на полях, де вирощуються такі технічні культу-

ри, як цукровий буряк, олійні та прядильні культури, картопля, що

переробляється на крохмаль, деякі лікарські рослини.

Отже, використання добрив на забруднених радіоактивними

речовинами ґрунтах при дотриманні певних правил, з урахуванням

специфіки ґрунтів, ступеня забруднення, особливостей культур, що

вирощуються, може стати одним із головних засобів зменшення над-

ходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини. При цьому

не слід забувати, що зменшення радіоактивного забруднення про-

дукції рослинництва досягається не тільки за рахунок зменшення

Радіоекологічний моніторинг

Ветеринарна радіологія

412

нагромадження радіоактивних речовин рослинами, але й за рахунок

розбавляння при збільшенні врожаю з розрахунку вмісту радіоак-

тивних продуктів поділу на одиницю маси рослинної продукції.

Органічні та мінеральні добрива застосовують на основі за-

гальних рекомендацій, які складаються з урахуванням ґрунто-

во-кліматичних умов регіону і специфіки сільськогосподарських

культур, що вирощуються. При внесенні їх у ґрунти, забруднені

радіоактивними речовинами, слід дотримуватись певних правил:

• майже на усіх типах ґрунтів внесення фосфорних добрив є

одним з ефективних засобів зменшення у врожаї вмісту

Sr;

• систематичне внесення високих доз суперфосфату створює

резерви фосфору у ґрунті, зумовлюючи зменшення надход-

ження його в рослину;

• підвищені норми калію перешкоджають надходженню

137

у рослини;

• азотні добрива можна вносити у дозах, рекомендованих під

дану культуру в певних умовах;

• на кислих ґрунтах необхідно застосовувати вапно;

• для всіх типів ґрунтів, особливо для супіщаних та легко-сугли-

нистих, дуже важливим є збагачення орного горизонту орга-

нічними добривами. У даному випадку маються на увазі гній,

перегній, торф, компости, ставковий мул на інші види місце-

вих добрив, які не містять радіоактивних продуктів. Хоча, як

зазначалось вище, в окремих випадках можна використовува-

ти також забруднені деякою мірою органічні добрива.

У табл. 14.3 наведено рекомендовані дози внесення добрив

під деякі сільськогосподарські культури на різних типах ґрун-

тів, забруднених радіоактивними речовинами. При їх дотриманні

вдається знизити вміст радіонуклідів у врожаї в 5 разів, а на лег-

ких піщаних та суглинкових ґрунтах – до 10 разів.

До цього часу дуже слабо вивчено вплив мікроелементів на

надходження у рослину радіоактивних речовин. На підставі ж їх-

ніх хімічних властивостей можна очікувати, що, наприклад, літій

і мідь перешкоджатимуть надходженню у рослину радіоактивно-

го цезію, а цинк і кадмій – радіоактивного стронцію.

Отже, вносити добрива у забруднені радіонуклідами ґрунти по-

трібно за ретельно збалансованими схемами з урахуванням специ-

413

фіки ґрунтових відмінностей. При цьому слід пам’ятати, що якщо

на родючих суглинкових ґрунтах застосування практично усіх видів

добрив, які сприяють збільшенню врожайності, зумовлює зменшен-

ня вмісту радіоактивних речовин у продукції рослинництва, то на

ґрунтах легкого механічного складу, слабо мінералізованих і гідро-

морфних ґрунтах інколи може спостерігатися збільшення надход-

ження деяких радіоактивних речовин у рослини.

Таблиця 14.3

Дози внесення вапна

, мінеральних та органічних добрив під основні

сільськогосподарські культури на забруднених радіоактивними

речовинами ґрунтах

Культура Добриво Дерново-підзолистий Чорнозем

Супіщаний Легкий Середні Лісостеп

суглинок та важкі

суглинки

Зернові Вапно 6 6 10 -

Азот 80 100 120 120

Фосфор 100 140 180 180

Калій 80 120 160 160

Органічні 30 30 30 30

Зернобобові Вапно 6 6 10 -

Азот 40 40 60 60

Фосфор 100 120 160 160

Калій 80 120 160 160

Органічні 30 30 30 30

Картопля Вапно 6 6 10 -

Азот 80 120 160 160

Фосфор 100 140 200 200

Калій 120 160 240 240

Органічні 50 50 50 30

Капуста Вапно 6 6 10 -

Азот 60 80 120 120

Фосфор 80 100 160 160

Калій 120 200 240 240

Органічні 100 80 50 40

Столовий буряк Вапно 6 6 10 -

Азот 100 100 120 100

Фосфор 120 120 120 120

Калій 160 160 200 200

Органічні 80 80 50 40

Примітка: * – дози внесення вапна та органічних добрив виражено у тоннах ді-

ючої речовини на гектар, мінеральних добрив – у кілограмах на гектар.

