В связи с радиационным загрязнением почвы, основное количество научных работ посвящено изучению факторов, влияющих на миграцию радионуклидов в системе почва-растение. Значительно меньше внимания уделяется проблеме влияния различных доз радиоактивного загрязнения почвы на состав растений - минеральный и органический. Предыдущими нашими исследованиями показано, что при радиационном загрязнении почвы (900 Бк/кг 137Cs) в растениях увеличивается не только уровень 137Cs, но изменяется содержание биогенных элементов - фосфора и калия. Цель настоящей работы состоит в том, чтобы определить динамику биогенных элементов и некоторых биохимических показателей при менее значительном повышении уровня 137Cs в почве. Исследования проведены в натурных условиях трех районов Орловской области на почвах, идентичных по механическому составу. На опытных участках уровень 137Cs составлял (в Бк/кг): 105 (контроль); 200 (опыт 1) и 350 (опыт 2). Пробы почвы и растений отобраны в конце вегетации растений (рапс, чечевица, топинамбур). Уровень 137Cs в почве и растениях определяли на УСК «Гамма-Плюс», биохимические показатели - по общепринятым методикам.
Результаты проведенных исследований показали, что у рапса наиболее высокий уровень 137Cs отмечается в вегетативных органах, створках и корнях, у чечевицы и топинамбуре - в корнях и клубнях, соответственно. В данном диапазоне удельной активности цезия в почве семена и клубни накапливают 137Cs соответственно его концентрации в почве. Концентрация солей калия и фосфора в семенах рапса, как это было показано и предыдущими нашими исследованиями, снижается, но только при уровне радиации в почве в три раза превышающей уровень контроля. При более низкой концентрации, наоборот, содержание данных солей увеличивается - в среднем на 20%. На количество моносахаров увеличение уровня радиоактивного цезия в 2 раза не оказало влияния, а при увеличении в 3,5 раза (участок № 2) произошло их снижение на 32,8%. Количество сахарозы увеличилось в среднем на 26-20%, соответственно, на 1 и 2 опытных участках.
В клубнях топинамбура содержание солей калия снижается, но, так же как и в семенах рапса, только при более высокой радиации. Концентрация солей фосфора при повышении уровня 137Cs в 2 раза, снижается, при дальнейшем увеличении радиации (участок № 2) наблюдается тенденция к их росту. Закономерности изменения количества углеводов в клубнях топинамбура отличаются от семян рапса. Динамика моносахаров соответствует динамике солей фосфорной кислоты: при повышении радиации в 2 раза их содержание уменьшилось на 63%, а при более высоком уровне радиации -лишь на 47%. Динамика сахарозы соответствует динамике солей калия: при незначительном увеличении радиации в почве ее количество возрастает в среднем на 25%, а при дальнейшем увеличении с нижается, по сравнению с контролем, на 11,5%.
Таким образом, при уровне 137Cs в почве, равном 200 - 300 Бк/кг, в растениях происходит изменение соотношения биогенных элементов и различных углеводов, что свидетельствует о реакции растительного организма на воздействие радиации.
Работа представлена на Международную научную конференцию «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», 3-10 июля 2009 г. Поступила в редакцию 25.06.2009 г.