Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Миграция 137Cs в трофической цепи крупного рогатого скота и нормирование поступления радионуклида в ее звенья

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Миграция 137Cs в трофической цепи крупного рогатого скота и нормирование поступления радионуклида в ее звенья"

Иу) М

ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии

На правах рукописи

КУДРЯВЦЕВ Владимир Николаевич

УДК 636.084 .- 577.391

МИГРАЦИЯ '"Се В ТРОФИЧЕСКОЙ ЦЕПИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА И НОРМИРОВАНИЕ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДА В ЕЕ ЗВЕНЬЯ

03,00.01 — радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Обнинск, 1991 г.

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовате; скрм институте сельскохозяйственной радиологии.

Научный руководитель — доктор биологических паук, ве/

Официальные оппоненты — ДОКТОр ветеринарных Н£

Ведущее учреждение - Всесоюзный научнО-ЕССЛе;

Защита диссертации состоится « 25» февраля 1992: да в . . часов на заседании Специализированного совс Д 120.81.01 при Всесоюзном научно-исследовательском инс; туте сельскохозяйственной радиологии.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Все( юзного научно-исследовательского института сельскохоз) ственной радиологии.

Автореферат разослан « » . января. . 1992 го,

Отзывы просим направить по адресу: 249020, г. Обшш1 Калужской области, ВНИИСХР, Специализированный coi Д. 129.81.01.

Ученый секретарь

щцй научный сотрудник А. Н. Сироткин,

профессор В.Г.Ильин; - кандидат технических i Р.М.Бархударов

вательский ветеринарный институт /г.Казань/

И. И. Санжаро;

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Диссертационная работа посвящена важнейшей проблеме, вставшей в настоящее время перед сельскохозяйственной радиоэкологией, — изучению закономерностей миграции цезия-137 в трофической цепи крупного рогатого скота на территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Специфические условия сложившейся ситуации, а именно, неравномерный характер выпадений радионуклида, физико-химическая форма его происхождения, типы почв кормовых угодий, традиционные особенности ведения животноводства не позволяют использовать имеющиеся научные данные по миграции цезия-137, ранее полученные в иных экологических условиях (наблюдения за глобальными радиоактивными выпадениями, эксперименты с внесением растворов цезия-137 в почву, корма, организм животных). Параметры перехода цезия-137 в звеньях трофической цепи животных в этих условиях могут быть иными. Между тем разработка технологии ведения скотоводства в хозяйствах данного региона выдвигает необходимость знания параметров перехода радиоцезия из почвенно-растительного покрова в продукты животноводства с целью нормирования его содержания в почве, кормах, рационах, а также экспериментальной оценки факторов, снижающих поступление радионуклида в организм крупного рогатого скота и получаемую от него продукцию.

Цель и задачи исследования. Основной целью работы было изучение закономерностей миграции цезия-137 п трофической цепи крупного рогатого скота п хозяйствах Брянской области, подвергшихся радиоактивному загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС, выделение факторов, модифицирующих переход радионуклида в звеньях этой цепи и нормирование содержания радиоцезия в почве, кормах и рационах животных для получения «чистого» молока и мяса.

В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи:

1) Установление параметров перехода цезия-137 в цепи: почва—корм—корова—молоко в зависимости от типа кормовых угодий, состава рациона, способа содержания животных;

2) Экспериментальная оценка некоторых факторов кормления и содержания лактирующих коров, снижающих переход цезия-137 из почвенно-растительного покрова в молоко;

3) Изучение динамики 'накопления цезия-137 в мышечной ткани мясопродуктивных животных разных возрастных групп;

4) Оценка предельно-допустимого содержания (ПДС) радиоцезия в рационах крупного рогатого скота разного возраста п направления продуктивности, средних .допустимых концентраций (СДК) радионуклида в отдельных кормовых продуктах и пределов допустимого уровня (ПДУ) радиоактивного загрязнения кормовых угодий.

Научная новизна работы. Впервые на территории радиоактивного загрязнения после аварии па Чернобыльской АЭС проведено экспериментальное изучение закономерностей миграции цезия-137 в трофической цепи лактирующих коров в зависимости от условий их кормления и содержания в общественных хозяйствах. Проведена оценка параметров перехода радионуклида из почвенно-растительного покрова в зависимости от типа кормовых з'годий, способа содержания коров, состава рациона кормления. Показано различие биологической доступности (усвояемости) радиоцезия из кормов разных видов.

Впервые в условиях радиоактивного загрязнения территории хозяйств изучена динамика накопления цезия-137 в мышечной ткани крупного рогатого скота разного возраста.

