CC BY
15
ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ И ИХ РЕШЕНИЕ
УДК 004.6:633/635:001.891
БАЗА ДАННЫХ ПО ТЕХНОЛОPPГИЯМ ВЕДЕНИЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА НА РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ, СОСТАВЛЕННАЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Н.А. Сотникова, А.В. Панов, д.б.н., Д.Н. Курбаков
ВНИИ радиологии и агроэкологии, e-mail: [email protected]
Загрязнение почв сельскохозяйственных угодий радионуклидами вследствие радиационных аварий и инцидентов в ряде регионов Российской Федерации достигает уровней, при которых производимая продукция не отвечает требованиям санитарно-гигиенических нормативов или велик риск получения такой продукции. Отбор и обоснование наиболее эффективных технологий ведения сельскохозяйственного производства необходим для улучшения экологической ситуации на радиоактивно загрязненных территориях и обеспечения производства безопасной продукции с наименьшими затратами. Для решения этих задач создана база данных по стандартным и реабилитационным технологиям ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях, составленная по результатам научных исследований.
Ключевые слова: база данных, радиоактивное загрязнение, реабилитационные технологии, растениеводство.
THE DATABASE OF TECHNOLOGIES OF PLANT GROWING ON THE AREAS WITH RADIOACTIVE CONTAMINATIONS
N.A. Sotnikova, Dr. Sc. A.V. Panov, D.N. Kurbakov
ARSRI for radiology and agroecology, e-mail: [email protected]
Agricultural lands soil pollution by radionuclides due to radiation accidents and incidents in a number of the Russian Federation regions reached levels at which products don't meet the requirements of sanitary standards or high risk of such products. Selection and justification of the most effective technologies of agricultural production is needed to improve the environmental situation in the contaminated areas and to ensure the production of safe products at the lowest cost. To solve these problems, a database of standard and rehabilitation technology of crop production in the contaminated areas, based on the results of scientific research.
Keywords: database, radioactive contamination, rehabilitation technologies, plant growing.
К настоящему времени накоплен большой опыт ведения земледелия в зонах воздействия радиационных аварий [1-4]. В комплексе реабилитационных технологий немаловажную роль играют агрохимические приемы, которые включают: использование различных видов минеральных и органических удобрений, известкование почв, применение сорбентов и др. [5, 6]. Изменение соотношения элементов питания растений при внесении удобрений позволяет снизить переход радионуклидов в продукцию растениеводства, а также повысить урожайность культур. Однако при большом увеличении продуктивности повышается вынос радионуклидов зеленой массой растений. Поэтому для выбора эффективных реабилитационных технологий важно установить оптимальное соотношение между радиоэкологической эффективностью (кратностью снижения содержания радионуклидов в
растениях) и экономической выгодой (увеличение урожайности). Комплексная оценка эффективности используемых агрохимических технологий ведения растениеводства на загрязненных территориях с учетом радиоэкологических и хозяйственных показателей возможна лишь при подробном анализе накопленных знаний. Для решения этих задач в ФГБНУ ВНИИРАЭ (г. Обнинск) создана база данных (БД) по стандартным и реабилитационным технологиям ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях.
Цели исследований: 1. Сбор и обобщение существующей информации о стандартных и реабилитационных технологиях получения сельскохозяйственной продукции, отвечающей установленным санитарно-гигиеническим нормативам на радиоактивно загрязненных сельских территориях; 2. Разработка БД по технологиям ведения растение-
водства на территориях, загрязненных радионуклидами, включающей радиоэкологические и хозяйственные показатели.
