Аккумулирование радионуклидов растениями лесных фитоценозов

Таблица 2. Содержание элементов питания в различных древесных растениях, %

Проведено сравнение поступления в исследуемые дре-весные растения изотопов стронция и цезия и их аналогов -- калия и кальция, так как известно, что поведение стронция-90 в системе почва--растение сходно с миграцией кальция -- его основного неизотопного но-сителя, а цезия-134 и -137 -- с калием. Установленные кафедрой почвоведения МГУ закономерности в содержании калия и каль-ция в листьях исследуемых нами древесных пород в основном справедливы и для радиоактивных изотопов стронция-90 и це-зия-134 и -137 (табл. 2). Больше всего калия, кальция и ра-дионуклидов стронция и цезия поглощают и накапливают лист-венные древесные растения. Различия в поступлении и содер-жании радиоактивных изотопов цезия и стронция, обусловлен-ные биологическими особенностями древесных пород, сходны с усвоением растениями их химических аналогов -- кальция и калия. Сопоставление данных табл. 3.3 и 3.4 показывает, что береза, осина и дуб накапливают в своих фотосинтезирующих органах радиоактивный изотоп цезия (как неизотопный калий) в количествах, превышающих их содержание в почве. Накоп-ление радиоактивного стронция из почв идет слабее, чем накоп-ление кальция, но видовая специфичность в основном сохра-няется. [5]

Дубравы по степени загрязнения они сильно отличаются друг от друга. Так, экспозиционная доза излучения па уровне почвы в 1986 г. была 13 -- 710 мкР/ч, за-грязненность почвы -- 185,2 и 112,4. Экспозиционная доза излучения в 1987 г. снизилась в 5--7 раз, активность почвы -- в 8--14 раз. В последующие годы отмечено дальнейшее сниже-ние обоих показателей. В 1993 г. экспозиционная доза излучения снизилась до 46--ПО мкР/'ч, активность почвы--до 1.7-- 7,2 Ки/км2.

В напочвенном покрове дубрав широко распространены ор-ляк обыкновенный, плауны, мхи и представители следующих семейств: лютиковых, розоцветных, гречишных, гераниевых, зон-тичных, брусничных, первоцветных, норичнико-вых, сложноцветных, мареновых, ситниковых, лилейных, злако-вых. Для исследования были взяты орляк обыкновенный, плаун булавовидный, герань кроваво-красная, буквица лекарственная, ожика волосистая, ландыш майский, купена лекарственная, вейник наземный, овсяница овечья.

Растения живого напочвенного покрова, произрастающие в дубравах, обладали в 1987 г. несколько меньшей общей г -активностью, чем в 1986 г., но разница у растений-эдификаторов и ястребинки зонтичной составила 50%, у остальных различия достигали 10--100 раз. По данным 1987 г., КНР снизились почти у всех видов. Максимальные значения зафиксированы в мае у марьянника дубравного, минимальные -- у ландыша майского, буквицы лекарственной, купены лекарственной. К 1990 г. общая активность травянистой и полукустарничковой растительности была равна (Ки/кг): у орляка 3-10-7, мха Шребера -- 8,5 -10-7, черники -- 1,4-10-7, марьянника лугового -- 9,8-10 8, майника двулистного--1,8-10 6, овсяницы овечьей -- 5,5-10. В 1988 г. у растений живого напочвенного покрова колебались в следующих пределах: у орляка обыкновен-ного от 0,74 до 1,24, у марьянника дубравного от 0,24 до 2,71, у герани кроваво-красной от 0,02 до 0,82, у буквицы лекарствен-ной от 1,30 до 6,21, у ожики волосистой от 0,02 до 2,12, у ланды-ша майского от 0,02 до 0,52, у купены лекарственной от 0,02 до 1,12, у овсяницы овечьей от 0,02 до 0,71, у горичника горного от 0,02 до 0,59, у вейника наземного от 0,02 до 0,71.

Анализ полученных данных показывает, что наблюдается снижение удельной гамма-активности у всех видов растений жи-вого напочвенного покрова. Необходимо отметить, что при за-грязнении почв дубрав до 50 Ки/км2 растения семейства лилей-ных обладают большей активностью по сравнению с осталь-ными. Увеличение плотности загрязнения в 2--10 раз приводит к адекватному увеличению активности вейника наземного. Об-щая -г -активность растительности живого напочвенного покрова к 1990 г. если и снизилась, то очень незначительно.

