Задание 8.1. Изучение влияния видовых особенностей
Растений на накопление цезия-137
На накопление радионуклидов растениями оказывают влияние различные биологические особенности, среди которых выделяют эволюционное происхождение растений или филогенез, тип минерального питания, фаза развития растений и др. Растения, имеющие раннее происхождение, накапливают больше радионуклидов, чем растения, возникшие в поздние периоды. По накоплению радионуклидов отделы флоры располагаются в следующем убывающем порядке: лишайники > мхи > папоротники > голосеменные > покрытосеменные. Различия по накоплению радионуклидов выявлены в пределах классов, семейств, видов и родов. Межвидовые различия могут достигать 5–100 и более раз. Содержание цезия-137 в расчете на сухое вещество у сельскохозяйственных культур может различаться до 50 раз, а накопление стронция-90 – до 30 раз при одинаковой плотности загрязнения почвы. Накопление радионуклидов зависит от типа минерального питания, т.е. от потребности культур в калии, кальции и других элементах питания, а также от места расположения, типа и мощности корневой системы. Калиелюбивые культуры (свекла, картофель, овес, капуста) накапливают больше цезия, а кальциелюбивые культуры (люпин, люцерна, клевер, горох) накапливают больше стронция. Растения с мочковатой и корневищной корневой системой, расположенной в верхних слоях почвы, накапливают больше радионуклидов, чем растения со стержневой системой, которая проникает в более глубокие и «чистые» почвенные горизонты. Значительное влияние на накопление радионуклидов оказывает онтогенез или фаза развития растений. Максимальное накопление радионуклидов наблюдается в ранних фазах развития, когда происходит интенсивный рост, сопровождающийся активным всасыванием питательных веществ, радионуклидов и переносом их в наземные органы. Например, у зерновых культур максимальное накопление в наземной массе происходит в фазе кущения и в фазе выхода в трубку. В фазах молочной и восковой спелости происходит отток питательных веществ и радионуклидов из листьев в зерно, где содержание цезия может возрастать до четырех раз.
Цель работы: изучить видовые различия сельскохозяйственных культур по накоплению цезия-137. Материалы и оборудование: справочные значения коэффициентов перехода цезия-137 и стронция-90 из почвы в растения (приложения 4–7).
Выполнение работы
1. Составьте убывающие ряды по накоплению цезия-137 зерном и соломой для следующих культур: озимая рожь, рапс, горох, ячмень, люпин, просо, пшеница, вика, овес (значения Кп для указанных культур взять из приложения 4 для дерново-подзолистой супесчаной почвы при содержании обменного калия 141–200 мг/кг почвы). 2. Составьте убывающий ряд по накоплению цезия-137 в зеленой массе, корнеплодах, клубнях для следующих культур: рапс, горох, многолетние злаковые травы, горохо-овсяная смесь, люпин, многолетние бобово-злаковые смеси, вико-овсяная смесь, клевер, кормовая свекла, кукуруза, картофель. 3. Составьте аналогичные убывающие ряды по накоплению стронция-90 (значения Кп для указанных культур взять из приложения 5 для дерново-подзолистой супесчаной почвы при рН, равном 5,1–5,5). 4. Сделайте выводы, какие культуры накапливают радионуклиды в минимальных, а какие в максимальных количествах. 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 (Аm, раст.) и сопряженных пробах почвы (Аm, 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 As (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 Кп 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 отличается 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.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|