Научные основы и системы мероприятий по реабилитации радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территорий в адаптивно-ландшафтном земледелии

Кузнецов, Владимир Константинович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Научные основы и системы мероприятий по реабилитации радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территорий в адаптивно-ландшафтном земледелии
ВАК РФ 03.01.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Научные основы и системы мероприятий по реабилитации радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территорий в адаптивно-ландшафтном земледелии"

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ Владимир Константинович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ И СИСТЕМЫ МЕРОПРИЯТИЙ ПО РЕАБИЛИТАЦИИ РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ В АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ

Специальность 03.01.01 - Радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

6 НОЯ 2014

005554547

Обнинск-2014

005554547

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии, г. Обнинск

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Санжарова Наталья Ивановна,

доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН, заместитель директора ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии (г. Обнинск)

Торшин Сергей Порфирьевич,

доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой агрономической, биологической химии, радиологии и безопасности жизнедеятельности факультета почвоведения, агрохимии и экологии Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К. А. Тимирязева (г. Москва)

Аверин Виктор Сергеевич,

доктор биологических наук, доцент,

декан биологического факультета Гомельского

Государственного Университета имени Франциска

Скорины (г. Гомель)

Путятин Юрий Викторович,

доктор сельскохозяйственных наук, доцент,

заведующий лабораторией мониторинга плодородия

почв и экологии Института почвоведения и

агрохимии НАН Беларуси

(г. Минск)

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (г. Москва)

Защита состоится «10» декабря 2014 г. в «1022» часов на заседании Диссертационноп совета Д 006.068.01 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии по адресу: 249032, Калужская обл г. Обнинск, Киевское шоссе, 109 км, ГНУ ВНИИСХРАЭ, здание 1, к. 510. Факс: (48439) 680 66. Электронная почта: riarae@riar.obninsk.org Сайт http://www.riarae-raas.ru/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИСХРАЭ.

Автореферат разослан «ао »0И)711д5|т.я 2014 г. '

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Шубина Ольга Андреевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Радиационная обстановка на сельскохозяйственных территориях Российской Федерации обуславливается радиоактивными выпадениями после ядерных испытаний и крупных радиационных аварий на Южном Урале и Чернобыльской АЭС, а также локальными выпадениями после радиационных инцидентов на предприятиях ядерного топливного цикла.

Регионы, подвергшиеся загрязнению, относятся к территориям интенсивного ведения сельскохозяйственного производства. В результате аварии на Южном Урале из хозяйственного пользования было выведено 106 тыс. га земель, из которых 55% составили сельхозугодия. Радиоактивное загрязнение в результате аварии на Чернобыльской АЭС затронуло 21 субъект Российской Федерации, на которых площадь территории с плотностью загрязнения 137Сз выше 37 кБк/м2 составила более 65 тыс. км2. Из хозяйственного использования было выведено 17,1 тыс. га сельскохозяйственных земель Авария на ЧАЭС признана «сельской аварией», что определяется загрязнением земель преимущественно сельскохозяйственного назначения, на которых потребление местных продуктов питания является ведущим источником дополнительного облучения населения, при этом дозы внутреннего облучения сельского населения в 1,3-4,0 раза выше городского. Данные обстоятельства потребовали создания специальных систем и технологий ведения аграрного сектора, обеспечения радиационной безопасности работников сельского хозяйства и проживающего населения в течение длительного периода времени.

Организация земледелия на радиоактивно загрязненных территориях является сложной многофакторной задачей, при решении которой необходимо учитывать уровни и характер загрязнения сельскохозяйственных земель, зональные и агроландшафтные особенности территорий, специфику ведения отдельных отраслей растениеводства и животноводства, а также эколого-экономическую эффективность реабилитационных мероприятий по снижению перехода радионуклидов в продукцию. Следует учитывать необходимость адаптации реабилитационных мероприятий не только к природным, но и новым социально-экономическим и производственным отношениям, включая агроэкологическую оценку земель и тенденции в развитии систем земледелия. Реабилитационные мероприятия на радиоактивно загрязненных угодьях не существуют изолированно от существующих систем земледелия и технологий возделывания сельскохозяйственных культур, а являются их составной частью. В связи с этим изменение существующих систем земледелия должно сопровождаться и соответствующими изменениями в подходе, разработке и внедрении систем реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных территориях.

В 1992 г. решением Сессии Россельхозакадемии был определен курс на экологизацию землепользования и адаптацию сельскохозяйственного производства к сложившимся природно-экологическим условиям путем внедрения систем земледелия на ландшафтной основе. Данное положение основывалось на решениях конференции ООН по окружающей среде в Рио-де-Жанейро об устойчивом развитии природопользования в глобальном масштабе. Эти решения нашли отражение в экологической доктрине Российской Федерации (№ 1225-р от 31.08.2002 г.), а также в концепции «Обеспечение устойчивого развития агропромышленного производства в условиях техногенеза», которая включает принципы и методы ведения сельского хозяйства путем освоения адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

Внедрение адаптивно-ландшафтного земледелия на радиоактивно загрязненных территориях требует разработки реабилитационных мероприятий, базирующихся на

ландшафтно-экологических подходах. В адаптивно-ландшафтном земледелии для различных агроландшафтов разрабатываются дифференцированные системы земледелия, которые реализуются пакетами агротехнологий для различных агроэкологических типов и групп земель, поэтому на радиоактивно загрязненных территориях при внедрении адаптивно-ландшафтных систем земледелия должна использоваться дифференцированная система реабилитационных мероприятий для каждой категории агроландшафтов.

В настоящее время назрела необходимость разработки методологии перевода реабилитационных мероприятий, основанных на ранее разработанных производственно-зональных системах земледелия, на мероприятия адаптивно-ландшафтной направленности и последующего адресного применения реабилитационных мероприятий для отдельного типологического комплекса с агроэкологически однородными группами почв. Такие реабилитационные мероприятия являются эколого-ландшафтно-интегрированными или ландшафтно-интегрированными, то есть базирующимися на единстве экологического и ландшафтного подходов, используемых в радиоэкологии и сельскохозяйственном ландшафтоведении.

Дополнительными основаниями для разработки и внедрения систем реабилитационных мероприятий ландшафтно-адаптивной направленности являются:

а) необходимость адаптации ранее разработанных реабилитационных мероприятий, базирующихся на производственно-зональных системах земледелия, к разрабатываемым адаптивно-ландшафтным системам земледелия;

б) изменившимися за более чем 25-летний период после аварии на ЧАЭС и более чем 50-летний период после аварии на Южном Урале ландшафтно-экологическими условиями на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению;

в) изменившимися хозяйственными и социально-экономическими условиями ведения сельскохозяйственного производства;

г) особенностями проведения реабилитации радиоактивно загрязненны: агроландшафтов в отдаленный период после аварии на ЧАЭС;

д) необходимость повышения радиологической и экономической эффективност1 реабилитационных мероприятий.

Учитывая огромные площади радиоактивно загрязненных сельскохозяйственны:' угодий России с чрезвычайно разнообразными почвенно-климатическими и ландшафтно экологическими условиями, становятся очевидными актуальность и масштаб данной проблемы.

Степень разработанности темы исследований. Научными организациями России Беларуси и Украины был проведен большой цикл работ по изучению закономерносга поведения радионуклидов в системе почва-растение, разработан ряд рекомендаций п< ведению сельскохозяйственного производства на радиоактивно загрязненных территориях что позволило улучшить радиологическую и социально-экономическую ситуации и значительной степени минимизировать последствия для сельскохозяйственной производства и здоровья сельского населения в регионах, пострадавших после аварии н< Чернобыльской АЭС. Однако масштабность задач и необходимость оперативноп реагирования на послеаварийные ситуации в сельскохозяйственном производстве н позволили провести полные комплексные исследования на ландшафтной основе с учетов как радиоактивных (уровни и характер загрязнения), так и ландшафтных факторо (свойства почв, геоморфология участков, включая уклон, экспозицию, форму и длин, склонов, микроклиматические и гидрологические особенности). На необходимост комплексного учета на радиоактивно загрязненных угодьях почвенно-ландшафтных, одной стороны, и радиационно-агроэкологических, а также социально-экономически

условий - с другой, в последние годы указывают специалисты Республики Беларусь и Российской Федерации. Однако методологические подходы к проектированию, организации и внедрению систем реабилитационных мероприятий ландшафтно-экологической направленности на техногенно загрязненных территориях до сих пор не разработаны.

В настоящее время в Российской Федерации на радиоактивно загрязненных территориях в среднем в 4-5 раз снизились объемы применения минеральных, органических удобрений и почвенных мелиорантов, что не может гарантировать не только высокие урожаи сельскохозяйственных культур, но и поддержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции на минимально возможном уровне. В связи с этим на первый план выходит оптимизация применения ограниченных минеральных ресурсов с учетом уровней радиоактивного загрязнения, требований сельскохозяйственных культур и достигнутых уровней почвенного плодородия, что определяет эффективность реабилитационных агрохимических мероприятий на почвах с различной степенью окультуренности. Дискуссионным является вопрос об оптимальных уровнях содержания элементов питания и, в частности, калия в почвах, которые, с одной стороны, соответствовали бы максимальной агрономической эффективности, а с другой -способствовали снижению накопления 137Св в растениях, что требует определения минимально значимых параметров содержания элементов питания в почвах на радиоактивно загрязненных территориях.

Не до конца изученным является вопрос длительного (в течение 10-25 лет) и систематического применения сбалансированных и несбалансированных по элементам питания различных доз минеральных удобрений или их полное отсутствие на агрохимические свойства различных типов почв, качество продукции, биологическую подвижность и накопление радионуклидов в урожае сельскохозяйственных культур. В настоящее время недостаточно изученным является влияние различных видов и форм фосфорных удобрений на поведение ШС8 в системе почва-растение, и практически отсутствуют сведения о механизме их воздействия на состояние и подвижность 137Сэ.

В связи с резким сокращением поголовья крупного рогатого скота на радиоактивно загрязненных территориях применение органических удобрений осуществляется не в оптимальных объемах, что обуславливает необходимость поиска альтернативных источников органических удобрений, которыми могут быть сидераты, солома зерновых культур, различные виды навоза и торфа. Однако применение органических удобрений не только оптимизирует почвенные показатели, но и в зависимости от качественного состава органических удобрений значительно изменяет подвижность 137Св в системе почва-растение. К тому же в настоящее время нет единой точки зрения о радиоэкологической эффективности биологически связанного азота и различных видов сидератов и соломы на биологическую подвижность 137С5, что требует проведения дополнительных полевых исследований. Решение данных вопросов необходимо для разработки комплекса реабилитационных агрохимических и агротехнических мероприятий при внедрении адаптивно-ландшафтных систем земледелия на радиоактивно загрязненных территориях.

Адаптивно-ландшафтные системы земледелия на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодьях в настоящее время не разработаны и не внедрены ни на одной территории землепользования Российской Федерации или в странах бывшего СССР. Перспектива перевода земледелия на ландшафтно-экологическую основу определяет актуальность разработки научных основ проектирования и внедрения систем мероприятий по реабилитации радиоактивно загрязненных территорий с учетом ландшафтных особенностей сельскохозяйственных угодий путем их группировки и

проведения не только агроэкологической, но и радиоэкологической типизации земель, а также последующего адресного применения реабилитационных мероприятий в отдельных типологических комплексах с arpo- и радиоэкологически однородными группами почв.

Цели исследования. Разработка методологии организации, проектирования и внедрения ландшафтно-интегрированных систем реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодьях на основе комплексного учета и изучения как радиологических (уровни и характер загрязнения), так и ландшафтных факторов (свойства почв; ландшафтные особенности и геоморфология участков; микроклиматические и гидрологические характеристики).

Задачи исследования:

- разработать классификацию загрязненных агроландшафтов и оценить особенности миграции радионуклидов в пределах различных типологических комплексов для дифференцированного внедрения реабилитационных мероприятий;

- изучить закономерности миграции 137Cs в агроландшафтах различных видов, включая плакорные, различные типологические комплексы эрозионных, переувлажненных и пойменных агроландшафтов Среднерусской возвышенности и Полесской низменности;

- изучить закономерности миграции искусственных радионуклидов, дать радиационно-гигиеническую оценку сельскохозяйственной продукции, получаемой с орошаемых территорий, и обосновать систему реабилитационных мероприятий в ирригационных агроландшафтах;

- оценить эффективность агрохимических и агротехнических реабилитационных мероприятий для разных периодов после аварии на Чернобыльской АЭС в агроландшафтах различных видов;

- разработать методологические подходы к оптимизации агрохимических реабилитационных мероприятий в агроландшафтах, подвергшихся радиоактивному загрязнению, с учетом уровней почвенного плодородия и требований сельскохозяйственных культур к количеству и соотношению элементов питания;

разработать методологические основы проектирования ландшафтно-интегрированных систем реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных территориях;

- апробировать разработанные методологические подходы по типизации земель в радиоактивно загрязненных агроландшафтах в конкретных природно-климатически; условиях.

Методология и методы исследований.

Объекты исследований - различные виды агроландшафтов на радиоактивш загрязненных территориях Российской Федерации, Республики Беларусь и Украины изучение основных закономерностей миграции искусственных радионуклидов, а таюю факторов, влияющих на поступление радионуклидов в продукцию растениеводства.

Предмет исследований - параметры миграции и накопления искусственны: радионуклидов в основных компонентах агроландшафтов; реабилитационньи мероприятия, снижающие накопление радионуклидов в продукции растениеводства методологические подходы к разработке и проектированию ландшафтно-интегрированны, систем реабилитационных мероприятий; приемы и технологии ведения растениеводства : агроландшафтах в различных радиологических ситуациях.

Методы исследований - классические полевые методы радиоэкологически: исследований миграции радионуклидов в системе почва-растение; вегетационные методь изучения отдельных параметров миграции радионуклидов в контролируемых условиях лабораторные методы (гамма-, бета-спектрометрия, радиохимический анализ, химически

и агрохимические методы анализа, спектрометрические и потенциометрические измерения); производственные испытания для внедрения технологий реабилитации радиоактивно загрязненных агроландшафтов; общепринятые методы математической статистики с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel; Statistica.

Теоретическая значимость и научная новизна исследований:

1. Теоретическая значимость работы заключается в формировании фундаментальных основ нового научного направления сельскохозяйственной радиологии «радиоэкология агроландшафтов» и разработки на этой базе дифференцированного комплекса реабилитационных мероприятий для радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территорий.

2. Впервые разработана классификация радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных ландшафтов по интенсивности миграции радионуклидов в различных типологических комплексах с целью дифференцированного проведения реабилитационных мероприятий.

3. Впервые разработана методология проектирования и дифференцированного внедрения ландшафтно-интегрированных систем реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территориях на основе комплексного учета как радиологических, так и ландшафтных факторов.

4. Впервые проведены комплексные исследования по изучению закономерностей миграции 137Cs в агроландшафтах различных видов с учетом геоморфологических, почвенных, гидродинамических и гидрологических особенностей территорий. Показано, что пойменные, переувлажненные и эрозионно-аккумулятивные агроландшафты являются одними из наиболее критических природно-территориальных комплексов с повышенной миграционной подвижностью радионуклидов.

5. Впервые в эрозионных агроландшафтах определено влияние агроэкологической неравнозначности склонов, различающихся длиной, формой, крутизной и экспозицией на процессы распределения и состояние 137Cs в почвах различных звеньев ландшафтных систем и размеры его накопления в растениях. Получены количественные параметры вертикальной миграции радионуклидов в профиле почв, а также горизонтальной миграции в эрозионных ландшафтах Среднерусской возвышенности и Полесской низменности. Оценено влияние степени смытости почв на подвижность B7Cs в системе почва-растение.

6. Впервые для плакорных агроландшафтов изучено многолетнее влияние степени окультуренности почв и интенсификации технологий возделывания на накопление 137Cs в сельскохозяйственных культурах. Оценены видовые и сортовые особенности накопления радионуклида 32 видами сельскохозяйственных культур.

7. Впервые в ирригационных агроландшафтах получены количественные параметры накопления широкого спектра искусственных радионуклидов в орошаемых овощных культурах. Изучено влияние способов полива, режима орошения, химического состава и минерализации поливной воды на переход радионуклидов в овощные культуры. Дана радиационно-гигиеническая оценка сельскохозяйственной продукции, получаемой в условиях орошения.

8. Разработаны методологические подходы по оптимизации реабилитационных агрохимических мероприятий в агроландшафтах, подвергшихся радиоактивному загрязнению, с учетом уровней и требований сельскохозяйственных культур к почвенному плодородию. Установлена тесная корреляционная зависимость между накоплением 137Cs в урожае сельскохозяйственных культур и индексами агрохимической окультуренности полей. Показано влияние длительного систематического применения различных агрохимических приемов на свойства почв, продуктивность и качественные показатели

получаемой продукции, а также на изменение биологической подвижности радионуклидов.

Практическая значимость результатов исследований:

1. Разработаны и апробированы методологические подходы к типизации земель, проектированию и внедрению ландшафтно-интегрированных систем реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных территориях на основе комплексного учета как радиологических, так и ландшафтных факторов.

2. Оценена эффективность агротехнических и агрохимических мероприятий на снижение накопления радионуклидов в сельскохозяйственной продукции для агроландшафтов различных видов в разные периоды после аварии на Чернобыльской АЭС.