Данные г - спектрометрического анализа показывают, что в 1987 г. в слое почвы 0--5 см присутствовали следующие эле-менты: 144Се -- 3,0-10-8 Ки/кг; I06Ru -- 3,0-10-8; 134Cs -- 1,4- 10-8;

137Cs 4,3. 10-8; 90Sr -- 6,6-10-8 (средние данные).

При проведении сравнительного анализа по накоплению изо-топов цезия и стронция-90 в разные (1988 и 1992) годы иссле-дований можно отметить снижение содержания изотопов цезия в растениях в 1,5--10 раз в зависимости от вида. Содержание стронция-90 увеличилось у орляка обыкновенного от 250 до 6850 Бк/кг (ПП 38), ландыша майского -- от 322 до 2540 (ПП 9), черники --от 740 до 7700 Бк/кг (ПП 13).

Коэффициенты накопления цезия-137 растениями живого напочвенного покрова дубрав орляковых были следующими: овсяница овечья -- свыше 20, рамишия однобокая, вероника ле-карственная, вейник наземный -- 6, купена лекарственная, брус-ника -- 5, черника, ландыш майский, орляк -- 2, герань крова-во-красная-- 1; стронция-90: овсяница овечья -- 7, вейник на-земный-- 5, вероника лекарственная -- 3, черника, купена ле-карственная-- 1, орляк -- 7, купена лекарственная, герань кроваво-красная -- 5, ландыш майский -- 3. [11]

Таблица 3. Содержание изотопов в растениях живого напочвенного покрова в орляковых дубравах, Ки/кг

По общей гамма-активности коэффициенты накопления в растительности распределены следующим образом: мхи>гре-чишные, лилейные,сложноцветные> гераниевые> норичниковые> лютиковые> розоцветные > злаковые > ситниковые > папоротники > плауны> брусничные, мареновые > грушанковые > первоцветные, зонтичные.

В связи с выведением из сельскохозяйственного производ-ства значительных площадей естественных лугов и пастбищ, подвергшихся загрязнению радиоактивными выбросами в ре-зультате аварии на ЧАЭС, все большую актуальность приобре-тает проблема получения экологически чистой продукции в зо-нах с относительно невысоким (1--5 Ки/км2) уровнем радио-нуклидов в почве.

Создание сенокосов на загрязненных территориях сопряже-но с разработкой системы агротехнических мероприятий, кото-рые позволили бы, с одной стороны, поддерживать оптимальный уровень продуктивности травостоев и качества кормов, с дру-гой -- способствовали эффективному снижению аккумуляции радионуклидов в надземной массе кормовых культур. Поэтому начиная уже с 1986 г. нами в условиях дерново-подзолистых супесчаных почв Мозырского района Гомельской области иссле-довалось влияние структуры агроценоза, минеральных удобре-ний и обработки почвы на миграцию основных дозообразующих радионуклидов в системе почва--растение. Радиологические исследования выполнялись на оказавшихся в зоне радиоактив-ного загрязнения опытах, которые были заложены в 1985 г. с целью изучения агротехнических и агрофитоценотических приемов повышения устойчивости и продуктивности агроценозов многолетних кормовых трав.

После распада короткоживущих радионуклидов в 1987 г. экс-позиционная доза излучения в месте расположения опытного участка составляла на высоте 1 м над поверхностью почвы 70--80 мкР/ч, на поверхности почвы -- 80--100 мкР/ч, плот-ность радиоактивного загрязнения в слое почвы 0--5 см состав-ляла 4--4,5 Ки/км2. Таким образом, представлялась возможность исследовать динамику миграции радионуклидов в сеянце луговые травы на ненарушенной почве.

Опыты закладывались по следующим схемам.

Опыт 1. Одновидовые посевы и парные травосмеси на двух фонах минерального питания: 1) люцер-на синегибридная, 2) ежа сборная, 3) кострец безостый, 4) ти-мофеевка луговая, 5) люцерна+ежа, 6) люцерна+кострец, 7) люцерна+тимофеевка.

