ЗАВИСИМОСТЬ НАКОПЛЕНИЯ Cs-137 ЗЕЛЕНОЙ МАССОЙ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ ОТ ВОДНОГО РЕЖИМА КОРНЕОБИТАЕМОГО СЛОЯ ПОЧВЫ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Summary

In article the environmental conditions of inhabitation and the biological features of population Pontastacus leptodactylus Esch in lake are considered Gudshie of Mozir area.

Поступила в редакцию 01.11.05.

УДК 631.432:504.53.054:338.24

С.Н. Лекунович

ЗАВИСИМОСТЬ НАКОПЛЕНИЯ Cs-137 ЗЕЛЕНОЙ МАССОЙ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ ОТ ВОДНОГО РЕЖИМА КОРНЕОБИТАЕМОГО СЛОЯ ПОЧВЫ

Накопление радионуклидов растениями зависит от многих факторов и условий. При этом основными регулируемыми факторами в течение вегетационного периода являются водный режим и агрохимические свойства почвы.

В применяемой в настоящее время системе мер по снижению загрязнения радионуклидами сельскохозяйственной продукции фактор водного режима недостаточно учтен в силу малочисленности и ограниченности разработок вопросов в этом направлении.

Научные исследования, выполненные авторами [1, 2], выявили существование некоторой пропорциональности между поглощением корневыми системами влаги и накоплением растениями радионуклидов, что позволило сделать вывод о возможности управления загрязнением сельскохозяйственной продукции путем регулирования водного режима почвы. В работах [3, 4] установлено, что интенсивность поступления радионуклидов в растения (R) из единицы объёма почвы на глубине z пропорциональна содержанию в ней радионуклида (S) и величине поглощения из нее влаги корнями растения (Wx):

R = ¡ S (z) W1£ ,

где Л - коэффициент эффективного поглощения радионуклида, зависящий от вида растения, положения уровней грунтовых вод, типа почвы и концентрации в ней элемента - аналога радионуклида.

В свою очередь, поглощение влаги корнями растений из единицы объёма почвы на глубине z зависит от распределения по глубине влажности почвы и массы корней.

Накопление радионуклидов следует рассматривать как процесс, состоящий из перемещения их в почве к поверхности корней, из поглощения корнями, передвижения по стеблю, из участия в химических реакциях и частичного их вывода из растения. Перечисленные этапы общего процесса чрезвычайно сложны, и во многом их физиологическая сущность к настоящему времени недостаточно известна. Поэтому дальнейшее изучение данного процесса невозможно без использования математической модели. Для этого разработана теоретическая модель, в которой учтены основные составляющие процесса накопления радионуклидов в условиях изменяющего водного режима почв. Практическая значимость данной модели заключается в том, что она позволит сделать прогнозные расчеты накопления радионуклидов в зеленой массе трав в зависимости от изменения водного режима.

Для описания накопления радионуклидов зелёной массой трав принята следующая математическая модель:

j Z (e3^tmAz Az )

R = - Л SAzEAt ^-- , ^ (1)

М Z (e3Az.AtmAz Az )

0

где R - активность загрязнения радионуклидами зелёной массы многолетних трав, Бк/кг;

M - биологическая масса растений, кг/м2;

Л - коэффициент эффективного поглощения радионуклида, кг/л;

- содержание радионуклидов в весовой единице сухого вещества пахотного слоя почвы, Аг кБк/кг;

ЕА( - транспирация влаги культурой за время А/; л/м2;

кп - мощность пахотного слоя почвы, м; кк - мощность корнеобитаемого слоя, м;

вДг д{- относительная влажность слоя почвы А на промежутке времени А/;

- содержание массы корней в слое А; %/м; А - мощность расчетных слоев почвы, м.

Для определения параметров расчетной зависимости использованы материалы исследований, проводимых в полевых условиях на экспериментальных площадках мелиоративной системы «Козицкое» Пинского района Брестской области.

Биологическая масса растений определяется уравнением:

М = Мо Км , (2)

где Мо - планируемый урожай в конкретных условиях при оптимальной влажности почвы, кг/м2; К м - коэффициент нарастания массы растений в п-ю декаду от начала вегетации.

Коэффициент К определяется по табл. 1, полученной по материалам двухлетних наблюдений

на опытных площадках в течение вегетационных периодов 2004-2005 годов, значения которого не противоречат литературным данным [5].

Таблица 1

Модульные коэффициенты биологической кривой нарастания массы трав (средние для разнотравья) при сенокосном использовании (Км )

Укос Декады вегетации (п)

1 2 3 4 5 6 7 8

1 0,15 0,36 0,48 0,76 0,88 0,96 1,0

2 0,3 0,35 0,50 0,75 0,80 0,94 0,96 1,0

Значения / коэффициента эффективного поглощения радионуклида для разных типов почв и сельскохозяйственных культур различны. В данных конкретных условиях / описывается зависимостью

2,19

/ = 0,000025 УГВ . (3)

Содержание радионуклидов £ в весовой единице сухого вещества почвы слоя А определяется по формуле:

Р \у

£ 4г = -— кБк/кг, (4)

К

где - плотность загрязнения радионуклидами слоя А, кБк/м2; Нп - мощность пахотного слоя почвы, м;

уа - объемная масса сухого вещества почвы (для торфа уа = 175 кг/м3). [6]

Транспирация Е^ влаги травами по декадам (промежуткам времени А/) определяется как:

ЕА/ = Еа, л/м2, (5)

где Ео - суммарное испарение, мм, (принимается по табл. 2), полученное из рассчитанных величин за период 1945-1986 годы, по данным [7].

Таблица 2

Испаряемость (Ео) многолетними травами, мм

Средние Влажные Засушливые

Месяцы Декады многолетние годы годы

значения (Р = 10%) (Р = 90%)

1 12 11 13

Апрель 2 16 17 17

3 22 19 23

1 28 24 31

Май 2 36 27 46

3 38 36 41

1 48 42 52

Июнь 2 49 39 62

3 32 31 33

1 31 25 33

Июль 2 36 32 37

3 47 43 52

1 40 34 46

Август 2 35 28 39

3 31 29 33

1 18 26 21

Сентябрь 2 15 13 16

3 12 10 12

1 8 8 9

Октябрь 2 7 6 8

3 6 5 6

Относительная влажность в слоя Аг почвы в течение времени А/ определяется уравнением:

в

Аг, А

К - к

К - ж0

(6)

где К - влажность слоя А в течение времени А/, л/м (таблица 3); К - влажность завядания л/м3;

- влажность, соответствующая полной влагоёмкости почвы, л/м3

Таблица 3

Распределение влажности почвы (№ л/м3) при различных уровнях грунтовых вод

Культура Расчётный слой А, м Влажность слоя почвы К в зависимости от УГВ Полн. влаго-емкость расч. слоя Влаго-емкость завядания

0,5 м 0,6 м 0,7 м 0,8 м 0,9 м 1,0 м

Много- 0-0,1 360 340 325 310 300 290 550 100

летние 0,1-0,2 390 360 345 330 320 310 550 100

травы 0,2-0,3 380 320 315 290 260 235 550 100

0,3-0,4 405 304 260 230 205 175 540 95

0,4-0,5 500 255 200 175 173 170 510 90

0,5-0,6 315 240 220 195 170 400 55

0,6-0,7 310 245 240 205 340 30

0,7-0,8 310 280 245 340 30

0,8-0,9 300 255 340 30

0,9-1,0 300 340 30

Влажность почвы (таблица 3) получена по экспериментальным данным площадок «Перехрестье», «Ольманы», «Б. Диковичи» путем осреднения значений проб, отобранных при одинаковом положении УГВ.

Особенностью изменения влажности данной почвы по глубине является неоднородность почвенного состава. Верхний слой (0-20 см) представлен древесно-осоковым торфом 30% разложенности. Ниже 20 см минерализация торфа увеличивается и на глубине 40-50 см начинается песок. Поэтому влажность, соответствующая полной влагоёмкости почвы Wп верхнего корнеобитаемого слоя 0-20 см, определена экспериментальным путем и принята 550 л/м3. Полная влагоемкость песка и влажность завядания принята по литературным источникам [5, 6].

Содержание массы корней в единичном слое почвы (таблица 4) получено экспериментальным путем на опытной площадке № 1 мелиоративной системы «Козицкое», участок Перехрестье. Полученные нами данные практически совпадают с данными, представленными раннее в работах других ученых [5, 8].

Таблица 4

Относительное содержание корней в единице мощности корнеобитаемого слоя т (%/м) на торфяной почве

Культура Расчётный слой Д, м Относительное содержание корней т при среднем уровне грунтовых вод

0,5 м 0,6 м 0,7 м 0,8 м 0,9 м 1,0 м

Много- 0-0,1 68,0 60,1 51,5 45,8 39,3 31,4

летние травы 0,1-0,2 25,0 28,2 33,3 30,9 30,4 33,6

(сенокос) 0,2-0,3 4,7 7,3 8,3 15,6 21,1 24,2

0,3-0,4 1,8 2,9 3,4 4,4 5,2 5,8

0,4-0,5 0,5 1,3 2,8 1,6 1,9 2,3

0,5-0,6 0,2 0,5 0,9 1,1 1,0

0,6-0,7 0,2 0,6 0,5 0,9

0,7-0,8 0,2 0,3 0,5

0,8-0,9 0,2 0,3

0,9-1,0

Расчеты по данной модели позволяют выполнить определения загрязнения зеленой массы многолетних трав, исходя из планируемой урожайности для любого промежутка вегетационного периода. Ошибка выполненных проверочных расчетов по принятой модели (рис. 1) составила ±30%, что соответствует точности определения накопления радионуклидов прибором.

