Научно-методологические основы технологии производства молока в условиях радиоактивного загрязнения

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Научно-методологические основы технологии производства молока в условиях радиоактивного загрязнения

В.Н. Кудрявцев, А.В. Васильев, Е.Г. Краснова, О.С. Губарева, Т.Л. Жигарева, А.Н. Ратников, А.Д. Пастернак, В.А. Горяинов

Рассматриваются технологические приемы, ограничивающие переход 137Cs в продукцию животноводства. На основании анализа реальной эффективности применения этих приемов разрабатывали технологические схемы, обеспечивающие производство молока в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 при ведении животноводства на территориях, различающихся по типу почв и уровню радиоактивного загрязнения 137Cs.

SCIENTIFIC-METHODOLOGICAL FOUNDATIONS FOR TECHNOLOGY OF MILK PRODUCTION IN CONDITIONS OF RADIOACTIVE CONTAMINATION. V.N. Kudryavtsev, A.V. Vasil'ev, E.G. Krasnova, O.S. Gubareva, T.L. Zhigareva, A.N. Ratnikov, A.D. Pasternak, V.A. Goryainov. The techniques are considered which limiting the transfer of 137Cs to production of cattle-breeding. On basis of analysis of practical efficiency of these techniques application the authors developed the process flowsheet guaranteeing the milk production in compliance with requirements of SanPiN 2.3.2.1078-01 during cattle breeding on territories varied on soil type and level of 137Cs radioactive contamination.

В настоящее время для животноводческих хозяйств Российской Федерации, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС, разработан комплекс технологических приемов по снижению перехода 137Cs в продукцию, адаптированный к принятым ранее санитарно-гигиеническим нормативам (ВДУ-93, РКУ-98) содержания этого радионуклида в продуктах животноводства (1-3). При вступлении в действие новых, более жестких требований экологической безопасности пищевых продуктов система применения технологических приемов в животноводстве должна быть скорректирована с учетом плотности загрязнения территорий 137Cs. Кроме того, в ранее разработанных рекомендациях отсутствует достаточно четкий дифференцированный подход использования технологических приемов в конкретных почвенно-ландшафтных условиях ведения животноводства, которые являются важнейшим фактором, определяющим миграцию радионуклидов в трофических цепях сельскохозяйственных животных.

Анализ применения в кормопроизводстве и животноводстве как отдельных мероприятий по снижению перехода 137Cs, так и в совокупности с другими приемами показал, что в настоящее время в реальных условиях хозяйств существенный потенциальный запас эффективности этих мероприятий может быть реализован при ужесточении требований санитарно-гигиенических нормативов содержания 137Cs в животноводческой продукции (4).

Целью наших исследований была разработка научно обоснованной технологии производства молока, соответствующего по содержанию радионуклида требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, на территориях, различающихся по типу почв и уровню радиоактивного загрязнения 137Cs в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Описание методики. Рассмотрим основные технологические приемы, используемые в системе контрмер по получению экологически безопасной продукции животноводства в условиях радиоактивного загрязнения, которые можно разделить на три группы.

I группа -- агромелиоративные мероприятия на лугах и пастбищах, направленные на ограничение перехода 137Cs из почвы в кормовые растения и рацион животных. В плане получения нормативно чистой продукции животноводства естественные неулучшенные кормовые угодья являются критическими. Высокая концентрация радионуклидов в дернинном слое почвы, их неравномерное распределение в травостое с четко выраженной тенденцией увеличения радиоактивности в нижних приземных ярусах создают условия для увеличения поступления 137Cs в рацион животных. При поверхностном и коренном улучшении лугов и пастбищ поступление 137Cs в кормовые растения снижается от 1,5 до 10 раз (1). Кроме того, разрушение дернинного слоя при обработке почвы и улучшение состояния травостоя сводят к минимуму захватывание животными высокорадиоактивных частиц почвы при выпасе. В реальных условиях хозяйств концентрация 137Cs в молоке коров при поверхностном улучшении пастбищ на минеральных почвах снижается в среднем в 1,5-2 раза, а при коренном улучшении -- в 3-5 раз; на торфяных почвах этот показатель несколько выше, что связано, во-первых, с их осушением, во-вторых, с высокой биологической доступностью 137Cs из частиц необработанной дернины при их поступлении в организм животных (5). Замена естественных сенокосов искусственными и заготовка сена и сенажа на перепаханных угодьях снижают поступление 137Cs в молоко в 2-4 раза (6).