Для создания БД были изучены результаты научных исследований по эффективности реабилитационных технологий ведения растениеводства на сельскохозяйственных угодьях, загрязненных радионуклидами, опубликованные с 1986 по 2013 г. в виде статей в реферируемых научных журналах, монографиях, научных трудах и докладах конференций, а также в кандидатских и докторских диссертациях. Среди научных журналов рассмотрены следующие издания: «Почвоведение»; «Агрохимия»; «Радиационная биология. Радиоэкология»; «Плодородие»; «Земледелие»; «Агрохимический вестник» («Химизация в сельском хозяйстве» до 1992 г., «Химия в сельском хозяйстве» до 1996 г.); «Доклады РАСХН» («Доклады ВАСХНИЛ» до 1992 г.); «Проблемы агрохимии и экологии»; «Весщ нацыянальнай акадэмп навук Беларусь Се-рыя аграрных навук»; «Вюник аграрноi науки»; «Plant and Soil».
Изучение научной литературы позволило разработать структуру БД с использованием программных пакетов Microsoft Office (Microsoft Access -для ввода в БД информации и Microsoft Excel - для ее статистической обработки и анализа) и провести ее заполнение.
В БД создано несколько взаимосвязанных модулей, объединенных по ключевым полям:
1. Место проведения исследования - регион исследования, организация.
2. Параметры эксперимента, включая: отрасль сельскохозяйственного производства, тип и вид продукции растениеводства, сорт сельскохозяйственной культуры, год исследования, радионуклид и тип опыта.
3. Физико-химические характеристики почв: тип и механический состав почвы; содержание гумуса, %; рН; гидролитическая кислотность Нг, мг-экв/100 г; подвижный фосфор и калий, мг/кг; обменный кальций, мг-экв/100 г; фон, на котором применялась технология (естественный, сидерат, солома и т.п.).
4. Удобрения: вид и наименование - азотные, фосфорные, калийные, органические, известь, природные глины и минералы, препараты; доза, кг/га и объем применения, т/га.
5. Результаты внедрения реабилитационных технологий: кратность снижения содержания радионуклидов в растении, раз; увеличение продуктивности (урожайности), раз; коэффициент накопления радионуклида, (Бк/кг)/(Бк/кг).
6. Литературный источник: тип источника -журнал, диссертация, материалы конференции, монография; название публикации; год публикации.
7. Примечания.
Разработанная в Microsoft Access структура БД позволила провести накопление, сортировку и обработку собранной литературной информации.
В настоящий момент число записей в БД по стандартным и реабилитационным технологиям ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях составляет 6119. Наибольшее количество (около 81%) записей относится к исследованиям в регионах Российской Федерации. К Республике Беларусь относятся 9% записей (в основном Гомельская и Могилевская области), Украине - 1%, прочие страны и регионы 9%. В России 66% экспериментальных опытов проведено в Брянской области, 9% - в Калужской, 3% - в Тульской, 2% - в Московской и 1% - в Орловской областях.
Около 80% исследований, представленных в БД, проведено на дерново-подзолистых почвах; 5% записей составили эксперименты на черноземах. На серых лесных почвах проведено около 3% экспериментов, а на песчаных, дерново-карбонатных и дер-ново-глееватых почвах - по 2%. Прочие типы почв (в том числе торфяная, аллювиально-слоистая) совместно составили около 5% записей БД.
Количество записей о снижении поступления 137Cs - основного радиологически значимого радионуклида в продукцию растениеводства при внедрении реабилитационных технологий составляет 90%, о снижении поступления 90Sr - 10%. Источниками 2,2 тыс. записей в БД служат диссертации (36%), 1,8 тыс. - научные журналы (29%), 2,1 тыс. - монографии (35%) и менее 0,01 тыс. (0,1%) - материалы научных конференций (рис. 1 ). Самое большое количество исследований по изучению эффективности реабилитационных технологий в растениеводстве на радиоактивно загрязненных территориях, представлено в журнале «Агрохимия» (46%). Несколько меньше результатов экспериментов опубликовано в журналах: «Агрохимический вестник» (17%), «Плодородие» (9%), «Проблемы агрохимии и экологии» (7%), «Радиационная биология. Радиоэкология» (5%), «Доклады РАСХН» (3%), «Почвоведение» (3%) и т.д.
