Изменение состава растений в севообороте. Различные виды растений с неодинаковой интенсивностью поглощают и накапливают в своих органах отдельные радионуклиды. Поэтому при планировании мер по уменьшению их поступления в сельскохозяйственные культуры следует обращать особое внимание на отбор в севообороте как видового состава растений, так и сортового.

Кальциефильни растения, в первую очередь бобовые, а именно люпин, люцерна, клевер, вика, горох, фасоль, формируя свои органы, вместе с кальцием

12.7. Рекомендуемые дозы внесения извести и удобрений под основные сельскохозяйственные культуры на загрязненных радионуклидами почвах

Примечание. * Известь и органические добрива-т/га, минеральные добрива-кг/га действующего вещества

накапливают, так сказать «по ошибке» и его химические аналоги-в первую очередь элементы второй группы периодической системы элементов, в том числе стронций, включая и 90Sr. Другие виды растений, например злаки, поглощают кальций в сравнительно небольших количествах. Значительно меньше они накапливают и 90Sr. Аналогично калиефильни растения, такие как тот же люпин, кукуруза, картофель, свекла, гречка и многие другие вместе с калием в больших количествах накапливают его химические аналоги из первой группы периодической системы, в том числе и цезий с его радиоактивными изотопами 134Сs и 137Сs. Именно поэтому накопление радионуклидов различными видами растений при выращивании в одинаковых условиях может отличаться в десятки раз. Надо подчеркнуть, что вегетативные органы большинства видов растений, как правило, накапливают 90Sr и 137Cs в много раз больше, чем плоды. В большей степени это относится к 90Sr. Плоды некоторых растений, в частности зерновых, вместе с большим количеством калия могут накапливать и много 137Сs. Наиболее характерный пример-гречка.

Межвидовые различия сельскохозяйственных растений в накоплении этих радионуклидов достигают многих десятков раз. Так, разница в накоплении 137Cs в зерне гречихи и кукурузы достигает 60 раз, в производительных органах овощных растений ? раз. Количество 90Sr в сене бобовых трав в 2-10 раз выше, чем в злаковых. На лугах, где радионуклиды преимущественно сосредоточиваются в верхнем слое почвы, максимальное количество 90Sr отмечается в бобовых травах, а из разнотравья-у лютика едком, который, кстати, как и вообще растения семейства октябрьских, является известным кальциефилом. Злаковые травы накапливают 90Sr в несколько раз меньше, чем все остальные виды луговой растительности, но и среди них наблюдаются существенные различия в его содержании. Так, щильнокущови злаки, такие как овсяница овечья и мятлик полевой, аккумулируют в 1,5-3 раза больше 90Sr, чем корневищные злаки-пырей ползучий и костер безостый.

В порядке уменьшения содержания 137Cs в продовольственных частях отдельные виды растений размещаются в такой последовательности: зерновые и кормовые (зеленая масса)-люпин желтый-капуста безостая-кукуруза, некоторые технические-редька масличная-рапс-сахарная свекла-подсолнух-лен.

Из овощных культур, которые составляют значительную долю в рационе человека, пожалуй больше всего накапливают 90Sr корнеплоды и клубнеплоды (рис. 12.3, б). По их относительной долей в рационе первое место занимают картофель и свекла столовая. Существенная доля принадлежит моркови и капусты. В относительно больших количествах эти овощные культуры накапливают также 137Сs, образуя в порядке убывания количества этого радионуклида такой ряд: капуста-свекла (Рис. 12.3, а).

Согласно рекомендациям Института земледелия УААН, на загрязненных радионуклидами дерново-подзолистых песчаных почвах следует применять такую ??севооборот: 1) озимые на зеленый корм + послеукосных кукуруза на зеленый корм, 2) озимая рожь, 3) картофель, 4) овес, на дерново-подзолистых супесчаных почвах-такое: 1) кукуруза на зеленый корм и силос, 2) озимая рожь, 3) картофель, 4) ячмень с подсевом многолетних трав (злаково-бобовые смеси), 5) многолетние травы, 6) озимая пшеница, на серых лесных суглинистых почвах и черноземах ограничений видового набора и чередования культур нет.