На основании установленных в данной работе коэффициентов перехода и накопления радиоцезия в звеньях трофической цепи крупного рогатого скота и принятых Минздравом СССР временных допустимых уровней (ВДУ) содержания радиоцезия в молоке и говядине впервые оценен предел допустимого уровня (ПДУ) плотности радиоактивного загрязнения кормовых угодий для-возможного ведения скотоводства. •'■"1

Практическая и теоретическая значимость. Данная работа имеет научно-практическое значение для решения задач, связанных с ликвидацией последствий аварии на Чернобыльской АЭС в сфере агропромышленного производства. В частности, полученные результаты могут быть использованы при разра-

9 *г

ботке такой технологии производства молока и мяса, которая позволила бы получать на загрязненных радионуклидами территориях продукты питания, отвечающие по содержанию в них радиоцезия требованиям нормативов (ВДУ). На основе полученных параметров перехода радиоцезия показана возможность нормирования допустимых уровней содержания радионуклида в кормах и рационах крупного рогатого скота разного возраста и направления продуктивности, а также оценки допустимой плотности радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий, используемых для кормопроизводства.

Вместе с тем, полученные данные о биологической доступности цезия-137 из грубого, сочного и концентрированного кормов, кратности накопления и коэффициентах перехода (накопления) радионуклида из рациона в мышечную ткань животных обогащают теорию миграции этого радионуклида в трофической цепи крупного рогатого скота н метаболизма его в организме животных.

Данные, приведенные в диссертации, использованы Всесоюзным научно-исследовательским институтом сельскохозяйственной радиологии Главагробиопрома при Государственной комиссии Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам при подготовке «Рекомендаций по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения территории в результате аварии на Чернобыльской АЭС на период 1991 —1995 г.г.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Поступление цезия-137 в кормовые растения и рационы животных определяется типами кормовых угодий и составом рационов кормления.

2. Перевод коров с пастбищного содержания на стойловое (стойлово-выгулыюе) снижает переход радиоцезия в молоко в 2 раза за счет исключения заглатывания загрязненной почвы животными.

3. Биологическая доступность цезия-137 в рационах животных зависит от того, в каких кормах представлена основная активность рациона.

4. Накопление цезия-137 в мышечной ткани крупного рогатого скота является функцией возраста животных.

5. Пределы допустимых уровней содержания радиоцезия в кормовых растениях, рационах крупного рогатого скота и почвах кормовых угодий определяются типом угодий, направ-

лением продуктивности животных, их возрастом и составами рационов кормления.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на XVII Радиологических чтениях, посвященных памяти академика ВАСХНИЛ, доктора химических наук, профессора В. М. Клечковского на тему: «Миграция основных радиоло-гически значимых нуклидов По сельскохозяйственным цепочкам» (Обнинск, 1988), на Третьей Всесоюзной конференции по сельскохозяйственной радиологии (Обнинск, 1990), на Всесоюзной конференции «Проблемы ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в агропромышленном производстве — 5 лет спустя: итоги, проблемы и перспективы» (Обнинск, 1991).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 научные работы.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 117 страницах .машинописного текста, включает в себя общую характеристику работы, обзор литературы, материал и методы исследования, результаты исследования, обсуждение, заключение, выводы, предложения, список цитируемой литературы из 139 наименований, в том числе 50 иностранных, и приложений. Работа иллюстрирована 4 рисунками и 20 таблицами.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования были проведены в натурных условиях на базе двух хозяйств Брянской области: колхоза им. XXIV партсъезда Красногорского района и опытно-производственного хозяйства Новозыбковского филиала Всесоюзного научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведе-ния им. П. Н. Прянишникова (ОПХ филиала ВИУА). Средняя плотность загрязнения цезием-137 сельскохозяйственных угодий хозяйств составляла соответственно 56 и 31 Ки'км2. Выбор хозяйств определился тем, что, с одной стороны, они находятся в одинаковых почвенно-клнматических условиях, типичных для зоны Брянского Полесья, с другой — технология ведения животноводства в хозяйствах имеет ряд различий. В колхозе им. XXIV партсъезда практикуется бессистемный выпас молочного стада корон на естественных пастбищах, отсутствие зеленой подкормки. В ОПХ филиала ВИУА используются такие прогрессивные методы ведения животноводства как система «зеленого конвейера», крупнозагонная пастьба коров. Заготовка сена в хозяйствах проводилась на разных типах кормовых угодий (естественных и культурных). Это позволило выделить влияние этих и некоторых других факторов кормления и содержания животных на переход цезия-137 из почвенно-растительного покрова в продукцию животноводства. Кормовые угодия хозяйств расположены на дерново-подзолистых, песчаных и супесчаных почвах, бедных гумусом (0,5—1,5%), обменным калием (4—8 мг'ЮО г. почвы) с низким значением рН почвенного раствора (5,5—6,0). Естественные кормовые угодия хозяйств занимали значительный удельный вес в структуре кормового клина (более 50%) и были представлены пойменными и частично суходольными сенокосами и пастбищами. Экспериментально-исследовательская работа проводилась в период с 1987 по 1989 г.г. методом экспедиционных выездов. Объектами исследования являлись: почва кормовых угодий, производимые на ней кормовые продукты, рационы животных и продукция животноводства (молоко, мясо). Образцы почв с обрабатываемых угодий отбирали на глубину пахотного слоя (0—23 см), с целинных участков брали верхний пятисантиметровый слой дернины. Для получения полноценных представительных проб пользовались методом «конверта» (отбор в пяти точках на участке ЮОх ХЮО м2). Пробы травы отбирали в том же месте, что и почву срезанием на высоте 2—3 см от поверхности почвы. Пробы зеленой массы, сена, силоса, сенажа, корнеклубнеплодов и

