Перезалужение пойменного луга с использованием только обработки почвы (дискование и вспашка без внесения доломитовой муки и минеральных удобрений) и создание нового культурного травостоя из многолетних злаковых трав позволило снизить содержание только 137Cs (в среднем в 1,4–2,8 раза) до 1559–3091 Бк/кг (Кп – 1,81–3,58) – на дисковании и 535–1714 Бк/кг (Кп –0,62–2,0) на вспашке, и увеличить поступление 90Sr (в среднем в 1,1–1,4 раза) до 851–2056 Бк/кг (Кп –11,91–28,76) – на дисковании и до 528–2241 Бк/кг (Кп – 7,38–31,35) на вспашке по сравнению с величиной перехода радионуклидов в естественный травостой в контроле.
Улучшение условий питания многолетних злаковых трав за счёт ежегодного внесения полного минерального удобрения в дозе N90P60K120 в два приёма после дискования и вспашки (табл. 2) обеспечило дальнейший рост их урожайности и дальнейшее снижение перехода радионуклидов (в 2,8–4,8 раза 137Cs и в 1,7–2,6 раза 90Sr) по сравнению с контрольным вариантом. В полученном сене содержалось в среднем: в варианте 8 – 731–1314 Бк/кг 137Cs (Кп – 7,1–9,9) и 303–555 Бк/кг90Sr (Кп – 6,58–12,05), в варианте 13 – 259–849 Бк/кг 137Cs (Кп – 0,30–0,98) и 360–392 Бк/кг 90Sr (Кп – 5,03–5,49), что могло быть использовано только для производства молока с обязательной переработкой в другие молочные продукты.
Внесение 3 т/га доломитовой муки и полного минерального удобрения N90P60K120 в два приёма под дискование и вспашку обеспечило дальнейшее снижение размеров перехода радионуклидов (в 4,6–7,7 раза 137Cs и в 2,2–2,7 раза 90Sr) по сравнению с контролем и в 1,6–1,7 – раза 137Cs и в 1,1–1,3 раза 90Sr – по сравнению с вариантами без доломитовой муки. В сене, полученном в этих вариантах, в среднем содержалось: 138–818 Бк/га 137Cs (Кп – 0,16–0,95) и 320–497 Бк/кг90Sr (Кп – 4,48–6,95) т.е. превышало установленный норматив 260 Бк/кг для 90Sr и могло быть использовано только для получения молока на переработку.
Применение повышенных доз калия в составе полного минерального удобрения (N90P60K270) при улучшении пойменного луга под вспашку и дискование с ежегодным внесением минеральных удобрений в дозе N90P60K120 в два приёма обеспечило еще большее снижение перехода радионуклидов в злаковые травы (до 8,3–10,6 раза 137Cs и до 2,8–3,4 раза 90Sr) по сравнению с контролем и в 1,8–3,0 раза 137Cs и в 1,2–1,8 раза 90Sr – по сравнению с базовыми вариантами. В сене в среднем содержалось: 93–705 Бк/кг (Кп – 0,11–0,82) 137Cs и 256–403 Бк/кг90Sr (Кп – 3,58–5,64) (табл. 2).
Совместное внесение доломитовой муки и повышенных доз калия в составе полного минерального удобрения (N90P60K270) под вспашку и дискование с ежегодным внесением минеральных удобрений в дозе N90P60K130 в два приема обеспечило наибольшее снижения поступления радионуклидов в многолетние злаковые травы (до 18 раз 137Cs и до 5 раз 90Sr) по сравнению с естественным контролем и в 4,0 раза 137Cs и в 2,0 раза 90Sr – по сравнению с базовыми вариантами. Сено, полученное в этом варианте, полностью отвечало всем требованиям по содержанию радионуклидов: 85–232 Бк/кг (Кп – 0,10–0,27) 137Cs и 166–233 Бк/кг90Sr (Кп – 2,32–3,26) и могло быть использовано для получения молока цельного в течение всех лет исследований.
Результаты исследований показали, что эффективность применяемых защитных мероприятий по снижению перехода 137Cs и 90Sr в травостой пойменного луга связана с оптимизацией основных агрохимических показателей аллювиальной дерново-глееватой почвы.
За счёт известкования по величине гидролитической кислотности (3 т/га доломитовой муки) при улучшении удалось довести уровень рН (КСl) до оптимальных значений 5,5-6,2 увеличить содержание обменного Са и Mg соответственно до 1030-1220 и 290-330 мг/кг, снизить гидролитическую кислотность с 1,3-1,5 до 1,0-1,2 смоль/кг, увеличить сумму обменных оснований до 8,5-9,3 смоль/кг почвы и степень насыщенности основаниями до 88-90%.
Применение повышенных доз калийных удобрений (до 250 кг.д.в.) при перезалужении и их ежегодное внесении в составе полного минерального удобрения (N90P60K120) позволило довести содержание обменного К20 до 22-30 мг/100 г почвы, что составило 7,0-8,5% от суммы поглощённых оснований, улучшить степень окультуренности почвы (И ок = 0,9-1,0), что и обеспечило снижение размеров перехода 137Cs в 8-20 раз и 90Sr в 2,2-4,8 раза.
С целью выявить степень влияния отдельных агрохимических свойств аллювиальной дерново-глееватой песчаной почвы на величину коэффициентов перехода радионуклидов в урожай многолетних злаковых трав, произведён корреляционный анализ массива данных за 1998-2000 гг. (табл.3).
Таблица 3. Коэффициенты корреляции (r) между Кп, радионуклидов в травостои и агрохимическими показателями аллювиально-дерновой почвы пойменного луга
| Агрохимические показатели | 137Cs | 90Sr |
| рH(KCl) | -0,62 | -0,63 |
| Нг, смоль/кг почвы | 0,66 | 0,64 |
| S, смоль/кг почвы | -0,60 | -0,62 |
| T, смоль/кг почвы | -0,60 | -0,62 |
| V, % | -0,67 | -0,72 |
| Обменный Са, мг/кг почвы | -0,65 | -0,70 |
| Обменный Mg, мг/кг почвы | -0,49 | -0,60 |
| Подвижный K2O, мг/кг почвы | -0,61 | -0,69 |
| Подвижный P2O5, мг/кг почвы | -0,42 | -0,48 |
| Содержание гумуса, % | 0,18 | 0,26 |
| Индекс агрохим. окультуренности Иок. | -0,62 | -0,68 |
Результаты анализа показали, что величина коэффициентов перехода 137Cs в урожай многолетних злаковых трав пойменного луга зависит от таких агрохимических свойств аллювиальной дерново-глееватой почвы, как: степень насыщенности основаниями, V (r = - 0,67), величина гидролитической кислотности, Нг (r = 0,66), содержание обменного Са (r = - 0,65), величина обменной кислотности рН (KCl), величина индекса окультуренности почвы (r = - 0,62) и содержание обменного К2О (r = - 0,61),
Величина коэффициентов перехода 90Sr в урожай многолетних злаковых трав определяется теми же свойствами, что и величина перехода 137Cs: степенью насыщенности основаниям, V (r = - 0,72), содержанием обменного Са (r = - 0,70), содержанием обменного К2О (r = - 0,69), индексом агрохимической окультуренности почвы (r = - 0,68), величиной гидролитической Нг (r = 0,64), и обменной кислотности рН (KCl (r = - 0,63).
На основе результатов исследований установлены оптимальные параметры агрохимических свойств аллювиально-дерновых глеевых почв, при достижении которых наблюдаются минимальные величины коэффициентов перехода 137Cs и 90Sr в травостои низинных лугов, загрязнённых радионуклидами (табл. 4) (рис.1 и 2) и составлены уравнения линейной и множественной регрессий, позволяющие рассчитывать величину коэффициентов перехода радионуклидов в травостой по основным агрохимическим показателям луговых почв (табл. 5).
Таблица 4. Оптимальные параметры агрохимических свойств и показателей почвенного плодородия пойменных лугов на аллювиально-дерновых почвах
| Агрохимические показатели | |
| Содержание гумуса, % | 3,5-4,0 |
| Обменная кислотность рH(KCl) | 6,0-6,5 |
| Подвижный K2O, мг/кг | 250-300 |
| Подвижный P2O5, мг/кг | 200-250 |
| Степень насыщенности основаниями V, % | 80-90 |
| Индекс агрохимической окультуренности почв Иок. | 0,8-1,0 |
Таблица 5.Уравнения регрессии для определения величины Кп137Cs и 90Srв травостои низинных лугов на торфяно-болотных почвах
| 137Cs | 90Sr | ||
| КП 137Cs = -0,12V + 10,86 | R2 = 0,449 | КП90Sr = -0,43V + 40,80 | R2 = 0,518 |
| КП137Cs = 1,79Hг - 1,98 | R2 = 0,436 | КП90Sr = -0,016Сa + 21,28 | R2 = 0,490 |
| КП137Cs = -0,004Са + 4,68 | R2 = 0,423 | КП90Sr = -0,32К2О + 11,94 | R2 = 0,476 |
| КП137Cs = - 1,79 pH + 10,99 | R2 = 0,384 | КП90Sr = -16,91 Иок + 19,18 | R2 = 0,462 |
| КП137Cs = -4,68Иок + 4,47 | R2 = 0,384 | КП90Sr= 5,99Hг - 3,23 | R2 = 0,410 |
| КП137Cs = -0,085K2O + 2,38 | R2 = 0,372 | КП90Sr = - 5,93рН + 39,87 | R2 = 0,397 |
| КП 137Cs = 7,50 - 0,97pH - 0,00003 Ca - 0,036 P2O5 | R2 = 0,436 | ||
| КП 90Sr = 30,84 - 2,0pH- 0,006Ca - 0,42 K2O | R2 = 0,384 | ||
Таким образом, анализ результатов исследований показал, что получение кормов, отвечающих существующим нормативам по содержанию радионуклидов, на пойменных лугах зависит, прежде всего, от условий питания луговых растений и степени окультуренности аллювиально-дерновых почв.
Внесение научно обоснованных доз известковых удобрений, повышенных доз калия в сочетании с азотными, фосфорными удобрениями позволяет получать корма соответствующих как зоотехническим, так и радиологическим требованиям.
1. Минимальные величины коэффициентов перехода 137Cs (0,3–0,7) и 90Sr (2,8-5,0) в травостои пойменных лугов наблюдаются при достижении оптимальных значений агрохимических свойств почв и высокого уровня почвенного плодородия (Иок-0,9-1,0) за счёт применения агрохимических и агротехнических приёмов их улучшения (контрмер).
2. Для прогноза содержания радионуклидов в травостоях пойменных лугов в отдалённый период после аварии целесообразно использовать коэффициенты перехода 137Cs и 90Sr, установленные не только по содержанию подвижного калия и величине обменной кислотности аллювиально-дерновых почв, а и по комплексным агрохимическим показателям – индексу агрохимической окультуренности почв (Иок) и степени насыщенности основаниями (V,%).