Geum.ru

Модель ведення сільськогосподарського виробництва в умовах Полісся на радіоактивно забруднених землях

Вид материалаДокументы

Содержание


Характеристика об’єкту досліджень.
Кліматичні умови.
Ландшафтна структура території.
Агрохімічна характеристика ґрунтів.
Забруднення радіонуклідами та важкими металами
Формування виробничої системи на базі ДГ "Куповате".
Таблиця 8.30 – Гранично допустима щільність забруднення радіоцезієм дерново-підзолистого ґрунту при вирощуванні
Пшениця яра
Структура посівних площ.
Баланс біогенних елементів.
Контрзаходи, що зменшують забруднення рослинницької продукції радіонуклідами.
Особливості годівлі поголів’я і утримання галузі тваринництва.
Економіко-енергетична оцінка моделі.
Подобный материал:
  1   2   3   4   5

Модель ведення сільськогосподарського виробництва в умовах Полісся на радіоактивно забруднених землях


Розробка еколого-безпечної моделі ведення аграрного виробництва в умовах глобальних техногенних катастроф має не тільки регіональне але й всесвітнє значення. Обґрунтування такої моделі можливо здійснити на основі наукових досліджень та створення баз даних, які всебічно характеризують екологічний стан території. Послідуючим етапом дій є виділення земельних масивів, придатних для ведення господарської діяльності та розробка робочого проекту раціонального ведення сільськогосподарського виробництва з метою створення стійкої високопродуктивної агроекосистеми на засадах комплексного застосування технологій в рослинництві і тваринництві, що дозволяють виробляти екологічно безпечну продукцію при невисоких витратах ресурсів промислового походження.

Як відомо, правильний вибір спеціалізації виробничої системи, особливо при радіоактивному забрудненні, найважливіша умова рентабельного ведення сільськогосподарського виробництва при забезпеченні відтворення та покращення екологічного стану природного середовища. Попередні дослідження свідчать, що в умовах радіоактивного забруднення сільськогосподарські тварини є своєрідним фільтром для радіоактивних елементів в системі ґрунт – рослина – тварина – продукти харчування – людина. Це дозволяє припустити доцільність тваринницької спеціалізації землекористування на територіях з невисокими рівнями забруднення радіонуклідами 12.

Дослідження з розробки моделі ведення сільськогосподарського виробництва на радіоактивно забруднених територіях проводилися за такими напрямками:
  1. Створення бази даних щодо агрохімічного та агроекологічного стану ґрунтів.
  2. Визначення потенціальної фітопродуктивності території, співвідношення природних кормових угідь та пасовищ, тваринництва і кормовиробництва.
  3. Підбір видів тварин, порід, культур найбільш адаптованих до місцевих умов з точки зору продуктивності з урахуванням рівнів та характеру забруднення радіонуклідами ґрунтового покриву.
  4. Розробка та реалізація на практиці діючої моделі аграрної виробничої системи стосовно умов Чорнобильської зони відчуження.

Об’єкти досліджень – полігон “Куповате”, що територіально займає південно-східний сектор Зони Відчуження та дослідне господарство (ДГ) “Куповате” дослідного спеціалізованого науково-виробничого “Екоцентру” в ЗВ Міністерства України з надзвичайних ситуацій (рис. 8.11).

Характеристика об’єкту досліджень.

Фізико-географічне положення та геолого-геоморфологічна структура. Територія полігону “Куповате” розташована в межах північної частини Нижньотетерівського та південної частини Нижньоузького фізико-географічних районів фізико-географічної області Київське Полісся зони мішаних лісів. Ці райони знаходяться відповідно в нижній течії річок Тетерів та Уж на правому березі річки Прип’ять та Київського водосховища. Вказана територія є нижньою частиною схилу Українського кристалічного щита до Дніпровсько-Донецької западини. Кристалічні породи тут вкриті товщею осадочних порід і ніде не оголюються, а глибина їх залягання становить біля 300 м. На кристалічній основі залягають морські відклади мезозою і палеогену, континентальні утворення неогену і антропогену.

Місцевість розчленована річковими долинами та балками. Досить широко розвинуті еолові утворення - піщані пагорби, вали та дюни висотою 3-6м, а також замкнені плоскі пониження овальної форми, які заповнюються на весні талими водами та атмосферними опадами при випаданні злив.