концентрированных кормов брали на фермах из кормушек или из хранилищ. Усредненные пробы молока от стада коров брали в день отбора кормов, входящих в рацион. Пробы мышечной ткани отбирали на мясокомбинате из тазобедренной группы мышц животных, подвергнутых убою. Масса образцов составляла: почвенных — 1 кг, растительных — 0'5—1 кг, молока и мяса — 1 кг.

Удельную активность цезия-137 в объектах определяли в расчете на естественную влажность по методике, разработанной физико-химическим отделом ВНИИСХР. Анализ проводили на спектрометрических системах типа Ш—1200 (Франция) и ЬР 4900—В (Финляндия) с полупроводниковыми детекторами высокого разрешения из сверхчистого германия типа йЕМ (США). Относительная статистическая погрешность измерения не превышала ±10%. За период с 1987 по 1990 г.г. исследовано 93 пробы почвы, 225 проб кормов, 128 проб молока и 28 проб мяса. Все данные подвергнуты статистической обработке.

Размеры перехода цезия-137 в звеньях трофической цепи животных выражали с помощью коэффициентов перехода (накопления) и пропорциональности. Первый представляет собой отношение концентрации радионуклидов в звене-акцепторе и звене-доноре, второй — отношение концентрации радионуклида в продукте к плотности радиоактивного загрязнения кормового угодия.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

1. Уровни загрязнения цезием-137 почвы, кормов, рационов и молока

Уровни радиоактивного загрязнения кормовых угодий имели выраженный гетерогенный характер. На одних и тех же пастбищах различия между максимальным и минимальным значениями концентрации радиоцезия в почве достигали порядка величин. Это требовало строгой сопряженности отбора проб почвы, травы и молока.

Распределение радиоцезия по профилю почвы было связано с приемами ее обработки. На обрабатываемых угодиях радионуклид равномерно распределялся в пахотном горизонте. На целинных участках естественных пастбищ около 90% радиоцезия было сосредоточено в верхнем пятисантиметровом слое дернины, а удельная активность этого слоя почвы оказалась в 4 раза выше активности пахотного горизонта. Ак-С

кумуляция радиоцезия в зоне активного корнеобитания растительности естественных пастбищ создавала благоприятные условия для перехода радионуклида из почвы в травостой. При одной и той же плотности радиоактивного загрязнения угодий концентрация цезия-137 в траве естественного луга была в 2—18 раз выше, чем в кормовых культурах, выращенных на пашне. Среди последних имели место видовые различия (до 10 раз) размеров накопления цезия-137 из почвы. В связи с этим поступление радиоцезия в организм животных с рационом н уровни радиоактивного загрязнения молока определялись типом кормовых угодий и структурой рационов кормления (табл.1).

Таблица

Содержание цезия-137 в рационах лактирующих коров и концентрация радионуклида в молоке в колхозе им. XXIV партсъезда

Рацион

Масса корма, кг

Содержание цезия-137, мкКи

Концентрация цезия-137 в молоке, п- 10-8 Ки/л

I Трава луговая (разнотравье)

Мука ячменная Итого

II Трава сеяная (тимофеевка)

Мука ячменная Итого

III Сено тимофеечное Сенаж разнотравный Силос кукурузный Свекла кормовая Мука ячменная Итого

IV Сено луговое'(разнотравное)

