Efectul radiațiilor asupra plantelor. Influența substanțelor radioactive asupra plantelor. Efemere anuale de deșert

E.P. Semenova este șeful laboratorului de analiză a solurilor și agrochimice.

Radioactivitate: transformarea spontană (dezintegrarea) a nucleelor ​​atomice ale unora elemente chimice(uraniu, toriu, radiu californiu și altele), ducând la modificarea numărului lor atomic și a numărului de masă. Astfel de elemente se numesc radioactive.

Ele sunt ușor incluse în ciclul biologic, pătrund în corpul uman, acumulându-se în oase și țesuturi, provocând boli incurabile, care ulterior procedează liniștit și neobservat.

Intrarea substantelor radioactive in mediul extern si includerea lor in ciclul biologic al substantelor se poate produce din cauza exploziilor nucleare si din cauza scurgerii deseurilor radioactive din intreprinderile din industria nucleara sau din centralele electrice. Acest deșeu are proprietăți diverse iar o modalitate universală de a proteja plantele și animalele de ele nu a fost încă găsită.

În prezent această problemă poate fi rezolvată în două moduri diametral opuse:
1. Concentrare și localizare.
2. Dispersie și dispersie.

Radionuclizii cu viață lungă pot pătrunde pe terenurile agricole ca urmare a scurgerilor din instalațiile de depozitare sau atunci când apa care conține substanțe radioactive este folosită pentru irigare. Tranziția stronțiului-90 și cesiu-137 de la sol la plante și de la plante la corpurile animalelor, este determinată de o serie de condiții, inclusiv prezența în mediul extern a elementelor chimice similare ca proprietăți cu radiostronțiul și radioceziul. Stronțiul radioactiv este aproape ca proprietăți chimice de calciu, iar radioceziul este similar cu potasiul. Prin urmare, conținutul de stronțiu-90 este de obicei exprimat în raport cu calciu în unități de stronțiu (c.u.), iar conținutul de cesiu-137 în raport cu potasiu, în unități de cesiu (c.u.).

Acumularea de produse radioactive de fisiune în culturile de plante depinde de o combinație a anumitor condiții care predomină în mediul natural. La același nivel de precipitații radioactive, cu același conținut de produse de fisiune în soluri diferite, intrarea lor în plante și acumularea în cultură depinde de proprietățile solului, în special de compoziția sa mecanică și mineralogică, de aciditatea soluția solului și o serie de alți indicatori. Pe solurile cu compoziție mecanică ușoară, radioizotopii din plante sunt în cantități semnificativ mai mari decât în ​​solurile grele lutoase. În solurile acide, radionuclizii sunt mai mobili și, prin urmare, mai accesibili plantelor decât în ​​solurile ușor acide și neutre. Dacă comparăm coeficienții de acumulare ai culturilor agricole pe cernoziom, solurile cenușii de pădure și solurile sodio-podzolice, ei sunt semnificativ mai mari la acestea din urmă.

Absorbția stronțiului-90 de către plante este invers legată de conținutul său de calciu. Fiind un concurent al stronțiului-90 în procesul de intrare în plante, calciul își reduce disponibilitatea. Prin urmare, la adăugarea de var în sol, nu numai aciditatea soluției de sol scade, proprietățile solului se îmbunătățesc, dar și transferul de stronțiu-90 din sol la plante scade. Folosind această proprietate a calciului, atunci când se desfășoară producția de culturi în condiții de contaminare radioactivă pe soluri acide, vararea este o metodă obligatorie pentru purificarea produselor.

Transferul cesiu-137 de la sol la plante este invers legat de conținutul de potasiu din acesta, în special în solurile care au compoziție mecanică ușoară. Prin urmare, aportul său în plante poate fi redus semnificativ prin aplicarea de îngrășăminte cu potasiu. Importanţa agronomică a îngrăşămintelor minerale capătă astfel o calitate suplimentară, deoarece ele ajută la reducerea cantității de substanțe radioactive din sol în plante. Importanța indirectă a îngrășămintelor în purificarea produselor constă și în faptul că prin creșterea randamentului, acestea par să „dilueze” conținutul de radionuclizi din produs, adică. conținutul lor pe unitatea de masă.

Intensitatea absorbției produselor radioactive de fisiune de către plante depinde în mare măsură de acestea caracteristici biologice. Există un model în acumularea de cantități mari de stronțiu în plante sau organe care conțin mult calciu și plante care diferă continut ridicat potasiu, acumulează mai mult cesiu. Cea mai mare eliminare de radionuclizi este de la leguminoasele de cereale și ierburile leguminoase, iar cea mai mică de la boabele de cereale și ierburi de cereale. În plus, organele vegetative ale plantei (masa de iarbă, paie) acumulează radioizotopi în cantități mai mari decât organele de reproducere (bob).

Pentru a monitoriza conținutul radioizotopilor cu viață lungă stronțiu-90 și cesiu-137, ca surse cele mai probabile de contaminare radioactivă, FGU SAS Tarskaya a stabilit site-uri staționare din 1992. Siturile sunt situate în districtele Tarsky, Bolsherechensky, Muromtsevo, Tevrizsky, Znamensky, Tyukalinsky, Kolosovsky, Ust-Ishimsky, Sedelnikovsky, pe diferite tipuri de soluri tipice pentru această zonă, gazon-podzolic, pădure cenușie, cernoziomuri, luncă inundabilă, luncă. - mlaștină .

Conform datelor cercetării, se poate observa că fondul gamma în zone variază de la 5 (mlaștină) la 10 μR/oră (în toate celelalte zone).

Zonă	Numărul parcelei	Fundal gamma microsector/oră	Conținut de radioisopi Bq/kg			Radionuclizi cu viață lungă Bq/kg
			Toriu	Potasiu-40	Radiu-226	Stronțiu-90	cesiu-137
Bolserechenski	1	9.0	28.3	337.0	14.9	2.4	3.0
Tarski	2	9.0	30.7	288.9	15.0	2.3	2.7
Muromtsevski	3	9.5	26.6	300.7	13.9	2.5	2.9
Tyukalinsky	4	9.5	27.2	255.4	12.7	2.2	3.0
Znamensky	5	8.5	19.4	290.5	11.3	2.6	3.3
Ust-Ishimsky	6	8.5	23.5	295.0	27.0	2.5	3.2
Tarski	7	10.0	32.7	375.0	19.1	2.4	2.9
Tarski	8	5.0	24.8	233.0	14.6	10.8	20.0
Kolosovski	9	8.5	27.3	279.5	15.2	2.3	2.7
Tevrizsky	10	7.0	20.9	200.5	15.4	11.2	21.1
Sedelnikovsky	11	8.0	25.0	266.5	17.9	2.5	2.8

Cel mai mare conținut de radioizotopi se observă în solurile din turbării drenate: stronțiu până la 10,8 Bq/kg, cesiu-137 până la 18,6 Bq/kg.

Conținutul de radionuclizi în stratul arabil este puțin mai mare decât în ​​stratul subteran. După densitatea contaminării solului, zonele aparțin grupei 1: cesiu-137 - 0,012 - 0,025 Ci/km2, stronțiu-90 -0,015 - 0,030 Ci/km2.