3. В плакорных ландшафтах Среднерусской возвышенности и Полесской низменности показана возможность использования индексов агрохимической окультуренности полей для планирования, разработки и внедрения адресных реабилитационных мероприятий в адаптивно-ландшафтном земледелии.

4. Разработаны предложения по оптимизации проведения реабилитационных мероприятий в различных элементах эрозионных агроландшафтов Среднерусской возвышенности. Разработана технология выполаживания радиоактивно загрязненных склонов с целью снижения накопления радионуклидов в травостое. Составлены карты-схемы распределения плотностей загрязнения и интенсивности поверхностного смыва '"Се с твердым стоком в различных ландшафтных эрозионно-морфологических комплексах наиболее загрязненных юго-западных районов Брянской области, которые могут быть использованы для оценки радиологической ситуации и оптимизации проведения различных реабилитационных мероприятий.

5. В переувлажненных агроландшафтах в различные периоды после аварии на Чернобыльской АЭС оценено влияние различных мелиоративных и агротехнических мероприятий на распределение 137Св в почвах различной степени гидроморфности и накопление радионуклидов в травостое.

6. Для ирригационных агроландшафтов разработан ряд технологических приемов по снижению накопления радионуклидов в урожае орошаемых овощных культур, методов организации и ведения растениеводства в различных радиологических ситуациях.

7. Комплекс разработанных агротехнических и агрохимических защитных и реабилитационных мероприятий, внедренных на радиоактивно загрязненных угодьях Брянской области, показал высокую эффективность при адресной реабилитации земель. Внедрение разработанных подходов и технологических приемов было проведено на базе 12 населенных пунктов 5 сельскохозяйственных предприятий Клинцовского, Новозыбковского, Гордеевского, Красногорского районов Брянской области в рамка; выполнения «Программы совместной деятельности по преодолению последствий чернобыльской катастрофы в рамках Союзного государства на 2006-2010 годы».

Материалы внедрения. Результаты работ использовались при подготовь следующих нормативно-методических документов: Рекомендации по ведению сельской хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения территории в результате аварии н; Чернобыльской АЭС на период 1991-1995 гг. (1991); Временные рекомендации пс проведению проектно-изыскательских работ и строительству осушительных систем ] условиях радиоактивного загрязнения территории в результате аварии на Чернобыльско! АЭС (1992); Рекомендации по ведению растениеводства на радиоактивно загрязнении; территориях России (1997); Методические указания «Организация государственной радиоэкологического мониторинга агроэкосистем в зоне воздействия радиационно опасных объектов» (2000); Методология системы агроэкологического мониторинга в зонах

воздействия промышленных и радиационно-опасных объектов (2004); Научные основы ведения сельскохозяйственного производства на техногенно загрязненных территориях, обеспечивающего получение продукции, соответствующей нормативам (2004); Руководство по ведению сельскохозяйственного производства на радиоактивно загрязненных территориях Республики Беларусь и Российской Федерации (2005); Технологические приемы возделывания кормовых культур на радиоактивно загрязненных территориях (2005); Рекомендации по организации земледелия на техногенно загрязненных сельскохозяйственных угодьях (загрязнения радионуклидами и тяжелыми металлами) (2006); Рекомендации по ведению кормопроизводства и животноводства, обеспечивающие получение нормативной продукции в условиях техногенного загрязнения (2007); Методика обследования сельскохозяйственных угодий при радиоактивном загрязнении (2007); Технологические приемы в растениеводстве, повышающих устойчивость агроценозов в условиях техногенного загрязнения сельскохозяйственных угодий (2008); Рекомендации по ведению кормопроизводства на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодьях северной части Лесостепной зоны (2009); Руководство «Научные основы реабилитации сельскохозяйственных территорий, загрязненных радиоактивными веществами в результате крупных радиационных аварий» (2009); Технологические приемы, обеспечивающие повышение устойчивости агроценозов, восстановление нарушенных земель, оптимизацию ведения земледелия и получение соответствующим нормативам сельскохозяйственной продукции (2010); Методы организации и ведения агроэкологического мониторинга сельскохозяйственных угодий в зонах техногенного загрязнения и оценка экологической обстановки в сельском хозяйстве в регионах размещения атомных электростанций и аварии на ЧАЭС (2010).

Положения, выносимые на защиту

1. Фундаментальные основы нового научного направления сельскохозяйственной радиологии «радиоэкология агроландшафтов», включающие методологию, объекты, предмет и методы исследований; основные закономерности, факторы и параметры миграции радионуклидов в агроландшафтах различных типов.

2. Научные основы разработки, проектирования и внедрения ландшафтно-интегрированных систем реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территориях.

3. Классификация радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных ландшафтов по интенсивности миграции радионуклидов в различных типологических комплексах с целью дифференцированного проведения реабилитационных мероприятий.

4. Закономерности миграции '"Се в разные периоды после аварии на ЧАЭС в агроландшафтах различных видов, включая плакорные, а также типологические комплексы эрозионных, переувлажненных и пойменных агроландшафтов Среднерусской возвышенности и Полесской низменности в зависимости от агрохимических и агрофизических свойств почв, степени их окультуренности, геоморфологических особенностей территории и видового состава травостоя.

5. Факторы и количественные параметры миграции искусственных радионуклидов в орошаемом земледелии. Радиационно-гигиеническая оценка сельскохозяйственной продукции, прогнозирование размера накопления искусственных радионуклидов в растениях и защитные мероприятия в ирригационных агроландшафтах.

6. Эффективность применения различных агротехнических и агрохимических мероприятий в агроландшафтах Среднерусской возвышенности и Полесской низменности в разные периоды после аварии на ЧАЭС в зависимости от их вида, типологии и

геоморфологии, уровня почвенного плодородия, интенсификации земледелия и видовых особенностей сельскохозяйственных культур.

7. Методологические подходы к оптимизации агрохимических реабилитационных мероприятий в агроландшафтах, подвергшихся радиоактивному загрязнению, с учетом уровней почвенного плодородия и требований сельскохозяйственных культур к количественному и качественному соотношению элементов питания.

Апробация работы. Основные результаты были представлены на съездах, конференциях и совещаниях по радиобиологии, радиоэкологии, сельскохозяйственной радиологии, итогам ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС (Обнинск, 1983, 1984, 1990, 1991,1996, 1999, 2000; Москва, 1997, 2000, 2001, 2004, 2010; 2012, Калуга, 1992, 2001, 2008; Тбилиси, 1987; Зеленый Мыс, 1990; Пущино-на-Оке, 1989; 1990; Киев, 1993, 2003, 2011; Гомель, 2005; С.-Петербург, 2005; Брянск, 2004, Пенза, 2005, Ульяновск, 2009, Суздаль, 2000; Семипалатинск, 2002, 2012); на конференциях Ядерного общества (Нижний Новгород, 1993,2002); на Международных конференциях (Вена, 1997, 2002, 2006; Ницца, 2005, Пулавы, 2005).

Условия выполнения работы. Исследования проводились в рамках выполнения государственных, федеральных и отраслевых программ, а также международных проектов в период с 1982 по 2012 гг.: 1982-1991 гг. - раздел "Разработать и внедрить систему ведения сельскохозяйственного производства на территориях, прилегающих к атомным электростанциям и другим предприятиям ядерного топливного цикла" отраслевых научно-технических программ Министерства сельского хозяйства и ВАСХНИЛ 0.СХ.04 и 0.СХ.106; 1989-1990 г. - раздел "Комплексные исследования влияния АЭС на агроэкосистемы и разработка требований к системе мониторинга" отраслевой программы Министерства атомной энергетики и промышленности; 1986-1996 гг. - Государственная программа по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС; 2006-2008 гг. -Федеральная целевая программа «Сохранение и восстановление почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 гг.»; 2006-2010 гг. - Федеральная целевая программа «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2010 года»; 2006-2010 гг. - Программа совместной деятельности по преодолению последствий чернобыльской катастрофы в рамках Союзного государства на 2006-2010 годы; 2012-2013 гг. - Федеральная целевая программа «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года»; 1992-1996 гг. - Международные проекты ЕСР-2, ЕСР-5, JSP-1 по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, проводившиеся в рамках соглашения между Комиссией Европейского Сообщества с Россией, Украиной и Беларусью; 1999-2001 гг. - Франко-германская инициатива по Чернобылю. Проект № 2 "Радиоэкологические последствия аварии"; 20022004 гг. - Проект МАГАТЭ «The Classification of soil systems on the basis of transfer factors of radionuclides from soil to reference plants» (Классификация почв на базе коэффициентов перехода радионуклидов из почвы в растения); 2004-2006 гг. - Проект МАГАТЭ «Долгосрочные защитные мероприятия на кормовых угодьях и применение ферроцинсодержащих препаратов в личных подсобных хозяйствах д. Веприн Клинцовского района Брянской области» в рамках проекта МАГАТЭ «Long-Term Countermeasure Strategies and Monitoring of Human Exposure in Rural Areas Affected by the Chernobyl Accident»; 2006-2209 гг. - Проект МНТЦ (№3003) - «Радиационное воздействие российских предприятий ядерно-энергетического комплекса на окружающую среду и человека. Разработка научных основ радиационной защиты окружающей среды»; 20092010 гг. - Международный проект МАГАТЭ - Беларусь - Россия - Украина RER/3/004 «Radiological support for the rehabilitation of the areas affected by the Chernobyl nuclear powe: plant accident» (Радиологическая поддержка реабилитации территорий, пострадавших после аварии на Чернобыльской атомной станции)

Научное направление и программа исследований разработаны автором диссертации. Экспериментальные работы проведены лично автором или при его непосредственном

j 11

i участии и под его руководством на разных этапах исследований. Обобщение, обработка и 1 анализ данных проведены лично автором.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 106 печатных работ, t включая 3 коллективные монографии, в том числе 32 публикации, индексируемых в I РИНЦ, а также 6 рекомендаций, 10 методик, методических указаний и руководств. В : материалах отечественных и международных научных конференций, симпозиумов и ; съездов представлено 60 публикаций. Основные результаты диссертационной работы i опубликованы в 32 статьях в ведущих рецензируемых научных журналах, включённых в j список, рекомендованный ВАК России.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, ! заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 453 страницах, включая j 155 таблиц и 104 рисунка. Список литературы содержит 503 источника.

Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту доктору | биологических наук, профессору, чл.-корр. РАН Н.И. Санжаровой, доктору биологических наук, профессору, академику РАН и УААН P.M. Алексахину за всестороннюю консультационную помощь в подготовке диссертационной работы; сотрудникам лаборатории №22 ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии, принимавшим участие в проведении полевых и аналитических работ; коллегам из ВНИИ биологической _ защиты растений; Тульского НИИ сельского хозяйства; Брянского, Калужского, Орловского, Тульского и Плавского центров химизации и сельскохозяйственной i радиологии МСХ РФ, содействовавшим выполнению данной работы. 1

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Современные представления, классификация и типизация сельскохозяйственных ландшафтов, систем земледелия и их взаимосвязь с экологизацией земледелия

В главе представлена общая характеристика, современные представления и классификация природных и природно-антропогенных ландшафтов, включая сельскохозяйственные ландшафты и агроландшафты с точки зрения общего ландшафтоведения, адаптивно-ландшафтного земледелия и сельскохозяйственной радиологии (рисунок 1 ). Дана характеристика современных систем земледелия и показана их взаимосвязь с защитными и реабилитационными мероприятиями на угодьях, подвергшихся радиоактивному загрязнению.

Рисунок 1 - Основные виды агроландшафтов в зависимости от природных факторов

Глава 2. Закономерности миграции радионуклидов, защитные и реабилитационные мероприятия в плакорных агролаидшафтах Полесской низменности и Среднерусской возвышенности в разные периоды после аварии на Чернобыльской АЭС

Представлены почвенно-ландшафтная и радиоэкологическая характеристики территорий Полесской низменности и Среднерусской возвышенности, а также дано описание защитных мероприятий, проводимых на сельскохозяйственных угодьях в разные периоды после аварии на ЧАЭС на территории России, Республики Беларусь и Украины.

Многолетнее изучение закономерностей миграции '"Се в почвах и растениях плакорных агроландшафтов Полесской низменности и Среднерусской возвышенности показало, что параметры миграции 137Сз в компонентах агроэкосистем определяются временем, прошедшим после аварии, почвенно-климатическими и ландшафтными условиями, биологическими особенностями растений и проводимыми защитными мероприятиями на сельскохозяйственных угодьях.

Накопление радионуклидов при аэральном загрязнении в начальный период после аварии зависит от свойств выпадений, метеорологических условий и параметров, характеризующих взаимодействие радиоактивных примесей и надземных частей растений. Максимальное загрязнение было зафиксировано для травостоя естественных кормовых угодий и сеяных многолетних трав, минимальное - для растений, которые не подверглись непосредственному аэральному загрязнению (пропашные и яровые зерновые).

Установлено, что на суходольных плакорных участках Полесской низменности после аварии на ЧАЭС (1986-1987 гг.) практически все количество выпавших радионуклидов находилось в слое 0-2 см, в последующие годы происходило их перераспределение в слое 0-10 см (таблица 1). В течение 20 лет после аварии произошло перераспределение "'Се - на суходольных сенокосах с автоморфными дерново-подзолистыми супесчаными почвами более 70% запаса радионуклида сосредоточено в слое 0-5 см, более 20% - в слое 5-10 см. На пахотных угодьях основной запас радионуклидов достаточно равномерно распределен в слое 0-20 см.

Таблица 1 - Динамика миграции радионуклидов по профилю дерново-подзолистых супесчаных почв плакорных участков Полесской низменности_

Глу- Содержание радионуклидов, %

бина, 1986 г. 1987 г. 1988 г. 1989 г. 2007 г.

см 10611и 144Се шСз №11и 144Се ,0ьЯи Се шСз 1и6Яи Се ШС8 шСв

0-2 100 100 100 97,3 98,5 99,2 94,6 98,1 97,3 92,3 97,5 94,5 28,0

2-5 0 0 0 2,6 1,5 0,8 4,8 1,7 2,5 5,7 2,1 5,2 44,6

5-10 0 0 0 0,1 0 0 0,6 0,2 0,2 1,3 0,4 0,3 22,6

10-15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3,3

15-20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,0

20-25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,3

25-30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1

30-35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1

В черноземных почвах Среднерусской возвышенности глубина миграции '"Се на отдельных участках достигает 40-45 см, что может быть обусловлено более выраженными, по сравнению с дерново-подзолистыми почвами, процессами перемешивания почвенной массы в верхнем слое за счет кольматажа, проникновения частиц в почвенные поры и трещины вследствие сезонных процессов набухания и высушивания (педотурбация),

деформаций, связанных с промерзанием и оттаиванием (криотурбация) и с землеройной деятельностью почвенных животных (биотурбация),

Изменение биологической доступности 137Сз оценивалось как по величине коэффициентов перехода в растения, связывающих концентрацию радионуклидов в растениях и плотность загрязнения почв на единицу площади (КП), так и по содержанию обменных и доступных для растений форм радионуклидов в почве. В 1986 г. содержание обменного 137Сз в почвах было максимальным и изменялось от 15,0 до 55,0% (в среднем 30,13± 12,23). В течение последующих 6 лет после аварии содержание |37Ск в обменной форме в почве в результате сорбции уменьшилось в среднем в 3 раза, а в вытесняемой 1 н. НС1 (кислоторастворимой форме) - в 1,2 раза.

Выделено два периода, когда изменение содержания п7Сз в обменной и подвижной форме (1 н. НС1) формах протекало с различной интенсивностью: первый - с 1986 по 1988 г. и второй - с 1989 по 1992 г. Первый период полуснижения содержания обменного 137Сз в почве составил 2,9 года, а второй- 12,6 года. В целом в зоне загрязнения аварийными выпадениями ЧАЭС примерно через 5 лет отмечена стабилизация форм нахождения '"Се в почве, свидетельствующая о завершении периода квазинеравновесного усиления прочности сорбции В7Сз твердыми фазами почвы (таблица 2).

При анализе экспериментального материала, полученного на территории Тульской и Орловской областей в 1991-1993 гг., было установлено, что содержание обменных форм 137Сз определяется типом и гранулометрическим составом почв (таблица 3).

Таблица 2 - Динамика и варьирование форм 137Св в дерново-подзолистых почвах Полесской низменности легкого механического состава в разные годы исследований_

Год Содержание форм 13'Се в почве, %

1 н. АсГ*Ш4 1 н. НС1 3 н. НС1

01-10.08. 1986 30,13±12,23 9,35±2,60 12,11 ±4,42

1987 16,45±7,30 9,71±3,69 17,26±4,16

1988 18,52±8,41 13,34±4,95 21,33±6,78

1989 14,17± 1,27 9,54±1,33 15.24±5,36

1990 11,38±5,15 9,86±2,92 17,96±5,56

1991 15,10±3,97 11,70±2,51 16,35±4,15

1992 10,10±6,30 7,90±2,80 10,50±3,80

1993 10,2 ±3,60 6,3 ±2,60 13,5±5,12

2006 12,2±1,60 6,3±0,70 14,1±4,23

Таблица 3 - Параметры форм нахождения 137С8 в основных типах почв в 1991-1993 гг.