Сенаж разнотравный Силос кукурузный Свекла кормовая Мука ячменная Итого

40 6,80

3 0,02

43 6,82 7,30

40 0,56

3 0,02

43 0,58 0,77

2 0,08

10 0,17

20 0,14

8 0,11

3 0,03

43 0,53 0,52

2 2,26

10 0,17

20 0,14

5 0,09

3 0,03

40 2,69 1,10

7

Данные таблицы 1 показывают, что наибольший уровень поступления цезия-137 в организм коров с рационом и наибольшая концентрация радионуклида в молоке имели место при стравливании естественных пастбищ (рацион 1). Животным той же молочно-товарной фермы, потребляющим рацион из сеяных трав (рацион II), цезия-137 поступало в 12 раз меньше, а удельная активность молока была ниже в 10 раз. Замена сена лугового, заготовленного на природных неулучшенных сенокосах, сеном с культурных угодий снизило содержание цезия-137 в рационе коров в 5 раз, а в молоке —■ в 2 раза (рационы III и IV). Таким образом, в одном и том же хозяйстве при использовании естественных кормовых угодий содержание радиоцезия в молоке превышает значение ВДУ (ЬЮ-8 Ки'л) в 1,1—7,3 раза, в то же время при кормлении животных кормами с пахотных угодий производимое молоко соответствует требованиям норматива и используется без ограничений.

Смена кормовых угодий и условий содержания коров в хозяйствах определяли динамику изменения удельной активности молока, значения которой имели выраженные сезонные колебания. В летний период содержания коров на естественных пастбищах (май—октябрь) концентрация радиоцезия в молоке была наибольшей и значительно (в 3—16 раз) превышала требования ВДУ. В зимний стойловый период (ноябрь—апрель) содержание радиоцезия в молоке снижалось в 4—10 раз и, как правило, соответствовало нормативным требованиям.

2. Миграции цезия-137 и кормовых цепях лактирующих коров и влияние на нее модифицирующих факторов

Поскольку условия летнего пастбищного содержания коров в хозяйствах имели различия, была проведена оценка их влияния на количественные характеристики перехода радиоцезия в цепи миграции (таблица 2).

'¡8

Коэффициенты накопления (перехода) цезия-137 из почвенно-растительного покрова пастбищ в молоко,

Ки'кг(л) Ки'кг

Месяц наблюдения

Звено миграции май июнь сентябрь среднее

Колхоз им. XXIV партсъезда

почва- -трава 0,30 0,32 0,28 0,30 ±0,04

трава— -молоко 0,19 0,42 0,26 0,29 ±0,03

почва- -молоко 0,06 0,13 0,07 0,09 ±0,02

ОПХ филиала ВИУиА

почва— -трава 0,24 0,29 0,27 0,27±0,03

трава- -молоко 0,17 0,25 0,18 0,20±0,03

почва— -молоко 0,04 0,07 0,05 0,05±0,01

Наибольшая величина коэффициента перехода цезия-137 из почвы и травы в молоко наблюдалась в июне месяце наилучшего пастбищного травостоя и максимального потребления травы коровами. Поскольку почвенно-растительный покров пастбищ в обоих хозяйствах был однотипный, коэффициенты накопления цезия-137 пастбищной травой из почвы в соответствующие периоды наблюдения были одинаковы. Однако, переход радионуклида в звеньях почва—молоко и трава—молоко в колхозе им. XXIV партсъезда оказался выше, чем в ОПХ ВИУА соответственно в 1,8 и 1,5 раза. Такая разница связана с тем, что коровы второго хозяйства часть потребности в питательных веществах и энергии получали с зеленой подкормкой из сеяных трав. В то же время животные первого хозяйства «набирали» кормовые единицы только за счет естественного травостоя, потребляя при этом пастбищной травы в 1,5—2 раза больше.

Таким образом, использование коровам подкормки из культур зеленого конвейера значительно снижает переход радиоцезия из почвенно-растительного покрова естественных пастбищ в молоко.