Територія полігону “Куповате” являє собою рівнину, яка понижується з південного заходу на північний схід. Південна та західна частини території полігону являють собою надзаплавну терасу річки Прип’ять. На півдні полігону абсолютні висоти коливаються в межах від 120 до 125 метрів, а на заході - від 115 до 125 метрів. На захід від північної околиці с. Опачичі простяглася смуга пагорбів, де абсолютні висоти коливаються від 125 до 136 метрів. Північно-східна та східна частини полігону “Куповате” являють собою заплаву річки Прип’ять. Межа між терасою і заплавою чітко просліджу­ється у вигляді крутого схилу на східній околиці с. Опачичі. Територія заплави має вирівняну поверхню з невеличкими підвищеннями та пониженнями. Абсолютні висоти тут коливаються в межах від 102,8 до 106 метрів.

Кліматичні умови. Клімат досліджуваного району помірно-континентальний. М’яка зима з відлигами – вдень переважна температура -2 – -40С, вночі – -5 – -70С (абсолютний мінімум -320С). Сніговий покрив потужністю 15-30 см встановлюється у другій половині грудня, ґрунт промерзає на глибину 30-60 см.

Літо тепле, з переважанням денної темпе­ратури повітря 21-230С (абсолютний максимум 390С), нічної 15-170С. Опади випадають у вигляді корот­кочасних злив, часто з грозами. Інтенсивність цих злив до 10,2 мм/хв., тривалість до 75 хв., найбільша норма добових опадів – 170 мм.

Вітри на протязі року переважають західні, північно-західні та південно-східні. Швидкість вітру 2,0-3,5 м/с.

Атмосферні опади характеризуються за даними метеостанції Чорнобиль. На основі 60-річного ряду спостережень статистично розраховані криві забезпеченості для річних значень атмосферних опадів та для значень вегетаційного періоду. Для річних значень норма опадів складає 546мм, коефіцієнт варіації – 0,217, коефіцієнт асиметрії – 0,017. Для вегетаційного періоду норма – 296 мм, коефіцієнт варіації – 0,264, коефіцієнт асиметрії – 0,17.

Аналізуючи матеріали метеостанції Чорнобиль, слід звернути увагу на певні зміни у випадінні атмосферних опадів за період після аварії на ЧАЕС. По-перше, відзначене збільшення річної норми опадів за після аварійний період 1987-1998 рр. до 585 мм проти 536 мм за 1936-1985рр., тобто на 8,4%, а у порівнянні із середньобагаторічними за весь період спостережень (1936-1998рр.) – на 6,7%. Крім того, відзначені відхилення у розподілі місячних опадів, а саме – збільшення опадів у літні місяці за рахунок зимових. Це призвело до збільшення опадів за вегетаційний період до 335мм проти 287мм, тобто на 14,3%, порівняно із середньобагаторічними опадами за увесь період спостережень на 11,5% (335 проти 296,4мм).

Одним із вірогідних чинників, що викликав зміни такої важливої кліматичної характеристики, як норма опадів за післяаварійний період, може бути збільшення випаровування з підтоплених територій, у тому числі і підтоплених територій меліоративних систем. Виявлені закономірності потребують більш детального розгляду і можуть слугувати обґрунтуванням необхідності реабілітації меліоративних систем зони відчуження.

Ландшафтна структура території. В ландшафтному відношенні територія полігону “Куповате” досить неоднорідна. Найвищими в гіпсометричному відношенні ландшафтами досліджуваної території є ландшафти високих, дуже горбистих напірно-моренних гряд на малопотужних пилуватих водно-льодовикових пісках з дерново-підзолистими пилувато-піщаними ґрунтами під сосновими лісами культурного походження та дубово-грабовими лісами. Вони простяглися вузькою смугою від с. Кам’янка до західної окраїни с. Опачичі. В межах цього типу ландшафту зустрічаються підвищені ділянки з дерново-підзолистими пилувато-піщаними слабозмитими ґрунтами під рідколіссям дуба, сосни та берези.