Почва Содержание форм 137С.ч в почве, %

1 н. АсЫН4 1 н. НС1 Зн. НС1

Светло-серая лесная среднесуглинистая 10,7±3,4 4,9±1,5 84,4

Серая лесная среднесуглинистая 6,5±3,7 5,9±4,6 86,6

Темно-серая лесная среднесуглинистая 5,4±3,6 3,5±2,9 91,1

Пойменная аллювиальная легкосуглинистая 8,6±1,6 5,8±0,5 85,6

Пойменная дерновая супесчаная 10,9±4,2 4,3±1,9 84,8

Болотно-глеевая среднесуглинистая 7,7±3,1 4,0±1,3 89,3

Лугово-черноземная тяжелосуглинистая 2,6 ±1,5 1,6±0,6 95,8

Чернозем:

оподзоленный среднесуглинистый 4,9±3,7 3,1± 1,5 92,0

выщелоченный среднесуглинистый 5,3± 4,1 3,3±1,7 91,5

выщелоченный тяжелосуглинистый 3,2±2,1 2,3± 1,7 94,5

Минимальными значениями характеризуются тяжелосуглинистые выщелоченный чернозем и лугово-черноземная почвы. Максимальными - светло-серые лесные и пойменная дерновая супесчаная. Коэффициент вариации средних значений обменных форм "'Се в почвах варьирует от 18 до 65%, что говорит о значительной степени вариабельности данных. Одной из причин таких колебаний могут быть различия в агрохимических свойствах и, в частности, в степени окультуренности почв. Установлено, что сильноокультуренные выщелоченные черноземы характеризуются более высокой степенью закрепления шСб в составе ППК, что обуславливает снижение наиболее доступных для растений форм 137Сз в 1,9 раза по сравнению с почвами слабой степени окультуренности (таблица 4).

Таблица 4 - Параметры форм нахождения 137Сэ в выщелоченных черноземах в зависимости от степени окультуренности, 2007 г.___

Формы шСз, % Степень окультуренности почв

Слабоокультуренные Среднеокультуренные Сильноокультуренные

Обменные (1 н. АсЫН4) 5,9 3,7 3,1

Кислотораствори-мые (1 н. НС1) 2,1 1,7 1,5

Накопление радионуклидов в урожае сельскохозяйственных культур определяется комплексом факторов, в том числе свойствами почв и степенью их агрохимической окультуренности, видовыми особенностями растений, проводимыми защитными мероприятиями. Характер динамики снижения содержания 137Сз в растениях различен. Средние периоды полуснижения за 1987-1994 гг. варьируют от 4,0 до 17,3 лет (таблица 5). На тяжелых по гранулометрическому составу почвах отмечено быстрое закрепление радионуклидов в первый период и более длительный второй период, что соответственно "удлиняет" и средние периоды полуснижения. Эти особенности в поведении 137Сз связаны с различием в скорости и механизмах сорбции радионуклидов почвами

Таблица 5 - Эффективные периоды полуснижения содержания ,37Сз в растениях (19871994 гг.)_______

Культуры Группы почв Периоды полуснижения, годы

Зерновые Песчаные 7,0-11,8

Суглинистые 5,1-22,0

Глинистые 14,4-40,4

Торфяные 9,2-14,4

Картофель, Песчаные 7,0-9,2

Корнеплоды Суглинистые 10

Глинистые 13,3

Торфяные 10

Силосные Песчаные 14,1

(кукуруза на си- Суглинистые 14,4

лос, однолетние Глинистые 30,3

травы) Торфяные 10

Изучение динамики поступления 137Сз из почвы в сельскохозяйственные культуры Полесской низменности в послеаварийный период позволило выделить 2 периода, различающихся по темпам снижения накопления радионуклидов: а) первый период с 1987 по 1989 г., когда наблюдалось резкое снижение накопления !37С$ в растениях - в среднем от

3 до 5 раз; б) второй период с 1990 по 1993 г., когда темпы снижения поступления 137Св в растениях замедлились и практически не отмечалось значимых различий в содержании радионуклида в отдельные годы. С 1990 г. значения коэффициентов перехода Сэ из почвы в растения практически стабилизировались.

Вместе с тем накопление 137Сз в урожае сельскохозяйственных культур определяется не только типом почвенного покрова, но и степенью окультуренности почв. Переход 137Сэ в зерно и солому зерновых культур из слабоокультуренных почв в среднем в 2,5 раза превышает аналогичные показатели на полях с высокой степенью окультуренности.

Анализ полученных данных показал, что в агроландшафтах Полесьях критическими видами угодий являются естественные сенокосы и пастбища. Накопление '"Се в травостое этих угодий обуславливается характером почвенного покрова с низкой прочностью закрепления |37Сэ в составе ППК, нахождением основной части 137С.ч в верхнем слое почвы, промывным режимом почв, что в комплексе создает условия для максимальной аккумуляции 137Сй в растениях. На пахотных угодьях критическими почвами являются дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы с низкой степенью окультуренности, а критическим видом продукции - сено зернобобовых культур, и в первую очередь, люпина.

Изучение видовых и сортовых особенностей сельскохозяйственных культур показало, что различия в содержании '"Се в вегетативной массе 32 видов сельскохозяйственных культур, возделываемых на выщелоченном черноземе, составляют в среднем 15,3 раза. Максимальным накоплением характеризовались ряд нетрадиционных для данного региона культур: амарант, тифон, капуста кормовая, а также растения семейства бобовых, минимальным - злаковые и ряд эфиромасличных культур. Бобовые культуры, несмотря на общую тенденцию повышенного накопления радионуклидов, различались между собой по содержанию 137Сз в среднем в 3,9 раза.

В многолетних полевых исследованиях показано, что возделывание сельскохозяйственных культур по экстенсивной технологии без применения удобрений в течение 24 лет обуславливает истощение даже высокоплодородных черноземных почв и способствует возрастанию накопления 137Сз в урожае зерновых культур в 1,2-1,3 раза (рисунок 2). В то же время соблюдение культуры земледелия, применение минеральных удобрений и мелиорантов в оптимальных объемах не только поддерживает почвенное плодородие, но и снижает переход '"Се в урожай зерновых культур до 3,1 раза. При этом длительное применение повышенных доз азотных и несбалансированных по элементам питания комбинаций минеральных удобрений оказывает более значимое влияние на агрохимические свойства почвы и возрастание накопления |37Св в урожае растений, чем полное отсутствие внесения удобрений. Данное обстоятельство необходимо учитывать при структуре поставок удобрений в регионы пострадавшие в результате аварии на ЧАЭС и при перспективном планировании проведения агрохимических мероприятий на радиоактивно загрязненных угодьях.

Установлена тесная корреляционная зависимость между размерами накопления |37С.ч в урожае сельскохозяйственных культур и индексами агрохимической окультуренности полей, что позволяет использовать их при планировании, разработке и внедрении адресных защитных мероприятий, а также в качестве идентификационного критерия группировки и типизации агроландшафтов по степени подвижности радионуклидов в системе почва-растение (рисунок 3).

Выявлено 2 периода в изменении эффективности агротехнических мероприятий на черноземных почвах. К 1997 г. установлено отсутствие различий в эффективности поверхностного улучшения кормовых угодий без агрохимических мероприятий по

сравнению с природными целинными участками. В 2006 г. КП '"Се на участках с коренным улучшением были всего лишь в 1,3-1,4 раза ниже по сравнению с целинными.

Таким образом, в отдаленный период после аварии на ЧАЭС на плодородных почвах Среднерусской возвышенности практически полностью исчерпан потенциал снижения накопления 137Св в травостое природных лугов только за счет агротехнических мероприятий по механической обработке почвы. Вместе с тем применение удобрений в оптимальных дозах и известкование слабоокультуренных почв может способствовать 2-х-кратному снижению накопления 137Св в сельскохозяйственных культурах.

N90P60K60

N60P60K60

1991 1996 2000 2004 2008 Годы исследований

1951 1996 2000 2004 2 0'0 8 Годы исследований

N 90 Р 90 Кб 0 ■^'контроль N90P30KB0 N90P60K6 0

1 2 1 о -8 -' 6 -

: 4 -2 -

1 991 1 996 2000 2004 2008 Годы исследований

1 99 2 1 996 2 0 Ь 0 2 0 0 4 2 0'0 8 Годы исследований

Рисунок 2 - Влияние систематически длительного применения азотных (А), калийных (Б), фосфорных (В) и несбалансированных (Г) удобрений на накопление 137Св в зерне озимой пшеницы. ___

2010. М arked correlations ■< N 62. R2 = -0,82 у = 0,9972-0,0591"x

е significant at p < ,05000

Коэффициенты накопления Cs, n " 1СГ^

2006-2010. Corrections Marked correlations are significant at p < .05000 N=302 , Ra = -0,67 у = 0,954-0.0479'x

Коэффициенты накопления 137Cs, л * Ю-3

Рисунок 3 - Характер и корреляционная зависимость накопления Сэ в урожае зерновых колосовых культур от индекса агрохимической окультуренности черноземных почв в 2010 (А) и в целом за 2006-2010 гг. (Б)_

Глава 3. Закономерности миграции радионуклидов, защитные и реабилитационные мероприятия в эрозионных агроландшафтах Среднерусской возвышенности и Полесской низменности в различные периоды после аварии на Чернобыльской АЭС

Рассмотрены методологические аспекты идентификации и закономерности миграции радионуклидов в эрозионных агроландшафтах. До настоящего времени нет данных о влиянии геоморфологических особенностей на миграцию радионуклидов, в частности, не оценено влияние агроэкологической неравнозначности склонов, различающихся длиной, формой, крутизной и экспозицией, на процессы распределения биогеохимических потоков радионуклидов в различных звеньях ландшафтной системы и размеры их накопления в растениях.

Исследования, проведенные в течение 1995-2008 гг. в наиболее загрязненной части Среднерусской возвышенности, показали, что миграция и распределение радионуклидов в эрозионных ландшафтах представляют собой сложный процесс, обуславливаемый геоморофологическими и агроэкологическими параметрами данных ландшафтов, а также свойствами почв и агротехническими мероприятиями, модифицирующими подвижность и накопление радионуклидов в различных компонентах агроландшафтов.

Установлено, что распределение загрязнения 137Св по поверхности различных элементов склоновых ландшафтов зависит от формы, крутизны, длины и экспозиции склонов, а также наличия микрорельефных особенностей. При этом дифференциация склонов на экспозиции холодной, теплой и нейтральной направленности и последующее обобщение полученных результатов по 30 эрозионным агроландшафтам показало, что на склонах всех экспозиций максимальные плотности загрязнения |37Сз сосредоточены в более низких частях эрозионных агроландшафтов с преимущественным накоплением 137Ся в днищах балок и отвершков. При этом средние различия между размерами накопления ь7Сэ в почвах верхних частей склонов и днищем достигают 2-х кратных значений, а в отдельных случаях возрастают до более чем 4 и 5-кратных значений

Расчет средних темпов изменения запаса 137Сз в почве относительно водораздельных участков показал, что плотность радиоактивного загрязнения верхней части прямых склонов без учета радиоактивного распада уменьшается со временем от 0,10 до 0,21% в год, в то время как в нижних частях рельефа происходит нарастание запаса ь7Сэ в почве, которые достигают максимальных значений в днищах склонов и составляют 0,78-2,1% в год (таблица 6). При этом наибольшие значения прироста запаса Ь7Сз в нижних элементах рельефа характерны для опытных продольно-прямых южных и вогнутых северовосточных склонов.

Таблица 6 - Средние темпы изменения запаса 137Сз в верхнем слое почвы различных микрозон рельефа за 20-летний период, % в год относительно водораздела_

Склон Верх склона Середина склона Подножье Дно склона

Западный -0,10 +0,24 +0,44 +0,78

Северный -0,21 +0,31 +0,53 + 1,30

Южный -0,16 + 1,21 + 1,29 +1,38

Северовосточный 0 +0,36 +0,76 +2,10

Установлены существенные различия в динамике изменения уровней радиоактивных загрязнений верхних частей склонов в зависимости от экспозиции. На склонах теплых экспозиций очищение верхних частей склонов за счет эрозионных процессов происходит в среднем в 1,4 раза интенсивней, чем холодных. Максимальными

параметрами эрозионных процессов и суммарного накопления радионуклидов характеризуются нижние части южного склона, минимальным — водораздельные территории и верхние части северного склона (таблица 7, рисунок 4). Западные и восточные склоны занимают промежуточное положение.

Таблица 7 - Средние плотности загрязнения 137Сз почв в различных элементах агроландшафтов в зависимости от экспозиции склонов, кБк/м2_

Часть Экспозиция склонов

Склона Теплые, п=26 Холодные, п=26 Нейтральные, п=3

Ю, Ю-3, Ю-В С, С-В, С-3 3 В

Верх склона 141 193 164 175

Середина склона 172 180 185 164

Низ склона 216 218 206 199

Дно склона 294 (п=29)

□ -ниладе Д. аышв средних Г~1 - максимальные

Рисунок 4 - Схема распределения плотностей загрязнения п Се на поверхности склонов различных экспозиций_

В отличие от коротких склонов, где максимальные плотности загрязнения 137Сз регистрируются у подножья склонов, в средне-длинных склонах наблюдается' концентрирование (в 1,2 раза) смываемого 137Сз преимущественно в центральной части, что обуславливается, по всей видимости, более выраженным в этой части склона влиянием процессов перераспределения водного потока и, соответственно, снижением мощности миграционных потоков 137Сз с увеличением длины склонов (рисунок 5).

Распределение радионуклидов по поверхности эрозионных агроландшафтов зависит также от крутизны склонов, что проявляется в усилении дифференциации значений плотностей загрязнения Ь7Сэ от верхних микрозон к нижним на крутых склонах и, наоборот, к снижению этих различий на более пологих склонах. Так, различия в плотностях загрязнения 137Сз верхних и нижних частей крутых склонов западной и восточной экспозиций составляет 1,3 раза, в то время как на более пологих склонах этих же экспозиций данные различия не превышают 1,1 раза (таблица 8).

-ГТ7---

Рисунок 5 - Распределение плотностей загрязнения Сб по поверхности коротких (1) и средне-длинных (2) эрозионных склоновых агроландшафтов.

Таблица 8 - Плотность загрязнения 137Сз склонов в зависимости от крутизны, кБк/м'

Экспозиция склонов Крутизна склонов, град. Элемент склонов

Верх Середина Низ Дно

Восточная 8 175 186 202 236

Западная 10 210 222 236 236

Восточная 22 242 273 294 510

Западная 21 265 305 341 510

Следует отметить, что днища балок и отвершков, несмотря на максимальные значения плотностей загрязнения Ь7Сб, отличаются низкими параметрами экспозиционных доз у-излучения. Данное обстоятельство обусловлено тем фактом, что нижние более ; радиоактивные слои со временем погребаются новыми склоновыми наносами, I содержащими меньшее количество 137Сз. В результате захоронения наиболее загрязненных поверхностных горизонтов происходит снижение экспозиционной дозы гамма-излучения и наблюдается обратная зависимость между мощностью экспозиционной дозы и плотностью радиоактивного загрязнения.

Геоморфологические особенности эрозионных агроландшафтов, оказывая существенное влияние на микроклиматические условия, свойства почв, интенсивность смыва почвы и перераспределение радионуклидов, в значительной степени определяют и миграционные потоки 137Св в системе почва-растение. Минимальное накопление 137С8 в большинстве случаев наблюдалось в растениях, произрастающих на водораздельных участках, максимальное - в средней и нижней частях склонов. При этом параметры накопления 137Св различались в зависимости от формы, крутизны и экспозиции склонов.

Обобщение результатов по 30 производственным агроландшафтам показало, что в верхних, средних и нижних микрозонах склонов теплых экспозиций среднее содержание 137С8 в травостое, соответственно, в 1,7, 2,1 и 2,5 раза выше, чем в травостое склонов холодных экспозиций (таблица 9). Различия между накоплением 137С$ в травостое нейтральных западных и восточных склонах были незначительными (рисунок 6).

Таблица 9 - Коэффициенты перехода Ь7Сэ в травостой склонов различных экспозиций, п*10"2

Часть склона Экспозиция склонов

Теплые, п=24 Холодные, п=25 Нейтральные, п=3

Ю, Ю-3, Ю-В С, С-В, С-3 3 В

Верх склона 5,98±2,82 3,50±1,72 4,14±0,46 3,77±0,47

Середина склона 8,88±2,88 4,26±2,21 5,66±1,69 6,52±0,79

Низ склона 7,59±2,61 3,98±1,93 7,09±2,11 6,05±1,75

Дно склона 2,67±1,63 (п=27)

Рисунок 6 - Схема степени интенсивности накопления 137Сз растениями в зависимости от экспозиции и элемента рельефа склонового ландшафта

ЛДИо

минимаг»ьное низкое

□

дв пювиольныо

среднее

выше среднего

Огвершки

от поженил

| | - высокое

На пахотных угодьях Среднерусской возвышенности установлено, что эродированность почв оказывает неоднозначное влияние на накопление 137Св сельскохозяйственными культурами. При этом если на слабосмытых почвах содержание ,37С8 в травостое и урожае зерновых культур существенно не отличается от неэродированных почв, то с увеличением степени смытости наблюдается возрастание накопления |37Сз в урожае сельскохозяйственных культур в 1,4-2,3 раза (рисунок 7).

Проведена агропроизводственная и радиоэкологическая группировка эрозионных агроландшафтов, на которых следует дифференцированно проводить защитные агротехнические и агрохимические мероприятия (рисунок 8).