Исследование величины перехода цезия-137 из рационов коров в молоко показало широкий диапазон колебаний ее значений в зависимости от сезона года, способа содержания животных н характера распределения активности в рационе по его составным компонентам. Наибольшая величина перехода (1,7—0,3% на 1 л молока от суточного поступления цезия-137 с кормом) наблюдалась в летне-осенний период пастбищного содержания коров и была связана с неудовлетворительным состоянием травостоя пастбищ в этот период. Очевидно, низкий и скудный травостой приводил к значительному потреблению коровами высокорадиоактивных почвенных частиц верхнего слоя дернины пастбищ, что обусловило дополнительный источник поступления радноцезия в организм животных и молоко. Для проверки данного фактора был проведен эксперимент по изучению перехода радиоцезия из почвенно-растительного покрова в молоко при пастбищном и стойлово-выгульном содержании коров. Результаты эксперимента (табл. 3) показали, что при одинаковых плотностях радиоактивного загрязнения кормовых угодий и уровнях поступления радиоцезия с кормом средняя концентрация радионуклида в молоке коров контрольной группы (80 гол.), выпасавшихся на пастбище, была достоверно выше (Р<0,05), чем у животных подопытной группы (20 гол.), содержащихся в стойлах, которым исключался доступ к почве. За период проведения эксперимента (в течение 10 суток) удельная активность молока коров контрольной группы оставалась практически без изменения. В то же время у животных, переведенных на стойлово-выгульное содержание, этот показатель снизился в 2,4 раза и составлял лишь 45% от контроля. Коэффициенты пропорциональности (перехода) радионуклида в звеньях почва—молоко и рацион—молоко при пастбищном содержании коров были выше, чем при стойлово-выгульном соответственно в 2,2 и 1,7 раза.

Параметры миграции радиоцезия в трофической цепи корой при разных способах их содержания

Способ содержания

Показатель Пастбищным СтоГиюио-ныгульныи ■

Плотность загрязнения угодий, Ки'км2

Суточное поступление радпопезия

с кормом, mkK.ii Концентрация радноцезияи молоке, • 10-я Кн'л: средняя исходная конечная Коэффициент пропорциональности (перехода) радиоцезия в звене:

почва—корм, Ки'кг Ки'км2

почва—молоко, Кн'л

Ки'км2 корм—молоко, Ки'л Ки'кг

31 ±8 1,3±0,5

2,66

31 ±2 1,0±0,2

2,66 ±0,12 1,75 ±0,42 2,98 2,84

1,20

0,09-) О-8 0,07-Ю-8

0,09-10-8 0,04-Ю-8

0,6

Это свидетельствует о том, что вклад «почвенного» и «кормового» пути поступления радиоцезия в организм коров и молоко соизмеримы между собой. Следовательно, более предпочтительным способом содержания коров в условиях радиоактивного загрязнения является стойлово-выгульный способ содержания.

Размер перехода цезия-137 из зимних рационов коров в молоко определялся характером распределения радионуклида по составным компонентам рациона (видам кормов). Наименьшая величина перехода цезия-137 (0,6±0,1% па 1 л от суточного поступления) была получена нами в ОПХ филиала ВИУА. В рационе коров этого хозяйства более 80% цезия-137 содержалось в сене естественного луга. В колхозе им. XXIV партсъезда заготовка сена велась на культурных угодиях, поэтому основная доля активности рациона была сосредоточена в сочных кормах (силосе, кормовой свекле). Величина

перехода цезия-137 в 1 л молока из этого рациона составила 1,0±0,2%. Достоверное различие (Р<0,05) размеров перехода цезия-137 в молоко из вышеуказанных рационов связано с характером распределения активности рационов по видам кормов и различной биологической доступностью радионуклида в кормах разных видов. Результаты проведенного нами эксперимента по оценке перехода цезия-137 из грубого (сено злаковое), сочного (силос кукурузный) и концентрированного (мука ячменная) кормов полностью подтвердили это предположение (табл. 4). В ходе эксперимента было установлено, что величина перехода цезия-137 в молоко из сена злакового была достоверно ниже (Р<0,05) таковой из силоса и концентратов соответственно в 2,6 и 2,9 раза. По-нашему мнению, биологическая доступность радиоцезия, включенного в структуру кормового продукта, тесно связана с переваримостью этого продукта в желудочно-кишечном тракте животного. Данное обстоятельство необходимо учитывать при прогнозировании загрязнения радиоцезием продукции животноводства, а также нормировании содержания радионуклида в рационах животных.

' Таблица 4

Биологическая доступность цезия-137 в кормах разных видов

Группа коров

Переход цезия-137 из корма в молоко, % суточного поступления на 1 л.

