Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

НАКОПЛЕНИЕ СТРОИЦИЯ-90 ЛУГОВЫМИ ТРАВАМИ ПРИ АЭРАЛЬНОМ И ПОЧВЕННОМ ПОСТУПЛЕНИИ РАДИОНУКЛИДА

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "НАКОПЛЕНИЕ СТРОИЦИЯ-90 ЛУГОВЫМИ ТРАВАМИ ПРИ АЭРАЛЬНОМ И ПОЧВЕННОМ ПОСТУПЛЕНИИ РАДИОНУКЛИДА"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

Г Л" Л * Ь С л Л 7 На правах рукописи

Слава Константиновна ФИРСАКОВА

НАКОПЛЕНИЕ СТРОИ ЦИЯ-90 ЛУГОВЫМИ ТРАВАМИ ПРИ АЭРАЛЬНОМ И ПОЧВЕННОМ ПОСТУПЛЕНИИ РАДИОНУКЛИДА

V Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА -

1974

Работа выполнена по Всесоюзном ордена Трудового Крас-1!):о Знамени научно-исследовательском институте кормов им. В. Р. Вильямса. . -

Научный руководитель--доктор биологических наук Н. А. Корнеев.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Е. В. Юдинцева, кандидат биологических наук Э. А. Муравин.

Ведущее учреждение —факультет почвоведения Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Автореферат разослан « г г:. .» . сЛ-лЪ 197.л7 г.

Залцпта диссертации состоится « 19711. г. в «./.&» час. на заседании Ученого совета факультета агрохимии и почвоведения ТСХА, корп. 17.

С диссертацией можно ознакомиться.в ЦНБ. ТСХА. -.•',.--

Просим Вас принять личное участие в работе указанного Совета или прислать письменный отзыв по даному автореферату по адресу: 125008,' Москва А-8, ул. Тимирязевская, дом-47, корпус 8, Ученый совет ТСХА.

Отзывы, заверенныеЛ печатью, просьба направлять в двух экземплярах. ''''/'

Ученый секретарь Совета 'V /\ '-у--

академии 8* - 1*\- О 1еА-Л0' ллл

евочкин

Широкое применение атомной энергии в производстве, науке и технике обещает дать человечеству огромные выгоды, но использование этой энергии пока еще связано с опасностью загрязнения сельскохозяйственных земель, вод и других природных объектов радиоактивными продуктами деления ядер тяжелых элементов.

Известным советским ученым академиком В. М. Клечков-ским и его сотрудниками .было высказано предположение, -что при загрязнении внешней среды продуктами распада ядер тяжелых элементов, стронцнй-90 окажется одним из наиболее опасных радионуклидов, так как он обладает способностью легко мигрировать во всех звеньях экологических .и пищевых цепей и в конечном счете интенсивно накапливаться в минеральной части скелета человека и животных, облучая кроветворные органы.

. Естественные и сеяные сенокосы-и пастбища являются важным звеном биологической цени, по которой раднострон-ций переходит в организм сельскохозяйственных животных и далее через продукцию животноводства — к человеку.- Этим и определяется степень актуальности изыскания приемов, способствующих снижению загрязнения стронцием-90 растительности лугов.

♦ - В настоящей работе представлены материалы исследований по изучению закономерностей перехода стронция-90 в растения лугов при аэральном и почвенном шутях его поступления, предлагаются реальные агротехнические; пути-ограничения вовлечения этого радионуклида из почвы в растения с одновременным улучшением кормовых угодий.

В задачу исследований входило: -

1. Определить размеры задержания-; жидких выпадений стронция-90 травостоем суходольного .луга - и выявить зависимость задержания раствора стронция-90 от величины капель выпадающих осадков и биомассы травостоя. ' .

2. Установить продолжительность периода полевых полупотерь стронцня-90, задержанного травостоем.

3. Изучить закономерности накопления стронция-90 в, растениях суходольного луга, пойменного луга и низинного тор'..'- «Цеатрагыс! »!•,; и Сиблкоюса " - .

11й-«жсмч1 ы и:<к ; Л.; : гтй'чмвяеюр.

(

финики нечерноземной зоны в зависимости от свойств почвы и времени нахождения радионуклидов в почве и дернине.

4. Проверить эффективность широко распространенных приемов улучшения лугов и пастбищ (фрезерование или перепашка с посевом травосмесей) на снижение поступления радионуклида стронция в кормовую продукцию луговых угодий.

5. Рассчитать коэффициенты пропорциональности и нормированные но кальцию комплексные показатели Клечков-ского для возможного прогнозирования уровня загрязнения стронцием-90 пастбищного корма.

