Обоснование реабилитации радиоактивно загрязнённых сельскохозяйственных угодий

мальных затратах. Целью работы являлось экологическое и экономическое обоснование оптимальных реабилитационных технологий ведения сельскохозяйственного производства на радиоактивно загрязнённых территориях южных районов Калужской области.

Решение задач исследования основывается на разработанном методологическом подходе, а также системе поддержки принятия решений (СППР) по оценке радиоэкологической и экономической эффективности реабилитационных технологий ведения сельскохозяйственного производства на территориях, загрязнённых радионуклидами [6].

Характеристика реабилитационных технологий ведения растениеводства и кормопроизводства

К настоящему времени накоплен большой опыт ведения земледелия в зонах воздействия радиационных аварий [7]. В комплексе реабилитационных технологий немаловажную роль играют агрохимические приёмы, которые включают: использование различных видов минеральных (азотные, фосфорные, калийные) и органических (навоз, сидерат) удобрений, известкование кислых почв, применение сорбентов, комплексных удобрений и др. Изменение соотношения элементов питания растений, при внесении удобрений, позволяет снизить переход радионуклидов в продукцию растениеводства и кормопроизводства, а также повысить урожайность культур. Однако при большом увеличении продуктивности повышается вынос радионуклидов зелёной массой растений. Поэтому для выбора эффективных реабилитационных технологий важным фактором является достижение оптимального соотношения между их радиологической эффективностью (кратностью снижения содержания радионуклидов в растениях) и экономической выгодой (увеличение урожайности культур).

Для оценки радиоэкологической и экономической эффективности реабилитационных технологий в данной работе отобрано несколько альтернативных агрохимических мероприятий, направленных на производство экологически безопасной продукции растениеводства и кормов сельскохозяйственных животных. На первом этапе для выделенных технологий определялись два ключевых показателя: кратность снижения содержания радионуклидов в продукции и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур. На втором – проводился сравнительный анализ экономической эффективности технологий на основе оценки следующих параметров: затраты на производство продукции и применение агромелиорантов, прирост прибыли от реализации продукции, соответствующей нормативу, рентабельность дополнительных затрат. Выбор технологий для основных сельскохозяйственных культур, производимых в исследуемом регионе Калужской области, основывался на результатах анализа собранной информации из литературных источников, опубликованных в период 1986-2013 гг. и обобщённой в созданной базе данных [8]. Для озимой ржи отобрано для анализа эффективности 18 технологий, для ячменя – 14, овса – 15, картофеля – 15, овощей – 1, трав – 13, кукурузы на силос – 8 и сена – 22.

Весь комплекс анализируемых агрохимических технологий включает: известкование почв в дозе 3 т/га (кроме овощей); внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений в различных дозах и соотношениях; применение органических удобрений (навоза) в дозах от 40 до 120 т/га; сочетанное применение минеральных удобрений совместно с известкованием и внесением органики; применение новых комплексных удобрений при производстве сена (борофоска, супродит).

За счёт рассматриваемых агрохимических технологий, возможно снижение в широких пределах содержания 137Cs: в озимой ржи от 1,2 до 2,5 раза, в ячмене 1,2-2,6 раза, в овсе от 1,2 до 3,4 раза, в картофеле 1,1-3,0 раза, в овощах в 1,5 раза, в травах 1,1-3,5 раза, в кукурузе 1,5-2,0 раза, в сене трав от 1,1 до 8,2 раза.

При использовании агромелиорантов также увеличивается урожайность сельскохозяйственных культур: озимой ржи от 1,1 до 3,1 раза, ячменя 1,2-3,3 раза, овса от 1,4 до 2,6 раза, картофеля 1,1-3,2 раза, овощей в 1,5 раза, трав (однолетних и многолетних) 1,1-1,8 раза, кукурузы 1,1-1,4 раза, сена трав от 1,2 до 4,5 раза.