Опыт 2. Одновидовые посевы бобовых трав на фоне Р90К120: клевер луговой, клевер розовый, клевер ползучий, кле-вер горный, люцерна синегибридная, люцерна серповидная, ляд-венец рогатый, астрагал солодколистный, эспарцет песчаный.

Повторность опыта трехкратная. Площадь опытных делянок 15 и2. Почвенные и растительные образцы отбирались перед укосами. Радиоэкологический мониторинг осуществляли в тече-ние вегетационных сезонов 1986--1988 гг.

Учитывая поверхностный характер загрязнения радионукли-дами и слабую вертикальную миграцию их на автоморфных дерново-подзолистых почвах, в 1989 г. исследовали влияние перепашки почвы под многолетними травами на характер накопления ра-дионуклидов в органах вновь высеянных растений. Для этого в конце вегетационного периода 1988 г. дернина опытного участ-ка была распахана, а весной 1989 г. после дискования и куль-тивации высеяны клеверо-ежовая и люцерно-ежовая травосмеси. Фон минерального питания -- предпосевное внесение полной дозы N12oP9oKi2o, а затем поукосно -- фосфорно-калийных удоб-рений (PSoKi2c). Контролем служили нераспаханные участки со старовозрастным травостоем.

Установлено, что суммарная радиоактивность почвы опыт-ных участков в слое 0--5 см последовательно снижалась с мая до сентября 1986 г. в диапазоне 10~7--10~~8 Ки/кг, достигнув относительно стабильного уровня в мае 1987 г. Удельная гамма-активность почвы (еще не нарушенной) начи-ная с этого времени соответствовала плотности загрязнения 2,6--3,0 Ки/км2 (опыт 1) и 2,1--2,3 Ки/км2 (опыт 2). Сравнение кривых динамики радиоактивности почвы и сеяных трав пока-зывает, что более резкое снижение уровня радиоактивного за-грязнения растений по сравнению с почвой за вегетационный период 1986 г. обусловлено не только распадом короткоживу-щих радионуклидов, но и в значительной степени ослаблением поверхностного загрязнения листьев трав радиоактивными вы-падениями. По уровню этого загрязнения в мае 1986 г., довольно четко выделяется группа клеверов (клевер луговой, ползучий и розовый), а также лядвенец рога-тый, что связано с опушенностью листовой поверх-ности этих трав.

Поверхностное загрязнение люцерны посевной, люцерны сер-повидной, астрагала и эспарцета было существенно ниже, чем клеверов и лядвенца. Различия сохранились в основном и у рас-тений 2-го укоса (июль 1986 г.) у клевера лугового и розо-вого удельная радиоактивность надземной фитомассы почти на порядок превышала показатели других видов, а в 3-м укосе (сентябрь 1986 г.) максимальная величина радиоактивности отмечена у сильно опушенного клевера горного. В от-личие от бобовых трав у многолетних злаков (ежи сборной, костреца безостого, тимофеевки луговой) растения 3-го укоса в 1986 г. отличались уже на порядок меньшими показателями.

Известно, что видовые и сортовые различия в накоплении основных дозообразующих радионуклидов (l37Cs и 90Sr) кор-мовыми растениями являются теоретической основой для раз-работки целенаправленного подбора сельскохозяйственных рас-тений как способа фитомелиорации почв, загрязненных радиоизотопами, и средства для уменьшения содержания радионук-лидов в продукции. Но дезактивирующий эффект выноса радио-изотопов с надземной массой растений, обладающих высокой накопительной способностью, значительно уступает по степени очищения почвы эффекту за счет естественного радиоактивного распада. Поэтому подбор культур для севооборотов и агротех-нических приемов их рационального возделывания в загрязнен-ных зонах остается в настоящее время одним из реальных спо-собов получения относительно «чистой» кормовой продукции. По данным С. К- Фирсаковой (1974), накопление 90Sr сеяными многолетними злаками после механической обработки и перезалужения дерново-подзолистой почвы снизилось в 5--16 раз, а торфяной почвы -- в 14--31 раз по сравнению с естественными лугами.

