Биологическая подвижность радиоцезия в агроценозе на дерново-подзолистой песчаной почве

• Автор: Федоркова, Мария Васильевна
• Шифр специальности: 06.01.04, 03.01.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Литературный обзор

Часть 1: Современный этап изучения параметров миграции 1 Ся в системе почва-растение-удобрение

' Основные особенности почвенной химии 137С$

1.2. Миграция 137С5 в системе почва-растение

1.3. Факторы, определяющие поведение 13?С5 в системе почва-растение

Часть 2: Применение удобрений как способ регулирования

поступления 137Сз в растения

ГЛАВА 2 Объекты и методы исследований

2.1. Почвенно-климатические условия проведения исследований

2.2. Методы проведения исследований
ГЛАВА 3 ®лияние УД°брений на показатели подвижности шСя в дерново-
подзолистой песчаной почве
^ Влияние применения удобрений на показатели почвенного
плодородия
Формы нахождения шС.з в дерново-подзолистой песчаной почве при

различных системах удобрения
Динамика подвижности |37Ся в дерново-подзолистой песчаной почве
при внесении органических и минеральных удобрений
^ Состав почвенного раствора и его влияние подвижность |37Сэ в
почве при внесении удобрений
Оценка эффективности систем удобрения в условиях ГЛАВА 4 радиоактивного загрязнения дерново-подзолистой песчаной
почвы
Влияние удобрений на урожай сельскохозяйственных культур и
переход |37Сз из почвы в растения
^ Оптимальные параметры плодородия почвы для получения
нормативно чистой продукции растениеводства
^ Формы нахождения радиоцезия и его элемента-аналога калия в почве
и переход 13?С5 в растения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Интенсификация хозяйственной деятельности человека привела к увеличению числа факторов, оказывающих негативное влияние на окружающую среду. Испытания ядерного оружия, выбросы предприятий ядерно-топливного цикла, а также радиационные аварии (в Уиндскейле (Великобритания), Айдахо (США), ПО «Маяк» (СССР), АЭС Три Майл Айленд (США), на Чернобыльской АЭС (СССР); авария на АЭС Фукусима-1) вызвали увеличение радиационного фона и накопление долгоживущих искусственных радионуклидов в окружающей среде. Почва - основной компонент биосферы, где происходит накопление техногенных радионуклидов и начинается дальнейшая миграция по пищевым цепям.
Изучение миграции искусственных радионуклидов в системе почва-растение началось в 50-60е годы прошлого века (Клечковский, Гулякин, 1958; Алексахин, 1963; Юдинцева, Гулякин, 1968; Павлоцкая, 1974 и др.). После аварии на Чернобыльской АЭС получены новые данные о влиянии свойств радиоактивных выпадений на динамику подвижности радиоактивных изотопов, количественно определены темпы снижения их доступности для растений, выявлена роль почвенно-геохимических факторов в миграции радионуклидов (Санжарова и др., 1996; Круглов, 1997 и др.). На современном этапе исследований формируются новые подходы к описанию процессов сорбции и фиксации радионуклидов в почве, а также к изучению роли корневой системы в процессе поступления радионуклидов в растения (Коноплев, Коноплева, 1999; Zhu, Smolders, 2000; Анисимов и др. 2002; Бондарь и др., 2003).
Одним из наиболее тяжелых последствий аварии на Чернобыльской АЭС явилось радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий. Производство и потребление продукции с повышенным содержанием

радионуклидов является одним из основных источников внутреннего облучения населения. Несмотря на то, что с момента аварии прошло более 25 лет, в некоторых регионах сохраняется высокий риск производства сельскохозяйственной продукции, не соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам. Это обусловлено в значительной степени широким распространением в юго-восточной части РФ дерново-подзолистых почв легкого гранулометрического состава, которые характеризуются повышенной подвижностью радионуклидов. Долгоживущий изотоп 137Cs - ведущий радионуклид с точки зрения радиационной опасности на территории, подвергшийся радиоактивному загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС.
Применение органических и минеральных удобрений — традиционный прием сохранения плодородия почвы, одновременно способствующий снижению содержания l37Cs в растениях (Ратников, Жигарева, 2002 и др.). За последнее десятилетие особую актуальность приобрели работы, в которых разрабатываются методические подходы для оценки эффективности удобрений и агромелиорантов, учитывающие такие факторы, как изменение состава почвенного раствора, формы нахождения радионуклида в почве (Агапкина, 2002; Camps et al., 2003; Choi et al., 2005; Белова и др., 2009; Тулина и др., 2010). . Изучение модифицирующего действия удобрений на поведение радионуклидов в почве и в системе почва-растение позволяет разрабатывать и дополнять теоретическую базу, необходимую для оптимизации применения удобрений на радиоактивно загрязненных территориях.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы являлось

изучение факторов, определяющих биологическую подвижность Cs в агроценозе при разных системах удобрения дерново-подзолистой песчаной почвы.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

Радиоактивное загрязнение почв в наибольшей степени сказывается на таких показателях биологической активности как: интенсивность дыхания, процессы азотфиксации и денитрификации, при этом анаэробные
микроорганизмы более устойчивы к воздействию данного фактора, чем аэробные (Степанов, Егорова, 1991; Цветнова и др., 2008).
Известно, что почвенная микробная биомасса накапливает
значительные количества радионуклидов (Сельскохозяйственная
радиоэкология, 1991). Цезий аккумулируется всеми основными группами микроорганизмов по каналам активного поглощения калия, а цианобактерии поглощают цезий по каналам поглощения аммония (Avery, 1996). Основное участие в перераспределении 137Cs в системе почва - растение принимает грибная микрофлора, особенно на почвах богатых органическим веществом (Dighton et al., 1991; Simkiss et al., 1993; Sanchez et al., 2000; Steiner et al., 2002; Boulois et al., 2005; Stemmer et al., 2005). Грибная биомасса может аккумулировать от 0,01 до 2,7% всего радиоцезия, содержащегося в почве (Nicolova et al., 1997; Stemmer et al., 2005). Лабораторные эксперименты также подтверждают способность микоризных грибов аккумулировать и удерживать 137Cs в симбиотрофных растениях.
Содержащийся в микробной биомассе l37Cs является доступным для растений (Chiu et al., 2008; Shand et al., 1995). В ряде исследований показано, что снижение биологической активности почвы за счет стерилизации способствует увеличению биологической подвижности радиоцезия (Bunzl, Schimmack, 1988; Guilliette et al, 1994; Brüchmann,Wolters, 1994; Shand et al., 1995). Мобилизация 137Cs, содержащегося в микробной биомассе, происходит также в результате плазмолиза микробных клеток и отмирания и минерализации мицелия, (Fukuyama, Takenaka, 2004; Vinichuk et al., 2005).
Показано, что инокуляция растений арбускуляными микоризными (AM) грибами увеличивает накопление l37Cs в растениях (Nicolova et al., 2000; Boulois et al., 2005). Микориза индуцирует лучшее усвоение