Необходимо отметить, что при применении агромелиорантов важным является сбалансированное внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений в соотношении NPK=1:1:1,5 (при стандартных технологиях ведения сельскохозяйственного производства) и NPK=1:1,5:2,0 (при использовании реабилитационных мероприятий с целью снижения содержания радионуклидов в продукции) (1 – зональные (базовые) дозы).

Анализ характеристик отобранных агрохимических технологий показал, что с увеличением доз внесения минеральных удобрений до определённого уровня, в частности калийных, увеличивается и их радиоэкологическая эффективность, а с увеличением доз азотных повышается урожайность сельскохозяйственных культур. Однако с увеличением доз удобрений увеличиваются и затраты на их применение. Всё это приводит к необходимости проведения сравнительного экологического и экономического анализа эффективности применения агромелиорантов в конкретных условиях исследуемого региона Калужской области и на этой основе обоснования наиболее оптимальных вариантов реабилитации радиоактивно загрязнённых сельскохозяйственных угодий для производства экологически чистых продуктов питания.

Все предложенные для анализа технологии ведения растениеводства и кормопроизводства интегрированы в систему поддержки принятия решений «Оценка эколого-экономической эффективности реабилитационных технологий ведения сельскохозяйственного производства на территориях, загрязнённых радионуклидами» (ОЭРТ-Р) [6]. Для каждой из технологий применения минеральных удобрений, в зависимости от дозы, определены объёмы внесения (табл. 1): азота в виде аммиачной селитры (35%), фосфора в виде двойного суперфосфата (40%), калия в виде калийной соли (40%), кальция в виде известковой муки, а также рассчитаны затраты на использование каждого из видов агромелиорантов при внедрении технологии. Выполненные в модуле расчёты дали возможность провести сравнительный анализ эффективности выбранных технологий.

Таблица 1

Объёмы применения агромелиорантов при ведении растениеводства и кормопроизводства, т/га

Доза, кг/га	Вид удобрений
	N – азотные (аммиачная селитра 35%)	P – фосфорные (двойной суперфосфат 40%)	К – калийные (калийная соль 40%)
40	0,114	0,100	0,100
60	0,171	0,150	0,150
90	0,257	0,225	0,225
120	0,343	0,300	0,300
140	0,400	0,350	0,350
150	0,429	0,375	0,375
180	0,514	0,450	0,450
210	0,600	0,525	0,525
240	0,686	0,600	0,600
270	0,771	0,675	0,675
300	0,857	0,750	0,750
360	1,029	0,900	0,900

Оценка необходимости внедрения реабилитационных технологий в хозяйствах южных районов Калужской области

Исходными данными для оценки потребности внедрения реабилитационных технологий в хозяйствах Калужской области стали результаты последнего радиологического обследования сельскохозяйственных угодий, проведённого ФГБУ «Калугаагрохимрадиология» и представленного в работе [3].

Наиболее загрязнёнными 137Cs в Калужской области являются три южных района: Жизд-ринский, Ульяновский, Хвастовичский (табл. 2). В настоящее время в Жиздринском районе максимальные плотности загрязнения 137Cs отмечаются в хозяйстве «Авангард» (пашни в среднем по хозяйству – 140 кБк/м2, сенокосов и пастбищ – 150 кБк/м2 по 137Cs). В Ульяновском районе наиболее радиоактивно загрязнёнными являются три хозяйства: «Мир», «Красный маяк» и «Коммунар». Плотности загрязнения 137Cs их сельскохозяйственных угодий варьируют в пределах 135-180 кБк/м2. В Хвастовичском районе критичными хозяйствами по уровням загрязнения 137Cs являются: «Коммунар», «Долина» и «Альшань». Плотности загрязнения 137Cs их пашни составляют 110-145 кБк/м2, а сенокосов и пастбищ – 120-175 кБк/м2.