Основной агротехнический прием, ограничивающий поступ-ление цезия-134 и цезия-137 из почвы в растение,-- применение калийных удобрений -- связан с антагонистическим характером отношения цезия и калия в почвенном растворе и эффектом «разбавления» в надземной массе растений. Это на-шло подтверждение и в исследованиях белорусских ученых (Шугля, Агеец, 1990). Калийные удобрения в комплексе с дру-гими удобрениями снижают поступление цезия-137 в сельско-хозяйственные растения в 2--20 раз. Нейтрализация кислотности почвенного раствора известкованием уменьшает накопление цезия-137 в урожае в 2--4 раза, а на легких по гранулометриче-скому составу почвах увеличение дозы фосфорных и калийных удобрений на фоне известкования снижает накопление изотопа цезия в растениях до 4--5 раз.

К сожалению, роль азотных удобрений в миграции основ-ных дозообразователей из почвы в хозяйственно ценную часть кормовых травянистых растений освещена весьма противоречи-во. Многие исследования свидетельствуют об усилении под влиянием минерального азота процесса миграции радиоактивно-го цезия в надземные органы кормовых растений, особенно на высокоплодородных почвах. Так, при внесении азота в аммоний-ной форме на черноземе концентрация цезия-137 в горохе воз-растала на 18--52%, а на дерново-подзолистой почве -- на 72-- 83%. В то же время азот, внесенный в виде нитратов, практически не влиял на накопление радиоактивного цезия в урожае. Также противоречивы сведения о значении мине-рального азота в пострадиационном восстановлении структур растительной клетки. В настоящее время считается целесообразным на почвах, загрязненных цезием-137 и стронцием-90, применять азотные удобрения в составе полной минеральной подкормки со значи-тельным преобладанием калия и фосфора (Алексахин и др., 1991). Внесение азотных удобрений рекомендуется проводить в таких дозах, которые обеспечивают наиболее высокие прибав-ки урожая в данных почвенных условиях. [1]

Влияние совместного произрастания на аккумуляцию це-зия-137 в надземных органах люцерны и злаков определялось видовым составом травостоя: в люцерно-ежовой и люцерно-кострецовой травосмесях в обоих компонентах поступление цезия увеличивается (у люцерны на 30--78, у ежи на 15, у ко-стреца на 16%) относительно их монокультур. В люцерно-тимо-феечком травостое никаких изменений не отмечено. Внесение азотных удобрений стимулировало поступление l37Cs в растения люцерны, ежи и костреца в монокультурах, где содержание изо-топа возросло соответственно на 54, 36 и 16% по сравнению с без азотным фоном. В люцерно-кострецовой смеси показатели накопления цезия, наоборот, снизились: у люцерны на 71, у ко-стреца на 21%. Тот же эффект наблюдался у ежи в смеси с лю-церной -- внесение минерального азота сократило миграцию 137Cs на 22% по сравнению с фосфорно-калийным фоном. Та-ким образом, наименее интенсивная миграция 137Cs и отсут-ствие стимулирующего влияния на нее азотных удобрений наблю-дались у компонентов люцерно-тимофеечной смеси и в моно-культуре тимофеевки.

Существенное снижение (до 2--7 раз) аккумуляции Sr при внесении минерального азота в почву отмечено в монокультурах люцерны и костреца, а также у компонентов люцерно-костре-цовой и люцерно-тимофеечной травосмесей.

В люцерно-ежовой смеси азотные удобрения в 2,0--2,5 раза усилили поступление 90Sr в надземную массу как бобового ком-понента, так и злака.

Как известно, уменьшение загрязнения продуктами радио-активного деления продукции растениеводства с помощью вне-сения мелиорантов достигается через такие основные механиз-мы, как увеличение урожая и тем самым «разбавление» содер-жания радионуклидов на единицу веса урожая; повышение концентрации кальция и калия в почвенном растворе; закрепле-ние микроколичеств радиоизотопов в почве путем внесения соответствующих соединений. И если полученные нами результаты по изменению степени ак-кумуляции 137Cs и 90Sr в сеяных травах под воздействием их совместного произрастания и внесения азотных удобрений мож-но рассматривать как проявление этих механизмов через физиолого-биохимические взаимодействия растений в агроценозах и их влияние на почвенную среду, то исследование миграции плутония в системе почва--растение предполагает разработку подходов, затраги-вающих как почвенную химию, так и механизмы действия биотических и агрохимических факторов на его поступление в корни и аккумуляцию в надземных органах. Существует зави-симость перехода плутония в раствор при снижении его сорбции почвенными частицами от интервала значений рН, механиче-ского состава и водно-воздушного режима почвы.