Ко II группе мероприятий относится рациональная организация пастьбы и кормления животных в летний период. Пастьбу животных следует начинать при отрастании травостоя не менее чем на 10-15 см. Ранний выпас скота при низком травостое ведет к захвату с поверхности почвы загрязненных ингредиентов, концентрация 137Cs в которых может быть в десятки раз выше, чем в растительной массе. То же самое наблюдается при чрезмерном стравливании пастбищ в периоды сезонного ухудшения состояния травостоя. Так, при стравливании пастбищ ниже 5 см от поверхности почвы концентрация 137Cs в молоке коров увеличивается в 1,8 раза (7). В регулировании стравливания пастбищного травостоя важную роль играет система пастьбы, соблюдение нормативов по плотности выпаса животных на единицу площади пастбищ, а также обеспеченность зеленой подкормкой. В случае загонной пастьбы с порционным стравливанием пастбища (по сравнению с вольным бессистемным выпасом) коэффициент перехода 137Cs в цепи почва--молоко снижается до 3 раз (7). Несоблюдение норм нагрузки животных на пастбища увеличивает переход радионуклида в молоко в 1,5-2 раза.

С целью избежания чрезмерного стравливания пастбищ, а также при недостатке пастбищного корма в хозяйствах организуют пастбищно-стойловое или стойлово-лагерное содержание скота, при которых пастьбу сочетают с подкормкой животных концентратами и кормами зеленого конвейера. Эти способы комбинированного кормления, при которых животные получают зеленую массу частично из кормушек, позволяют сокращать время пастьбы и снижать переход 137Cs из почвенно-растительного покрова в молоко по сравнению с обычным пастбищным содержанием в 1,5-2 раза (6).

В III группу технологических приемов по ограничению поступления 137Cs в продукцию животноводства входит применение в рационах животных специальных сорбентов -- ферроцианидсодержащих препаратов (ФСП). В зависимости от содержания радионуклида в рационах лактирующих коров в настоящее время применяют высокоэффективные (бифеж, ферроцин) и низкоэффективные (антицезиевые ферроцинсодержащие болюсы, брикеты соли лизунца) формы ФСП, снижающие концентрацию 137Cs в продукции в реальных условиях хозяйств соответственно в 5-7 и 1,5-2 раза (3, 4).

IV группа приемов -- кормопроизводство на пахотных землях и перевод животных на круглогодовое стойловое содержание -- включает элементы интенсивных технологий ведения животноводства, что широко практикуется в странах Западной Европы при ограниченных площадях сельскохозяйственных угодий. Использование этих приемов в условиях радиоактивного загрязнения позволяет, во-первых, полностью исключить поступление радионуклидов в организм животных через почву, а во-вторых, применять корма, содержащие минимальное количество 137Cs. При замене пастбищного содержания коров в летний период на стойловое существенно снижается поступление 137Cs в молоко (Fэфф. = 2,2) (8). Поскольку стойловое содержание лактирующих коров в летний период является нетрадиционным для сложившейся в России практики ведения животноводства, этот прием целесообразно применять на радиоактивно загрязненных территориях лишь при низкой эффективности использования остальных технологических приемов по получению нормативно чистого молока. По мере возрастания плотности загрязнения 137Cs кормовых угодий мы расположили отдельные приемы и их группы по порядку использования в следующей последовательности:

Рис. 1

При выборе технологических приемов и оценке целесообразности их применения в тех или иных ландшафтно-экологических условиях (тип почвы, плотность радиоактивного загрязнения) рассчитывали прогнозируемое значение коэффициента перехода (КП) 137Cs в цепи почва--молоко, обеспечивающее получение нормативно чистой продукции:

КП = КП*/F(F),

цезий кормовой защитный

где КП* -- исходное экстремальное значение коэффициента перехода 137Cs при отсутствии защитных мероприятий и нерегламентированном использовании естественных неулучшенных кормовых угодий, (Бк/л)/(кБк/м2); F(F) -- эффективность технологического приема (суммарная эффективность приемов), отражающая кратность снижения перехода 137Cs в молоко. По данным наших исследований, КП 137Cs на разных типах почв при отсутствии защитных мероприятий существенно различался (до 25 раз) (табл. 1).

Табл. 1. Экстремальные значения коэффициента перехода (КП) 137Cs из почвы разных типов в молоко при отсутствии защитных мероприятий по периодам содержания коров [(Бк/л)/(кБк/м2)]

Исходя из этого, на почве разных типов при одной и той же плотности радиоактивного загрязнения следует применять различные технологические приемы по схемам, представленным в таблицах 2 и 3. При этом технологические приемы рассчитаны на производство молока с допустимой концентрацией 137Cs 100 Бк/л (требования СанПиН 2.3.2.1078-01) на территориях с почвами разных типов и плотностью радиоактивного загрязнения 137Cs от 15 до 1480 кБк/м2.