Нижче положення займають вирівняні моренно-воднольодовикові рівнини, складені пилуватими пісками, з дерново-слабопідзолистими пилувато-піщаними ґрунтами. Вони знаходяться в південно-західній частині полігону і займають майже половину його території. Велика частина цих територій знаходиться під суцільним згарищем на місці колишніх соснових лісів. Також значні території зайняті сосновими лісами з ознаками низової пожежі, дубовими та сосновими лісами, які не зазнали впливу пожежі. Крім того на південь від с. Опачичі є ділянки цього типу ландшафту, зайняті полями, на яких сільськогосподарська діяльність ведеться зараз, а на захід від с. Куповате – ділянки на яких вона проводилась в минулому до аварії. В межах цього типу ландшафту також зустрічаються підвищені ділянки з дерново-слабопідзолистими слабозмитими пилувато-піщаними ґрунтами, як розорані, так і зайняті сосновими лісами і суцільними згарищами на місці колишніх соснових лісів.

Ще нижче знаходяться ландшафти слабогорбистих піднятих терас великих річок на древньоалювіальних пісках та супісках з дерново-слабопідзолистими піщаними та супіщаними ґрунтами. Вони зайняті в основному сосновими лісами, а також суцільними згарищами на місці колишніх соснових лісів. Також зустрічаються ділянки якs в минулому знаходилися у сільськогосподарському використанні.

В межах цього типу ландшафту зустрічаються підвищення з дерново-слабопідзолистими слабозмитими піщаними та супіщаними ґрунтами під сосновими лісами і суцільним згарищем на місці колишніх соснових лісів, а також западини з дерново-слабопідзолистими глеюватими піщаними та супіщаними ґрунтами під вільхово-березовими лісами, які в деяких місцях заболочені. Ландшафти терас та заплав розділені ландшафтами пологих схилів на воднольодовикових та древньоалювіальних пісках та супісках з дерново-слабопідзолистими слабозмитими піщаними та супіщаними ґрунтами. В межах схилів зустрічаються ландшафти неглибоких балок з дерново-слабопідзолистими оглеєними змито-намитими піщаними та супіщаними ґрунтами.

Найнижче знаходяться ландшафти заплав. Вони поділяються на ландшафти високих сегментно-гривистих піщаних заплав великих річок на сучасних алювіальних відкладах з заплавними дерновими опідзоленими піщаними ґрунтами та ландшафти понижених заплав великих річок, складені різнопотужними низинними торфами з заплавно-болотними піщаними та супіщаними ґрунтами. Вони поширені на північному-сході та сході території полігону. Перший тип заплавних ландшафтів зайнятий як сосновими, сосново-березовими та вільхово-березовими лісами, так і вологими різнотравними луками. В межах нього зустрічаються дюноподібні пагорби з заплавними дерновими опідзоленими піщаними слабозмитими ґрунтами під сосновими лісами і луками, а також міжгривні пониження з заплавними дерновими опідзоленими глеюватими піщаними ґрунтами під березовим рідколіссям, вологими різнотравними луками та болотною рослинністю.

Другий тип заплавних ландшафтів переважно вкритий болотною рослинністю в межах якої зустрічаються невеликі ділянки зайняті рідколіссям берези. Крім того слід згадати про ландшафти островів на р. Прип’ять та Київському водосховищі на сучасних алювіальних відкладах з лугово-болотними піщаними ґрунтами під різнотравними луками, чагарниками та болотною рослинністю.

До аварії на Чорнобильській АЕС майже половину досліджуваної території займали агроландшафти з високою розораністю територій. За колишнім колгоспом Ім. 1-го Травня, територія якого і є об’єктом дослідження, було закріплено 4458,5 га, сільськогосподарських угідь з них – 2421,3 га, ріллі – 2104,0 га, сінокосів та пасовищ на осушених землях – 317,3 га, лісових пасовищ – 11,7 га. Осушені землі займали 1725,8 га. Рілля використовувалася в системі 4-х сівозмін: польової (584,1 га), люпинової (185,0 га), прифермської (345,6 га) і кормової (989,3 га). На даний час в ріллі використовується з польової сівозміни поле № 3 (47,5 га) і поле № 4 (49,2 га). В результаті обстеження ступеню радіоактивного забруднення встановлено, що на мінеральних ґрунтах під ріллю є можливість додатково використати поля № 2-5 і частково № 6 люпинової сівозміни (144,7 га), поля № 5-7, 9 польової сівозміни (252,3 га), а також частину поля № 9 кормової сівозміни площею 107,8 га. Поля 1, 2 і 8 польової сівозміни загальною площею 200,2 га виведені під лісопосадки. Для сільськогосподарського використання поля №1 і частини поля № 6 люпинової сівозміни, загальною, площею 63,3 га, потребує розчистки від завалів горілого лісу.