Огромную роль в развитии научного направления, связанного с изучением эффективности влияния агромелиорантов на снижение поступления радионуклидов в растения, оказала авария на Чернобыльской АЭС. Большая часть исследований такого рода связана с радиоактивно загрязненными сельскохозяйственными угодьями. Анализ собранных к настоящему времени в БД источников литературных данных показал, что наиболее интенсивно исследования в области внедрения реабилитационных технологий ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях проводили в 1992-1996 гг., и они были, как правило, приурочены к 10-летию после аварии на ЧАЭС. Число записей в БД для этого периода составляет 41%. В 1997-2001 гг. также
материалы конференций журнал монография диссертация
0 1% УШШЯШШЯШШРРЯ ТОО,-;
шшштмжш шшшшжтж шШшШя _ У с
шшжшжжш ШШ °
ШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШ _"> О 70
0.0
0,5 1.0 1.5
Число записей, тыс
2,0
2.5
Рис. 1. Распределение записей в БД по стандартным и реабилитационным технологиям ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях по литературным источникам
было проведено большое количество исследований (около 29% всех записей в БД), связанных с оценкой эффективности внедрения реабилитационных технологий, в 1986-1991 гг. и 2002-2006 гг. количество исследований составило соответственно 11 и 13%. В 2007-2011 гг. интерес к данной проблематике заметно снизился. Так, количество исследований по изучению технологий, направленных на снижение перехода радионуклидов из почвы в растениеводческую продукцию сравнялось с уровнем, предшествующим 1986 г., и составило 3%.
Анализ статей, содержащихся в БД, по авторам показал, что наибольшее число исследований в БД принадлежит статьям таких известных ученых, как Н.М. Белоус (18%), Н.И. Санжарова (11%), В.К. Кузнецов (8%) и Р.М. Алексахин (5%). От 2 до 4% записей составляют исследования, проведенные Ю.В. Буланцевым, А.С. Тулиной, В.В. Сидорцо-вым, Ю.В. Путятиным, И.Т. Моисеевым. Около 2% записей принадлежит иностранным авторам - E. Smolders, H. Nishita.
Собранный в БД материал содержит данные о влиянии агрохимических приемов на снижение пе-
рехода радионуклидов в растениеводческую продукцию: зерновые (яровая и озимая пшеница, овес, ячмень и др.); овощные (картофель, свекла, морковь и др.). Анализ данных показал, что исследования о снижении поступления радионуклидов в зерновые культуры при использовании агромелиоран-тов составляют 69% всех сделанных в базе записей, в овощные - 31%.
Распределение числа записей в БД по видам удобрений выглядит следующим образом: 80% исследований составляет изучение эффективности использования минеральных удобрений (азотных (26%), фосфорных (25%), калийных (25%), извести (4%), органических (17%), природных глин и минералов (2%) и около 0,3% - препаратов. Органические удобрения в большинстве случаев применяли совместно с минеральными (рис. 2).
На базу данных «Стандартные и реабилитационные технологии ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях» получено авторское свидетельство от 12 января 2015 г. № 2015620009 и создано Руководство пользователя [7].
Рис. 2. Распределение записей в БД по стандартным и реабилитационным технологиям ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях по видам удобрений
(представлены округленные значения)
Таким образом, в результате обобщения опубликованного научного материала разработана база данных в MS Access и MS Excel по стандартным и реабилитационным технологиям ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях. Объем БД в настоящий момент составляет более 6 тыс. записей. Анализ собранной в БД обширной научной
информации позволит оценить не только изменение эффективности агрохимических технологий по снижению накопления радионуклидов в растениеводческой продукции во времени, но и разработать оптимальную систему применения агромелиорантов с учетом специфики ведения растениеводства на почвах, различных по физи-
ко-химическим свойствам.
Литература
1. Fesenko S.V., Alexakhin R.M., Balonov M.I., Bogdevich I.M., Howard B.J., Kashparov V.A., Sanzharova N.I., Voigt G., Zhuchenko Yu.M. An extended critical review of twenty years of countermeasures used in agriculture after the Chernobyl accident // Science of the Total Environment, 2007, Vol. 383, № 1-3. - P. 1-24.
