Поступление радионуклидов в растения через корни


Механизм усвоения радионуклидов корнями растений сходен с поглощением основных питательных веществ – макро- и микроэлементов. Основное отличие состоит в том, что в большинстве случаев радионуклиды во внешней среде присутствуют в предельно низких концентрациях. Например, в весовом отношении 1 Ки 90Sr составляет 7 · 10–3 г.

Поглощение растениями любого питательного элемента зависит от ряда факторов. Основными факторами, обусловливающими поступление иона через корни в растение, являются его химические свойства, концентрация в питательной среде и степень участия в метаболических процессах.

Радиоактивные изотопы различных химических элементов с разной интенсивностью поступают в растение и неодинаково распределяются по отдельным его органам.

Поглощение ионов состоит из трёх стадий:

1) ионы благодаря диффузии легко проникают в «свободное пространство» ткани

корневых волосков, затем поступают в проводящие ткани корня путём активного

переноса;

2) ионы проникают в проводящие ткани растения (одновалентные ионы поглощаются

быстрее, чем многовалентные);

3) восходящее движение ионов по сосудистой ткани.

Радиоактивные изотопы Cs и Sr, как аналоги К и Са, имеют много сходного в поступлении в растение и распределении по разным его органам. В наибольших количествах поступает из питательного раствора 137Cs, несколько меньше 90Sr. Такие изотопы, как 60Co, 91Y, 144Cr, 95Nb, 95Zr, 106Ru, поступают в надземную часть растений на порядок, на два и три порядка меньше (табл. 7).

Таблица 7

Накопление радиоизотопов в различных органах растений пшеницы

Изотоп Коэффициент накопления изотопа в органах пшеницы
листья стебли колосья зерно
137Cs 230.60 50.70 61.70 36.50
90Sr 57.70 10.50 5.70 3.40
60Co 1.60 3.30 3.30 2.80
91Y 0.65 0.08 0.14 0.00
95Nb 0.46 0.16 0.00 0.00

 

Радиоактивные 137Cs и 90Sr при поступлении в растение через корни в относительно больших количествах накапливаются в наземных его органах. Другие изотопы концентрируются в течение всего вегетационного периода преимущественно в корнях. Закономерность распределения изотопа по органам растений заключается в том, что радионуклиды, поступающие в наземную часть растения, в основном концентрируются в соломе (листья и стебли), меньше – в мякине (колосья, метёлки без зерна) и относительно мало – в зерне. Поглощение радиоизотопов растениями отстаёт от нарастания наземной массы, и накопление радионуклида на единицу массы сухого вещества с ростом растения снижается, но во время созревания – повышается. Поступление в растения радиоизотопов, как правило, увеличивается с повышением их концентрации в растворе. Максимальное поглощение радионуклидов наблюдается при рН, близкой к нейтральной.

Радионуклиды сорбируются почвой и поэтому поглощаются растениями из почвы иначе, чем из водных растворов. Разные нуклиды с разной прочностью закрепляются в почве, например, изотопы Sr более подвижны в почве, чем другие. Процесс сорбции радионуклидов в почве является одним из факторов, влияющих на переход их из почвы в растение. Все радионуклиды поступают в растение из почвы в меньшем количестве, чем из водного раствора (для 90Sr – в 30 раз, для 137Cs – в 700–1300 раз). Сопоставление данных о поступлении в растения радионуклидов из водного раствора и почвы показывает значение взаимодействия изотопов с почвой как фактора, влияющего на их поступление в растение.

Особенности минерального питания, разная продолжительность вегетационного периода, характер распределения корневых систем в почве, различия в продуктивности и другие биологические особенности растений влияют на накопление радионуклидов разными видами и сортами сельскохозяйственных культур. Межвидовые различия в аккумуляции радионуклидов при корневом пути перехода могут достигать 10–30 раз. 90Sr в 2–6 раз больше накапливается бобовыми культурами, чем злаковыми. Содержание 137Cs выше в зернобобовых, чем в злаковых культурах. Коэффициент накопления 106Ru и 144Ce в различных видах растений отличается более чем в 100 раз. Влияние сортовых различий в накоплении радионуклидов менее значимо, чем видовых (предел колебаний 2–3 раза).

При возделывании сельскохозяйственных культур в разных регионах страны используются разнообразные способы агротехнической и агрохимической обработки почв. Способы обработки влияют на агрохимические и водно-физические свойства почвы, это изменяет размеры перехода радионуклидов в растения. В условиях орошаемого земледелия усиливается интенсивность круговорота радионуклидов в агроценозах. При поверхностном поливе накопление радионуклидов в растениях из почвы увеличивается в среднем в 1,5–3 раза по сравнению с богарными условиями. При непосредственном по-ступлении радионуклидов из поливной воды в наземную часть растения (полив дождеванием) размеры перехода увеличиваются в 10–1000 раз относительно богарных условий. При этом наблюдается интенсивное накопление в растениях радионуклидов, относительно малоподвижных при поступлении их из почвы. Так, содержание 137Cs в озимой пшенице возрастает в 250– 400 раз.

Распределение радионуклидов в вертикальном профиле почв влияет на поглощение их растениями. Обработка загрязнённого верхнего слоя изменяет расположение его по отношению к основной массе корней и снижает накопление нуклида в растении. Равномерное распределение радионуклидов в пахотном слое может привести к 2- или 3-кратному ограничению их поступления в растение.

Приём захоронения загрязнённого слоя почвы за пределы распространения основной массы корней уменьшает накопление нуклидов в 7–11 раз.

 



Дата добавления: 2020-12-11; просмотров: 343;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.