Сравнительный анализ содержания гамма-излучающих ра-дионуклидов в почве и травах до вспашки (1988 г.) и после, вспашки дернины (1990 г.) позволяет судить об эффективности этого агротехнического приема в снижении миграции радиоизо-топов в растения. Вспашка, заглубление верхнего (0--5 см) слоя почвы и последующая культивация при сохра-нении прежней технологии выращивания трав способствовали «разбавлению» концентрации радионуклидов в корнеобитаемом слое почвы. Суммарное содержание гамма-из-лучателей в почве снизилось в среднем в 1,8 раза за счет двух-кратного уменьшения концентрации 137Cs и 134Cs, поскольку радиоизотопы цезия составляли более 65% суммарной концент-рации. Вторым по значимости радионуклидом был 4аК, участие которого в общей гамма-активности почвы до вспашки состав-ляло 23%, а после обработки -- 32%, т.е. оно не только не из-менилось, но даже увеличилось в результате внесения калий-ных удобрений перед повторным высевом трав, а затем поукосно.

Таким образом, на дерново-подзолистых почвах сельхозуго-дий с плотностью загрязнения 2--5 Ки/км2 гамма-активность сеяных трав определяется в основном 40К, концентрация которо-го в почве сохраняется высокой за счет внесения фосфорных и калийных удобрений, содержание в фосфорных удобрениях составляет 70-- 120 Б к/кг, а с внесением калийных удобрений в дозе 60 кг/га в почву поступает 1,35-10е Бк/кг калия-40.

Эффект от перепахивания почвы для равномерного перемешивания радионуклидов в пахотном горизонте может проявлять-ся в основном в злаках, поскольку поглощающая деятельность корневых систем бобовых трав осуществляется по всему про-филю обработанного слоя.

Анализ распределения радионуклидов цезия в корнях и надземных органах контрастных по свойствам видов (ежи сбор-ной, костреца безостого и лисохвоста лугового) показал, что при внесении азотных удобрений в почву у ежи и костреца уси-ливается миграция радионуклидов цезия из корней в надземные органы: если на безазотном фоне соотношение удельной актив-ности по цезию в корнях и надземной массе составляло у ежи 1:3, а у костреца 5:1, то на азотном фоне -- соответственно 1 : 20 и 1:1 (табл. 4.9). В то же время у лисохвоста лугового эти соотношения составляли на безазотном фоне 6 : 1 и при внесении удобрений -- 16 : 1.

Для более детального исследования особенностей перерас-пределения цезия между подземными и надземными органами был проведен вегетационный опыт с внесением в почву под лу-говые злаки стабильных изотопов цезия. Опыты были заложе-ны в сосудах Митчерлиха на двух типах почвы: торфяно-болот-ной и дерново-глееватой суглинистой, т. е. нами были охвачены наиболее распространенные луговые почвы. Схема опыта: 7 видов луговых злаковых трав на безазотном фоне и на фоне внесения азота. Минеральные удобрения вносили в почву перед набивкой сосудов в виде солей: аммонийной селитры (на мине-ральной почве 1,71 г/сосуд, на торфяной--0,40 г/сосуд). Аккумуляция радиоцезия (Бк/кг) многолетними злаками

Таким образом, радиоэкологический мониторинг в луговых фитоценозах, проведенный в 1986--1990 гг. на пробных площа-дях естественных лугов, в разной степени удаленных от ЧАЭС, и в агроэкосистемах на опытах с сеяными травами, позволяет сделать следующие выводы.

1. Поступление радионуклидов и аккумуляция их в луговой растительности в период наблюдений определялись рядом фак-торов, в том числе количеством и элементным составом после-аварийных радиоактивных выпадений и характером взаимо-действия радионуклидов с почвой, что в значительной мере повлияло на их доступность растениям, поглощение и миграцию в надземные органы луговых трав.

