Продуктивность и качество урожая облучённых растений

В классических работах биологические эффекты при облучении семян и вегетирующих растений оцениваются обычно по величинам LD₅₀, LD₁₀ или LD₁₀₀, их рассчитывают по выживаемости растений к концу вегетации.

В то же время опыт прикладных исследований показывает, что у большинства сельскохозяйственных культур дозы радиации, вызывающие гибель 50–70 % растений, приводят к полной потере продуктивности. Поэтому для характеристики степени устойчивости растений к потере продуктивности при облучении наибольшее распространение приобретает параметр УД₅₀, который соответствует дозе, вызывающей снижение урожайности на 50 %. В зависимости от целей исследований применяются также УД₁₀, УД₃₀, УД₁₀₀. Разница между LD₅₀ и УД₅₀ для одного и того же вида растений может достигать 10 раз и более.

Наибольшая чувствительность растений к облучению наблюдается в репродуктивный период, особенно в фазе выхода в трубку. Исключение составляет овёс (табл. 4).

Облучение растений в наиболее радиочувствительный период – кущение и выход в трубку приводит к отмиранию конуса нарастания главного побега и снятию апикального доминирования. В результате за счёт усиления продуктивной кустистости происходит заметная компенсация потерь урожая зерна.

При облучении вегетирующих растений важнейших злаковых культур в период их наибольшей чувствительности к облучению (в фазе выхода в трубку) потери урожая зерна находятся в прямой зависимости от радиоустойчивости культуры (табл. 5).

Таблица 4

Среднее УД₅₀ для злаковых культур при острой дозе γ-излучения

вегетирующих растений, Гр

Таблица 5

Влияние γ-излучения на урожай зерновых культур при облучении их

в фазе выхода в трубку, % к контролю

Под действием облучения уменьшается не только количество зерна в урожае, но заметно изменяется и его качество. Обычно зерно с облучённых растений оказывается щуплым. Это обусловлено снижением содержания крахмала в эндосперме, где его в норме 80 % массы зерновки. Это влияет на общий выход клейковины и её качество, ухудшает хлебопекарные качества муки.

При облучении пшеницы в фазах выхода в трубку – колошения и молочной спелости дозой до 20 Гр хлебопекарные качества муки остаются удовлетворительными. Воздействие излучений на вегетирующие растения влияет на посевные качества сформировавшихся из них семян. Как правило, снижается энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян. Максимальное уменьшение всхожести семян у яровой пшеницы отмечается при облучении в фазе колошения и цветения. Полная утрата посевных свойств семян достигается облучением 50–70 Гр в фазе цветения–молочной спелости.

Продуктивность облученных сельскохозяйственных культур подвержена существенному влиянию погодных условий, ухудшение которых, как правило, усиливает ингибирующее влияние облучения на ростовые процессы. В опыте с острым γ-облучением яровой пшеницы ухудшение погодных условий усиливало радиационную депрессию урожая до 4 раз. В целом уменьшению повреждающего действия излучений способствует понижение температуры и повышение относительной влажности воздуха в пострадиационный период. Повышение температуры и снижение относительной влажности воздуха в пострадиационный период, напротив, усиливает отрицательное действие излучения, и растения уменьшают зерновую продуктивность при более низких дозах облучения. Модифицирующее действие температуры и влажности воздуха зависит от биологических особенностей культуры или сорта.