Таблица 2

Диапазон плотностей загрязнения 137Cs почв сельскохозяйственных угодий южных районов Калужской области в 2012 г., кБк/м2

Вид угодий	Жиздринский	Ульяновский	Хвастовичский
Пашня	10-140	25-160	10-145
Сенокосы и пастбища	20-150	20-180	10-175
Всего	15-145	22-170	10-160

Помимо уровней загрязнения 137Cs пашни и сенокосов, на накопление данного радионуклида в сельскохозяйственной продукции большое влияние оказывают почвенные характеристики сельскохозяйственных угодий [9]. В рассматриваемых районах Калужской области почвенный покров сельскохозяйственных угодий представлен, в основном, дерново-подзолистыми почвами (42-67%), из них песчаными и супесчаными – 5-39%, легко-, среднесуглинистыми – 2840%. Также есть небольшой процент торфяно-болотных почв, характеризующихся максимальным переходом 137Cs в сельскохозяйственную продукцию [10].

Для определения потребности внедрения реабилитационных технологий был использован консервативный подход, т.е. оценивалось потенциальное загрязнение 137Cs сельскохозяйственной продукции, которая может производиться в выделенных критичных хозяйствах с максимальными уровнями загрязнения данным радионуклидом (табл. 2). При этом прогнозные оценки загрязнения сельскохозяйственной продукции 137Cs выполнены для зерновых, картофеля, овощей, трав и кукурузы на силос по двум группам почв: песчаным, супесчаным и легко- и среднесуглинистым, а для сена, молока и говядины по трём группам почв (дополнительно торфяно-болотные почвы). В расчётах использованы коэффициенты перехода (КП) 137Cs для выделенных видов продукции и групп почв из работ [9, 11]. В табл. 3 представлены полученные результаты. На основе модельных расчётов были определены виды продукции с превышением радиологических нормативов и те, для которых существует высокий риск их превышения (содержание 137Cs в продукции на уровне 70% от норматива и выше [12]). Как видно из данных табл. 3, в выделенных наиболее критичных хозяйствах всех трёх районов существует риск превышения норматива ВП 13.5.13/06-01 по содержанию 137Cs в траве, производимой на пашне, почвенный покров которой представлен песчаными, супесчаными и легко- и среднесуглинистыми почвами. Также существует риск превышения радиологических нормативов в сене, молоке и говядине, которые производятся на торфяно-болотных почвах. Несмотря на то, что содержание этого типа почв в Калужской области невелико (около 2 тыс. га [4]), высокие КП 137Cs в продукцию животноводства и кормопроизводства определяют необходимость выбора оптимальных реабилитационных технологий ведения и этих типов сельскохозяйственного производства. При оценке эффективности технологий ведения растениеводства, прежде всего, необходимо осно- вываться на радиоэкологических и экономических критериях.

Таблица 3

Потенциальная удельная активность 137Cs в сельскохозяйственной продукции хозяйств южных районов Калужской области с максимальными плотностями загрязнения, Бк/кг(л)***

Вид	Жиздринский			Ульяновский			Хвастовичский
продукции	I*	II*	III*	I	II	III	I	II	III
Зерновые	28	11	-	32	13	-	29	12	-
Картофель	14	7	-	16	8	-	15	7	-
Овощи	21	14	-	24	16	-	22	15	-
Трава	140**	84	-	160	96	-	145	87	-
Кукуруза	18	14	-	21	16	-	19	15	-
Сено	225	150	675	270	180	810	260	175	790
Молоко	30	10	90	36	12	108	35	12	105
Говядина	90	38	300	108	45	360	105	44	350

Примечание. * I – песчаные, супесчаные, II – легко- и среднесуглинистые, III – торфяно-болотные почвы;

** – тёмный цвет, превышение или высокий риск превышения нормативов;

*** Расчёт уровня загрязнения продукции производится по формуле:

Апр=КП⋅Пп, где Апр – удельная активность продукции, Бк/кг; КП – коэффициент перехода в продукцию 137Cs (Бк/кг растений)/(кБк/м2 почвы); Пп – плотность загрязнения почв, кБк/м2. Риск превышения нормативов рассматривается исходя из предельно допустимого содержания 137Cs в продукции, Бк/кг (СанПиН 2.3.2.1078-01 (с доп. и изм. №18 - СанПиН 2.3.2.2650-10)).

