2.6.3 Біоконверсія відходів рослинництва
Даний спосіб передбачає трансформацію одеревенілих рослинних матеріалів за допомогою мікроорганізмів в білок. Цей процес протікає в 2 стадії. Спочатку відбувається біодеградація целюлози в водорозчинні цукри, засвоюються живими клітинами мікроорганізмів, а потім - синтез білків речовин. Для мікробної конверсії в білок використовують різні види вторинної рослинної сировини. Виявлено, що одревенілі рослинні відходи, що мають низькі кормові якості, можуть бути перетворені на високоякісний кормовий продукт, збагачений легкорозчинними, в основному цукрами і органічними кислотами, а також білком.
Отже, рішення згаданих вище завдань дозволить розробити екологічні, природоохоронні аспекти формування відходів рослинництва та переробки рослинної сировини (Зернових, соняшнику, бобових, злакових і т. д.); провести об'єктивну оцінку енергетичного потенціалу вторинних рослинних ресурсів у системі екологічного чинника - біоенергонакопичення сільськогосподарськими рослинами (біоенергопродукціі сільськогосподарських рослин); проаналізувати сучасне екологічно обґрунтоване направлення утилізації вторинної рослинної сировини в Причорноморському регіоні.
3. Особливості ведення сільського господарства на забруднених радіонуклідами територіях лісостепу
3.1 Ведення кормовиробництва
Нагромадження радіонуклідів кормовими рослинами, як й іншими, у першу чергу визначається їх біологічними особливостями і типом ґрунту, на якому вони вирощуються, про що зазначалося вище. Але у значній мірі воно залежить і від характеру розподілу радіонуклідів у ґрунті. На угіддях, що оброблюються, радіонукліди рівномірно розосереджуються в орному горизонті, а на цілинних землях природних луків, пасовищ і сіножатей—в основному (до 90 %) у верхньому 4–6 см шарі дернини. Внаслідок цього питома радіоактивність його при однаковій загальній щільності радіонуклідного забруднення території може у багато разів перевищувати радіоактивність ґрунту ораних угідь. Така акумуляція радіонуклідів у зоні активного коренезаселення створює умови для підвищеного їх переходу, особливо радіоцезію, в рослини (таблиця 4).
Таблиця 4. Коефіцієнти накопичення Цезію-137(Кн) у кормах, одержаних в умовах природного лугу і ораних угідь
| Види корму | Кн |
| Трава природного лугу: на зелений корм | 1, 43 |
| на сіно | 6, 12 |
| Трава ораних угідь: на зелений корм | 0, 19 |
| на сіно | 0, 59 |
| Багаторічні трави на сінаж | 0, 27 |
| Кукурудза на силос | 0, 07 |
| Буряк кормовий | 0, 08 |
| Ячмінь (зерно) | 0, 11 |
Великий вплив на забруднення продукції тваринництва радіонуклідами має стан пасовищ і луків. При випасанні великої і дрібної рогатої худоби на бідних природних пасовищах при слаборозвиненому чи вибитому травостої рівень радіонуклідного забруднення молока і м’яса може бути у декілька разів вищим, ніж на луках з добрим травостоєм. Це пов’язане із вже згадуваним мимовільним захватом і поїданням тваринами радіоактивних частинок ґрунту і дернини. Встановлено, що корова на таких луках протягом пасовищного періоду заковтує до 200 кг ґрунту, а вівця—до 50 кг. Це, безперечно, може стати суттєвим джерелом надходження радіонуклідів до організму тварин, особливо навесні та восени, коли у періоди дощів частка надходження їх із ґрунтом може зростати.
Велике значення у формуванні сівозмін на забруднених радіонуклідами угіддях можуть мати сортові особливості рослин. Так, окремі сорти гороху та інших бобових, у тому числі і кормових трав, за здатністю накопичувати 90Sr відрізняються в 2–2,5 рази, а сорти пшениці, кукурудзи, картоплі за здатністю нагромаджувати 137Сs—в 2–4 рази. Тому на природних пасовищах і луках рекомендується проведення заходів, які б, з одного боку, сприяли покращенню травостою, а з другого—зменшували надходження в нього радіонуклідів. Насамперед це поверхневе та докорінне поліпшення кормових угідь, що передбачає вапнування кислих ґрунтів, яке створює кращі умови для росту і розвитку трав і знижує перехід радіонуклідів у травостій. Внесення в таких умовах азотних добрив з підвищеними кількостями фосфорно–калійних добрив разом зі зростанням продуктивності луків і пасовищ у 2–4 рази зменшує перехід в рослини радіонуклідів. Добрива при цьому бажано використовувати у легкорозчинних формах, вносити за допомогою спеціальних машин, що не порушують дернини [7].
Поверхневе поліпшення застосовують, як правило, на піщаних ґрунтах, у випадках, коли угіддя не можна переорювати через загрозу ерозії, або коли у травостої збереглось до 50% цінних бобових та злакових трав. В інших випадах належить проводити докорінне поліпшення природних кормових угідь. Воно дає змогу зменшити перехід радіонуклідів у трави в 2–10 разів в залежності від умов і повноти здійснення заходів по поліпшенню.
