Радіоекологічна оцінка стану природних угідь Українського Полісся та особливості їх використання

Abstract

Дисертація присвячена розв’язанню наукової проблеми щодо радіоекологічної оцінки використання природних угідь Українського Полісся та розробки радіологічно безпечних, технологічно і економічно обґрунтованих основ використання природних угідь. Комплексними системними дослідженнями проведено радіоекологічну оцінку використання природних угідь, встановлено закономірності переходу радіонуклідів із ґрунту в рослини, організм тварин (продукцію) та організм сільського населення залежно від різних чинників: технологічних та навколишнього природного середовища. Розроблено непрямі методи оцінки забруднення організму тварин та їх продукції (молока, м’яса) радіонуклідами. На прикладі окремого населеного пункту зони безумовного відселення досліджено дозові навантаження сільського населення та встановлено роль «місцевих» харчових продуктів у їх формуванні. На основі методу компартментного математичного моделювання міграції 137Cs у хвойних лісах Українського Полісся встановлено перспективні дозові навантаження населення від споживання критичних харчових продуктів природних угідь. Виявлено пріоритети у використанні природних угідь, які дають змогу мінімізувати забруднення організму тварин та людини радіонуклідами. Запропоновано конкретні методичні підходи та практичний інструментарій, які забезпечують удосконалення системи годівлі свійських жуйних тварин на природних угіддях Українського Полісся. Систематизовано критерії та розроблено методику з оцінки умов живлення жуйних тварин на пасовищах. Створено комп’ютерну програму «Раціон з елементами прогнозування забрудненості продукції тваринництва радіонуклідами» та комп’ютерну програму-модель, що враховує особливості кормової поведінки жуйних тварин та дає можливість моделювати умови живлення їх на пасовищах. Обґрунтовано технологічні параметри випасу жуйних тварин на природних пасовищах, принципи та методичні підходи щодо їх підгодівлі. Розроблено рекомендації, які забезпечують раціональне використання концентратів, грубих та об’ємистих кормів і мінеральних добавок для підгодівлі великої та дрібної рогатої худоби. Результатом дослідження є конкретні, науково-та експериментально обґрунтовані розробки, які є практичним інструментарієм для реальних умов виробництва і дають змогу поліпшити використання забруднених радіонуклідами природних угідь та їх реабілітацію.

