Экологические аспекты использования агроландшафтов, загрязненных радионуклидами

                                        том 22 № 3 (72), 2026, ст. 13

После катастрофы на Чернобыльской АЭС около 1,8 млн га сельскохозяйственных земель Республики Беларусь подверглось радиоактивному загрязнению. За длительный послеаварийный период радиоэкологическая ситуация существенно изменилась. В результате естественного распада радионуклидов произошло существенное снижение загрязненных агроладшафтов. В настоящее время количество сельскохозяйственных земель, загрязненных биологически значимым радионуклидом цезием-137 составляет 721 тыс. га, стронцием-90 – 270 тыс. га, что соответственно в 2,6 и 2 раза ниже первоначального уровня. Уточнение площади загрязненных радионуклидами сельскохозяйственных земель осуществляется в результате туров агрохимического и радиологического обследования почвы, которые проводятся раз в 4 года.

Наблюдаются и значительные изменения в соотношении удельного веса почв по плотностям радиоактивного загрязнения. В настоящее в группу с наименьшей плотностью загрязнения 137Cs (1–5 Ки/км2) приходится 82,4 % агроландшафтов, а 90Sr (0,15–0,30 Ки/км2) – 62 % земель.

Развитие пострадавших регионов связано с устойчивым сельскохозяйственным производством и получением продукции с допустимым содержанием радионуклидов. Интенсивное развитие молочно-мясного скотоводства неразрывно связано с решением проблем в кормопроизводстве. В последние годы наблюдаются сильные колебания урожайности кормовых культур по годам. Это связано, прежде всего, со значительным отклонением температурного и водного режимов от среднемноголетних значений [3, 4]. Фиксируется участившееся количество летних засух, при которых традиционные кормовые культуры по своим биологическим свойствам не способны давать большие урожаи [5]. Возникла необходимость диверсификации кормовых агроценозов за счёт увеличения посевов высокоурожайных, засухоустойчивых кормовых растений, адаптированных к складывающимся экологическим условиям. Особый интерес представляют сорговые культуры – сорго сахарное, сорго-суданковый гибрид, суданская трава и сорго зерновое, которые рассматриваются, в первую очередь, в качестве страховых в годы недостаточного увлажнения. Зеленая масса может использоваться как непосредственно в кормлении крупного рогатого скота в летне-пастбищный, так и для заготовки кормов на зимне-стойловый период. С целью обеспечения производства экологически безопасных кормов с допустимыми уровнями содержания 137Cs и 90Sr, при внедрении новых культур необходимо установить параметры перехода радионуклидов в получаемую продукцию, что позволит установить земли, пригодные для их возделывания.

Установление коэффициентов перехода 137Cs и 90Sr в зеленую массу сорговых культур проводилось путем постановки полевых опытов в 2021-2025 гг. на дерново-подзолистой супесчаной почве, характеризующейся значительным варьированием агроэкологических показателей. Основные агрохимические показатели почв опытных участков: рНKCl – 5,37,2 ед., гумус – 1,5-3 %, содержание К2О изменялось в диапазоне 50-540 мг/кг почвы, Р2О5 – Устойчивое инновационное развитие:  проектирование и управление [Электронный ресурс] / гл. ред. А.Е. Петров. – Дубна : 2008-2026. – ISSN 2075-1427. – Режим доступа:

170-600 мг/кг почвы. Плотность загрязнения пахотного горизонта почв 137Сs находилась на среднем уровне 227 кБк/м2 (около 6 Ки/км2), 90Sr – 22,5 кБк/м2 (0,6 Ки/км2).

В качестве объектов исследований выступали сорго сахарное, сорго-суданковый гибрид (ССГ), суданская трава, сорго зерновое. Посев проводился в начале третьей декады мая. Способ посева – широкорядный с шириной междурядий 45 см.

Отбор сопряженных почвенных и растительных пробы осуществлялся в период наступления фазы начало выметывания метелки (НВМ) и молочно-восковой спелости семян (МВС), что предусматривает использование растительной массы в зеленом и сырьевом конвейере.

Аналитические работы выполнялись в лаборатории, аккредитованной на соответствие ГОСТ ISO/IEC 17025-2019, в область аккредитации которой входит определение содержания радионуклидов в объектах окружающей среды. Содержание 137Cs в исследуемых почвенных и растительных образцах определялось на γ-спектрометрическом комплексе фирмы Canberra. Методика радиохимического определения удельной активности 90Sr в почвенных и растительных образцах проведена без разделения в системе стронций-кальций с радиометрическим окончанием на аттестованном низкофоновом α-β счетчике Canberra-5S.