2. В послеаварийный период удельная радиоактивность рас-тений в луговых фитоценозах зоны загрязнения, представлен-ных в основном злаковыми и разнотравно-злаковыми ассоциа-циями, после резкого снижения в 1986--1987 гг. за счет распада короткоживущих радионуклидов стабилизировалась на проб-ных площадях в Гомельской области на уровне 10~8--10~6 Ки/кг, в Могилевской-- 10-9--10-8, в Минской -- 10 -9--10-8 Ки/кг;

4. Для ряда доминантных луговых растений установлены как межвидовые, так и внутривидовые различия в аккумуля-ции радионуклидов. Внутривидовые различия наиболее конт-растно проявляются при сопоставлении уровней накопления гамма-излучателей на торфяных и минеральных почвах. При близких показателях плотности загрязнения удельная гамма-активность надземной фитомассы ценопопуляций одних и тех же видов в среднем на порядок ниже на торфяниках по срав-нению с дерново-подзолистыми почвами вследствие высокой сорбирующей способности торфяной почвы, что обеспечивается присутствием в ней значительного количества гумусовых и низ-комолекулярных кислот.

5. Самые низкие коэффициенты накопления гамма-излучающих радионуклидов, до 70--90% которых составляют радиоизо-топы цезия, отмечены у луговых доминантов на торфяно-глеевых почвах (0,4--1,5). Значительно интенсивнее накопление гамма-излучателей луговой растительностью происходит на минеральных почвах.

6. Коэффициенты накопления радионуклидов на одной и той же почвенной разности могут существенно (до 4--6 раз) разли-чаться не только у представителей разных систематических групп, но и у видов в пределах одного семейства, например мятликовых. Поэтому неправомерно использование в сравни-тельной характеристике накопления радионуклидов луговой растительностью такой таксономической единицы, как семей-ство. В основе анализа аккумулирующей способности луговых трав в отношении отдельных дозообразующих радиоизотопов должны лежать исследования морфофизиологических особен-ностей каждого доминанта лугового сообщества с учетом ценотических отношений компонентов и водно-физических и агро-химических параметров эдафотопа, определяющих концентра-цию обменных форм радионуклидов в почвенном растворе. [3]

-- утрата способности апикальных (верхушечных) почек к росту, усиленное образование и рост новых почек, в том числе спящих;

-- появление гигантской хвои у сосны и ели и гигантских листьев дуба, отличавшихся от обычных по длине в 2--3 раза и по массе в 5--7 раз;

-- осыпание хвои предшествующих лет образования (2-го и 3-го годов) с функционированием хвои только первого года;

-- потеря геотропической чувствительности.

Отмеченные морфозы (гигантизм органов) встречались в 10-километровой зоне довольно часто в 1987--1988 гг. В 1991-- 1992 гг. была отмечена вторая волна гигантизма органов, кото-рая, как полагают, связана с последовавшим после аварии на-коплением радионуклидов в органах растений. Имеются данные о том, что посевы озимой ржи и пшеницы, расположенные в непосредственной близости от реактора и подвергшиеся загрязнению порядка 1000 Ки/км2, ха-рактеризовались замедленным ростом и развитием, имели пони-женный индекс листовой поверхности и площади флагового ли-ста на 40--50%.

Посевы пшеницы, подвергшиеся острому облучению в год аварии, в последующие годы дали новое поколение растений, среди которых встречались мутантные формы, характеризовав-шиеся отсутствием остей, выпадением отдельных колосков, разд-воением колоса и пр. Среди них можно найти и полезные для селекции формы. Отдельные проявления морфологических изменений растений наблюдали и в белорус-ском секторе 30-километровой зоны.

При выращивании сельскохозяйственных растений на почвах, загрязненных радионуклидами до 77 Ки/км2, не отмечали никаких особых изменений в их росте и развитии. Основные фа-зы развития наступали независимо от степени загрязненности почвы, морфологические показатели семян также соответствова-ли норме. Наблюдения, естественно, касались растений, полученных из «чистых» семян.