Материалы и методы исследовании

Опыты по определению размеров загрязнения травостоев суходольного луга стронцием-90 при некорневом поступлении радионуклида проводили в течение 1970—1972 гг.

В опытах использовали естественные злаково-разнотрав-ные н сеяные бобово-злаковые травостои 1 года жизни. На естественном суходольном лугу Центральной экспериментальной базы ВНИИ кормов вырезали пласты дернины квадратной формы, размерами 30 смХЗО смХЮ см и помещали в металлические сосуды такой же формы.

Сеяные травостои создавали путем посева в такие же сосуды, наполненные дерново-подзолистой почвой, бобово-зла-ковой травосмеси.

Загрязнение растений радиоактивным раствором строн-ция-90 проводили в (разу пастбищной спелости травостоев при высоте растений 10—15 и 15-20 см.

Нанесение раствора стронция-90 проводили двумя способами: крупными каплями и мелкими каплями дождя и тумана. Имитацию радиоактивных осадков в виде крупных дождевых капель осуществляли с помощью стеклянной лейки, с диаметром отверстий 0,55 мм, а осадков в виде мелкого дождя и тумана — с помощью форсунки в специальной камере. - -

В опытах 1970 и 1971 гг. при имитации радиоактивных осадков в виде крупного дождя расход раствора на 1 м2 составлял 1500 мл с удельной активностью 0,01 микрокюри стронция-90 в мл, при 2имитации мелкого дождя и тумана, соответственно, 750 мл/м2 и 0,02 микрокюри стронция-90 в мл.

В опыте по« определению скорости полевых полупотерь при обоих способах нанесения ра2диоактивного раствора расход воды составлял 1500 мл/м2 с удельной активностью ' 0,05 микрокюри/мл.

Величину превоиачалыюго задержания стронция-90 травостоями определяли путем измерения радиоактивности ра-

стительнои массы, срезанной чорез сутки после нанесения " раствора радиостронция на высоте 4—5 см от почвы. В опыте по определению периода полевых полупотерь растения тля анализа срезали через сутки после нанесения стронцня-90 . (контрольный учет), через 10 и 20 дней после контрольного

}чета. , •••" ; •- -'........л

Период полупотерь рассчитывали по: формуле:

0.093 '"•,-'

тм л _

. лг=-к—

где К — постоянная потерь, рассчитанная по формуле: "к... 2.302(1аЛ11-1аЛ1) у"~ 1

Ло — активность травостоя в нКи/г через сутки после нанесения раствора стронция-90л

Л1 —активность травостоя в нКи/г через время 1;

1 —10, 20 дней.

Изучение поступления строГнция-90 п луговые растения из -почвы проводили в микрополевом опыте на 3 типах почв; дерновоподзолистой (суходольный луг), низинной торфяной (низинный торфяник), пойменной аллювиальной (пойменный луг). Для эксперимента отбирали почву на естественном суходольном лугу Центральной экспериментальной базы ВНИИ кормов, в заповеднике Центральной торфо-болотной станции в пойме р. Яхрома и на естественном пойменном лугу Де-~ диновской опытной станции в центральной пойме р. Оки.

Почвы резко различались по своим агрохимическим свойствам.- Дерново-подзолистая почва суходольного луга имела рН солевой вытяжки 3,7; гидролитическую кислотность — 10,4 мэкв/100 г почвы, содержание обменного кальция — 3,57 мэкв/100 г почвы; низинная торфяная—имела рН солевой вытяжки 6,3, гидролитическую кислотность 27,6 и содержание обменного кальция 55,4 мэкв/100 г почвы, а пойменная-аллювиальная, соответственно 7,1; 0 и 24,7 мэкв/100 г почвы.

На месте 3 отбора почвы вырезали монолиты размерами 50X50X50 см3 без нарушения дернового слоя и закладывали в металлические контейнеры таких же размеров с выдвижным дном и отверстиями'для циркуляции воды.

Опыт заложен в четырехкратной повтор2ности, летом 1970 года. Площадь 1 микроделянки 0,25 м . Стронций-90 наносили на дернину из расчета 288 микрокюри/м2.

В опыте изучали влияние коренного улучшения естественных лугов, загрязненных выпадениями стронцйя-90, на снижение поступления радионуклида в пастбищный корм. В качестве п| немов коренного улучшения применяли: фрезеро-. ванне дернины на глубину 10 см и вспашку луга плугом с предплужниками на глубину 18—20 см с дальнейшим посе-

з

вом бобово-злаковой травосмеси (из-за малых размеров делянок приемы обработок почвы имитировались).

На суходольном лугу дополнительно к обработкам почвы вносили известь по полной гидролитической кислотности для проверки эффективности известкования на снижение поступления стронция-90 в луговые травы.

На контрольном варианте при естественном состоянии луга все нанесенное количество радностронция находилось на поверхности, после фрезерования стронций-90 размещался и слое почвы 0—10 см, после вспашк"и— в слое 15—20 см.

Учет травостоев проводили при достижении ими пастбищной спелости; высота срезания трав — 5 см от поверхности почвы.

Определение содержания стронция-90 в растительных образцах проводили на радиометре типа Б-2 торцовым счетчиком Т-25-БФЛ. Содержание кальция в растениях определяли пламенно-фотометрическим методом (Д. М. Алексеева 1965 г.). При проведении математической обработки получен пых данных определяли ошибку средней арифметической, рассчитывали коэффициенты корреляции, методом дисперсии находили НСР между вариантами (Б. А. Доспехов, 1967 г.). Рассчетным путем устанавливали коэффициенты пропорциональности поступления стронцня-90 в растения некорневым н корневым путем и нормированный но кальцию комплексный показатель Клечковского. -

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Некорневое поступление стронция-90 в луговые растения

Результаты наших экспериментов по определению размеров некорневого задержания раствора стронция-90 травостоями суходольного луга показали, что в зависимости от величины урожая и степени дисперсности наносимого раствора травостоями задерживалось от 9,6 до 57,0% строн-ция-90 (таблица 1).

С увеличением урожая травостоя возрастает и величина задержания раствора стронция-90.

Проведенные расчеты, показали, что между величиной надземной биомассы травостоев и величиной первоначального задержания радиостронция существует прямая взаимосвязь, которая выражается коэффициентами корреляциичболее 0,9 с высокой степенью достоверности.

При нанесении раствора стронция-90 на травосмеси крупными и мелкими каплями,дождя степень загрязнения растений возрастает с уменьшением величины капель в 1,9-— 3,0.раза. •

, Размеры загрязнения растений находятся в. прямой за-4

. Урожай травостоев (в г сухого вещества/сосуд)

и величина первоначального задержания: стронция-90 травостоями суходольного луга (в процентах от нанесенного количества)

I урожай \ V задержано /

1970 г. 1 1971 г.

. Способ нанесения естественный | естественный сеяный

высота травостоя (в см)

радиоактивного раствора 10-15 15—20 10—15 15—20 15—20

Имитация крупных ка- 8.4+0.3 11.4+1,3 8.6 +1,0 12,7 + 1.5 17.9 +1,2

9,6 13,2 10,5 •- 16,5 23,2

Имитации мелких капель 8',2+0.7 12,6+1.3 25,2+3.3

дождя и тумана . . . 30,0 ' / 31,5 57,0

висимости от количества радиоактивного материала, выпавшего на сельскохозяйственные угодья. Поэтому для прогнозирования уровня загрязнения сельскохозяйственной продукции стронцием:90 важно знать коэффициенты некорневого поступления в растения этого радионуклида. В радиобиологической литературе для прогнозирования принято использовать коэффициенты 'пропорциональности.. Их значение получают как частные от деления стронциевых единиц в растениях на уровень загрязнения площади стронцием-90 в милликюри на 1 км2.

8 Таблица.2

Значения коэффициентов пропорциональности для луговых растений при некорневом поступлении стронция-90

Способ нанесения радиоактивного раствора 1970 г. Ботанические группы 1971 г.

естественный травостой естественный травостои Сеяный травостой

высота растений (в см)

10—15 1 15—20 1 110 — 15115—20 15—20

Имитация крупных 137 "151 Злаковые 162 180 133

капель Бобовые 58

Имитация мелких Разнотравье 128 94

капель дождя и Злаковые 585 491 329

тумана Бобовые 75

Разнотравье 351 168

Рассчитанные коэффициенты пропорциональности при некорневом загрязнении луговых трав имели для разных групп растений при имитации крупных дождевых капель от 58 до 180 с. е., а при имитации мелких капель дождя от 75 до 585 с. е. на 1 милликюри/км2 выпадений стронция-90. Наиболее низкие значения коэффициентов пропорциональности получены для бобовых трав, характеризующихся высоким содержанием кальция, а наибольшие значения этих коэффициентов отмечены для злаковых трав, растительные ткани которых бедны кальцием.