Совместно с Тульским НИИСХ разработана и апробирована технология выполаживания крутых радиоактивно загрязненных склонов. Показано, что коренное улучшение кормовых угодий в склоновых агроландшафтах путем выполаживания является наиболее эффективным мероприятием, позволяющим до 13,5 раз снизить накопление 137Сз в верхней части склона, до 4-х раз в средней и до 1,5 раз в днище склона.

Степень смытости почвы

1 2 3 4 5 Степень смытости почвы

Рисунок 7 - Накопление многолетними злаковыми культурами (А) и овсом (Б) из выщелоченных черноземов различной степени смытости: 1 - несмытые; 2 -слабосмытые; 3 - среднесмытые в начальной стадии процесса; 4- среднесмытые в конечной стадии; 5 - сильносмытые в начальной стадии; 6 - сильносмытые в конечной стадии процесса._

Рисунок 8 - Градация элементарных склоновых агроландшафтов на радиоэкологические агропроизводственные категории

Пио оплки - делювиальные отложения

Отвершки

Дно балки - делювиальные отложения

На основе проведенных исследований, картографических материалов по радиоактивному загрязнению сельскохозяйственных угодий, а также ландшафтных и эрозионно-морфологических карт юго-западных районов Брянской области составлена карта-схема, характеризующая пространственное распределение эрозионных ландшафтных комплексов с различной плотностью загрязнения и интенсивностью смыва почвы по территории юго-западных районов Брянской области (рисунок 9).

Установлено, что максимальными размерами темпов смыва 137Сз с почвой (40-60 МБк/га в год) характеризуются полесские водораздельно-плакорно-грядовые комплексы крутизной до 3,5° в междуречье р. Ипути и Унечи. Темпы смыва Ь7Сэ в 20-40 МБк/га в год

зафиксированы в предполесском ландшафте на склонах краевых наклонных равнин междуречья р. Беседь, плотность загрязнения 137Сз которых превышает 40 Ки/км2.

Рисунок 9 - Карта-схема интенсивности поверхностного смыва Сэ с твердым стоком в различных ландшафтных эрозионно-морфологических комплексах юго-западных районов Брянской области_

Глава 4. Закономерности миграции радионуклидов, радиационно-гигиенические аспекты использования оросительных вод и защитные мероприятия в ирригационных агроландшафтах

Рассмотрены методологические аспекты идентификации ирригационных агроландшафтов и актуальные проблемы использования радиоактивно загрязненных вод в орошаемом земледелии.

Установлено, что источниками поступления радионуклидов в растения при орошении могут быть как почва, так и поливная вода. Миграция радионуклидов в системе почва-растение зависит от способа полива, режима орошения, физико-химических свойств радионуклидов, химического состав поливных вод, биологических особенностей растений. Данное обстоятельство определяет своеобразие радиационно-экологической обстановки в ирригационных агроландшафтах, определяемой усилением интенсивности круговорота радионуклидов; вовлечением в миграционные процессы относительно малоподвижных в богарных условиях радионуклидов; изменением критических пищевых цепочек миграции радионуклидов, определяющих формирование доз облучения населения.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о значительном влиянии способа полива на накопление радионуклидов овощными культурами (рисунки 10, 11).

При поливе дождеванием аккумуляция радионуклидов вегетативной массой овощных культур происходит в 1,5-55 раз, а товарной частью продукции в среднем в 4 раза (максимально до 23 раз) интенсивнее, чем при поливе по бороздам.

томаты огурцы морковь свекла лук

томаты огурцы морковь

Рисунок 10 - Коэффициенты перехода радионуклидов в вегетативную массу (А) и хозяйственно-ценную часть продукции (Б) овощных культур при поливе дождеванием, (Бк/кг сырой массы)/(кБк/м2), (в среднем за 2 года)_

А)

томаты огурцы морковь свекла лук

Б)

томаты огурцы морковь свекла

Рисунок 11 - Коэффициенты перехода радионуклидов в вегетативную массу (А) и хозяйственно-ценную часть продукции (Б) овощных культур при поливе по бороздам, (Бк/кг сырой массы)/(кБк/м2), ((в среднем за 2 года))_

Важным фактором, определяющим доступность радионуклидов для растений, являются их физико-химические свойства. При поливе дождеванием радионуклиды по накоплению в вегетативной части растений располагаются в следующий ряд: б52п> |44Се> В4С8> 60Со> 59Ре> 898г> 106Яи, а по аккумуляции в товарной части продукции составляют последовательность: 65гп> 134Св> 60Со> 89Бг> 59Ре> |44Се> 10611и. Аналогичные ряды расположения радионуклидов при поливе по бороздам выглядят следующим образом: вегетативная масса - 893г> 59Ре> 134Сз> 144Се>60Со> 10611и, товарная часть продукции -

652п> 895г> 60Со> 59Бе> ,34С8> "Се^ 10б11и.

Накопление радионуклидов зависит от биологических особенностей культур. При обоих способах полива овощные культуры по накоплению радионуклидов в хозяйственно-

ценной части продукции в зависимости от биологических особенностей различаются в среднем более чем в 4 раза. Максимальные различия в накоплении радионуклидов вегетативной массой растений достигают 12,9-тикратных значений при орошении дождеванием и 6,8 раза - при поливе по бороздам. По накоплению радионуклидов в вегетативной массе как при поливе дождеванием, так и по бороздам овощные культуры составили близкие ряды (в порядке увеличения концентрации радионуклидов в среднем для 7 изученных радионуклидов): лук, столовая свекла, картофель, томаты, морковь, огурцы. Для товарной части продукции такого единообразия в рядах не обнаруживается, однако при обоих способах полива максимальным накоплением радионуклидов отличаются корнеплоды моркови и столовой свеклы.

Нормы и сроки полива являются составными частями режима орошения сельскохозяйственных культур. При орошении растений дождеванием время контакта поливной воды с орошаемыми культурами определяется поливной нормой (количество воды, подаваемое за один полив на единицу площади). Установлено, что увеличение поливной нормы со 100 до 700 м3/га приводит к достоверному возрастанию содержания 59Ре и '34Сз в надземной части огурцов, моркови, столовой свеклы и лука (рисунок 12). Однако прямопропорциональной зависимости между накоплением радионуклидов и кратностью увеличения нормы полива, как в вегетативной, так и в хозяйственно-ценной части продукции не наблюдается.

Накопление радиоактивных веществ сельскохозяйственными культурами зависит не только от способа и нормы полива, но и от фаз роста и развития растений, в которые проводятся поливы. Изучение влияния сроков полива на накопление радионуклидов в урожае овощных культур показало, что приближение времени полива к уборке урожая ; увеличивает содержание радионуклидов в продуктовых органах растений. Это может быть обусловлено как непосредственным поступлением радионуклидов на генеративные органы, так и различиями процессов метаболизма химических веществ в разные периоды роста и развития растений и большим первичным задерживанием радиоактивных веществ на надземной массе растений в поздние фазы онтогенеза.

В процессе вегетации овощных культур концентрация радионуклидов, первоначально адсорбированных на надземных органах растений, уменьшается под влиянием прироста биомассы, распада радионуклидов и погодных условий. Установлено, что наиболее значительными из указанных факторов являются прирост биомассы и суммарное количество выпавших осадков. Влияние распада радиоактивных веществ на 1 снижение их концентрации в растениях (за исключением короткоживущих радионуклидов) незначительно. Более прочно по сравнению с другими радионуклидами закрепляются на надземной массе овощных культур 60Со, (0Zn, 144Се.

Исследования по изучению распределения радионуклидов по профилю пахотного горизонта почвы орошаемых и богарных участков позволили установить более интенсивную вертикальную миграцию радионуклидов в почве орошаемых делянок.

В полевых и вегетационных экспериментах установлено, что первоначальное задерживание и накопление радионуклидов в урожае овощных культур, орошаемых дождеванием, зависят от химического состава и минерализации поливной воды. Максимальное накопление и 134Св овощными растениями отмечено при орошении водой гидрокабонатно-натриевого класса, 10611и - сульфатно-натриевого, а минимальным накоплением радионуклидов характеризуются растения, орошаемые водой гидрокарбонатно-кальциевого класса. Увеличение минерализации поливной воды в 10 раз способствует снижению перехода 65Zn в растения до 1,6 раза, а 106Яи - до 3,7 раза.

стол, свекла морковь лук огурцы стол, свекла морковь лук огурцы

Рисунок 12 - Влияние нормы полива на первоначальное задерживание (1) и накопление радионуклидов в урожае (2) овощных культур, А - вегетативная масса, Б- хозяйственно- ценная часть продукции_

Внесение в поливную воду при дождевании минеральных удобрений ведет к снижению первоначального задерживания í':'Zn, 895г и |0611и овощными культурами в среднем в 1,3 - 2,1 раза. В период уборки урожая различия сохраняются для 65Хп и 895г (до 1,4-1,7 раза), а для 106Яи - нивелируются. Наиболее эффективно снижает переход радионуклидов в растения аммофос и двойной суперфосфат. Внесение аммиачной селитры в ряде случаев приводит к увеличению накопления 637п и 893гв хозяйственно-ценной части урожая овощных культур.

Проведенные радиационно-гигиенические расчеты свидетельствуют о том, что потребление сельскохозяйственных продуктов с орошаемых угодий может стать важным фактором, выражающимся в более чем 10-тикратном превышении уровня доз облучения местного населения, регламентированного нормативными документами.

Установлено, что на угодьях, орошаемых дождеванием водой водоема-охладителя АЭС, для соблюдения требований СП АС - 03 необходимо использовать поверхностные воды с уровнем содержания радионуклидов в 5,5-1000 раз меньше уровней вмешательства, определенных НРБ-99/2009 для питьевой воды (таблица 10). При поливе по бороздам

концентрация радионуклидов в поверхностных водах должна быть в 2,8-165 раз ниже соответствующих значений (за исключением 10бЛи). При этом критическими радионуклидами при поливе дождеванием являются 60Со и 58Со, за счет которых формируется более 73% суммарной дозовой нагрузки от всех рассматриваемых радионуклидов. При поливе по бороздам основной вклад в формирование дозовой нагрузки практически поровну вносят 60Со + 58Со и шСз + 134Сз.

Таблица 10 - Контрольные концентрации радионуклидов оросительных водах, необходимые для получения продукции, соответствующей требованиям СП АС-03, Бк/л

Радионуклид Дождевание Полив по бороздам

"Со 1,50 25,0

б0Со 0,20 4,0

0,03 0,20

0,90 1,8

10б11и 3,50 25,0

134С8 0,30 2,0

13/С8 0,45 3,0

Независимо от способа полива критическими продуктами, производимыми на орошаемых угодьях, являются молоко (до 53,9%) и мясо (до 70,6% суммарного поступления радионуклидов с рационом). Для 903г роль мяса незначительна, а вклад растительной продукции в виде хлеба, картофеля и овощей достигает 50%.

На основе различных радиологических ситуаций был разработан комплекс защитных мероприятий по снижению накопления радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, получаемой в условиях орошаемого земледелия.

Глава 5. Закономерности миграции радионуклидов, защитные и реабилитационные мероприятия в переувлажненных ландшафтах Полесской низменности в разные периоды после аварии на ЧАЭС

В главе представлены характеристика и основные методологические аспекты идентификации переувлажненных агроландшафтов, а также рассмотрены закономерности миграции радионуклидов в разные периоды после аварии на ЧАЭС.

Переувлажненные агроландшафты являются одними из наиболее критических природно-территориальных комплексов с повышенной миграционной подвижностью радионуклидов. Поведение 137Сз в болотных экосистемах определяется гидрологическим режимом, свойствами почв, типом луга, особенностями ботанического состава травостоя.

Анализ скорости перераспределения 137С5 в вертикальном профиле торфяных почв показал, что процессы естественной миграции радионуклида и фактическая скорость проникновения вглубь почвенного профиля зависит не только от степени взаимодействия между радионуклидом и компонентами почвенного поглощающего комплекса, но и от гидрологического режима и хозяйственной деятельности человека. Миграция |37Сз в торфяных почвах верхового болота характеризуется большей интенсивностью, чем на болотах низинного и переходного типа.

Полученная информация была использована для оценки экологических (Тес) и эффективных (Тс!т) периодов полувыведения 137С5 из корнеобитаемых слоев верхового, низинного и переходного торфяников (таблица 11). Наименьший период полуочищения характерен для верхового торфяника. Значение этой величины в 1,2-1,6 раза меньше периодов полуочищения торфяников других типов.

Таблица 11 - Количественные параметры миграции 137 Сэ в торфяных почвах (2001 г.)

Торфяник V/, Щ Т 1 ее Тей-

Низинный 0,70 0,70 0,90 1,30 16,8 10,8

Верховой 0,46 0,29 0,85 0,99 13,8 9,4

Переходный 0,35 0,29 0,45 0,50 21,8 12,4

-Оу и Х>5 - эффективные коэффициенты квазидиффузии "быстрой" и "медленной" компонент; }У/ и ^ - линейные скорости вертикального переноса радионуклидов.

Мелиоративные мероприятия по осушению болот способствуют замедлению процессов вертикальной миграции 137Ся в низинных торфяниках и сохранению через 15 лет после аварии на ЧАЭС 92% радионуклидов в верхнем 0-10 см слое. Проведение агротехнических мероприятий по механической обработке почвы на болотном низинном лугу способствует равномерному распределению радионуклидов в пахотном слое. В пирогенных торфяниках переходного типа наблюдается также относительно равномерное распределение 137Св в слое 0-15 см. При этом 36% запаса 137Ся сосредоточено в слое 0-5 см и 50% - в слое 5-15%, после чего происходит экспоненциальное убывание ШС8 до 30 см слоя почвы.

Накопление 137С8 в травостое зависит от типа болотного луга, режима увлажнения, почвенных характеристик, распределения 137Сз в профиле почв, ботанического состава травостоя. Максимальные коэффициенты перехода 137Сэ в травостой характерны для верховых болот, средние значения которых составляют 12,4. Минимальными величинами КП характеризуются низинные (КП= 3,5) и средними - переходные торфяники (КП= 5,3) (таблица 12). Видовые различия между растениями в накоплении '"Се в пределах одной болотной экосистемы достигают 22 раза.

Таблица 12 - Средние значения коэффициентов перехода 137Сз в травостой болотных лугов различных типов___

Тип болотного луга КП

Верховой 12,4±4,2

Переходный 5,3±3,1

Низинный природный гидроморфный 3,5±3,0

Низинный осушенный 2,2±0,2

Низинный осушенный перепаханный 1,7±0,8

Переходный пирогенный 0,04±0,01

Одним из важнейших путей уменьшения доз внутреннего облучения населения на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению, является применение защитных мероприятий, направленных на снижение перехода радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию. Установлено, что применение различных мелиорантов влияет, прежде всего, на характеристики почвы: емкость катионного обмена, кислотность, содержание обменных катионов. Известкование позволяет снизить кислотность почвы и связанное с ней вредное действие подвижного алюминия и обогащает почву кальцием, оказывает положительное влияние на физико-химические свойства. Содержание обменного кальция в почве в разных вариантах опыта при внесении извести увеличилось с 7,6 мг-экв/100г почвы до 11,2 мг-экв/100 г почвы. Отмечена тенденция к снижению кислотности и увеличению ЕКО по сравнению с контролем.

Применение агротехнических приемов (дискование, вспашка) в 1-й год исследования привело к снижению накопления 137Сб в травостое болотного низинного луга в 1,9-2,8 раза. Действие этого приема сохранялось в течение трех лет после проведения мероприятий.

Применение известкования снижает поступление 137Сз в травостой в 1,2-2,1 раза, а повышенных доз калийных и фосфорно-калийных удобрений - в среднем в 2,0 раза. Наиболее эффективным приемом снижения перехода 137Сз в травостой является комплексное проведение агротехнической обработки почв и внесение повышенных доз извести и минеральных удобрений, что способствует снижению перехода 137Сз в растения в 9 - 11 раз по сравнению с контролем без проведения каких-либо мероприятий.

Таким образом, торфяные почвы характеризуются широким разнообразием своих свойств, что предопределяет неоднозначные закономерности поведения 137Сз как в профиле почвенного горизонта, так и поведение в системе почва-растение.

Глава 6. Закономерности миграции радионуклидов, защитные и реабилитационные мероприятия в пойменных ландшафтах Полесской низменности и Среднерусской возвышенности

В главе представлена общая характеристика и рассмотрены основные методологические аспекты идентификации и особенности радиоактивного загрязнения и поведения радионуклидов в пойменных агроландшафтах.

Пойменные ландшафты являются одними из основных кормовых сенокосных угодий. Вместе с тем они являются естественными коллекторами загрязняющих веществ, перераспределяющихся со стоком и смывом в почвах после их выпадений в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Исследования, проведенные в пойменных агроландшафтах р. Припять в 0-30 км зоне ЧАЭС, а также поймах рек Ипуть, Вепринка Брянской области и р. Локна Тульской области в период с 1986 по 2010 гг. показали, что их использование в сельскохозяйственном производстве обязательно должно проводиться с учетом радиоэкологической обстановки, складывающейся в различных типологических комплексах пойменных ландшафтов. Своеобразие радиоэкологической обстановки при этом обуславливается геоморфологическими, ботаническими, почвенными, гидрологическими и гидродинамическими характеристиками пойменных ландшафтов как в первоначальный, так и последующие периоды после радиоактивных выпадений. Учет этих факторов является основополагающей задачей оценки риска получения недоброкачественной продукции на радиоактивно загрязненных пойменных ландшафтах, используемых в сельскохозяйственном производстве и при планировании агротехнических и агрохимических мероприятий, направленных на повышение плодородия почв, урожая растений и минимизации накопления радионуклидов.