Большое значение в формировании севооборотов на загрязненных радионуклидами угодьях могут иметь сортовые особенности растений. Так, отдельные сорта гороха по способности накапливать 90Sr отличаются в 2,5 раза, а сорта яровой пшеницы по способности накапливать 137Сs-почти в 2 раза. Что же касается озимой пшеницы, то разница в накоплении этого радионуклида различными сортами достигает 5 раз. Есть сведения о 3-кратных колебаний в накоплении 137Сs различными сортами кукурузы, картофеля. Учитывая такие существенные варьирования в свойства различных сортов сельскохозяйственных растений аккумулировать отдельные радионуклиды, можно считать целесообразным проведение селекционных работ именно по этому признаку. Конечной целью таких работ должно быть создание новых продуктивных сортов с низкой способностью к накоплению характерных для данного региона радионуклидов.

Коэффициент накопления

Рис. 12.3. Относительные значения коэффициентов накопления 137Cs (а) и 90Sr (б) продуктивными органами основных овощных видов растений

Искусственные радиоактивные элементы плутоний, америций и кюрий, расположенные в третьей группе периодической системы, не имеющие аналогов, которые играли значительную роль в жизни растений. Именно поэтому эти элементы, не будучи обеспеченными соответствующими ферментами-трансферазы, очень медленно передвигаются по растению. Об этом, в частности, свидетельствует большая разница между КН корнем и ботвой, ботвой и плодами, соломой и зерном. Однако в последнее время появляются сведения о возможном участии в переносе трансурановых элементов трансфераз кальция, марганца, железа. Поэтому нельзя игнорировать поступление этих элементов в растения, особенно аеральним путем через надземные органы.

Данные о способности тех или иных видов растений и их сортов к накоплению определенных радионуклидов необходимо использовать при организации растениеводства на загрязненных территориях с целью получения продукции с минимальным их количеством. Для этого вносят соответствующие коррективы в севооборотах путем замены видов растений с высокими коэффициентами накопления и переноса на имеющие меньшие их значение. Иногда для того, чтобы снизить или избежать загрязнения продукции, даже меняют направления отдельных отраслей растениеводства.

Изменение режима орошения. Важную роль в миграции радиоактивных веществ и их поступлении в растения играет орошение. За счет оптимизации условий выращивания растений при орошении даже чистой водой могут быть созданы благоприятные условия для поступления в них с загрязненной почвы радионуклидов. Вполне понятно, что при орошении загрязненной водой, особенно средством дождевания, когда радионуклиды могут попадать непосредственно на господарчоцинни органы, интенсивность их вовлечения в биологические циклы растет. Это, кстати, стало серьезным основанием для анализа в 1986-1988 годах возможности использования вод Днепровского каскада для орошения сельскохозяйственных угодий лесостепной и степной зон Украины. К счастью, количества 90Sr и 137Сs непосредственно в водах Днепра в настоящее время относительно низкие и не создают опасности для орошения. Однако наблюдается некоторая тенденция к повышению накопления этих радионуклидов, и в особенности 90Sr, для культур, выращиваемых в зонах орошаемого земледелия с использованием днепровской воды, в частности многолетних трав, бобовых видов растений, некоторых овощных культур.

Поступления радионуклидов в растения зависит от способа полива. При дождевании, которое применяется в Украине более чем на 95% поливных земель, радионуклиды поглощаются главным образом надземной частью растений при попадании поливной воды на листья, цветы, плоды, стебли. При поверхностном поливе поля по бороздам, напуском по полосам, затопления их поступления происходит через корни.

Таким образом, поступления радионуклидов в надземную часть растений, на которой у большинства видов сельскохозяйственных культур формируются господарчоцинни органы, при орошении может происходить двумя основными путями: длинным-оросительная вода-грунт-корневая система-надземные органы и коротким-вода-надземные органы. В случае второго пути миграции исключается поглощения радиоактивных веществ твердой фазой почвы, которая представляет собой важнейший барьер на пути их продвижения к растению.