Кормова та прифермська сівозміни загальною площею 1334,9 га були розміщені на осушених землях і в даний час в зв’язку з тим, що меліоративна система не діє, вони не придатні для вирощування сільськогосподарської продукції. Частково використовується як сінокоси і пасовища поле № 9 кормової сівозміни площею 107,8 га.

І останнім типом ландшафтів на території полігону є селітебні ландшафти, тобто території, зайняті населеними пунктами Плютовище, Опачичи, Кам’янка, Оташів, Куповате і Городище, мешканці яких виселені після аварії на ЧАЕС.

Ґрунти. На території полігону “Куповате” переважають дерново-підзолисті ґрунти, які неоднорідні за механічним складом та ступенем підзолистості. Вони поширені майже на всій території надзаплавної тераси, тобто в південній, центральній та західній частинах території полігону. Найбільші площі тут вкриті такими двома типами дерново-підзолистих ґрунтів: 1) дерново-підзолисті, приховано-підзолисті, підзолисто-дернові піщані ґрунти та їх глеюваті відміни на воднольодовикових і давньоалювіальних відкладах слабохвилястих дренованих зандрових рівнин і давніх терас; 2) дерново-підзолисті і підзолисто-дернові піщані ґрунти та їх глеюваті відміни на давньоалювіальних і воднольодовикових відкладах, підстелених мореною слабохвилястих слабодренованих зандрових рівнин і давніх терас. В східній та північно-східній частині землекористування господарства переважають дернові та болотні ґрунти.

Агрохімічна характеристика ґрунтів. На території господарства одним з переважаючих типів ґрунтів є дерново-підзолисті глинисто-піщані. По вмісту гумусу вони відносяться до малогумусних ґрунтів з середньою його кількістю 1,3-1,5 %. Вміст рухомого фосфору складає 8,5 мг/100 г (за Кірсановим), обмінного калію - 7,0 мг/100 г ґрунту. Реакція ґрунтового розчину переважно кисла: рН – 4,5-5,0, гідролітична кислотність – 3,5, сума ввібраних основ – 2,6-5,0 мг.-екв/100 г ґрунту (табл.8.28).

Торф’яно-болотні осушені ґрунти займають близько 25 відсотків сільськогосподарських угідь. Агрохімічна характеристика 0-20 см шару торф'яно-болотних осушених ґрунтів така: вміст рухомого фосфору до 11 мг/100 г, обмінного калію 7 мг/100 г ґрунту (по Кирсанову), рН сольове 5-5,5, гідролітична кислотність 2-3 мг-екв/100 г ґрунту.

Широко поширені на досліджуваній території дернові піщані ґрунти. Їм притаманний вміст гумусу 0,5-1,1 %, азоту сполук, які легко гідролізуються – 75,6-81,2 мг/кг, рухомого фосфору 4,0-7,0 мг/100 г, обмінного калію 4-9 мг/100 г ґрунту, рН сольове 4-5, гідролітична кислотність 2-3 мг-екв/100 г, сума увібраних основ 1-4 мг-екв/100 г ґрунту.

Агрохімічна характеристика ґрунтів контурів колишніх польової, люпинової і кормової сівозмін, придатних для вирощування рослинницької продукції більш детально наведена в табл. 8.28.

Забруднення радіонуклідами та важкими металами. Обстеження сільгоспугідь проведено в відповідності з “Методическими рекомендациями по отбору проб почвы для радиоизотопного анализа при обследовании сельхозугодий” [14]. За топооснову при проведенні робіт був прийнятий план землекористування господарства КСП ім. 1 Травня масштабу 1:25 000.


Таблиця 8.28 – Агрохімічні показники полів і контурів, що використовуються та придатних для вирощування сільськогосподарських культур


Сіво-

зміна
№

кон-

туру
Площа конту-

ру, га
Вміст в ґрунті
рН

гумус, %
азот, гід.