Оценка эффективности внедрения реабилитационных технологий в растениеводстве в южных районах Калужской области

Анализ экологической и экономической эффективности внедрения реабилитационных технологий в растениеводстве проведён с помощью СППР ОЭРТ-Р, разработанной для практического использования в сельхозпредприятиях [6].

Тестирование работы СППР ОЭРТ-Р выполнено на примере оценки эффективности известкования в повышенной дозе (3 т/га) одного из наиболее загрязнённых 137Cs (260 кБк/м2) участков пашни хозяйства «Авангард» Жиздринского района Калужской области. Площадь участка 19 га, почва песчаная, характеризующаяся повышенным переходом радионуклидов в растения, поэтому при оценке уровней загрязнения 137Cs продукции использовался консервативный подход (максимальные коэффициенты перехода). Были рассмотрены варианты производства на этом участке основных растениеводческих культур: озимая рожь, ячмень, овёс, картофель, овощи. Радиологические показатели для продукции до и после проведения известкования, а также экономические характеристики, рассчитанные в СППР, представлены в табл. 4.

Расчёт исходной удельной активности 137Cs в продукции производился по формуле, указанной в примечании к табл. 3. Внесение извести (3 т/га) позволило снизить эту величину в 1,4 раза и увеличить урожайность от 1,3 до 2,3 раз для различных культур. Величина рисков пре- вышения норматива определялась исходя из содержания 137Cs в продукции (Бк/кг) и индивидуальных коэффициентов для каждого вида продукции [12]. Затраты на внедрение технологий являются комплексной величиной, включающей показатели, отличающиеся для различных растениеводческих культур: затраты на производство продукции, урожайность, стоимость удобрений и технологических операций, затраты на уборку дополнительного урожая.

Таблица 4 Радиологические и экономические характеристики производства продукции растениеводства при известковании в дозе 3 т/га участка пашни хозяйства «Авангард»

Показатель	Озимая рожь	Ячмень	Овёс	Картофель	Овощи
Норматив СанПиН 2.3.2. 2650-10, Бк/кг	70			120
Удельная активность 137Cs исходная, Бк/кг	60	85	100	30	45
Риск превышения норматива исходный, %	50	92	98	2	56
Необходимость реабилитации*	да	да	да	нет	да
Удельная активность 137Cs конечная, Бк/кг	46	65	71	-	30
Риск превышения норматива конечный, %	20	63	76	-	2
Затраты на внедрение технологии, руб./га	3010	4660	3740	-	20700
Цена реализации продукции в 2014 г., руб./ц	646	630	630	-	891
Себестоимость производства в 2014 г., руб./ц	475	450	400	-	456
Затраты на уборку урожая в 2014 г., руб./ц	250	250	200	-	300
Урожайность (средняя в 2014 г.), ц/га	25	22	16	-	140
Прибавка урожая, ц/га	2,5	8,8	6,4	-	28
Рентабельность дополнительных затрат, %	-9	22	0	-	32
Прирост прибыли, руб./га	-274	1 043	0	-	6527
Стоимость 1 чел.-Зв, тыс. руб.	2 896	-	-	-	1 283

Примечание. * – риск (вероятность) превышения содержания 137Cs в продукции > 5%.

Из данных табл. 4 видно, что на тестовом участке можно выращивать экологически чистый картофель без каких-либо реабилитационных мероприятий. Риск превышения радиологического норматива по 137Cs в овощах немногим превышает 50%, а наиболее высокие риски отмечаются у зерновых культур (максимальный у ячменя и овса). После проведения известкования участка на нём можно производить овощную продукцию, полностью соответствующую нормативам (риск превышения не более 2% – табл. 4). В то же время, в 20% зерна озимой ржи, а также в более чем 60% зерна овса и ячменя возможно превышение норматива по 137Cs и после известкования.