Радіоекологічний моніторинг

Ветеринарна радіологія

414

Як впливає зміна структури сівозміни на надходження радіонуклідів

у сільськогосподарські рослини?

Радіоактивні речовини поглинаються з ґрунту різними вида-

ми рослин з неоднаковою інтенсивністю і нагромаджуються в них

у неоднакових кількостях. Тому при плануванні заходів, спрямо-

ваних на зменшення їх надходження в сільськогосподарські рос-

лини, слід звертати особливу увагу на добір культур у сівозміні і

добір сортів рослин, що вирощуються.

У відношенні рослин до нуклідів стронцію та цезію просте-

жується природна кореляція між поглинанням Са та

Sr, з одно-

го боку, і К та

137

Cs – з іншого. Так, кальцієфіли (люпин, люцерна,

конюшина, вика, горох та інші бобові культури) інтенсивно по-

глинають і

Sr, нагромаджуючи його в значних кількостях у сво-

їх органах. Злаки, які поглинають кальцій у порівняно невели-

ких кількостях, мало нагромаджують також і

Sr. Нагромадження

останнього у різних видах рослин може відрізнятися в десятки

разів (табл. 14.4). Зокрема, вегетативні органи бобових нагромад-

жують

Sr у кількостях, що значно перевищують його нагромад-

ження злаками та овочевими культурами.

Таблиця 14.4

Нагромадження

Sr різними видами сільськогосподарських культур

відносно його вмісту у тимофіївці лучній

Культура Господарська Вміст

Sr, МБк/кг

частина врожаю сухої речовини

Тимофіївка лучна Зелена маса 3,7

Люцерна посівна Те саме 22,5

Конюшина лучна -//- 17,4

Кінські боби -//- 13,8

Кукурудза -//- 8,4

Соняшник -//- 8,14

Овес Солома 5,07

Зерно 0,74

Горох Солома 16,5

Зерно 22,5

Буряк Бадилля 6,07

Коренеплоди 2,37

Картопля Бульби 0,45

415

Калієфіли (люпин, кукурудза, капуста, овочевий перець, кар-

топля, буряк) інтенсивно поглинають і

137

Cs. Для 21 культури, які

вирощувались на одному ґрунті, нагромадження

137

Cs відрізняло-

ся на 1-2 порядки. При цьому в порядку зменшення вмісту нуклі-

да у продовольчій частині рослини окремі види розмістилися так:

зернові та зернобобові – люпин – овес – гречка – горох – ячмінь

– пшениця – кукурудза – просо – соя – квасоля; овочеві – капуста

– картопля – буряк – морква – огірки – томати; трави – вівсяниця

– райграс – стоколос – конюшина – тимофіївка.

Щодо нагромадження

137

Cs травами (за зменшенням вмісту),

то вони розмістилися у такому порядку: люцерна синьогібридна –

конюшина червона – люцерна жовтогібридна – стоколос безостий

– вівсяниця лучна.

Таке явище може виникати внаслідок того, що здатність рос-

лин до нагромадження тих чи інших радіоактивних речовин зале-

жить не тільки від їх видових властивостей, а також від багатьох

інших факторів і насамперед від умов вирощування.

Велике значення можуть мати також сортові особливості

рослин. Окремі сорти гороху можуть відрізнятися за здатністю

до нагромадження

Sr у зерні та соломі в 2,5 раза, а сорти ярової

пшениці за здатністю до нагромадження

137

Cs у зерні в 3 і в соломі

– майже в 2 рази. Різниця у нагромадженні

137

Cs залежно від сорту

пшениці досягає 2,5 раза.

Враховуючи такі істотні коливання щодо здатності різних

сільськогосподарських рослин до нагромадження радіоактивних

речовин, можна вважати доцільним проведення селекційних ро-

біт саме за цією ознакою. Кінцевою метою таких досліджень по-

винно бути створення нових сортів з низькою здатністю до аку-

муляції окремих радіонуклідів.