Исследования, проведенные в первые годы после аварии на ЧАЭС показали очень высокую вариабельность значений коэффициентов перехода 137Св в травостой пойменных участков, что, вероятно, обуславливается как неравномерностью поверхностного радиоактивного загрязнения, так и существенным влиянием вклада аэрального загрязнения, гидрологических факторов и дернины как источника дополнительного поступления радионуклидов в растения (таблица 13). Через 3-4 года после аварии значения КП |37Сз в растения снизились более чем в 20 раз, однако вариабельность их значений оставалась по прежнему высокой.

Таблица 13 - Динамика изменения коэффициентов перехода Ь7Св травостой пойменных лугов, (Бк/кг)/(кБк/м2)__

Почва Годы исследований

1986 1987 1988 1989 1990

Аллювиальная дерново-слоистая супесчаная 60-175 6-35 2-20 2-25 3-10

Дальнейшие исследования в пойменных лугах Брянской области также показали значительные различия в накоплении 137Сэ в травостое в зависимости от геоморфологических и гидрологических факторов пойменных агроландшафтов.

При этом следует учитывать, что уровни загрязнения почв пойменных угодий существенно варьируют. Вместе с тем минимальными значениями загрязнения характеризуется прирусловая часть поймы, максимальными - низкая пойма и различные понижения с преобладанием аккумулятивных процессов над транзитными в различные периоды гидрологической обстановки. Нижние части поймы, в которых имеет место гидродинамическая связь водного потока с основным руслом, транзитные потоки могут преобладать над аккумулятивными, в результате чего происходит очищение этих участков от радиоактивных загрязнений. Варьирование плотности загрязнения '""Се в различных элементах пойменного ландшафта может достигать более чем 17 раз (рисунок 13).

Высота, м

«к

132

130..

128

337,8 кбк'м2

Точка Трава. Бк'кг КП

1. 354 1 04

2 1250 3.12

3 633 1.54

4. 810 1 56

5 410 2.19

6 35 1.46

519.2

187.0

100 50 Расстояние, м

Рисунок 13 - Распределение плотностей загрязнения 3 Се почвенного покрова и содержание радионуклидов в растениях в различных элементах сопряженных ландшафтов поймы р. Ипуть в районе н.п. Ущерпье в 2007 г.

Критическими по накоплению '"Се в растениях являются пониженные геоморфологические элементы пойменного ландшафта с преобладанием торфяных почв и заболоченные понижения с преобладанием гидрофитных растений. В прирусловой части и гривистой части поймы, в которых преобладают дерновые и луговые процессы почвообразования, растения характеризуются, как правило, значительно меньшим накоплением радионуклидов. Выровненная центральная часть поймы по размерам аккумуляции радионуклидов в травостое занимает промежуточное положение. Различия в накоплении Ь7Св растениями в прирусловой и нижней частях пойменного ландшафта достигают 35 раз (рисунок 13)

Наиболее эффективными мероприятиями по улучшению пойменных угодий и минимизации накопления радионуклидов в травостое является проведение по возможности коренного улучшения с комплексным внесением минеральных удобрений,

почвенных мелиорантов и залужением угодий. Данное мероприятие позволяет снизить содержание 137Cs в травостое до 1,9 раза на возвышенной части, до 5,2 раза в центральной и нижней части поймы. Эффективность поверхностного улучшения с комплексным применением минеральных удобрений и перезалужением участков не превышает 1,5-2х раз. Максимальная эффективность коренного улучшения пойменных угодий проявляется в течение первых 3-х лет после улучшения. Эффективность поверхностного улучшения не превышает 2-х лет.

Таким образом, при планировании и разработке мероприятий, направленных на получение кормовой продукции с минимальным содержанием радионуклидов, необходимо в каждом конкретном случае распределить пойменные угодья на отдельные типологические комплексы и провести радиоэкологическое обследование с установлением особенностей количественных параметров радиоактивного загрязнения почв и растений и вертикального распределения радионуклидов по почвенному профилю различных комплексов пойменных ландшафтов. При этом определение закономерностей концентрирования и рассеивания должны проводиться с учетом геоморфологии (западины, гривы, понижения, русловые валы, высокая, центральная, нижние части поймы и др.), свойств почвенного покрова (наличие почв различной степени плодородия), ботанического состава травостоя, поемности угодий, гидрологических и гидродинамических условий в разные периоды времени, особенностей хозяйственного использования и др.

Долгосрочный прогноз радиоэкологической ситуации, базирующийся на данной комплексной информации об arpo- и радиоэкологической обстановке, позволяет разработать и внедрить в пойменных ландшафтах ряд мероприятий по оптимизации ведения земледелия, повышению устойчивости агроценозов и получению экологически безопасной продукции.

Глава 7. Методологические, радиоэкологические аспекты и подходы к оптимизации реабилитационных агрохимических мероприятий в агроландшафтах, подвергшихся радиоактивному загрязнению, с учетом уровней почвенного плодородия

В настоящее время в связи с резким снижением объемов применения удобрений на первый план выходит адаптивная оптимизация применения ограниченных минеральных ресурсов по полям сельскохозяйственных угодий с максимальным учетом ландшафтных особенностей территорий, уровней радиоактивного загрязнения, видовых особенностей растений к накоплению радионуклидов, требований сельскохозяйственных культур к уровням почвенного плодородия, агрохимических и агрофизических свойств почв, что обуславливает в каждом конкретном случае необходимость анализа комплекса факторов, в том числе и установление оптимальных параметров содержания элементов питания в почвах для определенных групп сельскохозяйственных культур.

При этом на радиоактивно загрязненных территориях оптимальные уровни содержания элементов питания определяются не только с агрономической, но и радиологической точки зрения. В ряде случаев, при повышенной требовательности возделываемых культур к почвенному плодородию и разной степени подвижности 137Cs в почве эти параметры могут не совпадать по своим значениям, что определяет необходимость устанавливать в разных случаях минимально значимые агрономические или радиологические параметры обеспеченности почв основными элементами питания.

В полевых и модельно-лабораторных исследованиях была изучена возможность оценки оптимальных уровней содержания калия в радиоактивно загрязненных почвах от поглотительной способности почв, определяемой емкостью катионного обмена. ЕКО

является интегральным показателем, связывающим, с одной стороны, потенциал обеспеченности почв калием и другими элементами питания для растений, а с другой -доступность радионуклидов для корневых систем различных культур.

В результате исследований была теоретически аргументирована и практически показана возможность использования на радиоактивно загрязненных угодьях концепции, разработанной И.О. Маклиным с соавторами, для обоснования оптимальных параметров содержания доступного для растений калия в почвах радиоактивно загрязненных агроландшафтов

На основании данных подходов и соотношения обменных форм ' '7Сэ к степени насыщенности ЕКО калием (Б) была проведена группировка минимально значимых границ показателей оптимальных параметров содержания калия в минеральных почвах различного гранулометрического состава (таблица 14). При этом расчетные показатели по своим средним значениям находятся в хорошем соответствии с экспериментальными данными и данными ряда авторов, установившими относительные оптимальные уровни обеспеченности почв калием легкого и суглинистого механического состава, необходимые для получения высоких урожаев зерновых, пропашных и многолетних бобовых и однолетних злаковых культур.

Таблица 14 - Относительные оптимальные параметры содержания обменного калия в почвах различного гранулометрического состава _

Радиологический индекс, И Степень соотношения форм 137Сэ и К Тяжелосуглинистые Суглинистые Супесчаные Песчаные

Оптимальные агрономические параметры калия

1 2 1 2 1 2 1 2

23-26 1,2-1,5 19-23 1,5-2 16-19 2-4 14-16 4-10

Минимально значимые оптимальные радиологические параметры калия

>10 очень высокая 23-30 22-25 19-22 19-22

10-5 высокая 23-28 18-22 16-18 16-18

5-2 средняя 23-28 18-22 16-18 14-16

2-1,5 низкая 20-25 18-20 16-18 14-16

1,5-1,0 очень низкая 19-23 18-20 16-18 14-16

Примечание: 1- мг К20/100 г; 2- % от ЕКО

Одним из малоизученных вопросов в сельскохозяйственной радиологии является влияние различных видов фосфорных удобрений и их комбинаций с другими минеральными удобрениями на накопление '"Сэ в урожае сельскохозяйственных культур и отсутствует единый подход к оценке механизмов влияния фосфорных удобрений на биологическую подвижность 137Сэ.

В вегетационном и полевых экспериментах установлено, что фосфорные удобрения в зависимости от свойств почв и их соотношений с другими видами минеральных удобрений оказывают неоднозначное влияние на накопление 137Сз в урожае сельскохозяйственных культур. Установлено, что характер поведения |37Ся в системе почва-растение при внесении фосфорных удобрений определяется комплексом факторов и, в первую очередь, свойствами и дозами внесения фосфорных удобрений и их соотношением с другими минеральными удобрениями, физико-химическими характеристиками почв и биологическими особенностями растений. Рассмотрены основные факторы, оказывающие влияние на подвижность 137С.5 в системе почва-растение при внесении фосфорных удобрений.

Проведенные исследования также показали, что на кислых почвах наиболее

эффективным видом фосфорных удобрений для снижения биологической подвижности шСз является фосфоритная мука. Применение суперфосфата в этих условиях нецелесообразно как по агрономическим, так и радиологическим параметрам, так как приводит к химическому закреплению фосфора в малодоступных формах и увеличению накопления 137Сз в урожае.

В настоящее время резкое сокращение поголовья крупного рогатого скота на радиоактивно загрязненных территориях обуславливает недостаточное применение органических удобрений, что вызывает необходимость поиска альтернативных источников органических удобрений, которыми могут быть сидераты, солома зерновых культур, различные виды навоза и торфа. Однако применение органических удобрений не только оптимизирует почвенные показатели, но и в зависимости от качественного состава органических удобрений значительно изменяет подвижность 137Св в системе почва-растение. К тому же в настоящее время нет единой точки зрения о радиоэкологической эффективности биологически связанного азота и различных видов сидератов и соломы на биологическую подвижность 137Сз.

Исследования, проведенные в 0-30 км зоне ЧАЭС и наиболее загрязненных угодьях Брянской области показали, что применение органических удобрений не только оптимизирует почвенные показатели, но и заметно снижает подвижность 137Св в системе почва-растение. Наиболее эффективным приемом по снижению накопления радионуклида в урожае зерна ячменя в Брянской области оказалось внесение соломы, как раздельно, так и совместно с сидератом. Запашка одного сидерата способствовала повышению перехода '"се в растения (рисунок 14).

без внесения удобрений бесподсшпочный навоз подсшлочньм навоз

Контроль Сидерзт (Солома+сидерат) Солома

Б)

109876543 2 1 0-

1 - без удобрен« -ЕЕМ«<

Контрогъ Сопома Сцоераг Сопоманмдераг

Рисунок 14 - Влияние различных видов органических удобрений на накопление

137Сз в зерне ячменя при раздельном (А) и комплексном внесении с минеральными удобрениями (Б)__

Аналогичные исследования в Тульской области на выщелоченных черноземах также показали, что многолетнее возделывание козлятника восточного, а также однолетних кормовых культур и последующая их запашка в качестве сидератов во все годы исследований способствовало возрастанию накопления 137Сз в зерне в 1,4-1,7 раза и 1,5-1,9 раза в соломе озимой пшеницы. Дополнительное внесение полных доз минерального удобрений также обуславливало возрастание накопления '37Св в урожае зерновых культур.

Глава 8. Научные основы радиоэкологии агроландшафтов и методологические подходы к организации ландшафтно-интегрированных систем защитных и реабилитационных мероприятий на загрязненных территориях

Сформулированы основные положения нового научного направления в сельскохозяйственной радиологии - радиоэкология агроландшафтов. Развитие исследований в этом направлении должно проводиться на основе интеграции ландшафтного и экологического подходов, что обусловлено сходным объектом анализа (природно-антропогенные системы или агроландшафты), близкими научными задачами (т.е. изучение процессов взаимодействия природных и антропогенных компонентов), общностью прикладных задач (т.е. обоснование путей оптимизации взаимодействия агроландшафтов, техногенных факторов и общества), сходством методов исследований. Правомерность выделения этой области сельскохозяйственной радиологии определена следующими факторами: наличие специфического предмета исследований -агроландшафта, который представляют собой природно-антропогенную геосистему со средообразующей и ресурсовоспроизводящей функциями; необходимостью изучения и оценки большого количества специфических геоморфологических, гидрологических, почвенных, агроклиматических и агропроизводственных факторов, которые оказывают влияние на поведение радионуклидов в агроландшафтах различных видов; использование комплексных методов исследований, которые разработаны в смежных областях знаний; необходимость выявления фундаментальных закономерностей миграции радионуклидов в агроландшафтах для разработки систем ведения сельскохозяйственного производства на радиоактивно загрязненных территориях на базе адаптивно-ландшафтных систем земледелия; важность прикладного значения исследований - создание оптимизированных по эколого-радиологическим, агроэкологическим и экономическим критериям дифференцированных комплексов реабилитационных мероприятий для радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных земель с учетом видов агроландшафтов.

Исследования, проведенные на основе установленных закономерностей и требований нормативных документов, а также государственных стандартов, относящихся к ландшафтам, позволили разработать основные подходы к классификации загрязненных агроландшафтов и провести ранжирование изученных агроландшафтов по интенсивности миграции радионуклидов в различных компонентах агроландшафтов. При этом наиболее высокими показателями характеризуются орошаемые, переувлажненные, пойменные и эрозионно-аккумулятивные агроландшафты. В наименьшей степени подвижность радионуклидов наблюдается в пахотных высокоокультуренных агроланшафтах (рисунок 15).

Классификация загрязненных агроландшафтов предполагает распределение загрязненных агроландшафтов на определенные таксономические единицы, которые могут быть представлены в виде групп, подгрупп, классов, родов и видов. Классификация проводится по характеру и степени загрязнения, виду основного загрязнителя и степени его миграционной подвижности в окружающей среде с учетом масштаба, длительности и периодичности воздействия загрязняющих факторов (рисунок 16).

Дано описание основных положений методологии разработки, проектирования и организации ландшафтно-интегрированных систем защитных и реабилитационных мероприятий на загрязненных территориях. При этом ландшафтно-интегрированные системы защитных мероприятий определяются как системы специальных защитных агротехнических, агрохимических и организационных мероприятий, разрабатываемых для определенных arpo- и радиоэкологически однородных групп земель с целью получения

продукции надлежащего количества и качества, удовлетворяющих требованиям законодательных документов и общественным потребностям на основе повышения почвенного плодородия и устойчивости агроландшафтов.

Рисунок 15 - Ранжирование основных видов агроландшафтов по интенсивности миграции загрязнителей_

Реализация ландшафтно-интегрированных систем защитных мероприятий решается на основе: а) детального проведения ландшафтно-экологического анализа территории и оценки процессов миграции и биологической подвижности радиоактивных и химических веществ в различных компонентах агроландшафтов; б) проведения радио- или хемоэкологической типизации и группировки сельскохозяйственных земель как по условиям возделывания сельскохозяйственных культур, так и по уровням загрязнения земель радиоактивными или химическими веществами, степени их подвижности в системе почва-растение; в) разработки специальных защитных мероприятий с использованием методологии ландшафтно-экологического подхода, обеспечивающего наиболее полный и всесторонний учет почвенно-климатических, геоморфологических, агрономических, радиологических и других факторов; г) адресного применения специальных защитных мероприятий для определенных arpo- и радиоэкологически однородных групп земель в наибольшей степени отвечающих требованиям отдельных групп сельскохозяйственных культур по условиям возделывания и видовым особенностям в накоплении радионуклидов; д) повышения эффективности специальных защитных мероприятий путем оптимизации применения агрономических, агрохимических, агротехнических и организационных мероприятий, обеспечивающих в комплексе минимально возможное поступление радиоактивных и химических веществ в сельскохозяйственную продукцию; е) повышения экономической эффективности путем использования адаптационных механизмов к изменяющимся ландшафтно-экологическим, законодательным и социально-экономическим условиям.

Группа загрязненных агроландшафтов

_(по генезису и характеру воздействия)

Радиоактивно за грязи е"ннь| s

, химически загрязненные, комьинироЕ загпязненны я_

'^ниы

А_А

ГХ-

Подгруппа

(по степени опасности основного загрязнител я)_

высокоопасные, умеренно опасные, малоопасные для химических и группы А, Б, В, Г по радиационной опасности для радиоактивных ве

щ еств щ еств

Кл а с с

(по степени загрязнения)

слабо, умеренно, средне, сильно, очень сильно загрязненнь

РОД

(по степени подвижности в почвах

слабо, средне, сильноподвижные

Вид

по степени биологической подвижности)

слабо,средне.сильноподвижны«

М а с ш

таб,длительность и периодичность воздействия | агрязняющих факторов на а гр о л а н д ш а ф ты J

М асш таб

¡озд ей стви й__I

1 ^ л и т е л ь н о с т ь ь

зозд ей стви й _У

-^ — ^

ериодичность воздействий

- локальные региональные

- глобальны е

- кратковременные -долговременные

- периодичные - непериодичные

Рисунок 16 - Схема классификации техногенно загрязненных агроландшафтов по основным параметрам воздействия радиоактивных и химических факторов

Этапы построения ландшафтно-интегрированных систем защитных мероприятий включают в себя arpo- и радиоэкологическое или экологохимическое картирование земель на единой концептуальной основе, разработку проекта землеустройства, создание и внедрение банка данных, характеризующих различные параметры агроландшафтов. По аналогии с проектированием AJIC3 построение комплексных агроэкологических и радио-или хемоэкологических типов и групп земель осуществляется из первичных элементов агроландшафта. При этом элементарный почвенный радиоэкологический ареал (ЭПРА) определяется как участок на определенном элементе рельефа агроландшафта с одинаковыми радиоэкологическими, геологическими, гидрологическими и биоклиматическими условиями, с единой почвенной структурой, обладающей сходным потенциальным плодородием и сходной реакцией растений на проведение агрохимических, агротехнических, мелиоративных и защитных мероприятий, а также на

пространственную миграцию и накопление радионуклидов в урожае сельскохозяйственных культур.

