Экспериментальная оценка влияния режима увлажнения почвы на накопление ¹³⁷Cs побегами яровой пшеницы

Изучено влияние режима увлажнения почвы на интенсивность перехода ¹³⁷Cs в злаковые растения на примере пшеницы яровой. В условиях фитокомнаты с регулируемым климатом выполнен анализ накопления ¹³⁷Cs в побегах пшеницы яровой при режимах увлажнения почвы 40 % (недостаточная влагообеспеченность), 70 % (оптимальная влагообеспеченность) и 85 % (избыточная влагообеспеченность) от полной влагоемкости почвы на почвенных субстратах с оптимальным и низким содержанием основных минеральных элементов питания. По результатам вегетационного эксперимента показано, что увеличение влажности почвы от 40 до 85 % от полной влагоемкости существенно снижает содержание ¹³⁷Cs в побегах. Характер зависимости между увлажнением и накоплением ¹³⁷Cs надземными органами растений определяется агрохимическими особенностями почвы. На субстрате с оптимальным содержанием минеральных элементов питания разница в накоплении радиоизотопа надземными органами пшеницы между крайними по влагообеспеченности вариантами достигает четырехкратных значений, на субстрате с низким содержанием основных элементов питания – двукратных, при этом различия при влагообеспеченности 70 и 85 % отсутствуют. Выявленные зависимости не могут быть объяснены изменением содержания биодоступных форм ¹³⁷Cs в почве, поскольку данный показатель существенно не изменяется при различных режимах увлажнения.

1. Логинов, В. Ф. Глобальные и региональные изменения климата: причины и следствия / В. Ф. Логинов. – Минск : ТетраСистемс, 2007. – 496 c.

2. Will global warming affect soil-to-plant transfer of radionuclides? / M. Dowdall [et al.] // J. Environmental Radioactivity. – 2008. – Vol. 99, N 11. – P. 1736–1745. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2008.06.012

3. Михайловская, JI. Н. Влияние режима увлажнения на подвижность радионуклидов в почвах аварийной зоны Чернобыльской АЭС / Л. Н. Михайловская, Е. Н. Караваева, И. В. Молчанова // Экология. – 1992. – № 2. – С. 76–79.

4. Перельман, А. И. Геохимия ландшафта / А. И. Перельман. – М. : Географгиз, 1961. – 496 c.

5. Молчанова, И. В. Эколого-геохимические аспекты миграции радионуклидов в почвенно-растительном покрове / И. В. Молчанова, Е. Н. Караваева. – Екатеринбург : Рос. акад. наук. Урал. отд-ние, 2001. – 160 с.

6. Анненков, Б. Н. Основы сельскохозяйственной радиологии / Б. Н. Анненков, Е. В. Юдинцева. – М. : Агропромиздат, 1991. – 286 с.

7. Ehlken, S. Environmental processes affecting plant root uptake of radioactive trace elements and variability of transfer factor data: a review / S. Ehlken, G. Kirchner // J. Environmental Radioactivity. – 2002. – Vol. 58, N 2–3. – P. 97–112. https://doi.org/10.1016/s0265-931x(01)00060-1

8. Воздействие эпибрассинолида на накопление 137 Cs, 90 Sr, 241 Am чернобыльских эмиссий травостоем пойменного злакового луга при разных уровнях влажности и трофности почвы / Т. А. Будкевич [др.] // Ботаника (исследования): cб. науч. тр. / Ин-т эксперим. ботаники НАН Беларуси. – Минск : Право и экономика, 2009. – Вып. 37. – С. 341–356.

9. Куликов, Н. В. Влияние режима почвенного увлажнения на переход стронция-90, цезия-137 и церия-144 из почвы в раствор / Н. В. Куликов, И. В. Молчанова, Е. Н. Караваева // Экология. – 1973. – № 4. – С. 57–62.

10. Козлова, А. А. Учебная практика по физике почв : учеб.-метод. пособие. – Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2009. – 81 с.

11. Головко, Т. К. Дыхание растений (физиологические аспекты) / Т. К. Головко. – СПб. : Наука, 1999. – 204 с.

12. McCree, K. J. Whole-plant carbon balance during osmotic adjustment to drought and salinity stress / K. J. McCree // Austral. J. Plant. Physiol. – 1986. – Vol. 13, N 1. – P. 33–44. https://www.publish.csiro.au/fp/PP9860033

13. Veen, B. W. Relation between root respiration and root activity / B. W. Veen // Plant Soil. – 1981. – Vol 63, N 1. – P. 73–78. https://www.publish.csiro.au/fp/PP9860033

14. Кузнецов, В. В. Физиология растений / В. В. Кузнецов, Г. А. Дмитриева. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М. : Высш. шк., 2006. – 742 с.

15. Cakmak, I. The role of potassium in alleviating detrimental effects of abiotic stresses in plants / I. Cakmak // J. Plant Nutr. Soil Sci. – 2005. – Vol. 168, N 4. – P. 521–530. https://doi.org/10.1002/jpln.200420485

16. Cakmak, T. Role of mineral nutrients in photosynthesis and yield formation / T. Cakmak, C. Engels // Mineral nutrition of crops: mechanisms and implications / ed. Z. Rengel. – New York, 1999. – P. 141–168.

17. Hu, Y. Drought and salinity: A comparison of their effects on mineral nutrition of plants / Y. Hu, U. Schmidhalter // J. Plant Nut. Soil Sci. – 2005. – Vol. 168, N 4. – P. 541–549. https://doi.org/10.1002/jpln.200420516

18. Hu, L. Effects of cytokinin and potassium on stomatal and photosynthetic recovery of kentucky bluegrass from drought stress / L. Hu, Z. Wang, B. Huang // Crop Sci. – 2013. – Vol. 53, N 1. – P. 221–231. https://doi.org/10.2135/cropsci2012.05.0284

19. Gierth, M. Potassium transporters in plants-involvement in K + acquisition, redistribution and homeostasis / M. Gierth, P. Mäser // FEBS Letters. – 2007. – Vol. 581, N 12. – P. 2348–2356. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2007.03.035

20. Molecular biology of K + transport across the plant cell membrane: what do we learn from comparison between plant species? / A.-A. Véry [et al.] // J. Plant Physiol. – 2014. – Vol. 171, N 9. – P. 748–769. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2014.01.011

21. Osmotic stress responses and plant growth controlled by potassium transporters in arabidopsis / Y. Osakabe [et al.] // Plant Cell. – 2013. – Vol. 25, N 2. – P. 609–624. https://doi.org/10.1105/tpc.112.105700

22. The high affinity K + transporter AtHAK5 plays a physiological role in plant at very low K + concentrations and provides a caesium uptake pathway in arabidopsis / Z. Qi [et al.] // J. Experim. Botany. – 2008. – Vol. 59, N 3. – P. 595–607. https://doi.org/10.1093/jxb/erm330

23. Burger, A. Stable and radioactive cesium: A review about distribution in the environment, uptake and translocation in plants, plant reactions and plants’ potential for bioremediation / A. Burger, I. Lichtscheidl // Sci. Total Envir. – 2018. – Vol. 618. – P. 1459–1485. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.09.298