На підставі даних про здатність тих чи інших культур й їх со-

ртів до нагромадження радіоактивних речовин слід вносити від-

повідні корективи в сівозміни з тим, щоб знизити ступінь за-

бруднення ними продукції рослинництва. При цьому необхідно

враховувати те, що різні види рослин й окремі їх сорти можуть у

декілька разів відрізнятися і за коефіцієнтом дискримінації. Висо-

кий ступінь дискримінації

Sr і

137

Cs рослинами – гарантія меншо-

го їх нагромадження в організмі тварин та харчових продуктах.

Радіоекологічний моніторинг

Ветеринарна радіологія

416

Проте іноді може виникнути необхідність у вирощуванні

культур, які здатні з максимальною мірою нагромаджувати той

чи інший радіонуклід для того, щоб забезпечити найбільше вине-

сення його з ґрунту. Спосіб очищення ґрунту від радіоактивних

речовин шляхом вирощування на ньому рослин, які нагромад-

жують їх у великих кількостях з наступними захороненням або

спеціальною переробкою, дістав назву фітодезактивації. Най-

більш придатними культурами для цього є більшість видів бобо-

вих культур і насамперед люпин – рекордсмен щодо винесення як

Sr, так і

137

Cs.

Управління режимом зрошування

Як впливає зрошування на надходження радіонуклідів

у сільськогосподарські рослини?

Важливу роль у міграції радіоактивних речовин та їх надход-

женні у рослини відіграє зрошування. Зрошувальна вода поліп-

шує водний режим ґрунту, впливає на тепловий режим, регулю-

ючи температуру поверхневого шару ґрунту та приземного шару

повітря, створює сприятливі умови для розвитку в ґрунті мікробі-

ологічних процесів, збільшує оводненість рослинних тканин, роз-

чиняє поживні речовини і робить їх доступними для рослини. Все

це дає змогу керувати ростом та розвитком рослин і забезпечує

одержання стабільних високих урожаїв.

Однак за рахунок оптимізації умов вирощування рослин при

зрошуванні можуть створитись сприятливі умови для надход-

ження у них радіоактивних речовин. В Україні близько 4 млн. га

зрошуваних сільськогосподарських угідь, на яких вирощується

більше чверті продукції рослинництва, і цей фактор не можна за-

лишати поза увагою.

Які шляхи впливу зрошування на нагромадження радіоактивних

речовин рослинами?

Існує три головні шляхи впливу зрошування на нагромад-

ження радіоактивних речовин рослинами:

417

• При зрошуванні відбуваються істотні зміни у водному ре-

жимі ґрунтів, внаслідок чого може зростати рухливість ра-

діоактивних речовин у ґрунті та їх доступність для корене-

вих систем рослин.

• Внаслідок змін характеру фізіологічних процесів, пов’яза-

них зі змінами надходження в рослини і транспорту еле-

ментів мінерального живлення, відбуваються зміни в на-

громадженні як окремих макро- й мікроелементів, так і

радіоактивних речовин.

• При зрошуванні надходження радіоактивних речовин у рос-

лини може відбуватися такими ланцюгами міграції, яких не-

має у богарному землеробстві (наприклад, перехід радіону-

клідів у рослини безпосередньо з поливних вод, які містять

радіоактивні речовини).

Отже, в умовах зрошування можуть складатися сприятливі

умови для надходження радіоактивних речовин у рослини. Дже-

релами їх можуть бути і ґрунт, і поливна вода. Внаслідок цього на

поливних землях розрізняють три шляхи проникнення радіоак-

тивних речовин у рослини:

1) тільки з

рунту (зрошувальні води не містять радіоактив-

них речовин);

2) тільки зі зрошувальної води (ґрунт не містить радіоактив-

них речовин);

3) комбінований, при якому радіоактивні речовини надходять

у рослину як із ґрунту, так і зі зрошувальної води.

Така класифікація зручна у практичному відношенні, вона

дозволяє визначити домінуючий шлях або шляхи переходу радіо-

активних речовин у рослини і дати їм кількісну оцінку.

Як впливає спосіб поливу на надходження радіоактивних речовин?

Надходження радіоактивних речовин у рослини залежить

від способу поливу. Розрізняють два головні способи: дощування,

яке застосовується більше ніж на 80% поливних земель, і поверх-

невий полив, який застосовується приблизно на 20% земель. До-

сить часто як самостійні способи поливу називають під

ґрунтове і

крапельне зрошування. Проте в нашій країні цими способами зро-

Радіоекологічний моніторинг

Ветеринарна радіологія

418

шується не більше ніж 1% поливних земель.