В условиях проведения экспериментов при возделывании на дерново-подзолистой супесчаной почве за счет естественного плодородия в фазу НВМ посевы ССГ обеспечили урожайность на уровне 425 ц/га, сорго сахарное – 394 ц/га, суданская трава – 328 ц/га, сорго зерновое – 310 ц/га. Содержание сухого вещества в данную фазу находится на уровне 1720 %. Таким образом, посевы сорговых культур обеспечивают получение 56-77 ц/га сбор сухого вещества. В фазу МВС сбор зеленой массы увеличился в 1,5-1,7 раза, изменяясь от 481 ц/га у сорго зернового до 666 ц/га у ССГ. Количество сухого вещества в растениях в данную фазу составляет 31-36 %, а его общий сбор – 164-220 ц/га.

Отметим, что средний сбор зеленой массы кукурузы, основной кормовой культуры в регионе, на корм варьирует на уровне 212-244 ц/га, при содержании сухого вещества 3035 %. Это указывает на значительный потенциал продуктивности сорговых культур в почвенно-климатических условиях территорий, пострадавших в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС.

Одним из показателей экологической безопасности кормов, является содержание радионуклидов, нормируемое республиканскими и межгосударственными нормативно- правовыми документами.

Накопление радионуклидов в растениях зависит от плотности загрязнения почвы. Отмечается большая пестрота радиоактивных выпадений, что обуславливает существенные отличия в плотности загрязнения почвы даже на небольшом участке. В связи с этим, оценка интенсивности поступления и накопления радиозотопов в растениях выполняется в аграрной практике по коэффициентам перехода (Кп), рассчитываемых по формуле:

Кп = УА : П,                                                               (1)

где: Кп – коэффициент перехода радионуклида из почвы в растениеводческую продукцию (Бк/кг:кБк/м2);

УА – удельная активность радионуклида в продукции при стандартной влажности, Бк/кг;

П – плотность загрязнения почвы радионуклидом, кБк/м2.

В фазу НВМ Кп 137Cs в зеленую массу суданской травы находились на уровне 0,017 Бк/кг/кБк/м2, что на 23-43 % ниже, чем у остальных сорговых культур (рисунок 1).

Рис. 1. Коэффициенты перехода 137Cs в зеленую массу сорговых культур в разные фазы укосной спелости

В фазу МВС различия между культурами не наблюдались, при этом отмечена тенденция наименьшего значения коэффициента перехода у суданской травы и набольшего – у сорго зернового.

При анализе Кп 137Cs в зеленую массу в разные фазы укосной спелости культуры вели себя не одинаково. Так, при уборке в более позднюю фазу развития Кп 137Cs у сорго сахарного снижаются в 1,4 раза. У суданской травы и сорго зернового наблюдается увеличение данного параметра в 1,5 и 1,4 раза соответственно.

Наименьшими коэффициентами перехода 90Sr в зеленую массу в фазу НВМ характеризуется сорго зерновое – 1,17 Бк/кг:кБк/м2. Искомый параметр на 18-26 % ниже, чем у остальных культур (рисунок 2).

Рис. 2. Коэффициенты перехода 90Sr в зеленую массу сорговых культур в разные фазы укосной спелости

В более позднюю фазу развития растений Кп 90Sr в зеленую массу снижаются, за исключением сорго зернового, так как у данной культуры наблюдалось увеличение Кп 90Sr в зеленую массу в фазу МВС до уровня 1,39 Бк/кг:кБк/м2, что соответствует уровню других сорговых культур.

На параметры перехода 137Cs существенное влияние оказывает содержание в пахотном горизонте почв сельскохозяйственных земель подвижных форм калия. На основании проведенного анализа установлены уравнения регресии, характеризующие данную завивисомть у разновидностей сорго при уборке зеленой массы в разные фазы укосной спелости (таблица 1).

Таблица 1. Влияние содержания подвижного калия в почве на Кп 137Cs в зеленую массу сорговых культур

Фаза отбора	Сорго сахарное	ССГ	Суданская трава	Сорго зерновое
НВМ	у=0,047е-0,0005х R2=0,61	у=0,072е-0,007х R2=0,3	у=0,029е-0,004х R2=0,24	у=0,056е-0,007х R2=0,68
МВС	у=0,034е-0,0004х R2=0,59	у=0,051е-0,004х R2=0,42	у=0,033е-0,004х R2=0,15	у=0,028е-0,003х R2=0,29

При изменении обеспеченности почвы подвижными формами калия с низкого до повышенного Кп ¹³⁷Cs в зеленую массу НВМ сорго сахарного и суданской травы снижается в 2 раза, гибрида и сорго зернового – в 3 раза. В фазу МВС снижение Кп ¹³⁷Cs за счет увеличения содержания в почве К 2 О в среднем составляет 1,6 раза.

Установлено влияние степени обменной кислотности почвы на коэффициенты перехода 90Sr в зеленую массу сорговых культур (таблица 2).

Таблица 2. Показатели, характеризующие влияние степени кислотности почвы на Кп 90Sr в зеленую массу сорговых культур

Агрохимические показатели	Сорго сахарное	ССГ	Суданская трава	Сорго зерновое
НВМ	у=21,81е-0,459х R2=0,18	у=1229,5е-1,084х R2=0,35	у=26,645е-0,461х R2=0,2	у=665,96е-1,048х R2=0,47
МВС	у=1,852е-0,002х R2=0,35	у=2,956е-0,004х R2=0,37	у=2,112е-0,002х R2=0,17	у=1,884е-0,004х R2=0,41

Оптимизация обменной кислотности дерново-подзолистой почвы со среднекислой до нейтральной снижает Кп 90Sr в зеленую массу НВМ сорго сахарного и суданской травы в 2,5 раза, сорго-суданкового гибрида и сорго зернового до 8 раз. В фазу МВС снижение составляет у сорго сахарного и суданской травы на уровне 2,8 и 2,2 раза соответственно, гибрида и сорго зернового до 4 раз.

На основании рассчитанных параметров перехода радионуклидов и агрохимических показателей почвы рассчитаны предельные допустимые плотности загрязнения почвы для производства экологически безопасных по содержанию радионуклидов кормов по формуле:

ПДП = ДУ / Кп, (2) где ПДП – допустимая плотность загрязнения почвы радионуклидом (кБк/м2);

ДУ – допустимый уровень содержания радионуклида в продукции.

В Республике Беларусь для получения молока цельного, молока-сырья на переработку допускается содержание 137Cs в зеленой массе до 165 и 600 Бк/кг , 90Sr – до 37 и 185 Бк/кг соответственно (согласно [6]).

В условиях существующего облучения на всей территории радиоактивного загрязнения, где разрешено ведение сельскохозяйственного производства, по плотности загрязнения 137Cs (до 1480 Бк/кг:кБк/м2 (до 40 Ки/км2)) возможно получение зеленой массы сорговых культур, соответствующих республиканским нормативным значениям.

Загрязнение почвы 90Sr ограничивает производство сорговых культур на радиоактивного загрязненных землях агроландшафтов. Для производства зеленых кормов на основе сорговых культур для получения цельного молока пригодны дерново-подзолистые супесчаные почвы с кислой реакцией почвенного раствора с плотностью загрязнения стронцием-90 до 7,4 кБк/м2 (0,2 Ки/км2), при слабокислой степени кислотности – до 13 кБк/м2 (0,35 Ки/км2), при близкой к нейтральной – до 22,6 кБк/м2 (0,61 Ки/км2), при нейтральной реакции – 29,2 кБк/м2 (0,79 Ки/км2).

Для получения молока-сырья – соответственно до 22,2 кБк/м2 (0,6 Ки/км2), 44,4 кБк/м2 (1,2 Ки/км2) и 65,1 кБк/м2 1,76 Ки/км2, а при нейтральной реакции – нет ограничения.

Учитывая, что более 74 % сельскохозяйственных земель в наиболее загрязненном чернобыльскими радиоактивными выпадениями регионе имеют средневзвешенное значение обменной кислотности на уровне 5,93 ед., преобладающее количество агроланшафтов пригодно для выращивания перспективных высокопродуктивных сорговых культур.

Таким образом, научно обоснованное использование агроландшафтов, загрязненных радионуклидами, позволяет получать экологически безопасные корма на основе сорговых культур, обеспечивая устойчивое развитие отрасли кормопроизводства.