Оценка экономических показателей проведения данной реабилитационной технологии показала, что наиболее выгодным для сельхозпроизводителя является выращивание на данном участке овощей (рентабельность производства при известковании около 30%) [6]. Также высокая рентабельность известкования будет отмечаться при производстве ячменя – около 22%. Получение зерна овса, удовлетворяющего санитарно-гигиеническому нормативу, с помощью внесения извести в дозе 3 т/га, будет сопровождаться нулевым уровнем рентабельности дополнительных затрат и прибыли, т.е. выручка от получения дополнительного объёма зерна сопоставима с затратами на внедрение технологии. Отрицательная рентабельность известкования будет при производстве озимой ржи, несмотря на высокую радиоэкологическую эффективность этого мероприятия для данного вида продукции.

Несмотря на то, что после известкования часть продукции ячменя и овса будет превышать установленные радиологические нормы, при смешивании с аналогичной продукцией других участков общая активность радионуклидов в этих зерновых будет значительно снижена за счёт эффекта разбавления. Таким образом, рейтинг рентабельности производства продукции растениеводства при известковании в повышенной дозе исследуемого участка будет выглядеть следующим образом: овощи > ячмень > овёс > озимая рожь. В то же время следует отметить, что на эффективность реабилитационных технологий оказывает влияние множество факторов (хозяйственных, экологических, экономических и т.д.). Это приводит к необходимости анализа рентабельности внедрения различных реабилитационных технологий для каждого конкретного участка сельскохозяйственных угодий, где возможно превышение радиологических нормативов в производимой продукции.

Из табл. 3 видно, что даже при самых высоких уровнях загрязнения пашни 137Cs, используемых при консервативном подходе, содержание данного радионуклида в продукции растениеводства будет полностью соответствовать нормативам СанПиН 2.3.2.1078-01 и СанПиН 2.3.2.2650-10. Удельная активность 137Cs в зерновых культурах будет в 1,9 раза, в овощных – в 3 раза и в картофеле – в 5 раз ниже действующих нормативов. Поэтому в южных районах Калужской области при ведении растениеводства следует вносить агромелиоранты в объёмах, принятых при стандартной технологии возделывания культур в данном регионе. Тем не менее, применением минеральных удобрений в оптимальных дозах можно добиться увеличения урожайности продукции растениеводства, что позволит повысить прибыль сельхозпроизводителей и снизить содержание 137Cs в продукции.

Так, по оценкам, выполненным в СППР, при выращивании озимой ржи положительной рентабельностью дополнительных затрат, в сочетании с радиоэкологической эффективностью, обладают технологии применения минеральных удобрений в дозах (табл. 1): N 120 P 60 K 120 (снижение содержания ¹³⁷Cs в 1,6 раза; рентабельность дополнительных затрат – 26%), N 140 P 60 K 120 (снижение ¹³⁷Cs в 2,5 раза; рентабельность – 15%), N 120 P 90 K 180 (снижение ¹³⁷Cs в 1,5 раза; рентабельность – 10%). Максимального снижения удельной активности ¹³⁷Cs в зерне озимой ржи можно добиться, внося следующие агромелиоранты – N 90 P 90 K 180 совместно с 40 т/га навоза (снижение ¹³⁷Cs в 2,5 раза) и N 210 P 90 K 180 (уменьшение ¹³⁷Cs в 2,2 раза), однако, рентабельность дополнительных затрат внедрения такого типа технологий будет отрицательна (для N 90 P 90 K 180 совместно с 40 т/га навоза – 52% и для N 210 P 90 K 180 – 24%). Таким образом, применение повышенных доз агромелиорантов при производстве озимой ржи должно быть строго экономически обосновано.