При дощуванні радіоактивні речовини в основному поглина-

ються надземною частиною рослин при поданні поливної води на

листки, стебла, квіти, плоди.

При поверхневому поливі по борознах, напуском по смугах,

затоплюванням, коли ґрунт зволожується шляхом поглинання во-

ди, яка подається на поверхню поля, що зрошується, вони надхо-

дять переважно через коріння.

При підгрунтовому зрошуванні, коли вода надходить по ка-

пілярах безпосередньо у коренезаселений шар ґрунту з системи

підгрунтових зволожників (керамічних труб з відкритими стика-

ми або пористих, кротових дрен), радіоактивні речовини надхо-

дять у рослини також через коріння.

Радіоактивні речовини у надземну частину рослини, яка для

більшості видів сільськогосподарських культур є їх продуктивним

органом, при зрошуванні можуть надходити двома шляхами:

довгим – зрошувальна вода – ґрунт – коренева система – над-

земні органи;

коротким – зрошувальна вода — надземні органи.

За другим шляхом міграції виключається поглинання радіо-

активних речовин твердою фазою ґрунту, що є найважливішим

бар’єром на шляху їх переміщення з ґрунту в рослину. Уявлення

щодо ролі цього дискримінаційного фактора в нагромадженні

та

137

Cs дають порівняльні дані їх надходження у рослини з різних

типів ґрунтів і водних розчинів (табл. 14.5).

Таблиця 14.5

Кратність зменшення концентрації

Sr і

137

Cs в рослинах

при вирощуванні їх у ґрунті порівняно з водними культурами

Радіонуклід Культура Частина Тип ґрунту

рослини Пісок Супісок Суглинок Чорнозем

Sr Пшениця Солома 1 4 5 45

Зерно 1 1,3 7 38

Горох Солома 1 1,7 3,1 40

Зерно 1 2,9 5 65

137

Cs Пшениця Солома 2,7 21 113 1500

Зерно 4,4 25 135 1700

Горох Солома 3,3 480 1050 2720

Зерно 2,4 860 1220 2340

419

Як видно, найбільш значні розходження у переході в росли-

ни цих двох радіонуклідів в умовах водної та ґрунтової культур

характерні для

137

Cs. Проте вони дуже істотні й для багатьох ін-

ших, таких як

Со,

Zr,

Nb,

106

Ru,

144

Ce, періоди напіврозпа-

ду яких становлять від календарного місяця до 5,27 року, і внесок

яких у загальну радіоактивність ґрунтів та рослин може мати пев-

не практичне значення.

Як залежить надходження радіоактивних речовин у рослину від

їх джерела?

Залежно від того, що є джерелом надходження радіоактивних

речовин – ґрунт чи зрошувальна вода, принципово відрізняється

й роль зрошування в їх надходженні у рослини. Якщо радіоактив-

ні речовини містяться у воді, то при дощуванні надходження їх

у рослини буде максимальним – у значній кількості вони будуть

надходити через надземні органи, частина ж надходитиме також

через кореневу систему. При поверхневому поливі водою, що мі-

стить радіоактивні речовини, надходження радіонуклідів у рос-

лину буде дещо нижчим, оскільки частину з них поглинає ґрунт.

Кількість поглинутих ґрунтом радіонуклідів збільшується із пере-

міщенням води по капілярах ґрунтових часточок з глибинних ша-

рів. Саме внаслідок цього мінімальним виявляється надходження

радіоактивних речовин з води – у випадку підгрунтового поливу.

При поливі незабрудненою радіоактивними речовинами во-

дою, навпаки, слід віддати перевагу дощуванню. Зокрема, встанов-

лена зворотна залежність між вмістом радіоактивних речовин у

рослинах і кількістю атмосферних опадів, що випали після осідання

радіоактивних опадів на посіви. Подібна залежність зумовлена тим,

що змивання радіоактивних частинок з надземних органів рослин

знижує позакореневе надходження радіонуклідів у рослини. Ана-

логічна ситуація виникає і при поливі методом дощування чистою

водою. Через значний проміжок часу після радіоактивних опадів

полив дощуванням також виявляється більш доцільним, оскільки

частина води буде надходити у рослину безпосередньо через над-

земні органи, обминаючи радіоактивний ґрунт.

Поверхневий полив чистою водою зумовлює глибоке проми-

вання ґрунту, перенесення радіоактивних речовин з поверхні у

Радіоекологічний моніторинг