Докорінне поліпшення кормових угідь включає їх оранку або глибоку культивацію дисковими боронами з руйнуванням і перегортанням старої дернини. Воно обов’язково передбачає проведення вапнування кислих ґрунтів, внесення повного мінерального добрива з підвищеними відповідно у 1,5 і 2 рази дозами фосфорних і калійних добрив. Важливе значення при докорінному поліпшенні кормових угідь надається формуванню травостою. Ранні злакові суміші характеризуються відносно меншими рівнями накопичення радіонуклідів, ніж пізні. Але за високої інтенсивності випасання худоби використання пізніх злакових трав виявляється ефективнішим, особливо в сумішці з бобовими. Для підвищення вмісту кормового білку бажано здійснювати підсіви конюшини червоної у сумішці з ранніми злаковими травами і конюшини білої—з пізніми. Щодо вирощування кормових рослин у сівозмінах, то для одержання продукції високої якості треба дотримуватися вищезазначених заходів.
Проведення меліоративних робіт та здійснення протиерозійних заходів на територіях, забруднених радіоактивними речовинами. Надзвичайно велику роль у міграції радіоактивних речовин у навколишньому середовищі і, відповідно, надходженні їх в сільськогосподарські рослини, відіграє рельєф місцевості та окремі ландшафтно–географічні особливості території. Вони можуть посилювати рух радіонуклідів як в горизонтальному, так і у вертикальному напрямах і, відповідно, впливати на їх перехід в рослини. У цьому відношенні умови більшості території Лісостепу є досить несприятливими. Висока еродованість ґрунтів вказує на необхідність проведення на територіях з підвищеними рівнями забруднення радіоактивними речовинами системи протиерозійних заходів. Вона повинна включати низку взаємопов’язаних та взаємодоповнюючих гідромеліоративних, агромеліоративних та лісомеліоративних прийомів. Основні з них такі:
1. Проведення осушувально–обводнювальної меліорації, яка забезпечує зниження рівня ґрунтових вод і зменшує вертикальну та горизонтальну міграцію радіонуклідів з водою. Проте проведення таких робіт не повинно призводити до переосушення ґрунтів, так як це значно посилює вітрову ерозію. З цією ж метою необхідне проведення снігозатримання та регулювання сніготанення.
2. Проведення заорювання поверхневого шару ґрунту на максимально можливу глибину з наступним обробітком безвідвальними знаряддями на схильних до ерозії дуже забруднених радіонуклідами ділянках.
3. Задерновування і залісення виведених із землекористування внаслідок високого вмісту радіоактивних речовин відкритих територій з метою послаблення вітрового перенесення частинок ґрунту та їх міграції з водними стоками.
4. Застосування для боротьби з виникненням ярів та балок водозатримуючих споруд для скиду води, закріплення дна ярів, терасування схилів, використання на схилах від 4 до 12о ґрунтозахисних сівозмін, головними компонентами яких повинні бути багаторічні трави на зелений корм з підсівом багаторічних трав, озима пшениця, кукурудза. В цілому ж зведення до мінімуму механічного обробітку ґрунту, який руйнує його структуру і посилює ерозійні процеси, особливо на водозборах.
5. Внесення на сільськогосподарських угіддях підвищених норм мінеральних та органічних добрив, проведення інших заходів, що сприяють збереженню і збагаченню гумусового шару ґрунту, котрі в свою чергу відіграють важливу роль у фіксації та утриманні радіоактивних речовин.
6. Посилення протипожежних заходів, оскільки зола і попіл, що містять кількості радіонуклідів, на декілька порядків вищі, ніж ґрунти, на яких вони утворюються, можуть переноситись вітром на значно більші відстані, ніж ґрунтові частинки.
3.2 Особливості ведення скотарства
Після аварії на Чорнобильській АЕС тваринництво виявилось найбільш критичною галуззю сільськогосподарського виробництва. Саме проблеми у тваринництві й донині є предметом ретельної уваги з точки зору радіаційної небезпеки. Ці проблеми поділяються на дві групи:
1. Вплив радіаційного фактору на фізіологічний стан сільськогосподарських тварин (радіаційне ураження);
2. Отримання продукції тваринництва з вмістом радіонуклідів відповідно до існуючих вимог гігієнічних нормативів допустимих рівнів (ДР–97).
При визначенні негативного впливу радіації на організм сільськогосподарських тварин не встановлено достовірних результатів щодо прояву будь–яких радіобіологічних ефектів на більшій частині забрудненої радіонуклідами території. Окремі порушення фізіологічного стану тварин були відмічені у ближній зоні ЧАЕС (в радіусі до 40 км від аварійного реактора). У тварин відмічали порушення функції щитовидної залози, відхилення від норми у показниках гемопоетичної системи. Тільки в окремих випадках ці порушення призводили до зниження показників відтворення і продуктивності [8].
Друга проблема — отримання доброякісної продукції тваринництва—гостро постала з перших днів після аварії і залишається актуальною й донині. З 2,2 тис. забруднених радіонуклідами населених пунктів України у більш ніж 400 виробляється молоко з перевищенням існуючих нормативів за вмістом радіоцезію.