Табл. 2. Схема технологических приемов в молочном скотоводстве и коэффициент перехода 137 Сs (КП) в цепи почва--молоко при различной плотности радиоактивного загрязнения территорий с песчаными, супесчаными дерново-подзолистыми и торфяными почвами

Табл. 3. Схема технологических приемов в молочном скотоводстве и коэффициент перехода 137 Cs (КП) в цепи почва--молоко при различной плотности радиоактивного загрязнения территорий с суглинистыми и черноземными почвами

Рекомендуемые системы организации кормопроизводства и ведения животноводства в зависимости от ландшафтно-экологических условий имеют свои особенности. Так, на тяжелосуглинистых и черноземных почвах при плотности загрязнения 137Cs до 370 кБк/м2 технология производства молока не имеет каких-либо ограничений, в то время как на торфяных почвах они необходимы при плотности загрязнения 137Cs выше 15 кБк/м2.

Коренное улучшение пастбищ и использование высокоэффективных форм ФСП (ферроцин, бифеж) являются основными (радикальными) технологическими приемами по снижению перехода 137Cs в продукцию животноводства, необходимость применения которых обусловлена плотностью загрязнения кормовых угодий 137Cs (табл. 4).

Табл. 4. Плотность загрязнения почвы разных типов 137Cs, требующая коренного улучшения пастбищ и применения высокоэффективных форм ФСП (кБк/м2)

Например, после поверхностного улучшения пастбищ на супесчаных почвах (КП = 1,0) необходимость их коренного улучшения возникает при плотности загрязнения 137Cs более 100 кБк/м2 -- 100 Бк/л : 1,0 (Бк/л)/(кБк/м2). В свою очередь, необходимость применения в рационах животных ферроцина или бифежа после коренного улучшения пастбищ (КП = 0,5) возникает при плотности загрязнения 137Cs более 200 кБк/м2 -- 100 Бк/л : 0,5 (Бк/л)/(кБк/м2).

Часть технологических приемов, таких как загонная пастьба, частичная замена пастбищного корма зеленой подкормкой, применение антицезиевых болюсов и брикетов, может не иметь четкого адресного назначения в отношении плотности радиоактивного загрязнения, поэтому с точки зрения эффективности (F = 1,5-2) их можно отнести к второстепенным. При низкой плотности радиоактивного загрязнения эти приемы можно сочетать и заменять в зависимости от традиционно принятой технологии ведения животноводства и хозяйственных возможностей. При высокой плотности радиоактивного загрязнения использование вышеописанных технологических приемов в сочетании с основными приемами позволит существенно повысить суммарную эффективность защитных мероприятий.

Таким образом, на основании анализа реальной эффективности технологических приемов разработаны варианты защитных мероприятий в животноводстве на территориях с различными типами почв и уровнями радиоактивного загрязнения 137Cs, обеспечивающие производство молока в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01.

Литература

Алексахин Р.М., Ратников А.Н., Жигарева Т.Л. и др. Рекомендации по ведению растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях России. М., 1997.

Курганов А.А., Щурова Г.С., Пастернак А.Д. и др. Основы производства нормативно чистой животноводческой продукции на территории Брянской области, загрязненной радиоактивными веществами. Брянск, 1996.

Пастернак А.Д., Васильев А.В., Курганов А.А. и др. Методические указания по применению сорбентов изотопов цезия в животноводстве на радиоактивно загрязненных территориях Брянской области. Брянск, 1998.

Кудрявцев В.Н., Васильев А.В., Краснова Е.Г. и др. Эффективность контрмер по снижению перехода 137Cs в продукцию животноводства (миграционный и дозовый аспекты). С.-х. биол., 2003, 6: 67-74.

Кудрявцев В.Н., Васильев А.В., Фадеев М .Ю. Биологическая доступность 137Cs животным на естественных лугопастбищных ценозах. Докл. РАСХН, 1994, 4: 18-19.

Кудрявцев В.Н. Миграция 137Cs в трофической цепи крупного рогатого скота и нормирование поступления радионуклида в ее звенья. Автореф. канд. дис. Обнинск, 1991.

Романенко А.А. Пути снижения поступления 137Cs в молоко при пастбищном содержании коров. Автореф. канд. дис. Обнинск, 1994.

Кудрявцев В.Н., Сироткин А.Н. Миграция 137Cs в трофической цепи лактирующих коров при разных способах их содержания. Докл. ВАСХНИЛ, 1991, 5: 36-38.

Размещено на Allbest.ru