блокировка поступления радионуклеидов в растения на

УДК 631.95
БЛОКИРОВКА ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛЕИДОВ В РАСТЕНИЯ
НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ
В.И. Городничев, Л.И. Передкова, Н.В. Трофимова, Е.Ю. Тришкина
ФГНУ ВНИИ «Радуга» Московская обл., пос. Радужный, Россия
При испытании атомного оружия, аварийных выбросах АЭС долго живущие
изотопы радионуклидов 90Sr и 137Cs попадают в почву, которая впоследствии становится
источником загрязнения сельскохозяйственной продукции. Из литературных источников
[1,2,3] известно, что такие агротехнические приёмы, как известкование, фосфоритование
полей приводят к снижению поступления радионуклеидов в растения. В то же время
установлено, что фосфор и кальций, входящие в состав удобрений и являющиеся
антагонистами стронцию и цезию, при внесении их в почву вступают в химические
реакции, превращаясь в малоподвижные соединения. В результате этого активность их
падает, а вместе с этим снижается и их защитная функция. Нами (4) предложено
осуществлять блокировку поступления радионуклидов в растения за счёт внесения
растворов солей, содержащих антагонисты стронцию и цезию, с поливной водой на
вегетирующие культуры. При этом внесённые с поливной водой соли поступают в
растения не только через корневую систему, но и листовой аппарат, то есть происходит
двойная защита.
Для апробации метода защиты растений от радионуклидов за счёт подачи на
растения растворов солей-антагонистов были заложены вегетационные опыты на
дерново-подзолистой почве, агрохимическая характеристика которой приведена в табл. 1.
Таблица 1
Агрохимическая характеристика дерново-подзолистой почвы
Глубина Гумус по
горизонта, Тюрину,
см
%
Апах
2,2
рН
водный
7,05
солевой
5,84
Гидролитическая
кислотность,
мг-экв/100 г.
1,4
Содержание подвижных
питательных элементов,
мг/100 г.
N-NO3
P2О5
К2О
5,5
37,4
0,7
Показатели, характеризующие свойства почвы, определяли в соответствии с ГОСТ
26204-91, 26213-91, 26207-91.
Почва для опыта отбиралась с поля, занятого многолетними травами, с глубины
пахотного слоя, доводилась до воздушно-сухого состояния, просеивалась через сито с
диаметром отверстий 3 мм, помещалась в сосуды объемом 4,5 л и увлажнялась до 75% от
капиллярной влагоёмкости. Влажность почвы на таком уровне поддерживалась на
протяжении всего опыта. При закладке опыта в качестве источника радионуклида
использовали соль Sr(NO3)2 в количестве, эквивалентном содержанию обменного
кальция, а блокирующим веществом являлась кальциевая селитра Са(NO3)2 , широко
используемая как удобрение в сельскохозяйственном производстве.
Опыты проводили с кукурузой, которую сеяли по 10 шт. на сосуд, по истечении
двух недель после набивки и увлажнения почвы. После всходов, по достижении
растениями высоты 5 см, их прореживали, оставляя по 3 шт. на каждый сосуд.
Антагонист стронцию (соль кальциевой селитры) в виде раствора вносили различными
способами, моделируя работу дождевальной техники. Насыщенный раствор готовили из
расчета 120 кг Са(NO3)2  4Н2О на 1 м3 воды. Этот раствор добавляли в поливную воду в
количестве, эквивалентном содержанию кальция, необходимого для блокировки
стронция. Раствор вносили с поливной водой согласно схеме.
1. Фон. В почву не вносили ни стронций, ни кальций. Растения опрыскивали чистой
водой с интервалом 20 мин.
2. В почву при закладке опыта внесены стронций. Растения опрыскивали чистой водой
с интервалом 20 мин.
3. В почву при закладке опыта внесён стронций и кальций (традиционная технология).
Растения опрыскивали чистой водой с интервалом 20 мин.
4. В почву при закладке опыта внесён стронций. Растения опрыскивали раствором
соли кальция с интервалом 20 мин.
5. В почву при закладке опыта внесён стронций. Раствор кальциевой селитры
подавали на растения за 1 приём в сутки.
6. В почву при закладке опыта внесён стронций. Раствор кальциевой селитры
подавали на растения 1 раз в неделю.
Растения опрыскивали нормой, равной суточной эвапотранспирации. Недельная
поливная норма равнялась сумме суточных поливных норм.
За время проведения опыта температура воздуха колебалась в пределах 21…29оС,
относительная влажность 20…82%. Ежедневная поливная норма зависела от
метеоусловий и равнялась суточной эвапотранспирации (9…45 м3/га).
Опыт продолжался до достижения растениями фазы 5 листьев (34 дня). По
истечении 34 суток растения срезали, взвешивали и замеряли длину, затем высушивали,
взвешивали, измельчали и определяли содержание стронция на атомно-адсорбционном
хроматографе ААS – 500.
Как показали полученные нами данные (табл. 2 ), самая высокая урожайность
зелёной массы кукурузы была в варианте с ежедневным поливом 1 раз в сутки раствором
Са(NO3)2 (вариант 5).
Таблица 2
Влияние технологии полива и внесения ингибиторов радионуклидов
на урожай кукурузы и поступление стронция в растения
Вариан
т опыта
1
2
3
4
5
6
Суммарная
высота растений,
см
98,0
112,0
105,5
99,5
114,4
99,0
Сырая масса
растений, г/сосуд
100,9
167,8
130,7
123,8
218,6
132,8
Сухая масса
растений, г/сосуд
13,02
22,37
13,25
13,96
25,07
13,17
Содержание
стронция мг/кг
сухого вещества
60,3
799,2
901,4
1342,5
470,2
919,9
Самой низкой была урожайность при поливе 1 раз в неделю (вариант 6) и при
ежедневном опрыскивании чистой водой с интервалом 20 мин (вариант 1). Определение
содержания стронция в растениях показало, что для кукурузы лучшей технологией по
снижению поступления стронция является опрыскивание 1 раз в сутки раствором
Са(NO3)2 нормой воды, равной суточной эвапотранспирации. В этом случае концентрация
стронция в растении достигла величины 470,2 мг/кг. При традиционном способе
блокировки (вариант 3) содержание стронция в растениях было в 1,9 раза выше, чем в
варианте 5.
Выводы
1. Наибольший урожай зелёной массы кукурузы получен при поливе 1 раз в сутки
нормой, равной суточной эвапотранспирации, которая в условиях опыта менялась от 9 до
45 м3/га.
2. Самой эффективной из изучаемых технологий защиты растений от поступления
стронция из почвы являлось опрыскивание 1 раз в сутки раствором кальциевой селитры.
В этом случае содержание стронция составило 470,2 мг/кг сухой массы, что в 1,9 раза
ниже, чем при традиционном способе.
Библиографический список
1. Алексахин Р.М. и др. Сельскохозяйственная и радиоэкология. М.: Экология, 1991.
2. Анненков Б.Н., Юдинцева Е.В. Основы сельскохозяйственной радиологии. М.:
Агропромиздат, 1991.
3. Бойко В.И. и др. Способы снижения содержания радионуклидов в
сельскохозяйственной продукции. Основные направления получения экологически
чистой продукции растениеводства. Горки, 1992.
4. Отчёт (заключительный) по научно-исследовательской работе «Технологии
восстановления природно-ресурсного потенциала и повышения продуктивности
мелиорированных земель сельскохозяйственного назначения» (Допсоглашение № 1 к
договору № 3 государственного контракта № 43.050.11.2564 от 05.02.02 г.). Коломна,
2002.