Специфика накопления различных радионуклидов (137Cs и 90Sr)в продукции шпината огородного (Spinacia oleracea L.)

В ажным фактором, определяющим доступность для растений радиоактивных изотопов, являются их физико-химические свойства [1, 2], поэтому поведение ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в системе «почва-растение» имеет ряд отличительных особенностей. Знание особенностей накопления ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs, а также лимитов их накопления продуктовыми органами играет большую роль при селекционной работе, особенно с овощными культурами, к которым предъявляются более строгие требования экологической безопасности продукции.

Объект, материал и методы исследований

Объект исследований – шпинат огородный ( Spinacia oleracea L. ). Материалом исследования послужили 54 сортообразца зарубежной и отечественной селекции из коллекции ФГБНУ «Федерального исследовательского центра Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова» (ВИР), селекции ФГБНУ ВНИИССОК и др.

Экспериментальные исследования были проведены в 2012 году при одном и в 2014 при двух сроках выращивания (использован метод экологической селекции «ускоренная репродукция», разработанный в отделе экологии ВНИИССОК, позволяющий получать два поколения в год) на опытных полях ВНИИССОК (Московская область, Одинцовский район) и на участке в Брянской области (Трубчевский район, поселок Белая Березка).

Коллекционное изучение (2012 год) проводили в соответствии с ОСТом 46 71 – 78, этап IV. Полевые опыты заложены в открытом грунте. Посев семян в открытый грунт. Учетная площадь делянки (2014 год) составила 3м2, повторность четырехкратная, размещение вариантов рендомизированное.

Определение содержания радионуклидов цезия-137 (137Cs) и стронция-90 (90Sr) в продукции овощных культур и почвах выполнили в соответствии с СанПин 2.3.2.1078-01 индекс 1.6.1. Метод испытаний МУК (методические указания) 2.6.1 119403. Данные по радионуклидам 137Cs и 90Sr приведены на сырую массу.

Результаты исследований

При изучении сортового разнообразия и эколого-географической изменчивости шпината огородного по уровню накопления радионуклидов в продукции установлено, что 137Cs и 90Sr содержатся в продукции в пределах допустимых количеств 137Cs – 120 Бк/кг; 90Sr – 40 Бк/кг [3]). Уровень содержания 137Cs составил в зависимости от генотипа и среды обитания

Рис. 1. Уровень 137Cs и 90Sr в продукции шпината огородного, 2012, 2014 годы, Хср, Бк/кг

от 1,0 до 31,7 Бк/кг, что не превышает 26,4% от допустимого. Уровень содержания 90Sr - от 1,5 до 30,4 Бк/кг, то есть 3,8-76% от допустимого количества. Однако и на таком фоне накопления радионуклидов межсортовая дифференциация их выражена и выявлено различие в количе- стве137Сs и 90Sr. Это послужило поводом для изучения различий специфики накопления 137Сs и 90Sr в растениях шпината огородного.

Различия в закономерности накопления радионуклидов 137Сs и 90Sr образцами различных овощных культур в зависимости от экологической зоны, связаны с особенностями поступления каждого элемента из почвы в растение. В ряде исследований [4, 5] отмечался тот факт, что поступление 90Sr из почв, при одинаковой плотности загрязнения, в сельскохозяйственную продукцию выше, чем 137Cs. Эти результаты мы подтвердили – в нашей работе на шпинате огородном.

При анализе средних показателей радионуклидов установлено, что в абсолютных значениях количество радионуклидов 90Sr во всех зонах превосходит по данному показателю 137Cs (рис. 1).

Особенностью генотип-средовых отношений шпината огородного по 90Sr является то, что дифференциация генотипов по этому элементу во всех средах ниже (кроме пункта Москва в 2012 году), чем по 137Сs (табл. 1).

Амплитуда средних показателей уровню радионуклидов 137Сs и 90Sr в

1. Амплитуда ¹³⁷ Cs и ⁹⁰ Sr в продукции шпината огородного, %

между этими значениями составила по 137Сs - 269,2 и по 90Sr - 146,4%. Это говорит о том, что исследования на выделение перспективных образцов с наименьшим накоплением радионуклидов 137Cs имеют больший полигон для отбора, чем на 90Sr.

Эффективность скрининга ценных форм близка таковой по 137Cs: восемь ценных форм из 19.

Гистограммы распределения 137Cs и 90Sr (рис. 2 и 3) показывают, что количество образцов в группах накопления по обоим радионуклидам сопоставимо. По 137Cs только три образца накапливают менее 6,68 Бк/кг: Tarpy, Жирнолистный, Viking. Несколько больший уровень (до 7,07 Бк/кг) у пяти образцов (Nobel, Dorema, Стоик, Matador, k-505); средний уровень накопления – до 8 Бк/кг (Мариска, k-551, k- 525, Застольный) и до 10 Бк/кг (Маркиза, Ростовский скороспелый, k-627, Крепыш, Bloomsdale longstanding); высокий уровень накопления (Виктория, k- 529), содержание 137Сs более 10 Бк/кг (рис. 2).

По уровню содержания 90Sr только два образца в группе минимального накопления (до 13,04 Бк/кг): Matador и k-529. Высокий уровень накопления (более 16,6 Бк/кг) у трех сортов -Маркиза, Мариска, Виктория (рис. 3). Сорт Виктория характеризуется высоким уровнем накопления по обоим радионуклидам.

Анализ результатов средних показателей за годы изучения по группам ранжировки с использованием гистограмм показал, что всего в группах по накоплению 137Сs и 90Sr наблюдается 4 совпадения образцов из 19 - таким образом, на шпинате огородном нами не отмечено адекватной оценки по

радионуклиды	Москва			Брянск
	2012	2014, 1 срок	2014, 2 срок	2014, 1 срок	2014, 2 срок
137 Cs	239,0	283,8	1680,0	1025,0	2113,3
90 Sr	298,6	142,3	187,1	194,9	244,8

Характер распределения генотипов по уровню содержания радионуклидов различается. По содержанию 137Cs (рис. 2) оно соответствует ненормальному типу: представлена в виде двухвершинной кривой. Частоты встречаемости генотипов групп с низким и высоким уровнем накопления почти равны (восемь с низким и семь с высоким уровнем). Кроме того у четырех образцов содержание 137Cs среднее.

SPECIFICITY

OF ACCUMULATION

OF VARIOUS RADIONUCLIDES

(137Cs и 90Sr)

IN SPINACH

(Spinacia oleracea L.)

Soldatenko A.V., Pivovarov V.F., Dobrutskaya E.G.

Рис. 2. Распределение коллекционных образцов шпината огородного по уровню накопления 137Сs, Бк/кг (по результатам испытания 2012, 2014 годов в двух пунктах).

Распределение образцов по содержанию 90Sr в большей мере приближается к нормальному – оно носит характер одновершинной кривой со сдвигом вправо (рис. 3).

Группы образцов по содержанию 137CS, Бк/кг

Рис. 3. Распределение коллекционных образцов шпината огородного по уровню накопления 90Sr, