Введение к работе
Актуальность темы исследования. Исследование взаимодействия радиоцезия и калия в системе почва-растение является актуальным, как для агрохимии, так и для радиоэкологии, так как калий - один из основных катионов почвенного поглощающего комплекса и' важнейший компонент минерального питания растений, а радиоактивные изотопы его химического аналога цезия относятся к наиболее радиационно значимым. Поведение в почвах Cs, как основного долгоживущего искусственного радионуклида из числа продуктов деления, и накопление его растениями изучены весьма детально, так как во многих радиологических ситуациях /VTCs рассматривается как один из основных дозообразуюшях радиоактивных веществ. Однако, после аварии на ЧАЭС в 1986 году интерес к миграции Mbs еще более возрос; выяснилось, что несмотря на большой объем информации о поведении данного радионуклида в агросфере, ряд аспектов этой проблемы требует дальнейшего изучения.
Увеличение плодородия почвы, обогащение ее элементами питания и создание оптимального режима этого питания ведут, как правило, к снижению концентрации радионуклидов в растениях, к уменьшению общего накопления их в урожае . Однако, для разработки рекомендаций по снижению накопления радионуклидов в растениеводческой продукции необходимо изучить их поведение в почве, взаимодействие радионуклидов с их элементами-аналогами, используемыми агрохимией в качестве минеральных удобрений.
Состояние изученности вопроса Закономерности поведения искусственных радионуклидов в системе почва-растение изучались в нашей стране и за рубежом, в основном на минеральных почвах (черноземах, дерново-подзолистых, серых лесных). На загрязненных после Чернобыльской аварии почвах довольно большая доля (25-20 %) приходится на торфяныепочвы, занятые под луго-во-пастбишные и кормовые севообороты. Исследование поведения радионуклидов в торфяных почвах и закономерностей накопления их растениями из торфяных почв еще далеко от завершения.
Цель исследования. Изучить закономерности накопления радио-цезия многолетними травами из торфяных почв, оценить влияние калийных удобрений на накопление и вынос радиоцезия травами.
На основании полученных данных дать теоретический анализ взаи-
модействия калия и радиоцеэии в системе торфяная почва -растение.
Задачи исследования.
-
Определить количественные параметри взаимодействия радиоцезия и калия в системе торфяная почва-растение в полевом и вегетационных опытах.
-
Определить экспериментально и дать теоретический анализ зависимости коэффициентов накопления радиоцезия растениями от концентрации калия в торфяной почве.
-
Оценить интенсивность накопления элементов-аналогов (калий-цезий) растениями в зависимости от скорости роста растений. _ .
Научная новизна и теоретическое значение.
-
Впервые экспериментальна показано наличие двух последовательных стадий взаимодействия калия и радиоцеэия в системе торфяная почва - растение. По-видимому, на первой стадии коэффициенты накопления формируются за счет взаимодействия калия и цезия на границе раздела фаз почвенный раствор - почва, на второй стадии - на границе почвенный раствор - корневая система.
-
Впервые получена аналитическая зависимость, подтвержденная в эксперименте, между концентрацией (или коэффициентом накопления) радиоцезия в растении и разностью констант скоростей роста растений и выноса радиоцезия растениями.
S. Обнаружено явление инверсии . коэффициентов накопления: свенильние растения интенсивнее поглотают радиоцевий на почвах с большей концентрацией калия, взрослые растения на этом же фоне имеют более низкие коэффициенты накопления, чем при меньших концентрациях калия в почве.
Полученные на основе положений теории ионного обмена количественные соотношения между калием и радиоцезием при их переходе из почвы в растение дополнят* современные теоретические представлений о взаимодействии химических элементов в агроценозе.
Основные иолошния, вдюсимые tea защиту.
1. В системе торфяная почва-растения конкуренция между элементами, йаходяиимися в макро- ( калий) и микроконцентрапиях (радиоцезий) удовлетворяет механизму сорбции по типу изотермы Лэнгмюра. 4
-
Величина К11 радиоцезия многолетними травами зависит от равномерности распределения калия по глубине корнеобнтаемого слоя почвы.
-
Изменение I'll радиоцезия в течение вегетации зависит от соотношения скоростей роста растений м выноса радионуклида.
Практическая значимость. Эффективность работ может быть оценена по уровню снижения загрязнения травостоя на мелиорированных торфяных ночвах Новозибковекого района Брянской области, где проводился полевой опыт. Показано, что радиоэколо-гически необходимые дозы калийных удобрений при их поверхностном внесении значительно превышают агрономически обоснованные.
На основании данных о зависимости накопления радионуклидов в растениях от скорости роста растений возможна разработка методики прогнозирования ожидаемых уровней загрязнения растениеводческой продукции.
Публикация и апробация работы. Результаты исследований по материалам диссертации опубликованы в 5 научных работах. Основные положения диссертации доложены на конференциях СНГ "Основные направления получения пкологически чистой продукции растениеводства"(г. Горки, Беларуссия, 1992),"йтмия радионуклидов и металл-ионов в природных объектах'Ч Минск, 1992), з также на международной конференции "Радиоэкология торфяных почв'Ч Санкт-Петербург, 1094).
Диссертация апробирована на семинаре кафедры агрохимии Санкт-Петербургского аграрного университета 16 июня 1994 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературп, описания материалов и методик исследования, а также двух глав, содержащих собственные экспериментальные данные и их обсуждение, выводов и указателя литературы. Работа изложена на 130 стр. машинописи, иллюстрирована 22 таблицами и 13 рисунками. Список литературы содержит 172 источника, из которых 152 принадлежит отечественным и 0 зарубежным авторам.