Рис. 1. Изменение фактически измеренных и рассчитанных величин активности зеленой массы травы.

Литература

1. Афанасик, Г.И. Влияние водного режима почвы на интенсивность поступления радионуклидов в растительную продукцию. Мелиорация переувлажненных земель: сб. научных работ / Г.И. Афанасик. - Минск: БелНИИМиЛ, 1995. - Том XLII. - С. 22-44.

2. Шабан, Н.С. Влажность торфяных почв и поглощение питательных веществ растениями / Н.С. Шабан, Г.И. Афанасик, В.Н. Пятницкий // Почвоведение. - 1975. - № 7. - С. 101-106.

3. Афанасик, Г.И. Пути снижения загрязнённости сельскохозяйственной продукции радионуклидами на мелиорированных землях / Г.И. Афанасик, А.С. Судас, Э.Н. Шкутов // НТИ, Мелиорация и водное хозяйство. - Минск, 1994. - С. 32.

4. Рекомендации по определению требуемого водного режима для минимизации накопления радионуклидов многолетними травами: утв. Комчернобыль / под ред. А.С. Судаса [и др.]; Брестский филиал РНИУП «Институт радиологии». - Пинск, 2004. - 32 с.

5. Временные рекомендации по проектированию, строительству и эксплуатации мелиоративных систем на загрязнённых радионуклидами землях. - Минск: БелНИИМиЛ; Белгипроводхоз, 1995. - 98 с.

6. Финский, А.И. Исследование капилярного подпитывания торфяной почвы / А.И. Финский // Сб. тр. - Минск: БелНИИМиВХ, 1970. - Т. XVIII. - С. 60-71.

7. Шебеко, В.Ф. Водохозяйственные расчеты при мелиорации переувлажненных земель / В.Ф. Шебеко. - Минск: БелНИИМиЛ, 2000. - 311 с.

8. Моисеев, А.А. Цезий-137 в биосфере / А.А. Моисеев, П.В. Рамзаев. - Атомиздат, 1975. - 182 с.

Summary

In article it is described mathematical model which allows to calculate and predict accumulation of 137Cs in any interval of the vegetative period of perennial cereals. The executed verifying calculations on the given model have shown good convergence of the designed and measured sizes of accumulation 137Cs in green weight of grasses.

Поступила в редакцию 21.11.05.

УДК 634.738(476):581.19 Ж.А. Рупасова, Н.П. Варавина, Р.Н. Рудаковская, Н.Н. Рубан, Ф.С. Пятница, А.П. Яковлев

ВЛИЯНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ФАКТОРА НА МАКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ПЛОДОВ VACCINIUM CORYMBOSUM L.

НА ФОНЕ ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В БЕЛАРУСИ

Общеизвестно, что элементный состав плодов ягодных растений в значительной степени определяется почвенно-климатическими условиями районов их возделывания [4]. Указания на это применительно к объекту наших исследований - голубике высокорослой - приводят американские ученые [5]. В связи с интродукцией и введением в культуру данного ботанического вида в Белорусском регионе особый научный и практический интерес представляет исследование макроэлементного состава его плодов на фоне внесения минеральных удобрений в разных его частях.

В этой связи в предполагаемых районах культивирования голубики высокорослой в южной, центральной и северной агроклиматических зонах Беларуси - соответственно в Малоритском и Ганцевичском районах Брестской области, а также в Сенненском районе Витебской области, находящихся на удалении друг от друга на расстоянии 190 и 320 км, что в совокупности составляет 510 км, в 2001 г. были заложены идентичные полевые опыты с классической 8-вариантной схемой внесения N60, Р60, K60 (кг/га д.в.) при густоте посадки опытных растений 2,0 х 1,0 м.

В качестве объектов исследований были привлечены растения 3-х модельных сортов голубики высокорослой - Дюк (из раннеспелых), Блюкроп (из среднеспелых) и Нельсон (из позднеспелых).

Саженцы голубики были высажены в заранее вырытые ямы размером 60 х 70 х 50 см, заполненные смесью минеральной почвы (легкосуглинистой в северном, супесчаной - в центральном и песчаной - в южном районах исследований) и верхового торфа в соотношении 1:1. Минеральные удобрения - суперфосфат двойной и сульфат калия - вносили однократно в начале вегетации