La plante, cea mai mare acumulare de radioizotopi, în special de cesiu-137, se observă pe ierburile perene: cesiu-137 de la 13-18 Bq/kt; stronțiu-90 5-6 Bq/kt sau coeficientul de acumulare este 1,3 și 2,2.

Coeficientul de acumulare în boabe este 0,4-0,9, în paie 0,6-1,5. Conținutul de radionuclizi din toate probele de plante nu depășește valorile standard.

În legătură cu achiziționarea radiometrului-spectrometru RSU-01 SIGNAL-M, au fost determinați izotopii Toriu, Potasiu-40 și Radiu-226.

Examinarea probelor de sol și plante pentru indicatorii radiologici a arătat că nu s-au constatat depășiri ale Concentrațiilor Maxime Admisibile, prin urmare zona este considerată favorabilă creșterii produselor agricole și dezvoltării animalelor.

Bibliografie:

1. V. Gulyakin, E.V. Yudintsova. Radiobiologie agricolă M. „Kolos” 1973.
2. PE. Korneev, A.N. Sirotkin, N.V. Korneeva. Reducerea radioactivității în plante și produse de origine animală. M. „Spike”, 1977.
3. M.T. Maksimov, G.O. Odjarov. Contaminarea radioactivă și măsurarea acesteia. M „Energoatomizdat”, 1989.
4. E.V. Yudintseva, I.V. Gulyakin – Agrochimia izotopilor radioactivi ai stronțiului și cesiului. M „Atomizdat”, 1968.

Radioactivitatea este dezintegrarea spontană a nucleelor ​​atomice ale unor elemente, ducând la modificarea numărului lor atomic și a numărului lor de masă Radiația ionizantă este orice radiație ale cărei interacțiuni cu mediul înconjurător duc la formarea de sarcini electrice de diferite semne. Lumină vizibilă și radiații ultraviolete Radiațiile ionizante nu includ C. 1

Tipuri de radiații ionizante alfa (α) - flux de particule încărcate pozitiv (α) (atomi de heliu) care se deplasează cu o viteză de aproximativ 20.000 km/s beta (β) - flux de particule încărcate negativ (β) (electroni) care se deplasează la viteza luminii radiația gamma (γ) este radiație magnetică (γ) cu undă scurtă, similară ca proprietăți cu razele X. Se propagă cu viteza luminii, nu se abate într-un câmp magnetic, se caracterizează printr-o energie mare - de la câteva mii la câteva milioane de electronvolți.Radiația de raze X, precum radiația γ, nu are masă și sarcină electrică. razele γ sunt emise de nucleu, de obicei în combinație cu emisia α sau β, în timp ce raze X provin din învelișul de electroni. Razele γ și X au lungimi de undă scurte și putere mare de penetrare C. 2

Un atom este format dintr-un nucleu și un „nor” de electroni înconjurător. Electronii din norul de electroni poartă o sarcină electrică negativă. Protonii care alcătuiesc nucleul poartă o sarcină pozitivă. În orice atom, numărul de protoni din nucleu este exact egal cu numărul de electroni din norul de electroni, astfel încât atomul în ansamblu este o particulă neutră care nu poartă nicio sarcină. Un atom poate pierde unul sau mai mulți electroni sau, dimpotrivă, poate câștiga electroni de la alții. În acest caz, atomul capătă o sarcină pozitivă sau negativă și se numește ion. Pe lângă protoni, nucleul majorității atomilor include neutroni, care nu poartă nicio sarcină. Masa unui neutron nu este practic diferită de masa unui proton. Împreună, protonii și neutronii sunt numiți nucleoni (din latinescul nucleus - nucleus). C.3

Suma particulelor grele (neutroni și protoni) din nucleul unui atom al oricărui element se numește număr de masă și se notează cu litera A. A=Z+N Aici A este numărul de masă al atomului (suma protoni și neutroni), Z este sarcina nucleului (numărul de protoni din nucleu), N este numărul de neutroni din nucleu. Natura este concepută în așa fel încât același element să poată exista sub forma a doi sau mai mulți izotopi. Izotopii diferă între ei doar prin numărul de neutroni din nucleu (numărul N). Deoarece neutronii nu au practic niciun efect asupra Proprietăți chimice elemente, toți izotopii aceluiași element nu se disting din punct de vedere chimic. Neutronii sunt emiși de elemente care se degradează prin fisiune spontană. În țesuturi, neutronii provoacă ionizare nu direct, ci prin ejectarea unui proton din nucleul unui atom de hidrogen și prin activarea elementelor prin captarea neutronilor, ducând ulterior la raze γ. C.4

Radiație direct ionizantă - radiație de particule încărcate (α-, β- etc.), care, la intrarea în mediul iradiat, ionizează ele însele atomii și moleculele acestuia Radiații ionizante indirect (raze X, γ-, neutroni etc.) nu produc ei înșiși ionizare, atunci când intră într-un mediu, ele interacționează cu un atom (nucleul atomic sau electronii învelișului său), transferă energie către un electron (electron secundar) sau nucleu atomic (nucleu de recul). Ulterior, ionizarea este efectuată de un electron secundar sau nucleu de recul C. 5

Fondul de radiații al Pământului este format din trei componente principale: v radiația cosmică v radionuclizi naturali conținuti în sol, apă, aer și alte obiecte mediu inconjurator radionuclizi vartificiali, radionuclizi formați ca urmare a activității umane (de exemplu, în timpul testelor nucleare), deșeuri radioactive, anumite substanțe radioactive utilizate în medicină, tehnologie, agricultură C.6

RADIAȚIA COSMICĂ Radiația primară secundară include: radiația galactică primară, radiația solară primară, radiația particulelor încărcate captate de câmpul magnetic al Pământului (centrul de radiații al Pământului). Radiația galactică primară este formată din 90% protoni de înaltă energie și 10% ioni de heliu. C.7

Radiația solară primară are loc sub formă de erupții solare, care este însoțită de eliberare cantitate mare energie în regiunea spectrelor de radiații vizibile, ultraviolete și de raze X. Cele mai puternice erupții sunt însoțite de eliberarea unui număr mare de particule încărcate, în principal protoni și particule alfa. Radiația solară primară are energie relativ scăzută și, prin urmare, nu duce la o creștere semnificativă a dozei de radiație externă pe suprafața Pământului. Centura de radiații a Pământului este formată din protoni și electroni cu o cantitate mică de particule alfa, care sunt captate de câmpul magnetic al Pământului și se mișcă în spirală în jurul liniilor sale de câmp. C.8

Radiația cosmică secundară este o consecință a formării radionuclizilor cosmogenici. Acestea din urmă provin din interacțiunea particulelor de radiație cosmică secundară cu nucleele diferiților atomi prezenți în atmosferă.

Radionuclizi naturali Radionuclizii naturali includ radionuclizi cosmogeni, în principal 3 H, 7 Be, 14 C, 23 Na, 24 Na și radionuclizi prezenți în obiectele din mediu încă de la formarea Pământului. Principalele surse de iradiere umană și contaminare a alimentelor sunt 40 K, 238 U, 232 Th - radionuclizii de origine terestră. Radionuclizi artificiali Testarea armelor nucleare este una dintre cele mai periculoase surse de poluare radioactiva a mediului. C. 10

Principalele surse de poluare a mediului cu radionuclizi artificiali testarea armelor nucleare exploatarea și prelucrarea minereurilor de uraniu și toriu îmbogățirea uraniului cu izotopul 235 U, adică obținerea combustibilului cu uraniu funcționarea reactoarelor nucleare prelucrarea combustibilului nuclear în scopul extragerii radionuclizilor pentru nevoile al economiei naţionale depozitarea şi eliminarea deşeurilor radioactive C. unsprezece

Efectul dăunător direct al radiațiilor asupra plantelor ü Constă în transformări chimice de radiații ale moleculelor la locul unde este absorbită energia radiației ü Efectul dăunător este asociat cu ionizarea moleculei ü Pentru o celulă, cea mai periculoasă este perturbarea unicului structura ADN-ului prin iradiere ü Ruperea legăturilor zahăr-fosfat, dezaminarea bazelor azotate și formarea de dimeri au loc baze pirimidinice etc. C. 12

Efectul dăunător indirect al radiațiilor asupra plantelor constă în deteriorarea moleculelor, membranelor, organelelor și celulelor cauzate de produsele radiolizei apei. O particulă încărcată de radiație, care interacționează cu o moleculă de apă, determină ionizarea acesteia: γ → H 2 O+ + ee- → H 2 O - Ionii de apă pe o durată de viață de 10 -15– 10 -1 s sunt capabili să formeze liberi activi chimic radicali și peroxizi: H 2 O+ → H+ +OH H 2 O- → H+ +OH OH+OH → H 2 O 2 În prezența oxigenului dizolvat în apă, agentul oxidant puternic HO 2 și noi peroxizi HO 2+H → H 2 O 2 și etc. Acești agenți oxidanți puternici, pe o durată de viață de 10 -6 - 10 -5 s, pot deteriora multe molecule importante din punct de vedere biologic, ceea ce contribuie și la deteriorarea radiațiilor asupra moleculelor și structurilor celulare C. 13

Hormesis este efectul stimulator al efectelor slabe asupra obiectelor biologice ale diverșilor agenți care sunt dăunători la doze mari.Radiația naturală de fond este implicată în: Ø înlăturarea repausului semințelor Ø creșterea germinării semințelor defecte Ø divizarea celulelor plantei și prin urmare creșterea și dezvoltarea a răsadurilor, înrădăcinarea lor mai bună Ø accelerarea sintezei ca principale macromolecule ale plantei, precum și produse de sinteză secundară (clorofilă, carotenoide, antociani etc.) Este de o importanță deosebită pentru plantele iubitoare de umbră, plantele din nord, în condiţii de ore de lumină reduse C. 14

Principalele etape ale daunelor radiațiilor asupra celulelor și țesuturilor (conform Zircle): 1) transferul energiei radiațiilor ionizante către moleculele de apă, formarea de ioni; 2) formarea de radicali liberi; 3) formarea de peroxizi; 4) reacții ale peroxizilor cu o genă de importanță decisivă; 5) însumarea inactivărilor mai multor gene importante, conducând la o schimbare a stării genomului; 6) pierderea capacității genelor de a controla sinteza produselor lor; 7) imposibilitatea mitozei. C. 15

Principalele etape ale daunelor radiațiilor asupra celulelor și țesuturilor (Bak, Alexander): 1) absorbția energiei radiațiilor ionizante; 2) apariția moleculelor ionizate și excitate electronic; 3) inducerea de modificări în molecule; 4) dezvoltarea daunelor biochimice; 5) formarea de leziuni submicroscopice; 6) manifestarea leziunilor celulare vizibile; 7) moartea celulelor. C. 16

Întreruperea conexiunilor fiziologice corelative într-un organism vegetal sub influența radiațiilor ionizante (conform lui Grodzinsky, 1989) Deteriorarea inițială sistem biologic Inactivarea celulelor meristeme Modificări ale fluxurilor celulare Apariția unor substanțe anormale cu activitate biologică Tulburări în conexiunile corelative în organismul vegetal Perturbari în procesele fiziologice și biochimice Consecințele pe termen lung iradiere C. 18

Mecanisme de rezistență a plantelor la radiații la nivel molecular Gradul de deteriorare a radiațiilor asupra moleculelor de ADN dintr-o celulă este redus de sistemele de reparare a ADN-ului, independente sau dependente de lumină. Sistemele de reparare întunecate (independente de lumină), prezente în mod constant în celulă, găsesc zona deteriorată, o distrug și restabilesc integritatea moleculei de ADN. Sub influența luminii, dimerii bazelor pirimidinice care apar în ADN sub acțiunea luminii ultraviolete sau a radiațiilor ionizante sunt eliminați enzimatic sau neenzimatic. Acest lucru ajută la reducerea daunelor (modificărilor) cromozomilor. C. 20

Mecanisme celulare rezistenta plantelor la radiatii.Radioprotectorii sting radicalii liberi apariti in timpul iradierii, creeaza o lipsa locala de oxigen sau blocheaza reactiile care implica produse – derivati ​​ai proceselor chimice ale radiatiilor.Functia radioprotectorilor este realizata de: compusi SH (glutation, cisteina etc.). ) agenți reducători ( acid ascorbic; ioni metalici și nutrienți) enzime și cofactori (catalază, peroxidază, polifenol oxidază, NAD) inhibitori metabolici (fenoli, chinone); activatori (IAA, GA) și inhibitori de creștere (ABA etc.) P. 21

Rezistenta la radiatii la nivelul intregii plante este asigurata de: a) eterogenitatea populatiei de celule meristeme in diviziune b) diviziuni asincrone in meristeme, datorita carora la un moment dat contin celule aflate in diferite faze ale ciclului mitotic cu inegale. radiorezistență c) existența în meristemele apicale fond de celule precum un centru repaus, acestea încep diviziunea viguroasă când diviziunea celulară a meristemului principal se oprește și refac atât celulele inițiale, cât și meristemul d) prin prezența meristemelor repaus, precum mugurii latenți, când meristemele apicale mor, ele încep să funcționeze activ și să restabilească deteriorarea C. 22

Măsuri de prevenire a contaminării radioactive a mediului Ø protecția stratului atmosferic al Pământului ca ecran natural care protejează împotriva influența cosmică particule radioactive Ø respectarea reglementărilor de siguranță în timpul extracției, utilizării și depozitării elementelor radioactive utilizate de oameni în cursul activităților vieții lor P. 23

Modalități de reducere a pătrunderii radionuclizilor în materiile prime alimentare 1. realizarea de măsuri organizatorice, economice și tehnologice 2. modificarea structurii suprafețelor cultivate 3. refacerea terenurilor contaminate care vizează localizarea proceselor de migrare a substanțelor radioactive 1. introducerea de doze crescute de îngrășăminte și var P. 24

Radiații ionizante– radiație de energie foarte mare care poate prelua electroni de la atomi și îi poate adăuga altor atomi pentru a forma perechi de ioni pozitivi și negativi. Sursa radiațiilor ionizante sunt substanțele radioactive. Acei izotopi ai elementelor care emit radiatii ionizante, numit radioactiv.

Substanțele radioactive sunt capabile să emită raze alfa, beta și gamma. Substanțele radioactive care emit raze gamma sunt clasificate drept „emițători extrinseci” deoarece sunt radiații penetrante care pot avea efecte atunci când sursele lor se află în afara corpului. Razele X sunt aproape de razele gamma.

Diferitele specii de plante variază în ceea ce privește sensibilitatea lor la dozele de radiații. Amploarea efectului dăunător al radiațiilor asupra plantelor depinde de doza și natura iradierii. Cel mai mare rău este cauzat de iradierea internă a plantelor, când particulele radioactive alfa și beta intră în el prin rădăcini și frunze. În acest caz, substanțele radioactive acționează asupra moleculelor individuale, micromoleculelor, structurilor subcelulare, celulelor, țesuturilor, organelor și întregului organism vegetal, provocând perturbări în procesele fiziologice și biochimice.

La plantele superioare, sensibilitatea la radiațiile ionizante este direct proporțională cu dimensiunea nucleului sau, mai precis, cu volumul cromozomilor sau cu conținutul de ADN. Plantele cu un volum mare de cromozomi mor la o doză de 5-10 ori mai mică decât cele cu cromozomi mici sau un număr mic dintre ei. S-a stabilit că plantele cu un număr mic de cromozomi și nuclei mari sunt mai sensibile la iradiere decât poliploidele și plantele cu un număr mare de cromozomi și nuclei mici.

Radiosensibilitate organism vegetal variază într-o gamă largă de doze de radiații și depinde de caracteristicile sale biologice, de vârstă, de starea fiziologică și de rata metabolică. Sensibilitatea celulelor la iradiere depinde de temperatură, presiunea parțială a oxigenului, ciclul de diviziune, starea metabolică, hidratarea și intensitatea mitozelor.

La culturile de cereale, ca urmare a iradierii în timpul cultivarii, organele generatoare sunt grav afectate. Urechile rezultate se dovedesc a fi în mare parte sterile, iar boabele sunt slabe. Dacă organele de reproducere sunt deteriorate și urechile sunt extrem de sterile, se observă o freamă severă și la majoritatea acestor plante nu se formează tulpini, iar creșterea sistemului radicular este inhibată. Când plantele sunt iradiate pe parcursul întregului sezon de creștere, organele generatoare nu se formează deloc.

Rezistența la radiații crește odată cu vârsta, dar semințele sunt mai rezistente decât plantele întregi.

La iradierea semințelor diferitelor culturi, s-a dovedit că semințele crucifere sunt cele mai sensibile la iradiere, iar cele mai rezistente sunt semințele de ovăz, lupin, trifoi și in.

Radiațiile pot să nu afecteze foarte mult randamentul plantei mamă, dar poate apărea un efect negativ asupra generațiilor ulterioare.

Concluzie. Radiații ionizante acţionează în primul rând asupra aparatului genetic al celulelor vegetale. În același timp, se observă mutații la plante, creșterea intensivă a biomasei, o creștere disproporționată a fructelor și alte fenomene. Dar este deosebit de periculos atunci când radionuclizii se acumulează în fructele și semințele plantelor. În plus, iradierea duce la contaminarea solului, care nu poate fi folosit pentru cultivarea culturilor agricole. perioadă lungă de timp.

88efectul pesticidelor asupra plantelor

Factorii biotici care operează în cenoză și influențează creșterea, dezvoltarea și randamentul final al plantelor, împreună cu efectele alelopatice, includ dăunători și boli.

Substanțe chimice(compuși organici și anorganici) folosiți pentru combatere dăunători care dăunează plantelor, precum și buruienilor, sunt numite pesticide, acestea includ insecticide (împotriva insectelor), fungicide (împotriva bolilor), erbicide (împotriva buruienilor).

Baza pentru utilizarea diferitelor pesticide este sensibilitatea diferită a obiectelor la acestea, datorită diferitelor grade de permeabilitate a suprafeței tegumentului și a caracteristicilor metabolismului. Capacitatea pesticidelor de a acționa asupra unor organisme vii fără a dăuna altora le permite să fie utilizate pe scară largă pentru a proteja plantele.

Erbicidele sunt cel mai adesea la fel de fitoncide atât pentru buruieni, cât și pentru cultura protejată, prin urmare utilizarea lor se bazează pe o sensibilitate diferită la acestea în diferite faze de dezvoltare

Rezistența diferitelor specii și soiuri de plante se bazează pe reacțiile lor metabolice biochimice și pe diferențele de răspuns fiziologic. În general, pesticidele prezintă o selectivitate mai mare de acțiune în raport cu plantele care sunt protejate, ceea ce le permite să fie folosite pentru combaterea dăunătorilor.

Pesticidul poate pătrunde cu ușurință în plante prin rădăcini mai ales la tratarea seminţelor înainte de însămânţare sau dacă aceasta a fost introdusă în sol. Pesticidele pătrund în rădăcini în ciuda solubilității lor scăzute în apă, deoarece se dizolvă ușor în lipidele membranei.

Absorbția pesticidelor are loc aparent în același mod ca și absorbția nutrienți, ca urmare a difuziei, schimbului de adsorbție și transferului activ de molecule și ioni

La tratarea plantelor vegetative, pesticidele pătrund în principal prin frunze(cuticulară sau stomatică) sub formă de lichid sau vapori. Pătrunderea prin cuticulă depinde în mare măsură de caracteristicile anatomice și morfologice ale țesuturilor tegumentare. Cuticula acoperă întreaga suprafață a frunzei sub forma unui film continuu și servește ca principal obstacol în calea pătrunderii pesticidelor în frunză.

Pătrunderea pesticidelor prin cuticulă este determinată de solubilitatea lor în apă sau componente individuale ale cuticulei membranei celulare și depinde de gradul de polaritate a acestora. Cuticula este foarte permeabilă la uleiuri, așa că multe medicamente solubile în ulei pătrund ușor prin ea. Apoi, pesticidele pătrund difuz în membrana celulară și sunt adsorbite de plasmalemă. Datorită proprietăților speciale ale membranelor și datorită desorbției sau pinocetozei, moleculele de pesticide adsorbite sunt desorbite în citoplasmă. Acest proces metabolic, în care sursa energiei necesare este respirația și fotosinteza.

Pesticidele pătrund în frunze și prin stomatele deschise, deoarece acestea din urmă sunt capabile să treacă cu ușurință vaporii de pesticide din soluțiile care sunt pulverizate pe plante, precum și pe cele acvatice și soluții de uleiși emulsii cu tensiune superficială scăzută. De asemenea, medicamentul poate fi livrat direct prin scoarţăȘi ţesuturile tegumentare ale tulpinii.

Pesticidele absorbite de plante se pot deplasa prin floem, parenchimul raze, pereții celulari, de-a lungul xilemului cu flux de transpirație și prin spații intercelulare.

Pesticidele se deplasează în principal în părțile cu creștere rapidă ale plantei. Viteza de răspândire a acestora este diferită. Hexacloranul, multe erbicide și unele fungicide se deplasează destul de repede prin sistemul vascular. Viteza de mișcare a medicamentelor coincide cu viteza de mișcare a substanțelor endogene prin floem și xilem.

Pesticidele sunt expuse sistemelor enzimatice modificari metabolice.În țesuturile tinere, datorită activității metabolice crescute, predomină procesele sintetice. În același timp, crește conținutul de biocatalizatori și substanțe cu activitate fiziologică ridicată (enzime, hormoni, vitamine). Forma activă Acești compuși interacționează cu pesticidele, determinând schimbarea acestora.

Diferite pesticide sunt metabolizate diferit în plante. Aceeași substanță poate fi implicată în diferite reacții, ducând la formarea multor produse metabolice diferite. În prima etapă, se pot forma compuși care sunt chiar mai toxici decât cei inițiali.

Pesticidele NI din plante sunt, de asemenea, capabile să formeze conjugate lipofile cu diverși compuși. Deci, o sută

La majoritatea pesticidelor sau a metaboliților acestora s-au găsit conjugați puternici cu carbohidrați din plante, inclusiv permetroidii sintetici (permetrin, cipermetrin), triazinele derivaților de uree, acidul sarbamic, acizii carboxilici aromatici.Pesticidele formează și conjugați cu aminoacizi.În majoritatea cazurilor, conjugații cu zaharurile și aminoacizii sunt mai puțin toxici decât compușii chimici originali. Cu toate acestea, sunt cunoscute și cazurile opuse.

Conjugații multor pesticide și metaboliții acestora sunt mai puțin mobili și pot persista în plante pentru o lungă perioadă de timp, uneori până când cultura este complet coaptă. Utilizarea unor astfel de medicamente trebuie să fie strict reglementată, astfel încât să rămână cât mai puțin posibil în plante. Pesticidele preferate sunt cele care se degradează rapid pentru a produce compuși netoxici. Pesticidele se degradează de obicei mai repede pe suprafața plantelor decât pe sol.

Pentru controlul sanitar al reziduurilor din Produse alimentare pesticide, este aprobată concentrația maximă admisă (MAC) a conținutului acestora. MPC-urile sunt stabilite pe baza rezultatelor experimentelor care studiază toxicitatea pesticidelor asupra animalelor și se determină reziduurile acestora într-o anumită cultură.

Există efecte directe și indirecte ale radiațiilor asupra organismelor vii. Acțiunea directă a energiei radiației asupra unei molecule o transformă într-o stare excitată sau ionizată. Deteriorarea structurii ADN-ului este deosebit de periculoasă: ruperea legăturilor zahăr-fosfat, dezaminarea bazelor azotate, formarea de dimeri ai bazelor pirimidinice. Efectul indirect al radiațiilor constă în deteriorarea moleculelor, membranelor și organelelor celulare cauzate de produșii radiolizei apei. O particulă încărcată de radiație, care interacționează cu o moleculă de apă, provoacă ionizarea acesteia. Pe o durată de viață de 10 -15 - 10 -10 secunde, ionii de apă sunt capabili să formeze radicali liberi și peroxizi activi chimic. Acești agenți oxidanți puternici pot deteriora acizii nucleici, proteinele enzimatice și lipidele membranei pe o durată de viață de 10 -6 - 10 -5 secunde. Deteriorarea inițială crește odată cu acumularea de erori în procesele de replicare a ADN-ului, ARN și sinteza proteinelor.

Rezistența plantelor la radiații este determinată de următorii factori:

• 1. Prezența constantă a sistemelor enzimatice de reparare a ADN-ului. Ei găsesc zona deteriorată, o distrug și restabilesc integritatea moleculei de ADN.
• 2. Prezența substanțelor în celule - radioprotectori (compuși sulfhidril, acid ascorbic, catalază, peroxidază, polifenoloxidază). Eli elimină radicalii liberi și peroxizii rezultați în urma iradierii.
• 3. Restabilirea la nivel de organism este asigurată la plante: a) prin eterogenitatea populaţiei de celule meristeme în diviziune, care conţin celule în diferite faze ale ciclului mitotic cu radiorezistenţă inegală; b) prezența celulelor de repaus în meristemele apicale, care încep să se divizeze atunci când diviziunea celulară a meristemului principal se oprește; c) prezența mugurilor latenți, care, după moartea meristemelor apicale, încep să funcționeze activ și să restabilească deteriorarea.

Viața pe pământ a apărut, s-a dezvoltat și continuă să se dezvolte într-un mediu cu radiații. Selecția naturală în florăînsoțită de îmbunătățiri ale micro și macrostructurilor, modificări ale genomului și radiosensibilitate. Radiorezistența ridicată este adesea asociată cu rezistența generală ridicată a plantelor la conditii nefavorabile mediu extern, deoarece adaptarea speciilor la conditii diferite ar putea coincide cu creșterea rezistenței radio. Cauzele și mecanismele radiosensibilității naturale a plantelor nu au fost dezvăluite până în prezent, dar multe aspecte au fost bine studiate.

Radiosensibilitatea plantelor este influențată de următorii factori, care se împart în trei grupuri.

Primul grup este reprezentat de factori asociați cu filogenia care nu pot fi modificați(familie, clasă, specie, morfologie, ploidie, volum nuclear, volum cromozom etc.). O legătură clară între filogenie și radiorezistență la plante nu a fost identificată, totuși, la semințe această legătură este clară, se manifestă chiar și în cadrul unei specii. Se știe că gimnospermele sunt mai radiosensibile decât angiospermele. Ferigile și mușchii depășesc rezistența la radio a plantelor cu flori. Radiosensibilitatea variază în funcție de familii, specii, gen și soiuri. Printre plantele cu flori, plantele radiosensibile includ plante din familiile Magnoliaceae, Laurelaceae, Lilyaceae, Iris, Saxifragaceae și Legumes, iar plantele radiorezistente includ plante din familiile Nettleaceae, Cruciferae, Geraniumaceae și Dianthusaceae. Există, de asemenea, plante moderat radiosensibile (familiile de Hrișcă, Myrtleaceae, Poppyaceae) și polimorfe (familiile Poaceae, Asteraceae și Norichaceae). S-a stabilit că dozele critice de radiații pentru semințe sunt cu un ordin de mărime mai mari decât pentru plantele vegetative. Plantele agricole diferă de radiosensibilitate de 2-10 ori, diferența de specii este de 1,5-15 ori, diferența de soi este de 1,5-3 ori. Dintre culturile agricole au fost identificate culturi foarte radiosensibile, pentru care doza semiletală (DL 50) este de 10-40 Gy. În familia cerealelor, astfel de culturi includ orz, secară, ovăz, grâu, porumb, iar în familia leguminoaselor - mazăre, măzică și fasole. Culturile foarte radiorezistente includ rapița, furajele, sfecla de zahăr și de masă, morcovii și varza (LD 50 = 200...250 Gy), precum și cartofii și inul (LD 50 = 100...150 Gy). Alte culturi ocupă o poziție intermediară. Hibrizii de grâu, orz, porumb și spanac au prezentat radiorezistență crescută în comparație cu formele parentale. Pe măsură ce dimensiunea cromozomilor și cantitatea de ADN cresc, radiosensibilitatea crește. Relația dintre radiosensibilitate și ploidie nu este întotdeauna directă. Nu există dependență în genurile poliploide naturale, dar în același timp se observă uneori Părere. U plante cultivate, precum grâul, sorgul, porumbul și muștarul, s-a constatat că cu cât ploidia este mai mare, cu atât radiosensibilitatea este mai mare.

Al doilea grup este reprezentat de factorii care caracterizează starea celulei și a genomului(stadiul ontogenezei, prezența radioprotectorilor naturali, antioxidanții și capacitatea celulelor de a se repara). S-a stabilit că radiosensibilitatea celulelor depinde de fază ciclul celulei, conținutul de apă din celule, gradul de protecție a ADN-ului de către proteine, prezența radioprotectorilor naturali, concentrația de oxigen și capacitatea celulelor de a repara și regenera, adică de a se reface și de a se auto-înnoi. Radiorezistența cea mai scăzută se observă în timpul germinării semințelor, precum și în timpul tranziției plantelor de la starea vegetativă la starea generativă și în timpul gametogenezei.

Al treilea grup - factori de mediu și condiții de iradiere(temperatură, lumină, umiditate, condiții nutriționale, metode și metode de iradiere a plantelor). Daunele maxime aduse plantelor se observă atunci când sunt iradiate cu radiații alfa și beta, precum și atunci când doza de radiații este fracționată. La iradierea plantelor la temperatura optima(18-20 o C) rezistența radio scade. Creșterile și scăderile temperaturii ajută la creșterea radiorezistenței plantelor deoarece diviziunea celulelor meristeme încetinește. Radiosensibilitatea este influențată și de condițiile pre și post-radiere: nutriție minerală îmbunătățită, iluminare și umiditate crescute. Prezența oxigenului crește, de asemenea, radiosensibilitatea. Influenta deosebita Factorii ecologici și geografici influențează radiosensibilitatea. Populațiile de plante cu o arie largă de răspândire sunt mai radiorezistente decât populațiile cu o zonă de răspândire îngustă. Speciile de plante rare și pe cale de dispariție sunt radiosensibile.

Pentru a cuantifica radiosensibilitatea, acestea sunt adesea folosite doza letală (L 100 ), doză semiletală (LD 50 ) și doza critică (LD 70 ). Doza letală este doza la care iradierea ucide 100% din plante. O doză semiletală este doza la care iradierea ucide 50% din plante. Doza critică este doza la care iradierea ucide 70% din plante. Pentru majoritatea culturilor agricole, dozele care provoacă moartea a 50 și 70% din plante duc la o pierdere completă a productivității. Prin urmare, la iradierea plantelor, se folosește o doză determinând o scădere randament cu 50% (UD 50). Diferența dintre LD 50 și UD 50 pentru aceeași specie de plante poate fi de 10-30 de ori sau mai mult. În funcție de scopul studiului, se folosesc și doze de UD 10 și UD 30.

Daunele cauzate de radiații asupra plantelor depind de doza de radiații și se manifestă sub formă de creștere și dezvoltare încetinită, tulburări. Sistem reproductiv, recolte reduse și moartea plantelor.

Reacțiile primare într-un organism vegetal complex încep cu acțiunea radiațiilor asupra moleculelor active biologic care alcătuiesc multe componente ale țesutului. În acest caz, există o creștere ontogenetică a timpului de la începutul deteriorării imperceptibile a unor molecule până la consecințele biologice clar identificate la nivel de organism. Deteriorarea meristemului prin radiații duce la deteriorarea întregii plante, iar moartea acestor țesuturi duce la moartea întregului organism.

La plantele vegetative s-a stabilit o variabilitate semnificativă. procesele metabolice, care depinde de doza de radiație și de faza de dezvoltare în momentul expunerii la radiații. Răspunsul plantelor la iradiere depinde de factori precum potențialul genetic al soiului sau hibridului și modul de expunere la radiații. Recuperarea post-iradiere sau, dimpotrivă, deteriorarea crescută depinde de condițiile în care se află planta după iradiere.

Efectul de suprimare a proceselor de creștere la plante a fost detectat vizual; se manifestă după o singură iradiere, de obicei în primele 5-7 zile. U culturi de cereale se poate observa inhibarea creșterii lăstarului principal în înălțime, precum și o creștere a masei vegetative. Astfel, cu iradierea acută a culturilor de cereale în faza de dezvoltare a 2-4 frunze, tufișul total poate crește de până la 3 ori. Iradierea cronică, în unele cazuri, contribuie la o creștere de aproape 25 de ori a mănăstirii, ceea ce duce la o creștere de aproape 6 ori a masei vegetative în perioada de recoltare. Când sunt expuse la doze dăunătoare de radiații, la plante apar diverse anomalii morfologice.

În unele cazuri, efectul dozelor mari de radiații asupra plantelor crește rata de dezvoltare datorită activării proceselor de îmbătrânire - plantele încep să înflorească și să se coacă mai repede. Dezvoltarea accelerată a plantelor iradiate este asociată cu un aflux intens de nutrienți către membranele deteriorate de iradiere și cu acumularea de metaboliți individuali.

Cerealele și leguminoasele iradiate conțin adesea mutații ale clorofilei cauzate de deteriorarea sintezei clorofilei în frunze, precum și modificări ale raportului dintre componentele individuale ale clorofilei și chiar dispariția completă a pigmentului.

Diverse și tipuri morfologice de mutații. La grâu, de exemplu, există forme înalte, scurte, pitice, semi-pitice, precum și plante cu tulpini de gilkuvatima, târâtoare cu tulpini vegetative care ies din nodurile supraterane. La unii mutanți, forma și dimensiunea frunzelor și stipulelor sunt modificate, apare o acoperire ceară sau, dimpotrivă, dispare. Formele mutante apar cu durata modificată a sezonului de vegetație.

Deteriorarea acută a radiațiilor asupra semințelor germinate sau a plantelor vegetative duce la moartea acestora la câteva ore după iradiere.

Când sunt expuse la radiații în intervalul de doze mici, rata de creștere a plantelor vegetative se accelerează. Acest fenomen se numește radiostimulare. Efectul de stimulare poate rezulta din faptul că produșii formați de radioliză și dezintegrarea post-radiație a compușilor cu moleculare scăzută și cu moleculară înaltă la concentrații scăzute au un efect excitant asupra celulelor ca urmare a intoxicației slabe (stimulatoare).

Germeni și plantele vegetative sunt mai sensibile la efectele radiațiilor decât semințele, ceea ce duce la doze semnificativ mai mici care stimulează creșterea și dezvoltarea. Dozele de stimulare ale plantelor tinere în faza de metabolism activ sunt de 10-15 ori mai mici decât la semințele în repaus.

Cel mai potrivit criteriu pentru radiosensibilitatea plantelor agricole este supraviețuirea acestora până la sfârșitul sezonului de vegetație. Acest indicator reflectă specificitatea ridicată a răspunsului populației la efectele radiațiilor ca factor de stres.În acest caz, se ia în considerare capacitatea țesuturilor de a se regenera și de a repara daunele radiațiilor. Ca indicator al supraviețuirii plantelor iradiate, sau plantelor crescute din semințe iradiate, se folosește o doză letală de radiații, la care 100% din plantele LD100 și LD70 mor (moartea plantelor este de 70%). LD70 este considerată o doză critică de radiație pentru semințe și este folosit mai des decât LD100 pentru a caracteriza radiorezistența unei specii.

În majoritatea culturilor, dozele de radiații care provoacă moartea a 50-70% din plante duc la o pierdere completă a productivității. Există perioade de dezvoltare a plantelor în care... sunt cele mai sensibile la radiații. Astfel, iradierea plantelor în perioada cea mai radiosensibilă - frezarea - ieșirea în tub duce la moartea conului de creștere al lăstarului principal.

Când plantele vegetative ale principalelor culturi de cereale sunt iradiate în perioada de cea mai mare sensibilitate a acestora la acțiunea radiațiilor - în faza de ieșire în tub - pierderea randamentului de cereale este direct dependentă de radiosensibilitatea culturii. Secara este cea mai sensibilă la radiații, grâul și orzul sunt mai puțin sensibile, iar ovăzul este o cultură și mai radiorezistentă. Meiul este una dintre culturile foarte rezistente la iradiere.

Una dintre cele mai radiosensibile culturi este mazărea. Cartofi sensibili la radiații. Rapita și floarea soarelui de iarnă și primăvară au radiosensibilitate ridicată.

Sub influența iradierii, nu numai cantitatea de cereale din recoltă scade, dar și calitatea acesteia se schimbă semnificativ - desigur, boabele de la plantele iradiate se dovedesc a fi slabe. Acest lucru se datorează scăderii conținutului de substanță de rezervă principală a endospermului - amidon, care reprezintă până la 80% din masa boabelor într-un bob cu drepturi depline. O scădere a conținutului de carbohidrați din cereale crește conținutul de substanțe care conțin azot, în primul rând proteine. Atunci când plantele sunt iradiate în faza de pornire - heading, conținutul de proteine ​​în boabele de grâu moale crește cu 2-4%, iar în boabele de grâu dur - cu 4-10%, totuși, randamentul global de gluten și calitatea acestuia în semințele mici este de obicei scăzut și înrăutățește brusc calitățile de coacere ale făinii.

Influența radiațiilor asupra plantelor vegetative afectează calitățile de semănat ale semințelor formate din acestea. De obicei, reduce energia de germinare și germinația de laborator. Scăderea maximă a asemănării la grâul de primăvară se observă atunci când este iradiat în fazele de înflorire și înflorire.

Productivitatea culturilor agricole iradiate este supusă influenței semnificative a condițiilor meteorologice, a căror deteriorare, de regulă, sporește efectul inhibitor al iradierii asupra proceselor de creștere a plantelor, încetinește rata fenofazelor, prelungește sezonul de vegetație și, astfel, afectează negativ productivitatea finală a culturii. Conform datelor experimentale, cu iradierea acută a gammapromena de grâu de primăvară, înrăutățirea condițiilor meteorologice a crescut deprimarea radiației culturii de până la 4 ori.

Astfel, se poate observa că reacția plantelor la radiații, precum și la influența altor factori de mediu, este complexă și variată. Include procese care au loc la nivel molecular și niveluri celulare, care sunt în general asemănătoare în toate organismele vii. Când te muți la mai mult niveluri înalte organizațiile încep să dezvăluie caracteristici ale reacției la iradiere care sunt caracteristice numai plantelor și care depind de caracteristicile structurii și funcțiilor diferitelor țesuturi și organe ale organismului vegetal.

Disponibilitate în ciclu de viață plantele într-un stadiu atât de special de dezvoltare precum semințele, conține rudimentele unui nou organism și se află într-o stare de un fel de anabioză, duce la o altă caracteristică a răspunsului plantei la iradiere, deoarece semințele, datorită stării anabiotice a lor structuri, sunt mult mai radiorezistente decât un organism care metabolizează activ.

În timpul dezvoltării ontogenetice la plante, apar numeroase țesuturi și organe specializate, a căror deteriorare prin radiații este diferită și are o semnificație diferită pentru organismul vegetal în ansamblu și pentru productivitatea sa economică în special.

Pentru a reduce concentrația de radionuclizi în plantele agricole, pot fi utilizate diverse tehnici, care sunt împărțite în două grupuri mari:
masuri general acceptate (traditionale) in productia agricola care vizeaza conservarea si cresterea fertilitatii solului, cresterea productivitatii, imbunatatirea calitatii produselor vegetale si in acelasi timp sa contribuie la reducerea transferului de substante radioactive din sol in plante;
tehnici speciale (îndepărtarea stratului superior de sol contaminat cu substanțe radioactive, arătură adâncă cu îngropare a stratului de sol contaminat, aplicarea pe sol a unor ameliori speciali care leagă radionuclizii în forme greu accesibile plantelor etc.). , ceea ce poate duce uneori la o anumită scădere a productivității plantelor și la o oarecare deteriorare a fertilității solului.

Tehnicile de prelucrare tehnologică a produselor vegetale utilizate pentru reducerea conținutului de substanțe radioactive din acestea pot fi clasificate în mod similar - în tradiționale și speciale.

Chimizarea agriculturii (în primul rând aplicarea de îngrășăminte și diverși amelioratori chimici care îmbunătățesc caracteristici fizico-chimice sol și crește fertilitatea acestuia) este una dintre cele mai importante modalități de limitare a pătrunderii radionuclizilor în plantele agricole, iar apoi în produsele zootehnice.

Aplicarea îngrășămintelor minerale și organice, var, turbă etc. cele mai eficiente măsuri de reducere a concentrației de radionuclizi din cultură. Ele formează baza unui set de mijloace de protecție pentru prevenirea expunerii interne și uneori externe la eliminarea consecințelor accidentelor de radiații pe terenurile agricole contaminate.

O scădere a conținutului de radionuclizi din cultură la aplicarea îngrășămintelor se poate datora unui număr de factori: îmbunătățirea condițiilor nutriționale pentru plante și creșterea asociată a biomasei și, prin urmare, „diluării” radionuclizilor; îmbunătățirea concentrației de cationi schimbabili în sol, în primul rând potasiu și calciu; prin creșterea antagonismului dintre ionii de radionuclizi și ionii de sare care sunt introduși în sol, modificări ale disponibilității radionuclizilor pentru sistemele radiculare datorită conversiei lor în compuși greu accesibile și fixării schimbului ca urmare a reacției radionuclizilor cu îngrășămintele sunt introduse.

O tehnică eficientă pentru limitarea transferului de radionuclizi în plante este aratul solului. În cele mai multe cazuri de contaminare radioactivă a terenurilor agricole, radionuclizii care cad pe suprafața solului și acoperirea cu alge sunt concentrați mai întâi în stratul superior al solului (0-2 cm). Aratul solului favorizeaza redistribuirea substantelor radioactive in stratul radicular al solului (de obicei 0-25 cm).

Un alt rezultat important al arăturii solului este reducerea ratei dozei de radiații gamma datorită adâncirii radionuclizilor (distribuția lor în stratul arabil). Aratul convențional al solului la o adâncime de 18-20 cm reduce de mai multe ori rata dozei de radiații gamma. La cultivarea solului la o adâncime de 28 cm, aportul de stronțiu scade față de martor (cultivarea rotativă la o adâncime de 11 cm) la lucernă cu 40%, la grâu cu 25% și la sfecla de zahăr cu 10%. Aratul adânc (30 cm) reduce acumularea de stronțiu la plantele cu sistem radicular de mică adâncime de mai mult de trei ori față de martor, unde radionuclidul rămâne la suprafață, dar nu afectează absorbția de stronțiu de către plantele cu rădăcină adâncă. sistem. Absorbția de radionuclizi de către plante la arătura solului la 30 cm este redusă cu 20-30% față de lucrarea de mică adâncime (15 cm), eficiența arăturii adânci în reducerea aportului de radionuclizi în plante depinde de caracteristicile biologice ale acestora.

Una dintre tehnicile speciale importante care vizează reducerea conținutului de substanțe radioactive din sol este îndepărtarea mecanică a stratului de suprafață al solului, care concentrează cantitatea principală de radionuclizi. Cu toate acestea, această metodă de decontaminare a solului este foarte laborioasă și costisitoare. Îndepărtarea unui strat de 0-5 cm dintr-o suprafață de 1 hectar corespunde cu eliminarea a aproximativ 500 de tone de sol, care în esență poate fi considerat deșeu radioactiv. Aparent, această tehnică poate fi folosită doar într-o zonă foarte limitată, de exemplu în grădinile de legume.

Decontaminarea mecanică a solurilor poate include, de asemenea, o tehnică precum arătura adâncă a solurilor cu înglobarea stratului superior, cel mai contaminat al solului, la o adâncime de 40-60 cm și mai adânc.

Pe lângă arătura cu deplasarea la adâncime a stratului de sol care conține radionuclizi, se propune separarea noului strat superior de sol de cel de dedesubt, cu o concentrație crescută de radionuclizi, folosind o barieră de ecran din materiale toxice. compuși chimici, împiedicând pătrunderea rădăcinilor plantelor în straturile inferioare ale solului. Efectuarea acestei lucrări este asociată cu dificultăți tehnice grave și costuri economice ridicate.

Una dintre modalitățile de limitare a acumulării de radionuclizi în plante este transformarea acestora în forme greu de digerat. Pentru a face acest lucru, puteți adăuga diverse substanțe chimice în sol. De exemplu, pentru stronțiul radioactiv, se poate folosi doze mari fosfați, silicați solubili (potasiu, sodiu) etc. . De asemenea, puteți spăla solul folosind soluții de acizi, alcaline, săruri neutre și complexuri. Mare importanță pe terenurile irigate are loc leşierea radionuclizilor din sol.

O problemă importantă este refacerea pajiștilor și pășunilor care sunt contaminate radioactiv. Radionuclizii depuși la suprafața pajiștilor sunt mai accesibili plantelor decât în ​​terenurile arabile, drept urmare conținutul de substanțe radioactive din furajele de pe pășunile naturale și fânețele este semnificativ mai mare decât în ​​plantele de furaje de pe terenurile arabile.

Obiectivele principale ale măsurilor de agroreclamare în pajiștile contaminate sunt distrugerea stratului de gazon și amestecarea radionuclizilor în stratul radicular al solului, adică. transformarea pășunilor naturale în cele artificiale. Pentru creșterea productivității fânețelor și pășunilor se folosesc măsuri agrotehnice convenționale: arat, var, fertilizarea cu îngrășăminte minerale, reînsămânțarea ierburilor. Ele fac posibilă reducerea simultană semnificativă a contaminării radioactive a furajelor.

Atunci când organizați producția de culturi pentru a obține produse cu un conținut minim de substanțe radioactive, puteți utiliza capacitatea plantelor de a acumula radionuclizi în diferite concentrații.

În funcție de conținutul de cesiu radioactiv din partea alimentară a recoltei, culturile agricole sunt distribuite astfel: cereale, leguminoase și leguminoase - lupin, ovăz, hrișcă, mazăre, orz, grâu, porumb, mei, soia, fasole, cartofi; legume - varză, sfeclă, morcovi, castraveți, roșii; ierburi - păstucă, raigrass, trifoi, timoteu. Pe baza acumulării de cesiu radioactiv, culturile pot fi împărțite în trei grupe: boabe (orz, grâu și ovăz) - slab acumulate; cereale (mei, chumiz și hrișcă) - de mărime medie; leguminoase (fasole, mazăre, fasole) - foarte acumulative. Cartofii ocupă o poziție intermediară între mazăre și fasole.

Ținând cont de capacitatea biologică a plantelor de a acumula elemente chimice și radionuclizi, s-au făcut propuneri pentru purificarea biologică a solurilor expuse contaminării radioactive prin alienarea masei vegetale. Această tehnică se numește fitomeliorarea solului. Experimentele au arătat că nu este rațional în ceea ce privește eficiența și o serie de alți indicatori. Înstrăinarea fitomasei crescute nu contribuie la o curățare vizibilă a solului - nu mai mult de 3% din stronțiul și cesiul radioactiv conținute în sol vor fi îndepărtate odată cu recoltarea. În plus, dacă luăm în considerare fitomeliorarea ca metodă de decontaminare a acoperirii solului, atunci inevitabil apare o problemă precum eliminarea plantelor contaminate, care sunt, de fapt, deșeuri radioactive care necesită îngropare. În plus, curățarea solului de radionuclizi cu ajutorul plantelor îl va curăța și de analogi chimici ai stronțiului și cesiului - biogeni calciu importantși potasiu, precum și din multe alte substanțe biofile.

Este posibilă reducerea semnificativă a cantității de radionuclizi din produsele vegetale prin prelucrarea diferitelor tipuri de materii prime vegetale. Astfel de procese includ producția de ulei vegetal din floarea soarelui și soia, amidon și alcool din cartofi și zahăr din sfeclă de zahăr. Cu cât conținutul de elemente chimice din produsul final este mai mic, cu atât concentrația de radionuclizi din acesta este mai mică. Cu toate acestea, în timpul procesării, pot apărea produse în care conținutul de radionuclizi este mai mare decât în ​​produsele inițiale, de exemplu, în prăjituri origine vegetală. Conținutul de radionuclizi din produsele vegetale se poate modifica în timpul conservelor, sărării etc. .

În condițiile contaminării radioactive a terenurilor agricole, baza pentru desfășurarea producției agroindustriale, inclusiv producția de culturi, ar trebui să se bazeze pe principiul distribuției zonale a diferitelor ramuri ale complexului agroindustrial. Necesitatea respectării acestui principiu se datorează faptului că concentrația admisibilă de radionuclizi în diferite tipuri de produse agricole poate varia în limite largi.

ÎN vedere generala, în prima zonă (cu cel mai scăzut conținut de radionuclizi), producția agricolă se poate desfășura practic fără nicio restricție și fără măsuri de reabilitare menite să reducă transferul de radionuclizi în plantele agricole.