Закономерности распределения радионуклидов по профилю почв Белгородской области

Таблица 3. Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от глубины и способов основной обработки почвы в последействие

Вари- Яровая пшеница

ант урожай- прибавка урожай- прибавка

ность, т/га т/га % ность, т/га т/га %

I 4,08 - - 39,08 -

II 4,58 0,5 12,3 41,36 2,28 5,83

III 4,61 0,53 13,0 40,77 1,69 4,32

IV 3,87 -0,23 -5,1 38,94 -0,14 0,036

V 4,28 0,20 4,9 39,74 -0,06

VI 4,33 0,25 6,1 39,65 -0,57 1,44

НСРоб 0,15 2,48

почв позволяет определить необходимость мероприятий по регулированию водно-воздушного и питательного режимов почв. Результаты экспериментов свидетельствуют, что при глубоких обработках складываются лучшие условия для течения окислительно-восстановительных процессов.

Наибольшая урожайность зерна и картофеля на второй и третий год последействия изучаемых приемов отмечена при вспашке на 26...28 см (табл. 3). Сбор зерна в вариантах с обработкой почвы на эту глубину был существенно выше, чем в контроле, вне зависимости от того, оборачивали почву или нет. Это произошло за счет увеличения числа продуктивных стеблей, количества зерен в колосе и массы зерна. Дальнейшее увеличение глубины обработки в последействии не влияло на урожайность яровой пшеницы. Урожайность картофеля, высаженного на третий год, различалась несущественно.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ ПО ПРОФИЛЮ ПОЧВ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

С.В.ЛУКИН, доктор сельскохозяйственных наук

А.Ф. ГРЕБЕР

Белгородский государственный университет

В результате Чернобыльской катастрофы многие области Центрального Федерального округа подверглись радиоактивному загрязнению. В Белгородской области в наибольшей степени пострадали восточные районы, где около 140 тыс. га пашни были загрязнены цезием-137 в пределах

1...5 Ки/км2

В представленной работе изложены результаты локального радиационного мониторинга, проводимого на 20 реперных объектах центра агрохимической службы «Белгородский» и 4 реперных объектах, заложенных при создании Красной книги почв Белгородской области.

Содержащиеся в почве естественные радионуклиды — один из основных компонентов природного радиоактивного фона. Многочисленными исследованиями установлено, что радиоактивность почвы во многом определяется концентрацией радиоактивных элементов в материнской породе. Как правило, содержание тория-232 имеет тенденцию к росту в поверхнос-

тно расположенных слоях почвы из-за его низкой растворимости и большего выветривания других компонентов поверхностного грунта. Калий-40 тяготеет к поверхностным слоям, характеризующимся относительно высокой биологической активностью.

Удельная активность естественных радионуклидов калия-40, тория-232 и радия-226 в пахотном слое реперных объектов ЦАС «Белгородский» составляет соответственно 451±33; 36,8±3,0 и 19,2+2,6 Бк/кг. С глубиной почвенного профиля величина этого показателя достоверно не изменяется, однако заметно увеличивается пространственная неоднородность (табл. 1). Например, в пахотном слое варьирование

удельной активности калия-40 составляет 15,8 %, тория-232 —17,3, радия-226 — 25,1 %, а в слое

80...100 см соответственно 29,1; 26,5 и 60,4 %.

Искусственные радионуклиды стронций-90 и цезий-137 обнаружены на всех реперных объектах. Удельная активность стронция-90 в пахотном слое

Таблица 1. Удельная активность естественных радионуклидов в почвах реперных объектов Белгородской области

Гпубина, см Калий-40 Торий-232 Радий-226

удельная активность, Бк/кг V, % удельная активность, Бк/кг V, % удельная активность, Бк/кг V, %

0...20 451 ± 33 15,8 36,8 ±3,0 17,3 19,2 ± 2,6 25,1

О О см 440 ±41 19,7 30,6 ±3,6 24,8 21,2 ±5,4 52,9

о О) о 480 ±39 17,2 39,5 ±4,2 22,6 17,5 ± 4,6 49,7

о СО о со 444 ±43 20,8 34,2 ±4,6 28,5 19,4 ±4,3 47,8

80...100 423 ±58 29,1 37,7 ±4,7 26,5 14,9 ± 4,2 60,4

Достижения науки и техники АПК, №1-2008

19

Таблица 2. Удельная активность искусственных и естественных радионуклидов в профиле почв реперных объектов Красной книга почв, Бк/кг

Почва Гори-зонт Гпубина отбора проб, см Цезий- 137 Строн- ций-90 Калий- 40 Торий- 232 Радий- 226

Почвы естественных ландшафтов

Аі/А2 5...15 41,6 3,57 352 29,2 13,8

Темно-серая лесо- а2в 22...32 0 1,80 361 46,1 44,5

степная Ві 40...50 0 0,24 392 28,3 9,9

(участок «Лес на в2 58...68 0 0,25 422 37,7 13,9

Ворскле») В Оса 90...100 0 0 397 42,7 3,8

Оса 125...135 0 0 415 39,3 22,4

Чернозем типичный мощный тучный (участок «Ямская степь») А АВса 10...20 30...40 55...65 12,0 0,1 0 2,20 1,10 0,56 368 356 482 18,9 34,3 21,5 23,7 20,3 15,5