На 1 этапе проектирования ландшафтно-интегрированных систем защитных мероприятий в результате ландшафтно-экологического анализа территории рассматривается распределение и территориальное распространение элементарных почвенных радио-хемоэкологических ареалов с относительно однородным поведением загрязнителей (рисунок 17).

Рисунок 17 - Основные этапы типизации земель и проектирования защитных мероприятий в техногенно загрязненных агроландшафтах

На 2-ом этапе близкие по экологическими условиям ЭПРА объединяются в типы земель, формируются почвенные контуры, arpo- и радиоэкологические условия в которых позволяют возделывание различных видов или групп сельскохозяйственных культур в оптимальном режиме и наблюдается относительно однородная миграционная подвижность загрязнителей с уровнями накопления загрязнителей не превышающими требования нормативных документов

На заключительном 3-ем этапе идентифицируются комплексные агроэкологические и радио-хемоэкологические группы земель (плакорные агроландшафты, различные типологические комплексы эрозионных, пойменных и переувлажненных агроландшафтов с относительно однородными уровнями загрязнения, почвенного плодородия и поведения загрязнителей и др.).

При этом предлагаемая схема комплексной агроэкологической и радио-хемоэкологической типизации земель является каркасом для разработки и внедрения дифференцированного применения защитных мероприятий.

Следует отметить, что создание ландшафтно-интегрированных систем защитных мероприятий, также как и адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ), на техногенно загрязненных территориях большой площади из-за различий в природно-климатических условиях, геоморфологических особенностей территорий, специализации хозяйств и, соответственно, структуры севооборотов, а также особенностей загрязнения, в каждом конкретном случае представляет собой отличную от других соответствующих систем на какой-либо отдельно взятой территории. Вместе с тем методологические подходы построения ландшафтно-интегрированных систем защитных мероприятий на техногенно загрязненных сельскохозяйственных угодьях должны строиться на единой концептуальной основе с привлечением широкого круга специалистов в области экологии, земледелия, почвоведения и др.

Разработанные методологические подходы по типизации земель апробированы в радиоактивно загрязненных агроландшафтах Среднерусской возвышенности.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны фундаментальные основы нового научного направления сельскохозяйственной радиологии «радиоэкология агроландшафтов», включая методологию, объекты, предмет и методы исследований; основные закономерности, факторы и параметры миграции радионуклидов в агроландшафтах различных видов. Впервые создана радиоэкологическая классификация агроландшафтов на основании миграционных параметров радионуклидов в различных типологических комплексах с целью разработки и внедрения дифференцированного комплекса реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территориях.

2. Впервые разработаны методологические подходы, критерии и принципы реабилитации радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных земель в адаптивно-ландшафтном земледелии. Показано, что долгосрочный прогноз радиоэкологической ситуации, комплексная оценка и обоснование систем реабилитационных мероприятий на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодьях должны основываться на всестороннем учете как радиологических, так и природных факторов, а также производственно-экономических условий и нормативно-законодательной базы.

3. Многолетнее изучение миграции ,37Ся в загрязненных после аварии на Чернобыльской АЭС плакорных агроландшафтах Полесской низменности и Среднерусской возвышенности показало, что параметры миграции радионуклида определяются прошедшим после аварии периодом времени, почвенно-климатическими и ландшафтными условиями, биологическими особенностями растений, технологиями возделывания сельскохозяйственных культур и проводимыми защитными и реабилитационными мероприятиями.

4. Вертикальная миграция радионуклидов в почвах определяется комплексом факторов, включая химическую природу радионуклидов, физические и агрохимические свойства почвы, геоморфологические факторы, водный режим почв, биотурбационные процессы. В эрозионных агроландшафтах дополнительное влияние на вертикальную миграцию радионуклидов могут оказывать латеральные процессы, смыв или наоборот, наслоение почвенного субстрата, наличие или отсутствие геохимических барьеров. В пойменных и переувлаженных агроландшафтах вертикальная миграция ,37Сэ определяется

почвенными, геоморфологическими, гидрологическими и гидродинамическими факторами типологических комплексов. В ирригационных агроландшафтах орошение способствует более интенсивной миграции радионуклидов из верхних в нижележащие слои почвы.

5. Горизонтальная миграция и распределение радионуклидов в эрозионных ландшафтах Среднерусской возвышенности представляют собой сложный процесс, обуславливаемый геоморофологическими факторами, включая форму, крутизну, длину и экспозицию склонов, агроэкологическими параметрами данных ландшафтов, а также наличием микрорельефных особенностей и свойствами почв, модифицирующих подвижность радионуклидов в различных компонентах агроландшафтов. Минимальные значения содержания 137С5 характерны для почв верхних частей склоновых ландшафтов, максимальные - для зон накопления делювиальных отложений (в 1,3-4,2 раза выше по сравнению с водоразделом).

Горизонтальная миграция радионуклидов с дождевыми осадками в эрозионных агроландшафтах Полесской низменности определяется свойствами радионуклидов, уклоном местности и степенью задернованности поверхности почв. Коэффициенты поверхностного стока с задернованных участков в 2,4 раза ниже по сравнению с песчаными склонами без травяного покрова. Количество 106 Я и, 134С5, 137С.? и Се, смываемое в составе твердых взвесей, в 4,6-55,0 раз больше по сравнению с водорастворимой фракцией. Максимальными размерами темпов смыва шСз с почвой (4060 МБк/га в год) характеризуются полесские водораздельно-плакорно-грядовые комплексы крутизной до 3,5° в междуречье р. Ипути и Унечи.

6. Установлено снижение подвижности В7Сз в почвах со временем: первый период полуснижения содержания обменной формы радионуклида в почве составил 2,9 года, а второй - 12,6 года. Через 5 лет после аварии на ЧАЭС отмечена стабилизация форм нахождения |37С.я в почве, свидетельствующая о завершении периода усиления прочности сорбции 137С5 твердой фазой почвы. Содержание подвижных форм радионуклида зависит от типа почв и их сорбционной способности - максимальная доля наиболее доступных для растений форм (обменной и кислоторастворимой) составляет до 13-16% в почвах легкого механического состава.

В почвах Среднерусской возвышенности минимальным содержанием обменной формы 137Сз характеризуются тяжелосуглинистые выщелоченный чернозем и лугово-черноземные почвы (1,5-3,2%), а максимальным - светло-серые лесные и пойменная дерновая супесчаная (до 10,7%). Сильноокультуренные выщелоченные черноземы характеризуются более высокой степенью закрепления и прочностью радионуклида в ППК, что обуславливает снижение содержания наиболее доступных для растений форм 137Сз в 1,9 раза по сравнению с почвами слабой степени окультуренности.

7. В ирригационных агроландшафтах орошение приводит к значительному усилению интенсивности миграции и вовлечению в биологический круговорот относительно малоподвижных в богарных условиях радионуклидов. При поливе дождеванием аккумуляция радионуклидов вегетативной массой овощных культур в 1,5-55, а хозяйственно-ценной частью продукции - в среднем в 4 раза (максимально до 23 раз) интенсивнее, чем при поливе по бороздам. Максимальным накоплением характеризуются 651п, 144Се и 134С8, а в товарной части продукции - 652п и 134Сз. Первоначальное задерживание и накопление радионуклидов в урожае овощных культур, орошаемых дождеванием, зависят от химического состава и минерализации поливной воды. При поливе по бороздам в наибольшей степени концентрируются в вегетативной массе и продуктовых органах растений 65Zn и 895г.

8. Исследования, проведенные в пойменных агроландшафтах р. Припять в 0-30 км зоне ЧАЭС, а также поймах рек Ипуть, Вепринка Брянской области и р. Локна Тульской области в период с 1986 по 2010 гг., показали, что закономерности концентрирования и рассеивания радионуклидов в различных типологических комплексах определяются геоморфологическими особенностями (западины, гривы, понижения, русловые валы, высокая, центральная, нижние части поймы и др.), свойствами почвенного покрова (уровень плодородия), ботаническим составом травостоя, поемностью угодий, гидрологическими и гидродинамическими условиями в разные периоды времени после аварии на ЧАЭС. Минимальными уровнями загрязнения |37С8 характеризуется прирусловая часть поймы, максимальными - низкая пойма и различные понижения с преобладанием аккумулятивных процессов над транзитными.

9. Переувлажненные агроландшафты являются одними из наиболее критических природно-территориальных комплексов с повышенной миграционной подвижностью радионуклидов. Поведение 137С5 в болотных экосистемах определяется гидрологическим режимом, свойствами почв, типом луга, особенностями ботанического состава травостоя, хозяйственной деятельностью человека, включая пирогенные факторы. Почвенно-гидрологические условия переувлажненных агроландшафтов характеризуется широким разнообразием параметров, что предопределяет неоднозначные закономерности поведения 137Сз как в почвенном профиле, так и в системе почва-растение. Миграция 137Сй в торфяных почвах верхового болота характеризуется большей интенсивностью, чем на болотах низинного и переходного типа.

10. Накопление радионуклидов в урожае сельскохозяйственных культур определяется комплексом факторов, в том числе временем после аварии. В агроландшафтах Полесской низменности после аварии на ЧАЭС выделено 2 периода, различающихся по темпам снижения накопления радионуклидов: первый период с 1987 по 1989 г., когда наблюдалось резкое снижение накопления !37Сз в растениях - в среднем от 3 до 5 раз; второй период с 1990 по 1993 г., когда темпы снижения поступления 137С5 в растениях замедлились и практически не отмечалось значимых различий в содержании радионуклида в отдельные годы.

Динамика накопления 137С5 в растениях плакорных пахотных угодий Среднерусской возвышенности показала, что за 19-тилетний период (с 1991 по 2010 гг.) после аварии на ЧАЭС снижение коэффициентов накопления 137Сэ в продукции растениеводства составило в среднем 1,5-1,8 раза.

11. Переход 137Сз в урожай сельскохозяйственных культур из слабоокультуренных почв в среднем в 2,5 раза превышает аналогичные показатели на полях с высокой степенью окультуренности. При этом изменение биологической подвижности 137Сз не является постоянной величиной и в зависимости от окультуренности почв, характера и интенсивности проведения агрохимических мероприятий варьирует в диапазоне от 1,3 до 4,8 раза. Систематическое в течение 24 лет применение агрохимических мероприятий оказывает комплексное воздействие как на продуктивность сельскохозяйственных культур, качество урожая и агрохимические свойства почв, так и на биологическую подвижность радионуклидов.

Эффективность агрохимических мероприятий по снижению накопления |37Св в урожае определяется сочетанием различных видов и доз минеральных удобрений,

балансом элементов питания в почве. Показано, что длительное применение повышенных доз азотных и несбалансированных по элементам питания комбинаций минеральных удобрений оказывает более значимое влияние на агрохимические свойства почвы и увеличение накопления 137Сэ в урожае, чем полное отсутствие внесения удобрений. Данное обстоятельство необходимо учитывать при структуре поставок удобрений в регионы пострадавшие в результате аварии на ЧАЭС и при перспективном планировании проведения агрохимических мероприятий на радиоактивно загрязненных угодьях.

12. Изучение видовых и сортовых особенностей сельскохозяйственных культур показало, что содержание '"Се в вегетативной массе 32 видов сельскохозяйственных культур, возделываемых на выщелоченном черноземе, варьирует в среднем 15,3 раза. Максимальным накоплением характеризовались ряд нетрадиционных культур: амарант, тифон, капуста кормовая, а также растения семейства бобовых, минимальным - злаковые и ряд эфиромасличных культур. Бобовые культуры различались между собой по содержанию '"Се в 3,9 раза. Наименьшая концентрация 137Сз среди бобовых растений отмечена для сои, чечевицы и эспарцета, а люпин, люцерна и различные виды клевера, напротив, относятся к числу культур с максимальной аккумуляцией радионуклидов.

13. Накопление 137Ся в травостое природных лугов на загрязненных территориях Полесской низменности зависело от типа луга, режима его увлажнения, почвенных характеристик, ботанического состава травостоя. Минимальное накопление радионуклида отмечено в травостое суходольных лугах с преобладанием злаковых видов. С увеличением увлажнения переход 137Сз в травостой лугов на глееватых и глеевых дерново-подзолистых почвах возрастает более чем в 5 раз. Накопление 137Сз в травостое улучшенных кормовых угодий Полесской низменности в 3,2-5,8 раза ниже, чем на естественных пастбищах и сенокосах, что обусловлено проведением комплекса мероприятий по повышению почвенного плодородия и более прочным закреплением радионуклидов в ППК.

14. Установлено, что за 15-тилетний период с 1991 по 2006 гг. кратность снижения накопления 137Сз в травостое природных целинных участков Среднерусской возвышенности составила 3,4-4,0 раза для злаковых трав и до 4,6 раза для люцерны. В то время как на улучшенных после аварии на ЧАЭС кормовых угодьях, темпы снижения были существенно меньше и составляли 2,7-2,8 и 3,4 раза при поверхностном улучшении и 1,6-1,8 и 2,2 раза при коренном.

Выявлено два периода в изменении эффективности приемов агротехнических обработок почвы по снижению накопления 137Сз в травостое кормовых угодий на черноземных почвах. В 1997 г. поверхностное улучшение кормовых угодий без проведения агрохимических мероприятий было неэффективным относительно природных целинных участков. В 2006 г. различия в накоплении 137С8 в травостое целинных участков и пахотных угодий с возделыванием кормовых культур по экстенсивной технологии без применения удобрений не превысило 1,1-1,3 раза для злаковых трав и 1,2-1,4 раза для бобовых культур, что говорит о практически полном исчерпании потенциала снижения накопления 137Сз в травостое природных лугов за счет агротехнических мероприятий по механической обработке почвы.

15. Проведена агропроизводственная и радиоэкологическая группировка эрозионных агроландшафтов Среднерусской возвышенности, на которых следует проводить дифференцированные реабилитационные агротехнические и агрохимические мероприятия. Разработана и апробирована технология выполаживания крутых радиоактивно загрязненных склонов. Установлено, что коренное улучшение кормовых угодий в склоновых агроландшафтах путем выполаживания является наиболее эффективным мероприятием, позволяющим до 13,5 раз снизить накопление 137Сз в верхней части склона,

до 4-х раз в средней и до 1,5 раз в днище склона. Эффективность агрохимических мероприятий в эрозионных агроландшафтах различается в зависимости от способа внесения минеральных удобрений, элемента рельефа и укоса трав.

16. На основании проведенных исследований оценены факторы, определяющие интенсивность миграции загрязнителей в агроландшафтах, проведено ранжирование агроландшафтов по интенсивности потоков миграции радионуклидов, разработана классификация радиоактивно загрязненных агроландшафтов, предложены методологические основы организации и проектирования ландшафтно-интегрированных систем защитных мероприятий на радиоактивно загрязненных территориях и проведена апробация методов типизации земель в радиоактивно загрязненных агроландшафтах Среднерусской возвышенности.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кузнецов, В.К. Накопление овощными культурами некоторых радиологически значимых радионуклидов в условиях орошения /В.К. Кузнецов //Всесоюз. науч. конф. молодых ученых по сельскохозяйственной радиологии: тез. докладов. - Обнинск, 1983. -С. 9-10.

2. Кузнецов, В.К. Накопление некоторых радионуклидов овощными культурами /В.К. Кузнецов [Г.П. Перепелятников, Н.И. Санжарова, В.Г. Маликов, P.M. Алексахин] // Агрохимия. - 1984.-№ 10.-С. 110-114.

3. Переход радионуклидов в продукцию растениеводства, получаемую в условиях орошаемого земледелия /В.Г. Маликов [Г.П. Перепелятников, P.M. Алексахин, О.И. Буфатин, Н.П. Паращуков, В.К. Кузнецов] //Вторая Всесоюз. науч. конф. по сельскохозяйственной радиологии. - Обнинск. - 1984. - Т. 1. - С. 119.

4. Радиационно-гигиенические аспекты орошаемого земледелия /Шуховцев Б.И. [В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова, P.M. Алексахин] //Вторая Всесоюз. науч. конф. по сельскохозяйственной радиологии. - Обнинск. - 1984. - Т. 1. - С. 27-28.

5. Радиоэкология орошаемого земледелия: коллективная монография /P.M. Алексахин [О.И. Буфатин, В.Г Маликов, Г.П. Перепелятников, Н.П. Паращуков, Н.И. Санжарова, Б.С. Пристер, Б.И. Жуков, J1.B. Перепелятникова, Б.И. Шуховцев, Н.Д. Фомкина, И.Ф. Сахаров, В.К Кузнецов]; под ред. P.M. Алексахина. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 224 с.

6. Санжарова, Н.И.Миграция радионуклидов в почве при орошении /Н.И Санжарова, В.К. Кузнецов //Миграция радиоизотопов и тяжелых металлов в цепи почва-растение и современные средства химизации: матер. Второй Закавказской конференции. - Тбилиси,

1987.-С. 46- 47.

7. Санжарова, Н.И Накопление радионуклидов в почве при многолетнем режиме орошения /Н.И Санжарова, В.К. Кузнецов, P.M. Алексахин //Миграция радиоизотопов и тяжелых металлов в цепи почва-растение и современные средства химизации: матер. Второй Закавказской конференции. - Тбилиси, 1987. - С. 22- 23.

8. Влияние химического состава поливных вод и удобрений на накопление радионуклидов овощными культурами при орошении дождеванием /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, Г.П. Перепелятников, P.M. Алексахин, В.Г. Маликов] // Агрохимия. -

1988,- №6,- С. 104-109.

9. Динамика концентрации радионуклидов в овощных культурах в процессе вегетации и после полива дождеванием /Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, P.M. Алексахин, Г.П. Перепелятников, С.И. Спиридонов] //Агрохимия. - 1988. - № 3. - С. 78.-83.

10. Первоначальное задерживание и накопление радионуклидов растениями при орошении дождеванием /Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, P.M. Алексахин, Г.П. Перепелятников] // Агрохимия. - 1988. - № 4. - С. 98-102.

11. Радиоэкологические аспекты поведения искусственных радионуклидов в орошаемых агрофитоценозах /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, Г.П. Перепелятников, В.Г Маликов] // Матер. 1-ого Всес. радиоб. съезда. - М.:1989, Пущино: 1989. - Т.2. - С. 467- 468.

12. Динамика содержания форм в различных типах почв и накопление l57Cs в травостое в 30-км зоне ЧАЭС /Н.И. Санжарова [С.В. Фесенко, С.И. Спиридонов, В.К. Кузнецов] //Геохимические пути миграции радионуклидов в биосфере: матер, докл. V межд. конф. -Пущино, 1990.-С. 31-33.

13. Миграция 137Cs в агроэкосистемах Белорусского Полесья. /P.M. Алексахин [Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов, B.C. Анисимов, С.П. Аксенова] //Матер. I Межд. конф. Биологические и радиологические аспекты последствий аварии на Чернобыльской атомной станции. - М., 1990. - С. 262.

14. Поступление искусственных радионуклидов в овощные культуры из почвы при поливе дождеванием /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, Г.П. Перепелятников, В.Г. Маликов, P.M. Алексахин] //Агрохимия. - 1990. - № 7. - С. 96-99.

15.Радиационно-гигиеническая оценка овощной продукции и картофеля, возделываемых при орошении водами, содержащими искусственные радионуклиды /Б.И. Шуховцев [В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова,"P.M. Алексахин] //Гигиена и санитария. - 1990. - № 9. -С. 52- 55.

16. Савенок, Н.Г. Видовые и сортовые особенности накопления ,37Cs сельскохозяйственными культурами в условиях Белорусского полесья / Н.Г. Савенок, Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов // Матер. III Всес. конф. по сельскохозяйственной радиологии. - Обнинск, 1990. - Т. 4. - С. 11-12.

17. Эффективность агротехнических и агрохимических мероприятий по снижению загрязнения сельскохозяйственной продукции 137Cs в условиях Белорусского Полесья / В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, Т.Б. Усачева, Т.Н. Абрамова, Н.Г. Савенок] // Матер. III Всесоюз. конф. по с.х.радиологии. - Обнинск, 1990. -Т.1. - С. 114-115.

18. Аксенова, С.П. Изменение содержания обменных форм 137Cs в почвах Белорусского Полесья при проведении агрохимических мероприятий /С.П. Аксенова, Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов //Проблемы ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в агропромышленном производстве - пять лет спустя: Итоги, проблемы и перспективы: матер. Всесоюз. конф. - Обнинск: 1991. - Т. 1. - С. 93-94.

19. Кузнецов, В.К. Накопление 137Cs сельскохозяйственными культурами из различных почв при проведении агрохимических мероприятий /В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова, Н.Г. Савенок //Проблемы ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в агропромышленном производстве - пять лет спустя: Итоги, проблемы и перспективы: матер. Всесоюз. конф.: Обнинск: 1991. - Т. 1. - С. 92.

20. Усачева, Т.Б. Влияние различных приемов улучшения суходольных и пойменных лугов на снижение поступления 137Cs в травостой /Т.Б. Усачева, Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов //Проблемы ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в агропромышленном производстве - пять лет спустя: Итоги, проблемы и перспективы: матер. Всесоюз. конф.: - Обнинск: 1991. - Т. 1. - С. 94-95.

21. Ведение агропромышленного производства и ЛПХ на территории южных районов Калужской области, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на ЧАЭС /А,Н. Ратников [P.M. Алексахин, Т.Л. Жигарева, Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов, А.Н. Сироткин, Б.П. Кругликов, A.B. Васильев, Е.В. Спирин] //Ликвидация последствий

загрязнения радионуклидами территории Калужской области в результате аварии на Чернобыльской АЭС: матер, научн.-практ. конф. - Калуга-Обнинск: 1992. - С. 53-54.

22. Динамика накопления 137Cs в травостое в зависимости от свойств радиоактивных выпадений после аварии на ЧАЭС /Н.И. Санжарова [С.В. Фесенко, P.M. Алексахин, B.C. Анисимов, В.К. Кузнецов, Л.Г. Черняева] //Ядерная энергия и безопасность человека: IV ежегод. научн.-техн. конф Ядер, общества, Нижний Новгород, 28 июня-29 июля 1993 : матер, конф. - Нижний Новгород: 1993. -4.1. - С. 213-214.

23. Некоторые закономерности накопления 137Cs сельскохозяйственными культурами из различных типов почв на территории России, загрязненной в результате аварии на ЧАЭС /В.К. Кузнецов [Ж.А. Котик, В.А. Котик, Н.И. Санжарова] // Радиобиологический съезд, Киев, 20-25 сентября 1993: матер, съезда. - Пущино: 1993. - 4.2. - С. 544-545.

24. Разработка рациональных вариантов по ведению сельскохозяйственного производства в отдельных хозяйствах, находящихся в загрязненных районах Калужской области /Н.И. Санжарова [С.В. Фесенко, Л.Г. Черняева, В.К. Кузнецов] // Радиобиологический съезд, Киев, 20-25 сентября 1993: матер, съезда - Пущино: 1993. - Ч.З. - С. 887-888.

25. Санжарова, Н.И. Сравнительная характеристика агрохимических мероприятий по снижению накопления 137Cs сельскохозяйственными культурами из выщелоченных черноземов и дерново-подзолистых почв /Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов, Ж.А. Котик// Радиобиологический съезд, Киев, 20-25 сентября 1993: матер, съезда. - Пущино: 1993. -Ч.З. - С. 885-886.

26. Changes in the forms of 137Cs and its availability for plants as dependent on properties of fallout after the Chernobyl nuclear power plant accident /N.I. Sanzharova [S.V. Fesenko, R.M. Alexakhin, V.S Anisimov, V.K. Kuznetsov, L.G. Chernyayeva] // The Science of the Total Environmental. - 1994. - Vol.154. - P. 9-22.

27. Effect of the level of farming intensification on 137Cs accumulation in agricultural crop yield /V.K. Kuznetsov, N.I. Sanzharova, V.I. Brovkin, J.A. Kotic //Radiobiological consequences of nuclear accident: 2nd Int. Conf. M, 25-26 October 1994: Abstracts, Moscow, 1994. - Part 1.-P.135.

28. Kotic, J.A. Estimation effects of agricultural measures on accumulation of 137Cs in agricultural crop yields on leached chernozem /J.A Kotic, V.K. Kuznetsov, N.I. Sanzharova // Radiobiological consequences of nuclear accident: 2nd Int. Conf. M, 25-26 October 1994: Abstracts, Moscow, 1994. - Part 1. - P.121.

29. Оценка факторов, определяющих динамику загрязнения 137Cs сельскохозяйственной продукции после аварии на Чернобыльской АЭС /Н.И. Санжарова [С.В. Фесенко, P.M. Алексахин, Т.Н. Абрамова, В.К. Кузнецов] //Радиационная биология. Радиоэкология. -1995. - Т. 35. - Вып. 3. - С. 307-315.

30. Снижение накопления 137Cs в сельскохозяйственных культурах под воздействием мелиорантов /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, С.П. Аксенова, Ж.А. Котик] // Агрохимия. - 1995. - № 4. - С. 74-79.

31. Влияние калийных удобрений на биологическую подвижность 137Cs в выщелоченном черноземе /Ж.А. Котик [Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов, В.И. Бровкин] // Матер. II Обнинского симпозиума по радиоэкологии. - Обнинск, 1996. - С. 336-338.

32. Комплексная оценка влияния степени интенсификации земледелия на накопление радионуклидов, тяжелых металлов и нитратов в сельскохозяйственной продукции /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, Ж.А. Котик, В.И. Бровкин] //Доклады РАСХН. -1996. -№ 4. -С. 30-32.

33. Накопление 137Cs сельскохозяйственными культурами на песчаных и супесчаных почвах Белорусского Полесья под влиянием различных мелиорантов /Н.И Санжарова

[B.K. Кузнецов, С.П. Аксенова, Ж.А. Котик] // Сельскохозяйственная биология. - 1996. -№ 5. - С. 55-60.

34. Эффективность комплекса мероприятий по снижению накопления 137Cs в урожае сельскохозяйственных культур из черноземных и дерново-подзолистых почв /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, Ж.А. Котик, В.И. Бровкин] //Матер. II Обнинского симпозиума по радиоэкологии. - Обнинск, 1996. - С. 239-241.

35. Forms and Accumulation Dynamics of 137Cs in crops after the Accident at the Chernobyl Nuclear Power Plant /N.I. Sanzharova [S.V. Fesenko, K.B. Lisyanskii,V.K. Kuznetsov, T.N. Abramova, V.A. Kotik] //Eurasian Soil Science. - 1997. - Vol. 30. - № 2. - P. 129-134.

36. Котик, Ж.А. Снижение годового поступления 137Cs в рацион населения после проведения защитных мероприятий на выщелоченных и оподзоленных черноземах / Ж.А. Котик, Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов //Радиация и риск. - 1997. - № 9. - С. 66-70.

37. Кузнецов, В.К. Горизонтальная миграция искусственных радионуклидов при различной степени задернованности почв / В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова //Экология. - 1997. - № 2.-С. 150-152.

38. Миграция радионуклидов в системе почва-растение в различных агроклиматических районах Московской области /С.И. Воронов [Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов, Т.Н. Абрамова, К.Ф. Цейтин] //Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность: Третий съезд по радиационным исследованиям: матер, съезда. - Пущино: 1997. - Т.З. -С. 20-21.

39. Санжарова, Н.И. Снижение годового поступления 137Cs в рацион населения после проведения защитных мероприятий / Н.И. Санжарова, Ж.А. Котик, Кузнецов В.К. //Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность: матер. Третьего съезда по радиационным исследованиям. — Пущино: 1997. - Т. 2. - С. 476-477.

40. Формы нахождения в почвах и динамика накопления 137Cs в сельскохозяйственных культурах после аварии на Чернобыльской АЭС /Н.И Санжарова [C.B. Фесенко, К.Б. Лисянский, В.К. Кузнецов, Т.Н. Абрамова, В.А. Котик] // Почвоведение. - 1997. - № 2. -С. 159-164.

41. Alexakhin, R.M The use of rock phosphates for decreasing 90Sr and l37Cs uptake by crops /R.M Alexakhin, V.K. Kuznetsov, N.I. Sanzharova //The Use of Nuclear and Related Techniques for Evaluating the Agronomic Effectiveness of Phosphate Fertilizers, in Particular, Rock Phosphates. - 1997, Vienna. - International Centre. Austria. - Annex 3. - P. 2.

42. Оценка эффективности защитных мероприятий на почвах, загрязненных радионуклидами /Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, В.И. Бровкин, Ж.А. Котик] // Агрохимический вестник. - 1998. - № 4. - С. 22-26.

43. Анисимов, B.C. Использование термодинамических критериев калийного статуса почв для оценки эффективности применения калийных удобрений в качестве мелиоранта на загрязненных радиоцезием почвах / B.C. Анисимов, В.К. Кузнецов, A.A. Остроумов // Инновационное развитие: достижения ученых Калужской области для народного хозяйства: матер, конф. Обнинск, 16 апреля 1999 г. - Обнинск, 1999. - С. 152-153.

44. Кузнецов, В.К. Использование изотопных индикаторов для оценки агрономической эффективности фосфоритов и возможности их применения для снижения накопления 137Cs и 90Sr в урожае сельскохозяйственных культур /Кузнецов В.К., Н.И. Санжарова, О.Б. Абрамова// Инновационное развитие: достижения ученых Калужской области для народного хозяйства: матер, конф. Обнинск, 16 апреля 1999 г. - Обнинск. - С. 59-61.

45. Поступление 137Cs в урожай сельскохозяйственных культур из почв различной степени окультуренности /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, В.И. Бровкин, О.Б. Абрамова] // Агрохимия. - 2000. - № 3. - С. 64-68.

46. Кузнецов, B.K. Адаптивно-оптимизационный подход к проведению защитных агрохимических мероприятий на сельскохозяйственных угодьях, подвергшихся радиоактивному загрязнению /В.К. Кузнецов, Санжарова Н.И./ Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях: тез. докл. Междунар. конф.; Москва, 24-26 апреля 2000. -СПб: Гидрометеоиздат. - 2000. - С. 246.

47. Кузнецов, В.К. Адаптивно-оптимизационный подход к проведению защитных агрохимических мероприятий на сельскохозяйственных угодьях, подвергшихся радиоактивному загрязнению /В.К. Кузнецов, Санжарова Н.И./ Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях: матер, докл. Междунар. конф.; Москва, 24-26 апреля 2000. -СПб: Гидрометеоиздат. - 2000. - Т. 2. -С. 514-519.

48. Принципы и методы реабилитации луговых экосистем, подвергшихся, радиоактивному загрязнению /Н.И. Санжарова [C.B. Фесенко, В.К. Кузнецов, О.Б. Абрамова] //Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях: матер. Междунар. конф. Москва, 2426 апреля 2000. - СПб: Гидрометеоиздат,- 2000.- С. 167.

49. Принципы и методы реабилитации луговых экосистем, подвергшихся радиоактивному загрязнению /Н.И. Санжарова [C.B. Фесенко, В.К. Кузнецов, О.Б. Абрамова] //Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях: труды Междунар. конф. Москва, 2426 апреля 2000. - СПб: Гидрометеоиздат. - 2000. - Т. 2. - С. 461-465.

50. Накопление I37Cs в продукции растениеводства в зависимости от видовых и сортовых особенностей сельскохозяйственных культур /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, К.Г. Калашников, P.M. Алексахин] // Сельскохозяйственная биология. - 2000.- №1. - С. 64-70.

51. The 137Cs intake in agricultural crop from soils differing in the degree of soils development /V.K. Kuznetsov [N.I. Sanzharova, V.l. Brovkin, О.Б. Abramova] //Eurasian Soil Science. -2000. - Vol. 33. - Suppl. 1. - P. 596-599.

52. Санжарова, Н.И. Использование мелиорантов для снижения подвижности радионуклидов в почвах /Н.И. Санжарова, О.Б. Абрамова, В.К. Кузнецов // III съезд Докучаевского общества почвоведов, 11-15 июля 2000: матер, съезда. - Суздаль. - 2000. -Т. 1,-С. 85-87.

53. Кузнецов, В.К. Накопление l37Cs в урожае сельскохозяйственных культур при внесении фосфорных удобрений /В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова //IV съезд по радиац. исследованиям: (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность): матер, докл. Москва, 20-24 ноября 2001. - М., 2001. - Т. 2.- С. 651.

54. Оценка состояния 137Cs в почвах и анализ факторов, влияющих на биологическую доступность радионуклида /P.M. Алексахин [B.C. Анисимов, C.B. Круглов, В.К. Кузнецов, Л.Г. Суслина] //Роль творческого наследия академика ВАСХНИЛ В.М. Клечковского в решении современных проблем сельскохозяйственной радиологии. XXIX Радиоэкологические чтения, посвящ. памяти ученого: матер, науч.-практ. конф. Москва, 5-6 декабря 2000. - М,- 2001. - С. 196-207.

55. Кузнецов, В.К. Влияние агрохимических мероприятий на переход 137Cs в урожай сельскохозяйственных культур из почв северной части лесостепной зоны / В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова, В.И. Бровкин //Наследие Чернобыля: медико-психол., радиоэкол. и соц.-экон. аспекты ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в Калужской области: матер, науч.-практ. конф. Калуга-Обнинск. - 2001. - Вып. 3. - С. 273-275.

56. Оценка агрономической эффективности фосфоритов Полпинского месторождения методом изотопного разбавления /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, P.M. Алексахин, B.C. Анисимов] //Доклады РАСХН. - 2001. - № 6. - С. 24-26.