Для злаковых трав коэффициенты пропорциональности при нанесении радиоактивного раствора в виде мелких капель и 2,5—3,5 раза выше, чем при нанесении раствора крупными каплями, для разнотравья — выше в 1,8—2,8 раза, а для бобовых трав при разных способах опрыскивания получены близкие значения коэффициентов пропорциональности.

В эксперименте по установлению периода полевых полупотерь содержание стронция-90 в растениях определяли через сутки, через 10 и 20 дней. Эти данные приведены в таблице 3.

Таблица 3

Содержание стронция-90 в растениях многолетних трав после нанесения радиоактивного раствора (нанокюри/г сухого вещества)

Срок учета Ботанические Естественный травостой Сеяный травостой

травостоя группы крупные капли крупные капли мелкие капли

1. Контроль Злаковые Бобовые Разнотравье Травостой в среднем 68,2± 9,4 88,7± 9,5 110,0 ±14,0 89,1'± 8,3 37,9 ±1,9 . '45,2±6,2 44,0±5,6 46,5±1,8 76,3±2,6 71,4±3,9

2. Через 10 дней Злаковые Бобовые Разнотравье Травостой в среднем 19,2± 2,2 42,3± 4.4 61»6±14,2 31,9± 6,3 9,7±0,6 17,3±6,5 .'•15,8 ±5.0 16,6±1,5 24,8±2,3 23,8±3,4

3. Чегез 20 дней Злаковые Бобовые Разнотравье Травостой в среднем П,7± 2,2 36,4±14,7 35,2± 0,4 25,5± 0,7 6,5 ±1,1 14,9±0,1 13.4 ±0,1 16,3±2,1 22,4±4,9 21,2±3,5

Первоначальное содержание стронция-90 у различных видовых групп трав неодинаково. Наибольшее количество строниня-90 на единицу воздушно-сухого веса обнаружено

б

в естественном травостое у разнотравья, злаковые и бобовые травы имели меньшую удельную активность. В сеяном бобо-во-злаковом травостое содержание радпостронция было значительно выше при нанесении раствора мелкими каплями, чем. при разбрызгивании его крупными каплями.

Удельная активность всех видовых групп травостоя снижалась через каждые 10 дней. Уменьшение содержания стронция в травостое происходило в связи с нарастанием биомассы, за счет смыва с листьев осадками и шод действием других внешних факторов.

При расчете продолжительности периода полевых иолу-нотерь оказалось, что снижение удельной активности растений в течение первых 10 дней после нанесения раствора стронция-90 происходит за 6,2—6,7 суток. В последующие 10 дней скорость полупотерь стронция-90 резко снижается. Рассчитанные для этого интервала времени (10—20 дней) периоды полевых полупотерь составляют от 30,1 до 57,7 суток.

Уборка загрязненного травостоя в контрольном варианте .-лого опыта при условии однократного выпадения осадков, содержащих строниий-90, оказала положительный эффект на снижение содержания радионуклида в отаве. Так, если в естественном травостое контрольного варианта содержалось 89,1 нКи/г сухого вещества стронция-90, то в отаве этого травостоя было 7,03 нКи/г радиостронция. В сеяном бобово- иН^НкмД злаковом травостое содержалось 44,0 нКи/гЛгртт ГТанесенИИ ' раствора рндонуклнда крупными и мелкими, каплями, а в отаве этих травостоев, соответственно, 9,8 и '3,7 нКи/ строн-ция-90. Таким образом, содержание стронция-90 в отаве было ниже в 4—18 раз, чем в основном травостое. Это позволяет считать, что незамедлительное скашивание травостоя, загрязненного выпадениями стронцня-90, будет эффективным приемом, снижающим поступление этого радионуклида в отаву. - (

Поступление стронция-УО из почвы в растения лугов

Изучение поступления стронцня-90 в пастбищные растения из почвы проводили на суходольном лугу,' пойменном лугу и низинном торфянике.

Приведенные в таблице 4 данные показывают, что наиболее интенсивно накопление этого радионуклида пастбищными травами происходит на суходольном лугу. Уровни загрязнения трав стронцием-90 на низинном торфянике и пойменном лугу сравнительно близки.

Наиболее высокая концентрация стронция-90 в луговых растениях естественных травостоев отмечена в 1 год проведения опыта. В последующие годы происходит значительное

Таблица t

Загрязнение луговых трав стронцеим-90 (в стронциевых единицах) всреднем за периоды вегетации

Суходольный луг Низинный торфяник Пойменный луг

Варианты опыта Группы трав 1970 г. 1971 г. 1972 г. 1970 г. 1971 г. 1972 г. . 1971 г. 1972 г.

I. Контроль (естественное состояние) Залужение после: Злакозые Бобовые Разнотрав. 48СО± 3 2526 ±160 2243± 97, 1684+182 2481±136 1608+102 790= 38 1249±153 67S+. 5Э 3221= 64 525 + 103 808= 30 605+61 476+93 618±53 39S±39 240+51 349 ±29 602=128 815.+. 98 279± 44 230=31 361±59 127-24

П. Фрезерования Злаковые Бобовые 841±110 1180± 19 726- 65 ' 838+.102 476± 41 324- 32 235= 13 234=: 10 185=13 138+11 135+. 8 130= 8 235± 6 173+. 37 166±16 111-19

III. Фрезерования с известкованием Злаковые Бсбовыс 383+ 29 438- 57 3G2±- 4 340= 15 253+: 25 235+ 16

IV. Вспашки Злаковые Бобовые 586±116 809+174 603±92 525± 45 288= 30 263± 16 137=; 17 106- 12 108 ±36 62+ 6 72 ± 5 65+ 5 166± 69 229+112 107== 19 78+ 7

V. Вспашки с известкованием Злаковые Бобовые 319± 23 597±186 333± 35 327± 40 211= 30 190± 6

НСР Злаковые 2517 2С4 51 918 90 30 63

Р=0.95 Бсбовые 345 207 288 165 138 48 165

снижение поступления радиостронция в естественные травы лугов, причем тенденция к снижению накопления радиостронция злаковыми травами выражена значительно резче, чем бобовыми, что, очевидно, связано с характером размещения в почве корневых систем у этих видов растений. Уменьшение накопления стронция-90 в последующие годы связано с вертикальной миграцией этого радионуклида по профилю почвы и снижением его биологической доступности.

Фрезерование дернины и вспашка луга с пересевом трав оказали значительное положительное действие на снижение поступления в пастбищный корм стронция-90. Особенно велика эффективность этих приемов в первый год проведения опыта. Так, на суходольном,лугу злаковые травы после фрезерования содержали стронция-90 в расчете на стронциевые единицы в 5,7 раза, а после вспашки—в 8,2 раза меньше, чем злаковые травы естественного травостоя. Бобовые травы этих вариантов содержали стронция-90, сответственно, в 2,1 и 3,1 раза меньше, чем бобовые травы естественного травостоя. Внесение извести одновременно с коренным улучшением суходольного луга увеличивало эффект снижения поступления стронцня-90 в злаковые травы еще в 1,8—2,2 раза, а в бобовые— в 1,3—2,7 раза.

На третий год проведения опыта злаковые гравы контрольного варианта суходольного луга накопили стронция-90 в стронциевых единицах в 6,0 раз, а бобовые — в 2,0 раза меньше, чем в первый год. На вариантах с обработкой суходольного луга без известкования в 1972 году злаковые травы содержали радиостронция в стронциевых единицах в 1,7— 2,6 раза, а бобовые в 3,8—4,6 раза меньше, чем травы естественного травостоя. На участках, где в момент обработки почвы применяли известкование, поступление стронция-90 в пастбищные травы ниже, чем на неизвестковапных.

Самый высокий эффект снижения накопления стронция-90 отмечен в первый год эксперимента у злаковых трав низинного торфяника. Фрезерование и вспашка луга способствовали 13,7—23,5-кратному уменьшению поступления раднострон-ция в пастбищные злаки.

На третий год эксперимента злаковые травы естественного травостоя низинного торфяника содержали в 8,0, а бобовые — в 2,2, раза меньше стронция-90, чем в первый год проведения опыта. Злаковые травы вариантов с обработкой почвы низинного торфяника имели в 2,9—5,5 раза меньше размеры загрязнения стронцня-90 по сравнению с контрольным вариантом, а бобовые — в 1,8—3,7 раза. Подобное накопление стронция-90 было характерно и для трав пойменного луга.

Таким-образом, ежегодно снижается поступление радиостронция в естественные травы суходольного луга, поймен-

«и

ного луга и низинного торфяника. Однако бстрым и эффективным приемом, уменьшающим концентрацию чэтого радионуклида в пастбищном корме, является -улучшение лугов путем фрезерования или перепашки дернины с последующим посевом бобово-злаковой травосмеси. Положительное действие этого приема отчетливо г проявляется, даже на третий год эксперимента. ; ,-_: **,. .

Травы низинного торфяника и пойменного луга накаплн-. вали из почвы меньше стронция-90, чем травы суходольного луга,' при одинаковой плотности загрязнения территории этим нуклидом. '., = .. '..:.;:.:.

С целью выявления* возможностей прогнозирования размеров загрязнения пастбищного-.корма стронцием-90 при поступлении его из дернины и почвы были рассчитаны коэффициенты пропорциональности и-нормированные по кальцию комплексные показатели Клечковского. -., . ., V

Представленные в таблице 5-коэффициенты.. пропорциональности для ботанических*групп трав.на различных вариантах опыта трех типов'Ллугов позволяют отметить, что наиболее высокие размеры 'перехода стронция-90 из (почвы в растения характерны для суходольного луга.- Наибольшие значения коэффициентов пропорциональности на вариантах опыта этого луга отмечены в первом году проведения эксперимента, когда наблюдали и самое высокое загрязнение пастбищного корма, стронцием-90. Эти значения для естественных трав суходольного луга выше, чем представленные в материалах Комитета по использованию атомной энергии.при ООН и полученные в период наблюдений за глобальными выпадениями. Значения коэффициентов пропорциональности для естественных трав низинного торфяника и пойменного луга, а также для сеяных трав имеют близкое сходство с величинами этих коэффициентов, наблюдаемых в:период глобальных выпадений стронция-90. • • •.-" .: ;

Таким образом, значения коэффициентов пропорциональности, полученные в данном эксперименте, можно использовать для прогнозирования накопления стронция-90 растениями лугов при загрязнении этим нуклидом территории и для оценки эффективности испытанных приемов, снижающих поступление этого радионуклида из почвы в растения лугов. Заслуживает внимания то обстоятельство.-что на почвах, раз: личных по содержанию, но богатых'обменнымкальцием (торфяная— 55,4, пойменная аллювиальная —24,7 мэкв/100 г почвы), получены близкие.значения коэффициентов пропорциональности: \'."- -.'• --Г"-:'-"--'. :':Л"- - . • ,-'. •

Кроме коэффициентов" пропорциональности , для оценки размеров перехода стронция-90 из.почвы;-?в растения начинает широко применяться нормированный но кальцию ком-

Значения коэффициентов пропорциональности для групп трав

при почвенном поступлении стронция-90 (по данным 1-х учетов)

Суходольный луг Низинный торфяник Пойменный луг

Варианты опыта Группы трав 1970 г. 1S71 г. 1972 г. 1970 г. 1971 г. 1G72 г. 1971 г. 1972 г.

I. Контроль (естественное Злаковые Бобовые 1'азнотр. 16,0 10,0 8,0 4,7 9.1 6.2 2.7 5,2 2.8 18 2,8 1.6 2,4 2.0 1,3 1,3 1,3 2,4

Залужение после:

II. Фрезерования t. . . . Злакозые Бобовые 2,6 4,3 2,1 3,3 17 1,2 0.8 0,7 0,7 0,6 0,5 0,4 0,8 0,7

III. Фрезерования с извест- Злаковые Бобовые 1,4 1,7 12 1,3 0,8 0,9

IV. Вспашки..... Злаковые Бобовые 17 2,3 1,6 i.6 1.1 0,8 0,3 0,1 0.3 0,2 со сч OÖ 0,8 1,1

V. Вспашки с известкова- Злаковые Бобовие 1,2 1.5 1,1 1,3 0,7 0.6

плексный показатель Клечковского, учитывающий содержание в почве обменного кальция. Его рассчитывают / по формуле ..." - ,/ .-."' г • • ; ' _. •' !

„_с. еЛ в растениях-_- "

(мКи 8г—90/кмг)/(мэкв Са/1С0 г почвы)

Комплексные показатели Клечковского, представленные и таблице 6,., рассчитаны для вариантов опыта без известкования. ::

Данные таблицы 6 свидетельствуют о том, что имеется некоторое несоответствие размеров загрязнения луговых трав стронцием-90 в стронциевых единицах и значениями показателей Клечковского. Растения'суходольного луга, почва которого содержит 3,57 мэкв обменного кальция на 100 г,; имеют наиболее высокое загрязнение*стронцием-90, а показатели Клечковского для них. получены самые низкие и варьируют по годам на улучшенных участках, где стронций-90 перемешан с почвенным кальцием, от 3,6 до 10,5 для злаковых трав и от 3,3 до 14,8 —для бобовых.

На низинном торфянике (55,4 мэкв/100 г почвы обменного кальция) растения загрязнены стронцием по стронциевым" единицам значительно меньше, чем на суходоле, а. значения показателей Клечковского намного выше и колеблются по годам на улучшенных участках от И,9 до 45,2 как для.злако-вых, так и для бобовых, растений. Некоторое противоречие в значениях комплексных показателей Клечковского прояви ляется при сравнении этих величин для низинного торфяника и пойменного луга (содержание обменого кальция в почве последнего 24,7 мэкв/, 100 г). По загрязнению в стронциевых единицах растения этих лугов довольно близки, а при сравнении показателей'Клечковского видно, что" для растений пойменного луга их значения ниже, чем для низинного торфяника. Это противоречие, по-видимому, можно объяснить различным, но достаточно высоким содержанием в почвах обоих лугов обменного кальция (55,4 и 24,7 мэкв), разница между которыми отражается на численных значениях-коэффициен-тов, но мало влияет на величину поступления стронцня-90 в растения из почвы. ..'.".

Известно, что размеры перехода стронция-90 из почвы и растения находятся в обратной зависимости от содержания обменного кальция в почве. Однако такая зависимость четко прослеживается в определенном интервале величин, содержания обменного кальция в почве, за пределами которого пропорциональность нарушается. Исследованиями Кварацхелиа и Арнаутова (1967), Гулякина,: Юдинцевой н Макаревич • (1971) показано, что" в почве существует «кальциевый барьер», за которым дальнейшее «разбавление» стронция-90 кальцием малоэффективно. Аналогичное заключение выте:

Значения комплексных показагелеи Клечковского для различных групп трав _в среднем за периоды вегетации по годам

Варианты опыта

с\'ходол1 ныи луг

Группы трав

1970 г.

1971 г.

1972 г.

Низинный торфяник

1970 г.

1971 г.

1972 г.

Поименный луг

1971 г.

1972 г.

Залужепие после:

Л . фрезерования

Злаковые Бобовые

Бобовые

10, 5 14,8

7,3

10,1

9.1

10,5

7.5

6.6

6,0 4,0

3,6

3.3

45,2

35.5

26,0

20,4 45.0

10,0 26,0

П,7 25.0

20,3 2£ г

11,7 20,8

11,3 13,8

11,9

20.4

1Л 11,9

6.3 12.5

92

5,4

5,6

20,2 14,9

14,3

19,7

14.3

9.6

9,2

6.7

Примечание. Для торфяника в числителе приведено значение показателя Клечковского, рассчитанного по фактическому содержанию обменного кальция з почве — 55,4 мэкв, а з знаменателе — по условному —25 мэкв на 100 г почвы.

кает из работы Клечковского,Федорова и др. (1973). По мнению ряда авторов (Гулякин'и др., 1971; Клечковский и др., 1973), количественно этим барьером можно считать содержание 25 мэкв обменного кальция на 100 г,почвы. Полученные автором материалы по уровням загрязнения трав низинного торфяника и пойменного луга можно рассматривать как еще одно подтверждение справедливости этого мнения. - :

Размеры загрязнения трав низинного Лторфяника и поименного лугов, выраженные в стронциевыхЛ единицах, были одинаковы, а показатели. Клечковского для трав торфяника 'в два и более раз выше, чем "для пойменного. Хотя в почве пойменного луга содержится в 2 раза меньше обменного кальция, чем в почве торфяника,; ;Но его количество достаточно велико — 24,7 мэкв на 100 г'почвы, т. е. "соответствует тому пределу, после которого нарушается пропорциональность размеров перехода радиостронция из.почвы в растения. В поч- -ве низинного торфяника содержится 55,4 мэкв обменного кальция на 100 г, но, по-видимому, количество обменного калышя свыше 25 мэкв нейтрально по отношению к строн-цию-90 и не препятствует ограничению' поступления радиостронция и растения. Если пересчитать величины комплексных показателей для растений, выращенных на торфяной ♦почве, подставляя в формулу-не 55,4 мэкв Са,а 25 мэкв, то полученные значения показателей Клечковского приближаются к величинам эти: х коэффициентов, рассчитанных для трав пойменного луга. *- „„'. -

На основании имеющихся в литературе материалов и собственных исследовании можно считать правомерным при расчете комплексного показателя Клечковского для растений, выращенных на почвах, обеспеченных обменным кальцием свыше 25 мэкв на 100 г, вместо": фактического содержания этого элемента в обменной форме использовать условную величину— 25 мэкв кальцняна'100;г почвы. ~ " *

Для целей прогнозирования поступления стронция-90 из почвы в растения коэффициент пропорциональности является более удобной и более объективной величиной. Применение комплексного показателя Клечковского на естественных лугах встречает определенные затруднения, так-как основная: часть радиостронция на этих угодьях сосредоточена в дернине и изолирована от обменного кальция почвы.

. Выв оды . „ ;

1. При выпадении с осадками радиоактивного стронция растительностью суходольного лу; га может задерживаться от 9 до 57% радионуклида! '-•',• ;.-

'•л2 Величины задержания стронция-90,травянистой луго-

ион растительностью находятся в прямой зависимости от урожая трав и в обратной —от размера капель радиоактивного раствора.

3. Потери радиостронция травостоем суходольного луга наиболее интенсивно происходят сразу после нанесения радиоактивного раствора. Продолжительность периода нолевых полупотерь в первые десять дней наблюдений составляла 0,2—6,7 суток, в последующие 10 дней скорость полевых по-терь'резко уменьшалась и продолжительность периода полевых полупотерь возрастала до 30,1—57,7 суток.

4. Скашивание и удаление травостоя, загрязненного выпадениями стронция-90, приводит к уменьшению содержания этого радионуклида в отаве и 1—18 раз. .,

5. Поступление стронция-90 из дернины п почвы в растения суходольного луга выше, чем в растения низинного торфяника и пойменного луга в связи с тем, что дерновонодзо-лнстая почва суходольного луга бедна кальцием.

6. Максимальное накопление стронция-90 растениями естественных лугов отмечено в первый год после нанесения на дернину этого радионуклида. На третий год содержание в растениях радностронцпя в пересчете на стронциевые единицы снизилось в 2—8 раз по сравнению с первым годом.

7. Фрезерование или перепашка естественных лугов, загрязненных стронцнем-90, с дальнейшим посевом многолетних трав являются эффективными приемами, ограничивающими переход стронция-90 из почвы в пастбищные травы. Злаковые травы залуженного суходольного луга накапливали стронция-90 в пересчете на стронциевые единицы в 6—15, низинного торфяника — в 13—23, а бобовые травы обоих типов угодий в 2—5 раз меньше но сравнению с растениями естественных травостоев в первый год проведения опыта.

8. Внесение извести в почву суходольного луга, малообеспеченную обменным кальцием, увеличивает положительное действие коренного улучшения луга на снижение поступления стронция-90 в кормовые травы в 1,4—2,7 раза.

9. Значения коэффициентов пропорциональности, рассчитанные для луговых растений при воздушном и почвенном поступлении стропция-90, показывают, что при некорневом загрязнении травянистая растительность содержит на 1 — 2 порядка величин больше радиостронцпя, чем при поглощении его растениями из дернины и почвы.

10. Коэффициенты пропорциональности, полученные в опытах, могут быть использованы для прогнозирования размеров ноступления стронция-90 в луговые травы при аналогичных условиях загрязнения лугов этим радионуклидом.

11. Величины комплексных показателей Клечковского для растений улучшенных лугов резко возрастают на почвах, со-

держащих более 25 мэкв обменного.-кальция-на, 100 г почвы. Мри расчете комплексных показателей Клечковского для' растений, возделываемых,на почвах, богатых обменным -кальцием, следует использовать-.условную/'.величину д 25 мэкв обменного кальция на 100 г почвы. ."

Список работ, опубликованных, по материалам диссертации

1. С. К. Фирсакова, Т. А. Хамидулина. Снижение поступления стронция-90 из почв различных типов в луговые р'асте-Л ння. Доклады и сообщения по кормопроизводству, вып. 3, 1972. -* 2. Н. Л. Корнеев, С. С. Шаин; Н. В. Корнеева,-.С. К. Фирсакова. О способах уменьшения поступления в корма строн-ция-90. Корма, № 3,1973: :

3. Н. Л. Корнеев, С. К. Фирсакова. Роль растительности-; лугов' в миграции стронция-90 при некорневом и корневом путях поступления. Теоретические и практические аспекты действия малых доз ионизирующих излучений. Сыктывкар, 1973. . '/'••:•*... " •"..' л " ,';•."."

4. II. Л. Корнеев," С. К;*Фирсакова..Некорневое загрязне-.. ние луговых растений" стронцием-90. Доклады ВАСХНИЛ, ЛЬЗ, 1974. .. ' ,Г \

:,"' Материалы диссертации были доложены

1, На Всесоюзном симпозиуме «Теоретические и практические аспекты действия малых доз ионизирующих нзлуче;: ннй». Сыктывкар, 1973. ' - -

2. На конференции молодых ученых..г.'"Москвы. «Основные проблемы охраны почв», МГУ, Москва, 1974. " ;

Объем 1 п. л.

Тираж кп

Заказ 2С87,-

Типография Московской с.-х. академии им. К. Л. Тимирязева 1250Э8, Москва Л-8, Тимирязевская ул., 44 .