При выращивании ячменя и овса внесение известковой муки в дозе 3 т/га приведёт к увеличению урожая зерна этих культур в 1,4 раза (при рентабельности 16% и 8% соответственно). Применение минеральных удобрений в дозе N 120 P 60 K 120 увеличит урожайность ячменя в 2,3 раза, но будет сопровождаться отрицательной рентабельностью дополнительных затрат в -15%. Использование N 90 P 60 K 90 и N 60 P 60 K 120 в сочетании с 3 т/га извести также позволит увеличить продуктивность ячменя в 2,3 и 2,7 раз, а рентабельность дополнительных затрат при этом составит 10 и 20% соответственно. Таким образом, внедрение данных технологий обеспечит дополнительную прибыль для хозяйств.

Высокая радиоэкологическая эффективность, но в то же время отрицательная рентабельность дополнительных затрат будет отмечаться при использовании следующих минеральных удобрений: при выращивании ячменя – N 300 P 115 K 269 (снижение накопления ¹³⁷Cs в 2,6 раза), N 336 P 66 K 222 и N 180 P 40 K 150 (снижение ¹³⁷Cs в 2,5 раза); при производстве овса – N 90 P 90 K 180 совместно с 40 т/га навоза (уменьшение ¹³⁷Cs в 3,4 раза), N 90 P 90 K 90 в сочетании с 3 т/га известковой муки, а также N 180 P 40 K 150 (уменьшение ¹³⁷Cs в 1,8 раза).

Увеличить продуктивность овощных культур в 1,5 раза позволит внесение N 60 P 60 K 60 , рентабельность дополнительных затрат при этом будет положительной и составит до 100%.

При производстве картофеля 10 из 15 реабилитационных технологий являются экономически выгодными для применения. Наиболее рентабельным является использование N 90 P 90 K 90 (рентабельность дополнительных затрат – 74%). С точки зрения экологической и экономической эффективности, самым выгодным будет внесение N 120 P 90 K 120 (рентабельность дополнительных затрат – 67%), N 60 P 90 K 120 (рентабельность дополнительных затрат – 61%) и N 90 P 60 K 90 (рентабельность дополнительных затрат – 67%), при этом кратность снижения ¹³⁷Cs в картофеле составит: 3; 2,8 и 2,7 раза соответственно.

Оценка эффективности внедрения реабилитационных технологий в кормопроизводстве в южных районах Калужской области

Производство кукурузы на силос в южных районах Калужской области, соответствующее нормативам ВП 13.5.13/06-01, можно обеспечить без внедрения каких-либо специальных реабилитационных технологий (табл. 3).

При консервативных оценках (табл. 3) уровни содержания 137Cs в траве и сене наиболее радиоактивно загрязнённых участков не будут соответствовать нормативам ВП 13.5.13/06-01. Так, максимальное превышение норматива по содержанию 137Cs в траве в Жиздринском районе составит 1,4 раза, в Ульяновском – 1,6 раза, в Хвастовичском – 1,45 раза. Превышение норматива по содержанию 137Cs в сене при консервативных оценках достигнет в Жиздринском районе 1,7 раз, в Ульяновском – 2 раза, в Хвастовичском – 2 раза. Однако, как показали расчёты СППР, при использовании агромелиорантов производимая в радиоактивно загрязнённых районах Калужской области продукция кормопроизводства будет полностью соответствовать нормативам.

Снижение содержания ¹³⁷Cs в траве можно обеспечить внесением минеральных удобрений. Наиболее эффективным при получении трав, соответствующих нормативу ВП 13.5.13/0601, является применение минеральных удобрений в соотношении N 90 P 60 K 90 (табл. 1), при котором наблюдается уменьшение удельной активности ¹³⁷Cs в 3 раза, а экономический показатель – рентабельность дополнительных затрат – будет достигать 61%. Схожими экологическими и экономическими показателями эффективности обладают следующие технологии, основанные на внесении агромелиорантов в дозах: N 90 P 60 K 120 (кратность снижения содержания ¹³⁷Cs составляет 2,8 раза, рентабельность дополнительных затрат – 55%), N 60 P 60 K 60 (кратность снижения – 2,3 раза, рентабельность дополнительных затрат – 60%). Внесение известковой муки в дозе 3 т/га, минеральных удобрений в соотношении N 210 P 90 K 180 , N 180 P 40 K 150 , N 90 P 90 K 90 (совместно с 40 т/га навоза) позволит снизить удельную активность ¹³⁷Cs в траве от 1,5 до 2 раз при уровне рентабельности дополнительных затрат 27%, 16%, 8% и 3% соответственно.

При производстве сена ряд технологий обладают высокими экологическими и экономическими показателями, но наиболее эффективной технологией является применение минеральных удобрений в соотношении N 120 P 90 K 240 (табл. 1) (содержание ¹³⁷Cs при этом снижается в 7,8 раза, а рентабельность дополнительных затрат составит 53%). Несколько менее эффективным является внесение N 180 P 120 K 270 (снижение удельной активности ¹³⁷Cs в 7,2 раза, а рентабельность дополнительных затрат составит 43%). Высокую рентабельность дополнительных затрат показывает применение N 60 P 90 K 120 – 72%, однако радиологическая эффективность при использовании этой технологии меньше – содержание ¹³⁷Cs в сене при этом снижается в 4,3 раза.

Наиболее эффективными технологиями при производстве сена с точки зрения радиологических показателей являются: применение N 180 P 120 K 360 (снижение ¹³⁷Cs в 8,2 раза), N 120 P 90 K 180 (снижение ¹³⁷Cs в 4,7 раза), нового комплексного удобрения Супродит М (при применении в дозе – 1 т/га, снижение ¹³⁷Cs составит 3,7 раза), N 90 P 135 K 180 (снижение ¹³⁷Cs в 3,4 раза), N 180 P 120 K 180 (снижение ¹³⁷Cs в 2,8 раза), N 90 P 90 K 180 и CaCO 3 3 т/га (снижение ¹³⁷Cs в 2,5 раза), борофоски (объём применения – 850 кг/га, снижение ¹³⁷Cs в 2,5 раза). Однако рентабельность использования этих технологий низкая, что не выгодно сельхозпроизводителям. В то же время, при государственном субсидировании работ по реабилитации радиоактивно загрязнённых территорий их применение будет оправдано и радиологически эффективно.

Оценка эффективности внедрения реабилитационных технологий в животноводстве в южных районах Калужской области

На пастбищах рассматриваемых районов, почвенный покров которых представлен песчаными, супесчаными, легко- и среднесуглинистыми почвами, получаемые от коров молоко и говядина будут полностью соответствовать нормативам СанПиН 2.3.2.1078-01 и СанПиН 2.3.2.2650-10 – табл. 3. На песчаных и супесчаных почвах содержание 137Cs в молоке будет в 3 раза, а в мясе в 2 раза ниже действующих нормативов, на суглинистых – в 10 (молоко) и 5 раз (мясо) ниже СанПиН 2.3.2.1078-01 и СанПиН 2.3.2.2650-10. При консервативном подходе к оценкам, максимальное содержание 137Cs в молоке и говядине при ведении животноводства на торфяно-болотных почвах будет превышать нормативы. При этом, наибольшие уровни загрязнения данным радионуклидом животноводческой продукции ожидаются в Ульяновском районе: превышение содержания 137Cs в молоке составит 1,1 раза, а в говядине – 1,8 раза (табл. 3).

Одними из наиболее эффективных технологических приёмов производства экологически безопасной продукции животноводства являются: применение для коров ферроцинсодержащих препаратов (ФСП), направленных на снижение усвоения попавших в организм радионуклидов 137Cs, и предубойный откорм крупного рогатого скота (КРС) «чистыми» кормами (для получения мяса). Так как внедрение этих мероприятий не влияет на показатели продуктивности (привесы и надои), использование их при ведении животноводства на песчаных и суглинистых почвах не несёт дополнительной экономической выгоды. Поэтому рекомендовать данные технологии можно для производства молока и говядины только на торфяно-болотных почвах.