57. Влияние калия и кислотности почв на состояние 137Cs в почвах и его накопление проростками ячменя в вегетационном опыте /B.C. Анисимов [C.B. Круглое, P.M. Алексахин, Л.Г. Суслина, В.К. Кузнецов] // Почвоведение. - 2002,- № 11.- С. 1323-1332.

58. Влияние фосфорных удобрений на накопление 137Cs сельскохозяйственными культурами /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, P.M. Алексахин, B.C. Анисимов, О.Б. Абрамова] // Агрохимия. - 2001. - № 9. - С. 47-53.

59. Изменение биологической доступности 137Cs под влиянием повышенной кислотности и содержания калия в дерново-подзолистой и торфяной почвах в условиях модельного эксперимента /B.C. Анисимов [C.B. Круглов, P.M. Алексахин, Л.Г. Суслина, В.К. Кузнецов //Наследие Чернобыля: Медико-психол., радиоэкол. и соц.-экон. аспекты ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в Калужской области: матер, науч.-практ. конф. - Калуга-Обнинск. - 2001. - Вып. 3. - С. 282-284.

60. Состояние 137Cs в почвах, и его биологическая доступность / P.M. Алексахин [B.C. Анисимов, C.B. Круглов, В.К. Кузнецов, Л.Г. Суслина] // Плодородие. - 2001. - № 1. - С. 20-22.

61. Кузнецов, В.К. Интенсификация земледелия и накопление радиоактивных и химических веществ в урожае сельскохозяйственных культур /В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова, Н.И. Исамов (мл.) //II Международная научн.-практ. конф. Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы биофилы в окружающей среде: доклады. -Семипалатинск: СГУ им. Шакарима. - 2002. - С. 239-244.

62. Применение защитных мероприятий в сельском хозяйстве при реабилитации территорий, загрязненных в результате радиационной аварии /Н.И. Санжарова [C.B. Фесенко, В.К. Кузнецов, Н.И. Исамов] // Экологическая безопасность, техногенные риски и устойчивое развитие: матер. 13-й ежегодной конф. Ядерного общества России. Москва, 23-27 июня 2002 г. - М., 2002. - С. 359-362.

63. Поведение техногенных загрязнителей в трофической цепи дойных коров в различных почвенно-климатических зонах /H.H. Исамов (мл.) [Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов,

A.B. Шугаев, Е.В. Сидорова] //II Межд. научн.-практ. конф. Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы биофилы в окружающей среде: доклады. - Семипалатинск: СГУ им. Шакарима. - 2002. - С. 343-347.

64. Kuznetsov, V.K. Evaluation of the agronomic effectiveness of rock phosphates from the Polpino deposit in the Russian Federation and their potential to reduce 1 7Cs accumulation in plants / V.K. Kuznetsov, N.I. Sanzharova, R.M. Alexakhin // Assessment of soil phosphorus status and management of phosphatic fertilisers to optimise crop production. - International Atomic Energy Agency. IAEA-TECDOC-1272, ISSN 1011-4289. - Vienna. - 2002. - P. 371377.

65. Кузнецов, В.К. Радиоэкологические и радиационно-гигиенические аспекты использования сбросных термальных вод АЭС в сельскохозяйственном производстве /

B.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова, Н.И. Исамов (мл.) //III съезд по радиационным исследованиям: материалы съезда, Киев, 21-25 мая 2003 г. - Киев. - 2003. -Т. 2. - С. 398.

66. Кузнецов, В.К. Проблемы радиационной безопасности при использовании вод, содержащих радионуклиды, для орошения сельскохозяйственных угодий /В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова, P.M. Алексахин //6-я Международная научная конференция ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ПРИРОДА: материалы конф., Москва-Плес, 5-11 июля 2004 г./ под общей ред. В.В. Зайцева, С.А. Дмитриева, О.Г. Польского. Изд-во ИвГУ. -2004. - С. 145-148.

67. Кузнецов, В.К. Радиационно-гигиенические аспекты использования воды водоемов-охладителей АЭС для орошения сельскохозяйственных угодий /В.К. Кузнецов, Н.И.

Санжарова, P.M. Алексахин //Медицинская радиология и радиационная безопасность. -2004. - Т. 49. - № 6. - С. 27-36.

68.Исамов, H.H. (мл.) Защитные технологические приемы в кормопроизводстве и животноводстве в условиях радиоактивного загрязнения сельхозугодий /H.H. Исамов (мл.), Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов //Достижения науки и техники АПК. - 2004. - № 7. - С. 30-32.

69. Исамов, H.H. (мл.) Основные характеристики защитных зоотехнических и реабилитационных мер в животноводстве /H.H. Исамов (мл.), Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов //Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства: материалы межд. науч.-практ. конф. - Брянск. - 2004. - С. 373-375.

70. К вопросу об оптимальных уровнях обеспеченности калием минеральных почв, подвергшихся радиоактивному загрязнению /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, Н.В. Белова, П.И. Юриков] //Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства: материалы междунар. науч.-практ. конф. - Брянск. -2004.-С.21-24.

71. Методология системы агроэкологического мониторинга в зонах воздействия промышленных и радиационно-опасных объектов: научное издание /Н.И. Санжарова [C.B. Фесенко, Н.И. (мл.) Исамов, В.К. Кузнецов] //Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2004. -23 с.

72. Радиологическое и агрохимическое обоснование оптимальных параметров содержания подвижных форм калия в минеральных почвах, подвергшихся радиоактивному загрязнению /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, B.C. Анисимов, C.B. Круглое, Н.В. Белова] // Агрохимия. - 2004. - № 6. - С. 74-82.

73. Радиологическое и агрохимическое обоснование оптимальных параметров содержания подвижных форм калия в минеральных почвах, подвергшихся радиоактивному загрязнению /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, B.C. Анисимов, C.B. Круглов, Н.В. Белова] //Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Брянск. - 2004. - С. 64-79.

74. Санжарова, Н.И. Влияние защитных мероприятий на изменение биологической подвижности 137Cs в торфяной почве болотного низинного луга / Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов, Г.А. Подворко// Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Брянск. -2004.-С. 28-31.

75. Защитные мероприятия и адаптивные технологии ведения земледелия /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, К.Г. Калашников, В.И. Макаров, Н.И. (мл.) Исамов] // Радиоактивность после ядерных взрывов и аварий: тез. докл. межд. конф. - Санкт-Петербург. - 2005. - С. 32.

76. Роль химии в реабилитации сельскохозяйственных угодий, подвергшихся радиоактивному загрязнению /Н.И. Санжарова [A.A. Сысоева, H.H. Исамов, P.M. Алексахин, В.К. Кузнецов, Т.Д. Жигарева] // Российский химический журнал. - 2005. -Т. XLIX. - С. 26-34.

77. Радиоэкологические проблемы земледелия в Тульской области и пути их решения /В.И. Макаров [К.Г. Калашников, В.И. Крюков, В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова] //Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: материалы III Международной научн.-практ. конф. - Пенза-Нейбранденбург. - 2005. - С. 37-38.

78. Технологические приемы возделывания кормовых культур на радиоактивно загрязненных территориях: научное издание /Т.Л. Жигарева [А.Н. Ратников, В.К. Кузнецов, Г.И. Попова] // Обнинск: ГНУ ВНИИСХРАЭ. - 2005. - 8 с.

79. Isamov, N.N (jn) Effectiveness of culinary and technological processing to reduce radionuclide concentration in animal products /N.N Isamov (jn), N.I. Sanzharova, V.K. Kuznetsov //The 2nd International Conference on Radioactivity in the Environment, 2-6 October 2005 in Nice, France. - Osteras : Norwegian Radiation Protection Authority. - 2005. -P. 213-216.

80. Isamov, N.N (jn) Techniques and technologies of animal production on anthropogenically contaminated territories / N.N. Isamov (jn), N.I. Sanzharova, Kuznetsov V.K. //Current Developments in Remediation of Contaminated : International workshop. 27-29 October, 2005. - Poland, Pulawy : IUNG-PLB. - P. 72-73.

81. Kuznetsov, V.K. Methods to reduce the radionuclide content in foodstuffs in the technological and culinary processing of raw plant materials /V.K. Kuznetsov, N.I. Sanzharova, N.N. Isamov (jn)] //The 2nd International Conference on Radioactivity in the Environment, 2-6 October 2005 in Nice, France. - Osteras : Norwegian Radiation Protection Authority. - 2005. - P. 217221.

82. Методические указания по обнаружению и обследованию мест локального радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий: научное издание /Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, Н.Н. (мл.) Исамов, Е.В. Спирин, Т.Л. Жигарева]. - Обнинск: ВНИИСХРАЭ. - 2006. - 27 с.

83. The classification of Russian soil systems on the basis of transfer factors of radionuclides from soil to reference plants / N.I. Sanzharova [S.I. Spiridonov, V.K. Kuznetzov, N.N. Isamov, S.V. Fesenko, N.V. Belova // The classification of soil systems on the basis of transfer factors of radionuclides from soil to reference plants. Proceedings of a final research coordination meeting organized by the Joint FAJ/IAEA Programme of Nuclear Technigues in Food and Agriculture and held in Chania, Crete, 22-26 September 2003. - IAEA-TECDOC-1497. IAEA. - Vienna. - 2006. - P. 113-137.

84. Методика обследования сельскохозяйственных угодий при радиоактивном загрязнении /Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, Н.В. Белова, В.М. Соломатин, П.В. Прудников, А.А. Новиков] // Обнинск: ГНУ ВНИИСХРАЭ. - 2007. - 28 с.

85. Факторы, влияющие на накопление 137Cs в растениях при внесении фосфорных удобрений /В.К. Кузнецов [Н.И. Санжарова, P.M. Алексахин, Н.В. Плесцова] // Агрохимия. - 2007. - № 4. - С. 62-67.

86. Эффективность применения различных видов органических удобрений на сельскохозяйственных угодьях, подвергшихся радиоактивному загрязнению /Н.В. Белова [В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова, Драганская М.Г.] // Плодородие. - 2007. - № 1. -С. 37-39.

87. Санжарова, Н.И. Радиологическая оценка применения органических удобрений на почвах легкого механического состава /Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов, Н.В. Белова // Научные труды Калужского филиала МСХА. - Калуга: Эйдос. - 2008. - Вып. 8. - С. 1518.

88. Soil-to-plant and soil-to-grain transfer of 137Cs in field-grown maize hybrids during two contrasting seasons: assessing the phenotypic variability and its genetic component / Katharina Schneider [V.K. Kuznetzov, N.I. Sanzharova, U. Kanter, К. M. Telikh, M.S. Khlopuk] //Radiation and Environmental Biophysics. - 2008. - V. 47. - N 2. - P. 241-252.

89. Горизонтальная и вертикальная миграция 37Cs в склоновых ландшафтах / В.К. Кузнецов [К.Г. Калашников, В.П. Грунская, Н.И. Санжарова] //Радиобиология. Радиоэкология. - 2009. - № 3. - С. 282-290.

90. Кузнецов, В.К. Миграция 137Cs в луговых ценозах почвозащитных агроландшафтов /В.К. Кузнецов, К.Г. Калашников, В.П. Грунская // Эрозия почв: проблемы и пути

повышения эффективности растениеводства: материалы Всеросс. научн. конф. -Ульяновск. - 2009. - С. 124 - 127.

91. Научные основы реабилитации сельскохозяйственных территорий, загрязненных радиоактивными веществами в результате крупных радиационных аварий: научное руководство / Н.И. Санжарова [С. В. Фесенко, A.B. Панов, Шубина O.A., H.H. Исамов, В.К. Кузнецов, В.М. Соломатин, И.Е. Титов, Н.П., Масютенко, А.И. Санжаров, П.В. Прудников, A.A. Новиков]; под ред. Н.И. Санжаровой. - Обнинск: ГНУ ВНИИСХРАЭ. -2009,- 150 с.

92. Особенности распределения 137Cs в агроландшафтах склонов северной части Лесостепной зоны / В.К. Кузнецов [В.П. Грунская, К.Г. Калашников, Н.И. Санжарова] //Агрохимия. - 2009. - № 2. - С. 75-86.

93. Рекомендации по ведению кормопроизводства на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодьях северной части Лесостепной зоны: научное издание / Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, H.H. (мл.) Исамов, В.И. Макаров, К.Г. Калашников, М.С. Хлопюк]. - Обнинск: ГНУ ВНИИСХРАЭ. - 2009. - 109 с.

94. Кузнецов, В.К. Особенности миграции 137Cs в различных видах агроландшафтов в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС /В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова /Двадцать пять лет Чернобыльской катастрофы. Безопасность будущего. 2022 апреля 2011 г.: сб. тезисов докладов Межд. конф.- Киев. - 2011. - С. 380-382.

95. Кузнецов, В.К. Особенности миграции 137Cs в различных видах агроландшафтов в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС /В.К. Кузнецов, Н.И. Санжарова / Двадцать пять лет Чернобыльской катастрофы. Безопасность будущего. 2022 апреля 2011 г.: сб. докладов Междунар. конф. - Киев. - 2011. - Ч. 2. - С. 233-237.

96. Опыт реабилитации сельскохозяйственных территорий, загрязненных в результате аварии на Чернобыльской АЭС /Н.И. Санжарова [A.B. Панов, П.В. Прудников, O.A. Шубина, H.H. Исамов (мл.), В.К. Кузнецов, В.М. Соломатин, И.Е. Титов] // Чернобыль: 25 лет спустя; под ред. С.К. Шойгу. - М. - 2011. - Гл. III. - С. 113-158.

97. Кузнецов, В.К. Накопление 137Cs в урожае зерновых культур в условиях длительного применения минеральных удобрений /В.К. Кузнецов, В.И. Бровкин/ Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде: материалы VII Международной научно-практической конференции. Семипалатинский государственный педагогический институт, 4-8 октября 2012 г. - Семей: 2012 г. - Т. II. - С. 611 -616.

98. Кузнецов, В.К. Накопление 137Cs в урожае зерновых культур в условиях длительного применения минеральных удобрений /В.К.Кузнецов, В.И. Бровкин //Проблемы биогеохимии и геохимической экологии. - 2012. - № 2 (19). - С. 97-102.

99. Методологические аспекты мониторинга техногенного загрязнения агроэкосистем в зонах воздействия предприятий промышленности, энергетики и транспорта /Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, H.H.(мл.) Исамов, Т.В. Прохорова, Е.В. Сидорова, И.В. Гешель] //Глобальные экологические процессы: мат. Межд. научн. конф. - Москва, октябрь 2012. - М. - 2012. - С. 388-395.

100. Андреева, Н.В. Сравнительная оценка влияния различных средств химизации на снижение 137Cs в урожае сельскохозяйственных культур /Н.В. Андреева, Н.И. Санжарова, В.К. Кузнецов //Сельское хозяйство, проблемы, перспективы: Сб. матер. Всерос. научн. практ. конф. Рос. гос. аграр. заочн. ун-та. - М,- 2012. - С. 17-20.

101. Апробация технологий реабилитации сельскохозяйственных угодий с высокими уровнями радиоактивного загрязнения, временно выведенных из землепользования после аварии на ЧАЭС /И.Е. Титов [O.A. Шубина, Н.И. Санжарова, Т.Л. Жигарева, В.К. Кузнецов] //Радиация и риск.-2012. - Т. 21. -№ 2. - С. 33-38.

102. Техногенное воздействие на агроэкосистемы / Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, B.C. Анисимов, А.И. Санжаров] //Глобальные экологические процессы: материалы Межд. науч. конф. Москва, октябрь 2012. - М. - 2012. - С. 381-388.

103. Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии. В 3 т. Т. 1. Теоретические и методические основы предотвращения загрязнения почв: коллективная монография / Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, А.Н. Ратников, B.C. Анисимов, O.A. Шубина]; под ред. А.Л. Иванова. - М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2013. - Гл. 12. - С. 517-533.

104. Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земеледелии. В 3 т. Т. 2. Методология и методы организации и ведения агроэкологического мониторинга сельскохозяйственных угодий при техногенном загрязнении: коллективная монография /Н.И. Санжарова [В.К. Кузнецов, Т.В. Прохорова, O.A. Шубина, И.Е. Титов, Н.П. Масютенко, А.И. Санжаров]; под ред. А.Л. Иванова. - М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 20013. - Гл. 10. - С. 414-436.

105. Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии. В 3 т. Т. 2. Применение новых удобрений на основе природных сорбентов и микроэлементов на техногенно загрязненных сельскохозяйственных угодьях: коллективная монография /А.Н. Ратников [Т.Л. Жигарева, H.H. Лой, Д.Г., Свириденко, Г.И., Попова, B.C. Анисимов, В.К. Кузнецов]; под ред. А.Л. Иванова. - М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 20013. -Гл. 7.-С. 154-161.

106. Агроэкологический мониторинг технологии и информационно-методическое обеспечение сельскохозяйственного производства на техногенно загрязненных территориях: коллективная монография /P.M. Алексахин [и др.]. - Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2013. - 170 с.

Заказ № 1797. Тираж 100 экз. Объём 2 п.л. Формат 60x84 '/16. Печать офсетная.

Отпечатано в МП «Обнинская типография» 249035 Калужская обл., г. Обнинск, ул. Комарова, 6

Информация о работе

Кузнецов, Владимир Константинович
доктора биологических наук
Обнинск, 2014
ВАК 03.01.01

Автореферат

Научные основы и системы мероприятий по реабилитации радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных территорий в адаптивно-ландшафтном земледелии - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы