Задание 8.2. Изучение влияния сортовых особенностей растений на накопление цезия-137

К настоящему времени экспериментально установлено, что не только культуры различаются по способности накапливать радионуклиды, но и сорта одной и той же культуры могут значительно различаться по накоплению радионуклидов. Сортовые различия могут составлять 1,53 раза. У сортов выявлен внутрисортовой полиморфизм, т.е. неоднородность растений (линий), входящих в сортовую популяцию по способности накапливать радионуклиды. Это связано с физиологическими особенностями питания, роста и развития отдельных растений и сортов. Доказано, что сорта интенсивного типа накапливают больше радионуклидов, чем обычные сорта, потому что для формирования урожая им необходимо повышенное содержание доступных элементов питания в почве, особенно калия, фосфора и азота. При незначительном дефиците их в почвенном растворе недостаток в элементах питания растения восполняют за счет более активного поглощения ионов радионуклидов цезия и стронция, а также других химических элементов.

Цель работы: изучить сортовые различия сельскохозяйственных культур по накоплению цезия-137 (на примере клевера лугового).

Материалы и оборудование: гамма-радиометр РКГ-AT1320 (РКГ-01), сопряженные пробы сена клевера лугового и почвы, весы лабораторные.

Выполнение работы

1. Подготовьте гамма-радиометр к работе.

2. Определите содержание цезия-137 в растительных пробах (А_{m, раст.}) и сопряженных пробах почвы (А_{m, почвы}). Результаты занесите в отчет по работе (табл. 8.1).

Таблица 8.1. Влияние сортовых особенностей клевера лугового

На накопление цезия-137 в сене

3. Рассчитайте поверхностную активность почвы A_s (см. задание 6.2).

4. Рассчитайте значения коэффициентов перехода цезия-137 из почвы в продукцию растениеводства.

5. Рассчитайте, во сколько раз отличаются максимальное и минимальное значения К_п у разных сортов клевера.

Задание 8.3. Изучение распределения цезия-137 в органах растений

В органах растений радионуклиды распределяются неравномерно. Известно, что 90–99% радионуклидов рутения, церия и кобальта концентрируется в корнях. Концентрация цезия и стронция в корнях может составлять 20–40%, а 60–80% этих радионуклидов поступает в наземные органы, где они распределяются неравномерно. Из них около 80% накапливается в листьях и стеблях. Наименьшая концентрация радионуклидов отмечается в генеративных органах, т.е. в семенах, при максимальном накоплении в оболочках, кроющих чешуях, створках бобов и стручков. В корнеплодах высокое накопление радионуклидов отмечается в головке, в кожице и в сердцевине. В клубнях картофеля максимальное накопление радионуклидов происходит в кожуре. Следует отметить, что при одинаковой плотности загрязнения почв в картофеле содержание цезия-137 и стронция-90 значительно ниже, чем в корнеплодах. Это связано с тем, что клубень – это видоизмененный побег, в который питательные вещества и радионуклиды поступают из наземных органов. Корнеплод – это видоизмененный корень, активно поглощающий и накапливающий радионуклиды.

Цель работы: изучить закономерности распределения цезия-137 и калия-40 в органах растений (на примере фасоли и свеклы).

Материалы и оборудование: гамма-радиометр РКГ-AT1320 (РКГ-01), пробы органов растений фасоли и свеклы, весы лабораторные.

Выполнение работы

1. Подготовьте гамма-радиометр к работе.

2. Измерьте содержание цезия-137 и калия-40 в различных органах растений фасоли и свеклы. Результаты занесите в отчет по работе (табл. 8.2.).

Т а б л и ц а 8.2. Содержание цезия-137 и калия-40 в различных органах растений

3. На основании полученных результатов выделите органы культур с максимальным и минимальным содержанием радионуклидов. Рассчитайте разницу содержания радионуклидов в товарной и нетоварной частях анализируемых растений. У фасоли товарная часть растения  семена, у свеклы – корнеплод.

Контрольные вопросы

1. Какие естественные и искусственные радионуклиды содержатся в почвах агроценозов?

2. Какой искусственный радионуклид преобладает в почве агроценозов Беларуси? Дайте его характеристику.

3. Какие радионуклиды из почвы активно поступают в корни растений?

4. Чем можно объяснить повышенную способность сельскохозяйственных культур к накоплению цезия-137 и стронция-90?