Применение ферроцина (3-6 г – суточная доза на 1 гол.), в смеси с комбикормом (400 г – суточная доза на 1 гол.), снижает удельную активность 137Cs в молоке – до 5 раз, а в мясе – до 4 раз [13] и является экономически выгодным – рентабельность дополнительных затрат на данный технический приём составляет 15% и 94% соответственно для всех рассматриваемых районов.

Откорм «чистыми» кормами в течение двух-трёх месяцев перед забоем обеспечивает производство говядины, соответствующей нормативам. Рентабельность дополнительных затрат при этом составит 98%.

Учитывая, что процент торфяно-болотных почв в почвенном покрове рассматриваемых районов невелик, более экономически выгодным, возможно, будет перевод скота на пастбища с меньшими уровнями загрязнения 137Cs и другими почвенными характеристиками: суглинистыми и песчаными почвами.

Заключение

Проведённый анализ радиоэкологической и экономической эффективности внедрения реабилитационных технологий в трёх отраслях сельскохозяйственного производства – растениеводства, кормопроизводства и животноводства – показал, что в южных районах Калужской области возможно получение экологически безопасной продукции растениеводства при стандартных технологиях возделывания культур. Внесение агромелиорантов в различных дозах позволит повысить урожайность овощных и зерновых культур, а также картофеля, до 1,5-2 раз, что будет сопровождаться ростом экономической выгоды сельхозпроизводителей за счёт увеличения реализуемой продукции и снижением содержания в ней 137Cs.

При ведении кормопроизводства в данном регионе, без внедрения специальных реабилитационных технологий, можно обеспечить производство кукурузы на силос, соответствующей нормативу ВП 13.5.13/06-01, на всех типах почв и сена на песчаных, супесчаных, легко- и среднесуглинистых почвах.

Получение травы и сена, удовлетворяющих радиологическим нормативам ВП 13.5.13/0601, можно добиться внесением минеральных удобрений в различных соотношениях, что будет сопровождаться положительной рентабельностью дополнительных затрат (от 30% до 70%). Так, наиболее экономически выгодным при производстве травы будет применение минеральных удобрений в соотношениях N 90 P 60 K 90 , N 90 P 60 K 120 и N 60 P 60 K 60 . При производстве сена наиболее эффективным будет применение следующих минеральных удобрений: N 120 P 90 K 240 , N 180 P 120 K 27 и N 60 P 90 K 120 .

Получение молока и мяса в южных районах Калужской области, соответствующих Сан-ПиН 2.3.2.1078-01 и СанПиН 2.3.2.2650-10, также без применения каких-либо технических приёмов, возможно на пастбищах с песчаными, супесчаными, легко- и среднесуглинистыми почвами. Производство экологически безопасных молока и мяса на торфяно-болотных почвах с максимальными уровнями загрязнения 137Cs наиболее критичных хозяйств южных районов Калужской области должно сопровождаться применением ферроцинсодержащих препаратов и/или предубойным откормом КРС «чистыми» кормами. В то же время, таких же результатов можно добиться за счёт организационных мероприятий – переводом коров на менее загрязнённые 137Cs участки лугопастбищных угодий с другими почвенными характеристиками: суглинистыми и песчаными.

В настоящем исследовании выделены наиболее критичные по уровням загрязнения 137Cs сельскохозяйственные предприятия южных районов Калужской области, где возможно превышение радиологических нормативов в части производимой продукции кормопроизводства и животноводства.

Использование результатов исследования позволит решить целый ряд радиоэкологических, экономических и производственных проблем как в целом для областей России, подвергшихся воздействию в результате аварии на ЧАЭС, так и в хозяйствах южных районов Калужской области.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РГНФ и Правительства Калужской области (проект №14-12-40013а(р)).