Сравнительный анализ биологической миграции 137Cs и стабильного K в агроценозах черноземной зоны

Аннотация

Исследование было проведено с целью выявления особенностей поведения ¹³⁷Cs и К в системе «почва-растение» в агроценозах и природном луговом биогеоценозе черноземной зоны в отдаленный период после чернобыльских выпадений. В центральной части Плавского радиоактивного пятна Тульской области были выбраны площадки опробования в агроценозах с пшеницей, соей, гречихой, рапсом, подсолнечником, злаково-бобовой травосмесью, а также в естественном биогеоценозе суходольного луга. Установлено, что средний уровень радиоактивного загрязнения почв территории ¹³⁷Cs составил 171 ± 26 кБк/м² (498 ± 100 Бк/кг); среднее содержание валового К — 2,0 ± 0,1%, в том числе К_обм — 235 ± 54 мг/кг, К_необм — 816 ± 116 мг/кг. Профильное распределение ¹³⁷Cs в пределах загрязненного 30-см поверхностного слоя агроценозов, а также К_вал во всех почвах было равномерно-аккумулятивным, в то время как распределение К_обм и К_необм носило регрессивно-аккумулятивный характер; при этом микрораспределение ¹³⁷Cs в корнеобитаемой зоне было инвариантным, а для подвижных форм калия показано градиентное обогащение почвы вблизи поверхности корней. Интенсивность перехода ¹³⁷Cs из почв в растения для всех исследованных культур на 1–2 порядка уступала интенсивности корневого потребления растениями К. Различались и особенности распределения элементов между органами растений, причем для ¹³⁷Cs оно было акропетальным для представителей сем. Злаковые и базипетальным для культур из других семейств, а К распределялся базипетально во всех опробованных растениях.

Литература

1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М., 1970.

2. Баргальи Р. Биогеохимия наземных растений. М., 2005.

3. Водяницкий Ю.Н. Функциональные различия тяжелых и сверхтяжелых металлов и металлоидов в почвах // Бюллетень почвенного института им. В.В. Докучаева. 2009. Т. 64.

4. Войткевич Г.В., Мирошников А.Е., Поваренных А.С. и др. Краткий справочник по геохимии. М., 1977.

5. Гродзинский Д.М., Гудков И.Н. Радиационное поражение растений в зоне влияния аварии на Чернобыльской АЭС // Радиационная биология. Радиоэкология. 2006. Т. 46, № 2.

6. Коноплева И.В., Забежайлова А.А. Применение ¹³⁷Cs при оценке содержания вермикулита в пахотных почвах Европейской части РФ // Геохимия. 2021. Т. 66, № 5.

7. Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры / Под ред. Л.А. Ильина, В.А. Губанова. М., 2001.

8. Минеев В.Г. Агрохимия. М., 2004.

9. Перельман А.И. Геохимия. М., 1989.

10. Российский национальный доклад: 30 лет чернобыльской аварии. Итоги и перспективы преодоления ее последствий в России. 1986–2016 / Под ред. В.А. Пучкова, Л.А. Большова. М., 2016.

11. Сельскохозяйственная радиоэкология / Под ред. P.M. Алексахина, H.A. Корнеева. М., 1992.

12. Соколова Т.А. Специфика свойств почв в ризосфере: анализ литературы // Почвоведение. 2015. № 9.

13. Технологические приемы, обеспечивающие повышение устойчивости агроценозов, восстановление нарушенных земель, оптимизацию ведения земледелия и получение соответствующей нормативам сельскохозяйственной продукции товаропроизводителями различной специализации / Под ред. Н.И. Санжаровой, А.Н. Ратникова, С.И. Спиридонова и др. Обнинск, 2010.

14. Федеральный закон от 15 мая 1991 г. № 1244-1 «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» [Электронный ресурс]. 1991. URL: https://base.garant.ru (дата обращения: 18.06.2022).

15. Щеглов А.И., Цветнова О.Б. Биологический круговорот ¹³⁷Cs и ⁴⁰К в дубравах и агрофитоценозах на темно-серых лесных почвах Тульской области России // Радиационная биология. Радиоэкология. 2017. Т. 57, № 2.

16. Якушкина Н.И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений. М., 2004.

17. Broadley M.R., White Ph.J. Some elements are more equal than others: soil-to-plant transfer of radiocaesium and radiostrontium, revisited // Plant Soil. 2012. Vol. 355.

18. Burger A., Lichtscheidl I. Stable and radioactive cesium: A review about distribution in the environment, uptake and translocation in plants, plant reactions and plants' potential for bioremediation // Science of The Total Environment. 2018. Vol. 618.

19. De Cort, M., Dubois, G., Izrael, Yu. et. al. Atlas of caesium deposition on Europe after the Chernobyl Accident. EUR Report 16733. Brussels, Luxembourg, 1998.

20. Gregory P.J. Roots, rhizosphere and soil: the route to a better understanding of soil science // European Journal of Soil Science. 2006. Vol. 57, № 1.

21. Handbook of parameter values for the transfer and freshwater environments. International Atomic Energy Agency, 2010.

22. Kabata-Pendias A. Trace elements in soils and plants. 4th ed. Boca Raton, FL, 2010.

23. Kamel H.A., Eskander S.B., Aly M.A.S. Physiological response of Epipremnum aureum for cobalt-60 and cesium-137 translocation and rhizofiltration // International Journal Phytoremediation. 2007. Vol. 9.

24. Komissarova O., Paramonova T. Land use in agricultural landscapes with chernozems contaminated after Chernobyl accident: Can we be confident in radioecological safety of plant foodstuff? // International Soil and Water Conservation Research. 2019. Vol. 7, № 2.

25. Paramonova T., Belyaev V., Komissarova O. et al. Homo/heterogeneity of Cs-137 distribution within ploughed horizon of arable chernozems, 30 years after Chernobyl accident // Radiation and Applications. 2017. Vol. 2, № 3.

26. White Ph.J., Broadley M.R. Mechanisms of caesium uptake by plants // New Phytol. 2000. Vol. 147.

27. White Ph.J., Swarup K., Escobar-Gutierrez A.J. Selecting plants to minimize radiocaesium in the food chain // Plant and Soil. 2003. Vol. 249.