Диссертация посвящена решению научной проблемы относительно радиоэкологической оценки использования природных угодий Украинского Полесья и разработки радиологически безопасных, технологически и экономически обоснованных основ использования природных угодий. Комплексными системными исследованиями проведена радиоэкологическая оценка использования природных угодий, установлены закономерности перехода радионуклидов из почвы в растения, организм животных (продукцию) и организм сельского населения в зависимости от различных факторов: технологических и окружающей природной среды. Установлены закономерности миграции 137Cs и 90Sr в системе «почва – корм (животное, продукция) – организм человека» при использовании продуктивного потенциала природных угодий. Прослежена динамика накопления радиоактивных веществ лесными кормовыми видами растений, грибами, лесными ягодами как важных составляющих рациона животных и человека. Разработаны непрямые методы оценки загрязнения организма животных и их продукции радионуклидами. Установлены предельные плотности загрязнения почвы 137Cs, при которых возможно использование природных угодий жвачных животных. На примере отдельного населенного пункта зоны безусловного отселения исследованы дозовые нагрузки сельского населения и установлена роль «местных» пищевых продуктов в их формировании. На основе метода компартментного математического моделирования миграции 137Cs в хвойных лесах Украинского Полесья установлены перспективные дозовые нагрузки населения за счет потребления критических пищевых продуктов природных угодий. Выявлены приоритеты при использовании природных угодий, которые позволяют минимизировать загрязнение организма животных и человека радионуклидами. Предложены конкретные методические подходы и практический инструментарий, обеспечивающий совершенствование системы кормления домашних жвачных животных на естественных угодьях Украинского Полесья. Систематизированы критерии и разработана методика в направлении оценки условий питания крупного и мелкого рогатого скота в конкретных условиях Украинского Полесья. Она заключается в том, что продуктивность животных и загрязнение продукции животноводства радионуклидами тесно связана с качеством и предложением пастбищного корма. Предложенные разработки также облегчают интерпретацию радиологических последствий использования пастбищ животными и облегчают практику их рационального использования. Созданы компьютерная программа «Рацион с элементами прогнозирования загрязнения продукции животноводства радионуклидами» и компьютерная программа - модель, учитывающая особенности кормового поведения жвачных животных, которая позволяет оценивать условия питания животных в конкретные сезонные периоды использования пастбищ. Модель базируется на учете биологической особенности жвачных животных, которая заключается, в первую очередь, в их потреблении молодого травостоя, а во вторую, – перезрелого. Поэтому сочетание такой биологической особенности животных с фактическими данными продуктивных характеристик травостоя позволяет оценивать потребление корма. Обоснованы технологические параметры выпаса жвачных животных на естественных пастбищах, в частности, разработана схема использования пастбищ условной площадью 1 га, которая позволяет равномерно обеспечивать животных пастбищным кормом. Проанализирована помесячная высота травостоев в зависимости от урожайности пастбищ, определены уровни нагрузки животных в расчете на 1 га пастбищ и оценена экономическая эффективность использования 1 га пастбища при производстве различных видов продукции животноводства. Обоснованы принципы и методические подходы к планированию подкормки жвачных животных на пастбищах. Разработаны рекомендации, которые обеспечивают рациональное использование концентратов, грубых и объемистых кормов и минеральных добавок для подкормки крупного и мелкого рогатого скота. Составлены подробные схемы подкормки крупного и мелкого рогатого скота в зависимости от продуктивных характеристик травостоя и ожидаемого уровня их продуктивности, проведена оценка экономической эффективности подкормки животных в различных условиях их выпаса и характера подкормки. Конечным результатом исследования являются конкретные научно- и экспериментально обоснованные разработки, являющиеся практическим инструментарием для реальных условий производства и позволяющие улучшить использование загрязненных радионуклидами природных угодий и их реабилитацию.

The dissertation is devoted to solving the scientific problems on the radioecological evaluation of natural land usage of Ukrainian Polissya. The research has developed radiologically-seafe and technologically and economically reasonable basis for the use of natural lands of Ukrainian Polissya. Complex systematic research for radioecological estimation of natural lands usage has been conducted; the principles of radionuclide transfer from soil to plants, as well as to animals (production) and to the bodies of rural population depending on various factors including technological and environmental ones have been substantiated. Indirect methods for assessing radionuclide contamination of animals and animal products have been developed. Using the example of the separate settlement in the zone of obligatory resettlement the doses of irradiation among rural population have been studied and the role of «local» food products in their formation has been elucidated. On the basis of compartment mathematical simulation of 137Cs migration in the coniferous forests of Ukrainian Polissya the prospective doses got by the population due to the consumption of critical food from natural lands have been examined. The priorities in the use of natural lands which enable to minimize contamination of animal`s and human`s organisms by radionuclides have been identified. The specific methodological approaches and practical tools that ensure the improvement of the domestic ruminants feeding system on the natural lands of Ukrainian Polissya have been proposed. For assessing the ruminants feeding conditions of their grazing on pastures some criteria have been systematized and methodical approaches have been developed. The computer program «The diet with the prediction elements of the animal products» and the computer program – the model that takes into account the peculiarities of the ruminants' feed behavior and makes it possible to simulate their feeding conditions on pastures have been created. Technological parameters of ruminants’ grazing as well as the principles and the methodical approaches to additional feeding on natural pastures of Ukrainian Polissya have been substantiated. A set of recommendations that ensure the rational use of concentrates, coarse and bulky feeds and mineral supplements for supplemental substantiated feeding of cattle and small cattle has been developed. The final result of the study are specific, scientifically- and experimentally-substantiated recommendations, which are a practical tools for real production conditions and enable to improve the use of the contaminated natural lands and their rehabilitation.