УДК 631.95
БЛОКИРОВКА ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛЕИДОВ В РАСТЕНИЯ
НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ
, ,
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 горизонта, см | Гумус по Тюрину, % | рН | Гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г. | Содержание подвижных питательных элементов, мг/100 г. | |||
водный | солевой | N-NO3 | P2О5 | К2О | |||
Апах | 2,2 | 7,05 | 5,84 | 1,4 | 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
Вариант опыта | Суммарная высота растений, см | Сырая масса растений, г/сосуд | Сухая масса растений, г/сосуд | Содержание стронция мг/кг сухого вещества |
1 2 3 4 5 6 | 98,0 112,0 105,5 99,5 114,4 99,0 | 100,9 167,8 130,7 123,8 218,6 132,8 | 13,02 22,37 13,25 13,96 25,07 13,17 | 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. и др. Сельскохозяйственная и радиоэкология. М.: Экология, 1991.
2. , Юдинцева сельскохозяйственной радиологии. М.: Агропромиздат, 1991.
3. 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.