1 Сено злаковое Комбикорм

2 Силос кукурузный Комбикорм

3 Сено злаковое Мука ячменная

«грязное»

«чистый» 0,7±0,2 «грязный»

«чистый» 1,8 ±0,3 «чистое»

«грязная» 2,0±0,4

Размеры накопления цезия-137 в органах и тканях животных являются функцией их возраста. Данная закономерность ранее установлена на растущих телятах в эксперименте с хронической оральной затравкой растворов солей цезия-137 в постоянных суточных дозах с момента рождения животных (Сироткин А. Н. и др., 1976). В ситуации радиоактивного за-■ 12

грязнения кормовых угодий и условиях промышленной технологии производства мяса подобные исследования не проводились. Между тем знание параметров накопления цезия-137 в мышечной ткани мясопродуктивного скота связано с необ' ходимостью нормирования содержания радионуклида в рационах животных, кормах и почве кормовых угодий в зависимости от сроков их убоя на мясо. Результаты нашего исследования (табл. 5), проведенного в колхозе им. XXIV партсъезда, свидетельствуют о том, что концентрация цезия-137 в мышечной ткани телят, выращиваемых на мясо, с возрастом животных снижалась с 9,4 до 4,0 нКи'кг, несмотря на увеличение поступления радионуклида с рационом. Это происходило в результате возрастного уменьшения размеров всасывания це-зня-137 стенкой желудочно-кишечного тракта животных в связи с уплотнением биомембран и уменьшением диаметра пор в них. Параметры накопления цезия-137 в мышечной ткани с возрастом животных закономерно уменьшались. Если величина перехода радионуклида из рациона в 1 кг мышечной ткани телят четырехмесячного возраста составляла 37,6%, то у взрослых животных она в 9,4 раза ме'ньше. Существенно (в 2 раза) снижалась с возрастом животных и кратность накопления цезия-137 в мышечной ткани.

Таблица 5

Параметры накопления цезия-137 в мышечной ткани крупного рогатого скота разного возраста

Половозрастная группа Возраст животи. и длит, поступлен. радионуклида, месяц. Поступление цезия-137 с ра-| цнопом, Ки Масса мышечной ткани, кг [ Концентрация цезия-137 в мышцах, нКи/кг Кратность накопл. цезия-137 в мышечной ткани Коэффициент перехода цезия-137 в 1 кг мышц, % суточного поступления

1 2 3 4 5 6 7

Телята 4 2,5-10-» 35±6 9,4 ±3,8 13,2 37,!3±10,1

Тел ята 5 3,5- 10-8 (¡7±3 5,8±1,4 11,1 16,5±4,2

Быки 12 (3,0-10-8 123± 12 4,3 ±0,8 8,8 7,2±1,4

Быки 18 8,4-10-8 188± 19 4,0±1,2 9,4 4,8±1,4

Коровы 36 370-10-8 172 ±18 147±21 6,8 4,0±0,6

3. Нормирование содержания радиоцезия в рационах крупного рогатого скота, кормах и почве кормовых угодий

На основании установленных нами количественных параметров перехода цезия-137 в звеньях трофической цепи крупного рогатого скота разного возраста и направления продуктивности и анализа рационов кормления животных были рассчитаны следующие нормативы: пределы допустимого содержания (НДС) радиоцезия в рационах животных, средние допустимые концентрации (СДК) радионуклида в отдельных кормовых продуктах, входящих в рацион и пределы допустимых уровней (ПДУ) радиоактивного загрязнения кормовых угодий.

ПДС радиоцезия в рационе, выраженное в мкКи, определяли из соотношения:

ппг ВДУ-100 , ПДС= -^-, где:

ВДУ — временный допустимый уровень содержания радионуклидов цезия в пищевом продукте (молоке, мясе), Ь- Ю-8 Ки'л (кг); К — величина перехода радиоцезия из рациона животных в 1 л (кг) пищевого продукта (молока, мяса), % суточного поступления с кормом.

Исходные данные и результаты расчетов представлены в таблице 6.

Итак, ПДС радиоцезия в рационах должен быть дифференцирован в зависимости от направления продуктивности и сроков убоя животных на мясо.

Распологая данными о ПДС радиоцезия в рационах и анализируя структуру рационов, оценивали значения СДК радионуклида в отдельных кормовых продуктах, входящих .в состав этих рационов. Расчет производили по формуле:

И

ПДС радиоцезия в рационах крупного рогатого скота разного возраста и направления продуктивности

Показатель

Количественная характеристика

Лактирующие коровы

ВДУ содержания радиоцезия в молоке,

п • Ю-8 Кн'л 1,0

Величина перехода радиоцезия в 1 л молока, 1,1*)

% суточного поступления с кормом. 0,6—1,7

ПДС, мкКи 0,9й')_

0,6—1,7

Мясопродуктивнын скот

ВДУ содержания радиоцезия в мясе,

п • Ю-8 Ки'кг 2,0 Величина перехода радиоцезия в 1 кг мышц,

,% суточного поступления с кормом. 4,0—37,6 ПДС радиоцезия в рационе животных, мкКи,

забиваемых на мясо в возрасте 4-х месяцев 0,05

6-ти месяцев 0,12

12-ти месяцев 0,28

18-ти месяцев 0,42

36-ти месяцев 0,50

СДК — средняя допустимая концентрация радиоцезия в а-кормовом продукте, мкКи'кг;

А — доля радиоцезия, вносимая в рацион ¡-кормовым продуктом;

М — масса Ькормового продукта, потребляемого животным в сутки, кг.

