Надходження радіонуклідів у рослини з ґрунту

Ґрунт - сильний поглинач різних елементів, у тому числі й

радіоактивних речовин. Найвищу здатність до поглинання має його поверхневий шар з основною частиною ґрунтового вбирного комплексу. Тому природні угіддя затримують основну масу радіоактивних речовин у поверхневому шарі ґрунту, а на орних землях вони рівномірно розміщуються по всьому профілю шару ґрунту. Їх залучення до біологічного кругообігу речовин зумовлене, з одного боку, міцністю зв'язку з частинками ґрунту, а з другого - здатністю поглинатися корінням рослин.

Висока міцність зв'язування радіоактивних речовин характерна для важких ґрунтів - чорноземів, каштанових, суглинків, багатих на органічні та мінеральні колоїди, які становлять основу вбирного комплексу. Мінімальна вона у легких піщаних ґрунтів.

Щодо здатності коріння рослин поглинати радіоактивні речовини, то вона визначається багатьма факторами: специфікою виду, розвитком

кореневої системи, фазою розвитку, фізіологічним станом рослин, вологістю ґрунту, наявністю в ньому поживних речовин. Поглинання радіонуклідів

ґрунтом та рослинами значно затримує їх вимивання і перенесення до ґрунтових вод, вони фіксуються біля поверхні ґрунту у зоні розміщення основної маси коріння.

Механізм поглинання радіоактивних речовин корінням рослин не

відрізняється від механізму засвоєння звичайних елементів мінерального живлення. Поглинання радіоактивних речовин корінням, переміщення їх по рослині і розподіл по окремих органах зумовлені їх хімічними властивостями. Радіонукліди цезію та стронцію подібні до калію і кальцію - елементів, які відіграють важливу роль у мінеральному живленні рослин і надходять до рослин з ґрунту у найбільших кількостях. Тому цезій і стронцій легко і швидко переміщуються по рослині, в той час як інші ізотопи - 144Се,

60Со, 91Y (ітрій), 95Nb (ніобій), 95Zr (цирконій), 106Ru (рутеній) нагромаджуються у кількостях на 2-3 порядки менших, переважно у корінні і далі практично не переміщуються.

Розподіл радіонуклідів у надземних частинах рослини відбувається також по-різному. Близько половини їх кількості нагромаджується в стеблі, значно менше - в листі, ще менше - в колоссі і лише кілька відсотків - у зерні.

Є така закономірну залежність: чим далі по транспортному ланцюжку від коріння знаходиться орган, тим менше радіоактивних речовин він нагромаджує. Для зернових і зернобобових культур ця залежність позитивна.

А коли продуктивними органами є листя, і особливо коренеплоди чи

цибулини, продукція буде більш забрудненою. Бульби, які є підземними стеблами, забруднюються менше, ніж коріння.

За характером надходження радіоактивних речовин до рослини через коріння і нагромадження в окремих органах їх поділяють на дві групи: 1) радіонукліди, які надходять швидко і нагромаджуються у надземних частинах рослин; 2) радіонукліди, які надходять повільно, концентруються переважно у корінні і незначно переміщуються в надземні органи. Для

характеристики цього процесу використовують коефіцієнт накопичення (КН).

Для більшості радіонуклідів нагромадження становить десяті й соті частки, тобто концентрація їх у рослині не відбувається. Але для 90Sr і 137Cs

його значення в сільськогосподарських культурах досягає значних показників, бо ці радіонукліди як аналоги кальцію і калію беруть активну участь у процесі обміну речовин, внаслідок чого нагромаджуються у значних концентраціях у всіх органах, у тому числі й у зерні. Останнє особливо стосується 137Cs, KH якого в зерні і соломі зернобобових, плодах овочевих може досягати 2-5 і більше.

Кількість радіоактивних речовин, що надійшли в рослини з ґрунту, знаходиться у прямопропорційній залежності від кількості їх у ґрунті. Поведінка 137Сs при надходженні з ґрунту в рослину пов'язана з наявністю в ньому обмінного калію. При збільшенні його кількості в ґрунті надходження

137Cs зменшується. А рослини, які накопичують більше калію (калієфіли), як правило, нагромаджують більше 137Cs. Так, коренеплоди столових буряків

нагромаджують цезію у 3-6 разів більше, ніж коріння пшениці.

У вегетативній масі деяких видів накопичення також може бути досить високим. Так, листя гречки містить до 30% калію, а пшениці - лише 10-15%. Тому в соломі гречки вміст I37Cs у 2-3 рази перевищує його вміст у соломі пшениці.

У міру зниження вмісту I37Cs в продовольчих частинах окремі види рослин розміщуються в такій послідовності – зернові та зернобобові: гречка- соя-боби-квасоля-горох-овес-жито-пшениця-ячмінь-просо-тритикале- кукурудза; кормові (зелена маса): люпин жовтий-капуста кормова-вика-

соняшник-конюшина-тимофіївка-костриця безоста-кукурудза; технічні:

редька олійна-ріпак-буряки цукрові-соняшник-льон; овочеві: капуста-буряки столові-салат-морква-картопля-огірки-гарбузи-помідори.

Від забезпеченості ґрунту обмінним кальцієм залежить надходження до рослин 90Sr. Акумуляція 90Sr в рослинах також залежить від їх здатності нагромаджувати кальцій. Рослини-кальцієфіли нагромаджують значно більше кальцію, ніж індиферентні до нього види, тому можуть набагато більше нагромаджувати і 90Sr.

Вивчення закономірностей поведінки радіоактивних речовин у системі ґрунт-рослина, зв'язків між їх вмістом у ґрунті і нагромадженням рослинами, особливостей і хімічних властивостей окремих радіонуклідів, а також можливих шляхів руху їх по рослині мають важливе практичне значення при прогнозуванні нагромадження їх врожаєм, а також у процесі розробки

заходів щодо запобігання їх надходженню і нагромадженню у продукції рослинництва.