Действительно, имеются данные, что уровни загрязнения почвы в пределах 86 Ки/км2 не оказывают существенного влия-ния на показатели роста и развития растения. Однако пересев семян подорожника, хронически облучавшихся в течение трех лет, несмотря на стабильность показателей всхожести, массы 1000 семян и т. д., выявил скрытые изменения, заключавшиеся в неодинако-вой реакции растений на дополнительное облучение и неадек-ватной картине хромосомных аберраций в меристеме корешков. Таким образом, при тех плотностях за-грязнений почв, которые были в наших опытах, следовало ожи-дать проявления отдельных количественных изменений в мета-болизме выращиваемых растений. [10]

Таблица 4. Продуктивность люпина желтого в условиях загрязненности почв радионуклидами.

Фотосинтез. В исследованиях обнаружена повышенная фотохимическая активность хлоропластов, выделенных из растений, которые произрастали в условиях высокого радиационного фона (экспозиционная доза г -излучения 300--500 мкР/ч), отмечена тенденция к увеличению содер-жания хлорофилла на единицу сухой массы листа и снижению концентрации растворимых белков. Некоторые изменения наблюдались и в уровне активности РДФ-карбоксилазы. О росте ак-тивности фотосинтетического аппарата растений, произрастав-ших в условиях радиоактивного загрязнения, свидетельствовала и низкая гидролитическая активность фермента деградации хлорофилла -- хлорофиллазы. Другой важный показатель действия радиации в этих условиях -- повышение активности пероксидазы. В листьях люпина желтого, выращенного в пакетном опыте, существенных изменений в пигментном аппарате (количестве хлорофиллов и активности хлорофиллазы) по вариантам - опыта не наблюдалось, однако с увеличением степени загрязненности почвы наметилась тенденция к повышению скорости фотохимических реакций в хлоропластах и перекисного окисления липидов (фермента пероксидазы)

Использованные в пакетном опыте почвы были взяты с раз-личных участков, что поставило вопрос о влиянии на уровень азотфиксации (кроме плотности загрязнения) различий в поч-венном плодородии. Чтобы ослабить это влияние, в 1991 г. был заложен пакетный опыт 2, в котором различные уровни загряз-ненности почвы по вариантам создавали путем смешивания условно чистой почвы (контроль) с сильно загрязненной в соот-ношении 2,5:1 и 1:1. В результате получено три варианта загрязненности цезием: 0,7; 9,6 и 13,7 кБк/кг почвы, первый из которых был принят за контроль. Полученные в 1991 -- 1992 гг. результаты свидетельствовали о некотором повышении азотфиксирующей активности в условиях загрязнения почв, од-нако они имели скорее характер тенденции. Нитратредуктазная активность в условиях различной степени загрязнения почв ра-дионуклидами не показала четкой картины изменений. Следует учитывать большую зависимость ее от содержания нитратного азота в почве. [7]

Интегральным показателем интенсивности азотного обмена в растении является содержание в его органах азота. Определе-ние азота по методу Кьельдаля в органах люпина желтого сорта БСХА 382 и ячменя сорта Жодинский 5 выявило существенные различия в органах растения. У люпина самой вы-сокой концентрацией азота характеризовались верхние листья (4 8--5,7% на сухую массу) и оси соцветий с цветками (4,3-- 4,9%), а самой низкой -- стебли (1,6--1,9%). У ячменя самое высокое содержание азота также было во флаговых листьях (2,8--3,3%), а самое низкое -- в стеблях (0,8--1,2%). Колебания концентрации азота по вариантам опытов не носили системати-ческого характера и были вызваны, очевидно, другими причина-ми. Поэтому, может быть сделан вывод об отсутствии влияния загрязненности почвы радионуклидами на содержание общего азота в растениях люпина и ячменя.

Таким образом, на почвах с плотностью загрязнения до 80 Ки/км2 поглощенные люпином радионуклиды оказывают не-которое воздействие на азотный обмен вегетативных органов. Однако этот вывод касается только растений, выращенных из «чистых» семян, т. е. тех, которые получены в условиях отсут-ствия радиоактивного загрязнения почвы. [9]

Детальное обследование лесов Беларуси показало, что в результате аварии на ЧАЭС более 1700 тыс. га (четвертая часть от всей площади лесов) подверглась радиоактивному загрязнению. Следует отметить, что загрязненной считается территория, если плотность выпадений превышает 1 Ки/км2 по цезию-137, 0,15 Ки/км2 по стронцию-90 и 0,01 Ки/км2 по плутонию-238,239,240. Более 90% загрязненного лесного фонда приходится на зону загрязнения по цезию-137 от 5 до 15 Ки/км2. В доаварийный период уровень радиоактивного загрязнения в лесах Беларуси достигал 0,2-0,3 Ки/км2 и определялся в основном природными радионуклидами и искусственными радионуклидами глобальных выпадений, образовавшихся в результате испытаний ядерного оружия.

Из 88 существующих в республике лесхозов 49 в той или иной степени подверглось радиоактивному загрязнению, что в значительной степени изменило характер их хозяйственной деятельности. Крупномасштабное загрязнение лесных комплексов Беларуси резко ограничило использование лесных ресурсов, оказало негативное влияние на экономическое и социально-психологическое состояние населения в целом.

В первые дни после аварии до 80% радиоактивных выпадений было задержано надземной частью древесного яруса. Затем происходило быстрое очищение крон и стволов под воздействием метеорологических факторов, и в конце 1986 года до 95% радиоактивных веществ, задержанных лесом, уже находилось в почве, причем основная их часть в лесной подстилке, являющейся аккумулятором радионуклидов. Дальнейшая скорость миграции радионуклидов в глубь почвы зависела от вида растительного покрова, водного режима, агрохимических показателей почв и физико-химических свойств радиоактивных выпадений. Проведенные исследования показали, что в настоящий период основная часть радиоактивных выпадений по-прежнему сосредоточена в верхнем горизонте почв, где они хорошо удерживаются органическими и минеральными компонентами.

Загрязнение лесной растительности зависит от уровня радиоактивных выпадений и свойств почвы. На гидроморфных (избыточно увлажненных) почвах отмечается более высокая степень перехода в системе “почва - растение”, чем на автоморфных (нормально увлажненных) почвах. Чем выше плодородие почвы, тем меньшая доля радионуклидов поступает как в древостой, так и в организмы напочвенного покрова (грибы, ягоды, мхи, лишайники, травяная растительность).

Наибольшим содержанием радионуклидов в различных частях древесного полога характеризуются хвоя (листья), молодые побеги, кора, луб; наименьшее загрязнение отмечено в древесине. Аккумуляторами радионуклидов в лесных сообществах являются грибы, мхи, лишайники, папоротники. Лесной растительностью поглощается в основном цезий-137, стронций-90. Трансурановые элементы (плутоний-238,239,240 и америций-241) слабо включаются в миграционные процессы.

Таким образом, лесные экосистемы являются постоянным источником поступления радионуклидов в лесную продукцию, в частности, в пищевую. Накопление радионуклидов в лесных ягодах и грибах в 20-50 раз больше, чем их содержание в продуктах сельскохозяйственного производства при одинаковом уровне радиоактивного загрязнения. Исследования показали, что доза облучения, обусловленная потреблением лесных продуктов питания, в 2-5 раз выше доз, формируемых за счет употребления сельскохозяйственных продуктов. Причем в отличие от сельскохозяйственных угодий, лесные комплексы являются малоуправляемыми с точки зрения снижения радиационной нагрузки путем проведения различных эффективных контрмер с применением современных технологий. Пребывание в лесу также связано с дополнительным внешним облучением, поскольку леса явились естественным барьером, а, следовательно, -- резервуаром радиоактивных выпадений. Проблемы радиационной безопасности на загрязненных лесных территориях в основном решаются за счет ограничительных мероприятий.

В настоящий период сбор грибов и ягод на загрязненной территории весьма ограничен и практически полностью запрещен на территориях с плотностью выпадения более 2 Ки/км2 по цезию-137. Однако, уровень содержания радионуклидов в пищевой продукции леса со временем будет уменьшаться за счет естественного радиоактивного распада и миграции радионуклидов в глубь почвы. Предварительные прогнозные расчеты показывают, что в 2015 году концентрация цезия-137 уменьшится до уровня допустимых норм.

Следует также отметить, что к настоящему времени разработано множество рекомендаций по выходу из создавшегося кризисного положения в отношении использования даров леса. Перспективным способом является искусственное культивирование экологически чистых грибов и ягод, что позволит снизить поступление радионуклидов в организм человека, а, следовательно, и риск для здоровья населения. [9]