В таблице 7 представлены результаты расчетов.

*) — в числителе указано среднеарифметическое значение, в знаменателе — экстремальные значения.

СДК радиоцезия в кормах, предназначенных для производства молока и мяса, мкКи'кг

Кормовой продукт Масса корма Доля радио- СДК

в рациоце, цезия в ра-

кг ционе

1 2 3 4

Корма для лактирующих коров (0,9)*

Трава естественного луга 40 1,00 0,023

Сено естественного луга 3 0,80 0,240

Тимофеевка луговая (зеленая

масса) 40 0,95 0,021

Сено тимофсечное 3 0,20 0,060

Силос кукурузный 20 0,21 0,010

Свекла кормовая 10 0,19 0,018

Сенаж разнотравный 10 0,35 0,032

Мука ячменная 2 0,05 0,023

Телята, выращиваемые ш мясо до года (0,12) *

Трава естественного луга 15 1,00 0,008

Сено естественного луга 1 0,80 0,096

Тимофеевка луговая (зеленая

масса) 15 0,92 0,007

Сено тимофеечное 1 0,38 0,046

Кукуруза (зеленая масса) 15 0,54 0,004

Сенаж разнотравный 5 0,61 0,015

Мука ячменная 1 0,08 0,010

Быки на откорме старше года (0,42)*

Трава естественного луга 30 1,00 0,014

Сено естественного луга 2 0,80 0,168

Тимофеевка луговая (зеленая

масса) 30 0,93 0,013

Сено тимофеечное 2 0,33 0,069

Кукуруза (зеленая масса) 30 0,60 0,008

Сенаж разнотравный 10 0,50 0,020

Свекла кормовая 5 0,10 0,009

Мука ячменная 2 0,07 0,015

п скобках указаны значения ПДС радпоцсзия в рационах ных, мкКи.

живот-

Как видно из данных таблицы 7, нормативные требования, предъявляемые к кормам по содержанию в них радиоцезия, разные и зависят от вида корма, структуры рационов кормления, вклада кормового продукта в суммарную активность рациона, возраста животных и направления продуктивности. Поэтому корма, выращенные в хозяйствах, должны использоваться дифференцированно для разных половозрастных групп животных, в зависимости от их удельной активности. Корма, превышающие по содержанию в них радиоцезия значения нормативов, следует использовать для выращивания ремонтного молодняка, на ранних стадиях откорма животных (на мясо), а также для рабочего скота.

Зная СДК радиоцезия в кормах, рассчитывали значения ПДУ радиоактивного загрязнения кормовых угодий по соотношению:

ПДУ- ^ -100,

где: КП — коэффициент пропорциональности радиоцезия в звене почва—растение, полученный нами в исследованиях,

, е Ки'кг п • 10-'

Ки;км2

Результаты расчетов, представленные в таблице 8, показывают, что требования, предъявляемые к плотности загрязнения кормовых угодий радиоцезием, различны и зависят от видовых особенностей растений, типа кормовых угодий и направления продуктивности животных. Так для возделывания кукурузы, свеклы кормовой и ячменя на фураж лактирующим коровам ПДУ загрязнения угодий составляет 50—60 Ки'км2, В то же время размещение посевов многолетних трав на сенаж, тимофеевки луговой на сено и зеленый корм возможно на участках с плотностью до 30 Кй'км2. Использование естественных пастбищ и сенокосов для производства молока допустимо при плотности загрязнения не выше 4—5 и 10 Ки'км2 соответственно. Данные обстоятельства позволяют с учетом характера радиоактивного загрязнения территории хозяйств определить наиболее оптимальную структуру кормовых севооборотов и размещение на них культур, а также выбрать специализацию животноводства. Если откорм быков до мясных кондиций (убой в возрасте 18 мес.) возможен на угодиях с

плотностью загрязнения от 20 до 40 КУкм^, то выращивание телят на мясо при ранних сроках их убоя (в возрасте до 1 года) допустимо лишь при плотности загрязнения пашни 10— 25 Кк'км2. Допустимый уровень радиоактивного загрязнения естественных кормовых угодий для мясопродуктивных животных в зависимости от сроков их убоя составляет 1—8 Ки'км2.