2. Алексахин Р.М., Санжарова Н.И., Панов А.В. Реабилитационные мероприятия в агропромышленном комплексе как основа социально-экономического развития территорий, подвергшихся воздействию аварии на Чернобыльской АЭС // Вестник РАСХН, 2009, № 6. - С. 28-30.
3. Научные основы реабилитации сельскохозяйственных территорий, загрязненных радиоактивными веществами в результате крупных радиационных аварий. Руководство. Под ред. Н.И. Санжаровой. - Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2009. - 150 с.
4. Алексахин Р.М. Итоги преодоления последствий Чернобыльской аварии в агросфере // Агрохимический вестник, 2006, № 2. - С. 2-5.
5. Прудников П.В., Сезин Ю.А. Комплексное применение удобрений и мелиорантов // Агрохимический вестник, 2014, № 5. - С. 2-7.
6. Леонова Н.В., Прудников П.В., Оценка применения удобрений и мелиорантов на почвах, загрязненных радиоактивными осадками // Агрохимический вестник, 2014, № 5. - С. 8-11.
7. Сотникова Н.А., Панов А.В., Курбаков Д.Н., Марочкина Е.В. База данных по стандартным и реабилитационным технологиям ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях. Руководство пользователя. -Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2014. - 43 с.
ПОЗДРАВЛЯЕМ С ЮБИЛЕЕМ
25 мая Александру Ивановичу Мячину исполняется 80 лет.
Путь, пройденный Александром Ивановичем, типичен для научно-производственной элиты российского общества в советское и постсоветское время. Он родился в Сибири, детство и юность прошли в Средней Азии. После окончания средней школы по призыву военкомата он был направлен в высшее военно-мореходное училище им. адмирала Макарова в Ленинграде. За время учебы он прошел плавательную практику, «пробороздив» на парусно-моторной шхуне акваторию Балтийского моря, но крестьянского сына тянуло к земле-кормилице, и в 1955 г. он становится студентом института механизации и электрификации сельского хозяйства, по окончании которого он работал инженером-испытателем Калининской машинно-испытательной станции и заведующим лабораторией. В дальнейшем аспирантура во НИИМЭСХ (г. Пушкин), защита кандидатской диссертации, затем - работа в институте научным сотрудником.
В 1970 г. Александр Иванович был переведен на должность инструктора в отдел сельского хозяйства Ленинградского Обкома КПСС, затем утвержден заместителем отдела, а в 1977 г. избран вторым, затем первым секретарем Кин-гисепского райкома КПСС. В декабре 1982 г. утвержден заведующим сельхозотделом Ленинградского Обкома КПСС, а в 1984 г. его избирают заместителем, затем первым заместителем Ленинградского Облисполкома. На всех постах производственной и партийной деятельности Александр Иванович был убежденным сторонником научно-технологического подхода к повышению уровня земледелия, плодородия почв, урожаев и продукции животноводства.
В 1985 г. сбылась годами вынашиваемая им мечта - продолжить научно-исследовательскую работу и его назначают директором вновь создаваемого Всесоюзного научно-исследовательского, конструкторского и проектно-технологического института химической мелиорации почв (ВНИПТИМ). За 10-летие им был создан и укомплектован институт техническими средствами, лабораторным оборудованием, учеными и специалистами. В результате под руководством Александра Ивановича коллективом института были разработаны технологии и машины по эффективной мелиорации почв в Ленинградской области и за ее пределами. Им опубликованы десятки научных трудов, он награжден орденами и медалями, а с 1987 по 1994 г. А.И. Мячин был членом редколлегия нашего журнала.
Редакция и редколлегия журнала «Агрохимический вестник» сердечно поздравляют Александра Ивановича Мячина с юбилеем, желают ему доброго здоровья и благополучия!