мг/100 г
фосфор,

мг/100 г
калій, мг/100 г

Польова


66,4
0,94
6,8
6,0
8,9
4,7


50,5
1,06
5,3
5,5
6,2
5,0


102,2
0,86
5,3
10,3
4,0
4,0


75,9
0,54
4,2
7,8
4,5
4,1


26,0
0,48
4,4
7,5
5,5
3,9


25,9
1,12
5,3
6,9
5,8
5,2

Люпинова


33
0,54
3,5
8,1
2,8
3,8


21,4
0,43
3,2
10,8
2,2
3,8


35,4
0,54
3,5
8,3
2,1
3,8


10
0,47
2,8
7,5
1,2
3,7

Кормова


17,9
9,10
33,5
2,9
7,0
4,2


15,9
9,76
25,2
6,6
7,0
5,1


13,2
6,93
29,4
10,9
3,0
5,4


10,5
6,38
24,1
10,6
2,0
5,1


14,8
7,36
24,1
8,1
3,0
4,9


21,1
6,88
23,5
9,3
3,0
5,4


14,4
5,13
23,2
10,6
5,0
4,9


Виходячи з масштабу зйомки, на кожному з контурів проведені виміри - та - фону по галсам через 250 м, така ж відстань витримувалась і між точками пробовідбору на кожному з галсів. В разі необхідності (аномальні значення однієї з величин) аномальна зона була оконтурена. В кожній з таких точок відібрані додаткові проби ґрунту.

З результатами досліджень встановлено відносно невеликі рівні радіоактивного забруднення досліджуваної території. Так, інтенсивність гама-випромінювання на території полігону коливається у межах від 7 до 80 мкР/год. Найбільші дози гама-випромінювання зафіксовано в північній частині полігону в районі с. Плютовище. В лісах, які займають західну, північну та північно-східну частину полігону, інтенсивність гама-випромінювання змінюється від 25 до 45 мкР/год. В східній частині полігону, в межах заплави р. Прип’ять інтенсивність гама-випромінювання зменшується до 15-25 мкР/год. Найнижча інтенсивність гама-випромінювання (7-20 мкР/год) спостерігається в центральній та південній частинах полігону, тобто на землях, що використовуються як сільськогосподарські угіддя (табл. 8.29). Значна територія за межами меліоративної системи не обстежувалась через її підтоплення і заболоченість.


Таблиця 8.29 – Радіоактивне забруднення та вміст мікроелементів і важких металів, ДГ “Куповате”


Cі-

во-

змі-

на
№

кон-

туру
Площа конту-

ру
ПЕД 0,03м

ПЕД 1м

β, част/ см2  хв.
Сs137, Бк/кг
Cu

Zn

Mg
Pb

мкр/ год
мг/кг

Польова
1
66,4
17
15
12
668,1
0,96
2,88
62,0
2,55

2
50,5
18
16
16
642,1
0,84
2,97
203,4
2,35

3
102,2
15
13
10
343,6
0,64
2,05
130,6
2,70

4
75,9
16
15
11
292,7
0,64
1,82
150,2
2,80

5
26,0
14
15
11
422,2
0,84
3,40
148,0
2,75

6
25,9
11
11
9
288,7
0,84
3,40
148,0
2,75

Люпинова
1
33,0
20
21
7
299,1
0,29
1,42
152,5
1,70

2
21,4
16
18
5
621,3
0,60
2,28
199,8
2,85

3
35,4
22
22
5
298,9
0,42
2,76
183,1
3,60

4
10,0
21
21
6
301,5
0,37
2,07
214,8
2,50

Кормова
1
17,9
14
13
6
361,4
1,62
8,00
117,6
12,05

2
15,9
14
14
8
892,1
3,78
13,68
157,8
8,45

3
13,2
14
14
6
446,6
1,15
5,07
119,7
4,95

4
10,5
15,9
9
9
688,9
1,01
4,34
108,6
3,20

5
14,8
14
14
8
550,3
1,03
4,68
75,0
3,20

6
21,1
14
13
8
414,2
1,19
4,37
120,2
3,10

7
14,4
16
14
6
566,4
0,74
3,86
77,0
2,65