Вса ВСса 80...90 105...115 0 0 0,15 0 435 308 33,5 22,9 21,4 25,8

Оса 150...160 0 0 276 27,1 28,6

Пахотные почвы

Чернозем типичный среднемощный (Белгородский район, колхоз им. Фрунзе) Аа 0...10 10...20 20...30 30.5 27,8 21.6 4,22 3,80 2,70 556 574 587 32.5 37.5 41.5 20.3 22.3 30,8

А Вса ВСса 30...40 50...70 80...100 18,4 0,0 0,0 1,90 0,66 0,00 514 538 398 43,1 32,3 39,0 19,1 18,3 24,6

Оса 170...190 0,0 0,00 350 38,1 27,8

Чернозем обыкно- А 20...30 4,18 5,13 414 33,9 33,6

венный (Вейде- АВса 60...70 0,61 1,10 454 38,6 33,4

левский район, Вса 90...100 0 0,54 454 33,6 15,3

ЗАО «Должан- ВСса 115...125 0 0,36 323 40,1 17,1

ское» Оса 138...148 0 0,31 385 29,7 19,1

изменяется от 4,96 до 8,99 Бк/кг и в среднем составляет 5,93±1,09 Бк/кг. Коэффициент ее варьирования равен 39,2 %.

Удельная активность цезия-137 (основного компонента радиоактивных выпадений) в пахотном слое почв Белгородской области в среднем составляет 33,4±6,9 Бк/кг. Пространственная неоднородность этого показателя выражена сильнее, чем у строн-ция-90 (коэффициент варьирования — 43,9 %). Наименьшая удельная активность цезия-137 (16,9...31,5 Бк/кг) характерна для реперных точек Белгородского, Борисовского, Грайворонского, Губкинского, Ивнянского, Корочанского, Красно-яружского, Прохоровского, Ракитянского, Старооскольского, Шебекинского и Яковлевского районов. В почвах Валуйского, Вейделевского, Волоко-новского, Красногвардейского, Новооскольского и Чернянского районов величина этого показателя достигает 41,7...59,2 Бк/кг, а самая высокая удельная активность цезия-137 отмечена в Алексеевском (86,9 Бк/кг) и Красненском (90,9 Бк/кг) районах.

Закономерности миграции искусственных радионуклидов изучались на реперных объектах, заложенных при разработке Красной книги почв (табл. 2). В темно-серой лесостепной почве под пологом леса цезий-137 обнаруживался только в слое 0...15 см. В целинном черноземе типичном миграция этого элемента была так же не велика. На глубине 30...40 см его удельная активность составляла всего 0,1 Бк/кг, что в 120 раз меньше, чем

в слое 10...20 см. Стронций-90 мигрировал заметно сильнее. В темносерой лесостепной почве его обнаруживали на глубине до 68 см, в черноземе типичном — до 90 см. Однако удельная активность радионуклида в этих случаях была примерно в 15 раз меньше, чем в верхнем слое.

В обрабатываемых почвах искусственные радионуклиды мигрировали глубже, чем в естественных ландшафтах. В черноземе типичном це-зий-137 в основном был сосредоточен в пахотном слое, где его удельная активность имеела тенденцию к уменьшению с увеличением глубины от 0...10 до 30...40 см. Ниже 50 см этот радионуклид не наблюдался. В черноземе обыкновенном он обнаруживался в небольших количествах на глубине 60...70 см. Миграция стронция-90 и в пахотных почвах проходила более интенсивно, чем цезия-137. В черноземе типичном его удельная активность на глубине 50...70 см была в 6 раз меньше, чем в слое 0... 10 см, а в черноземе обыкновенном величина этого показателя на глубине 138... 148 см была в 17 раз меньше, чем в слое

20...30 см.

За время, прошедшее с момента Чернобыльской катастрофы, около трети искусственных радионуклидов уже распалось (период полураспада цезия-137 — 28,5 лет, а стронция-90 — 30,2 года). Кроме того, вследствие заглубления радионуклидов и экранирования их излучения мощность дозы внешнего излучения снизилась до уровня фона (10.. .15 мкР/час). После Чернобыльской катастрофы величина этого показателя в Алексеевском районе составляла 174, а в Белгородском — 33 мкР/час.

Результаты многолетнего мониторинга качества сельскохозяйственной продукции свидетельствуют, что в Белгородской области не выявлено случаев превышения нормативов предельно-допусти-мого содержания радионуклидов. Такая ситуация связана с тем, что почвенный покров зоны загрязнения в основном представлен высокобуферными почвами (черноземы обыкновенные и типичные), на которых подвижность радионуклидов и их доступность для растений ограничена. Поэтому вклад искусственных радионуклидов в общее облучения населения области крайне невелик.

20

Достижения науки и техники АПК, №1 -2008