; Таблица 8

ПДУ радиоцезия на кормовых угодиях для ведения молочного и мясного скотоводства, Ки^км2

КМ ПДУ угодий для разных половозрастных групп животных

Кормовой продукт Кч/кг 10-8 Л актиру- Быки на от- Телята, выращиваемые па мясо до года

Ки/км! ющие коровы корме старше года

Кукуруза на зеленый

корм и силос 0,02 50 40 20

Свекла кормовая 0,03 60 30 —

Зерно ячмень 0,04 58 38 25

Тимофеевка луговая:

на зеленый корм 0,07 30 20 10

на сено 0,20 30 35 23

Многолетние травы

на сенаж 0,10 32 20 15

Трава естественного

луга (злаковое раз-

нотравье):

на подножный корм 0,53 4—5 2—3 1—;

на сено 2,34 10 7—8 4—!

выводы

1. Накопление цезия-137 кормовыми растениями определяется их видовыми особенностями и типом угодия. Злаковое разнотравье естественного луга накапливает, цезня-137 в 10 раз больше, чем пропашные кормовые культуры.

2. Организация кормления корон по типу «зеленого конвейера» с использованием подкормки из сеяных трав снижает переход цезня-137 из почвенно-растительного покрова в молоко в 2 раза. Полная замена естественных пастбищ искусственными кормовыми угодиями снижает переход цезня-137 в звене почва—молоко в 8 раз.

3. Коэффициенты перехода цезня-137 из рационов коров в молоко колеблются в пределах 0,6—1,7% па 1 л от суточного поступления радионуклида с кормом и зависят от условий кормления и содержания животных.

4. Замена пастбищного содержания коров стойлово-вы-гульным снижает переход радиоцезия из почвенно-раститель-ного покрова в молоко в 2 раза за счет исключения потребления коровами почвенных частиц на пастбище.

5. Величина перехода цезия-137 из рациона в молоко зависит от характера распределения активности по составным компонентам рациона (видам кормов). Биологическая доступность (усвояемость) цезия-137 из сена лугового ниже доступности из силоса кукурузного и концентратов соответственно в 2,6 и 2,9 раза.

6. Параметры накопления цезия-137 в мышечной ткани крупного рогатого скота есть функция возраста животных. Кратность накопления цезия-137 у животных 4, 6, 12, 18 и 36-месячного возраста составила соответственно 13,2; 11,1; 8,8; 9,4 и 6,8. Величина перехода цезия-137 из рациона в 1 кг мышц животных тех же возрастных групп составила 37,6; 16,5; 7,2; 4,8 и 4,0% от суточного поступления с кормом.

7. Предельно допустимые уровни (ПДУ) загрязнения радиоцезием кормовых угодий, предназначенных для ведения животноводства, зависят от типа угодий, видовых особенностей кормовых растений, направления продуктивности животных и сроков убоя их на мясо. Производство телятины (убой в возрасте до 1 года) в исследованных хозяйствах возможно при плотности загрязнения пашни радиоцезием 10—25 Ки'км2. Откорм молодняка до убойных кондиций на заключительном этапе (до 18-мссячного возраста) возможен при 20—40Ки/км2.

Выращивание кормов для молочного скота на пахотных уго-диях допустимо при плотности загрязнения радиоцезием от 30 до 60 Ки'км2 в зависимости от вида кормовых культур. Использование естественных пастбищ и сенокосов допустимо при плотности их загрязнения не более 2—5 и 4—10 Ки'км2 соответственно.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Кудрявцев В. Н. Миграция радиоцезия в трофической цепи лактирующих коров при разных условиях их кормления и содержания || Третья Всес. коиф. по сельскохозяйственной радиологии'Тезисы докладов. Т. 4. Обнинск, 1990. С. 51—52.

2. Кудрявцев В. Н., Морозов И. А., Васильев А. В., Сироткин А. Н.'Пути снижения поступления радиоцезия в молоко коров в хозяйствах Брянской области || Третья Всес. конф. по сельскохозяйственной радиологии1 Тез. докл. Т. 4. Обнинск, 1990. С. 52—53.

3. Кудрявцев В. Н., Сироткин А. Н. Миграция 134' 137Сз в трофической цепи лактирующих коров при разных способах их содержания || Доклады ВАСХНИЛ., 1991. № 5. С. 36—38.

4. Кудрявцев В. Н., Сироткин А. Н., Морозов И. А. Нормирование содержания радиоцезия в звеньях трофической цепи крупного рогатого скота в зоне радиоактивного загрязнения после аварии на Чернобыльской АЭС || Тезисы докладов Все-согозн. конф. «Проблемы ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в агропромышленном производстве — 5 лет спустя: итоги, проблемы и перспективы». Обнинск, 1991.

Т. 1. С. 136—137.