5. Почему поступление стронция-90 из почвы в корневые системы растений выше, чем цезия-137?

6. В какой преимущественно форме находится в почве цезий-137 в настоящее время? Почему?

7. Какие факторы оказывают влияние на поступление радионуклидов из почвы в корни растений?

8. Назовите основные почвенные характеристики, влияющие на поступление радионуклидов в растения.

9. Как поступление радионуклидов в растения связано с их биологическими особенностями?

10. Расположите отделы флоры в убывающем порядке по накоплению радионуклидов.

11. Во сколько раз по накоплению радионуклидов различаются виды и сорта сельскохозяйственных культур?

12. Почему растения с мочковатой и корневищной корневой системой накапливают больше радионуклидов, чем растения со стержневой системой?

13. В каких фазах развития растения накапливают больше радионуклидов и с чем это связано?

14. Как зерновые культуры ранжируются по накоплению цезия-137 в зерне?

15. Как зерновые культуры ранжируются по накоплению стронция-90 в зерне?

16. Почему в зерне у озимых культур концентрация радионуклидов меньше, чем у яровых?

17. Почему сорта интенсивного типа накапливают больше радионуклидов?

18. Назовите закономерности распределения радионуклидов в растениях.

19. Какое влияние на миграцию по растению радионуклидов оказывает валентность радионуклида?

20. Как распределяются в органах растений цезий-137 и стронций-90?

21. Как радионуклиды распределяются в семенах и корнеплодах?

22. Почему накопление радионуклидов в свекле выше, чем в картофеле?

23. Как цезий-137 и калий-40 распределяются по органам растений фасоли и свеклы?

24. Назовите основные приемы, снижающие поступление радионуклидов в растения.

Лабораторная работа №9. Нормирование поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных

Авария на Чернобыльской АЭС обострила проблему ве­дения животноводства в условиях радиоактивного загрязне­ния территории долгоживущими радионуклидами. Ведение животноводства в этих условиях должно быть направлено на получение продукции, соответствующей Республиканским до­пустимым уровням содержания радионуклидов цезия-137 и строн­ция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде (РДУ-99). Для практического решения поставленной задачи разработаны Рекомендации по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь (Минск, 2003), в основе которых лежат ре­зультаты исследований ряда научно-исследовательских институтов Национальной академии наук. Рекомендации являются переработанным и дополненным изданием опубликованного в 1997 г. Руководства по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь на 1997–2000 гг.

Задание 9.1. Расчет содержания цезия-137 в суточном рационе животных

Радиоактивные вещества поступают в организм живот­ных тремя путями: через желудочно-кишечный тракт с водой и кормами, органы дыхания с воздухом и кожный пок­ров. Однако потенциальный вклад каждого из названных путей далеко не одинаков. Основным источни­ком поступления радиоактивных и стабильных нуклидов в организм животных является корм (до 97%), в меньшей степени – вода (около 2%) и воздух.

При разработке норм содержания радионуклидов в раци­онах сельскохозяйственных животных и птицы учитываются содержание их в отдельных кормах, входящих в состав суточного раци­она, и коэффициенты перехода (Кп) радионуклидов из суточного ра­циона в продукцию. Содержание радионуклидов в продуктах животноводства рассчитывают по формуле

,

где А_прод – удельная активность радионуклида в продук­тах животноводства, Бк/кг (Ки/кг);

А_рац – суточное поступление радионуклида с раци­оном, Бк/сут (Ки/сут);

Кп – коэффициент перехода (процент перехода) радио­нуклида из рациона в 1 кг продукции, определяемый эмпири­чески.

Переход радионуклидов из кормов в продукцию животно­водства зависит от свойств радионуклидов, уровня и полноценности кормления жи­вотных, их возраста, физиологического состояния, продуктив­ности и других факторов. У высокопродуктивных животных, например, коэффициент перехода радионуклидов из кормов в организм, как правило, ниже, чем у низкопродуктивных. Существенное влияние на величину коэффициента перехода оказывает сбалансированность рационов кормления живот­ных по основным и особенно минеральным элементам пита­ния. Поскольку цезий-137 является химическим аналогом калия, а стронций-90 – кальция, вопросам обеспеченности животных этими элементами должно уделяться первостепен­ное внимание.

Установлено, что из кормов в молоко и мясо цезий-137 переходит более интенсивно, чем стронций-90 (табл.9.1).

Таблица 9.1. Коэффициенты перехода радионуклидов из суточного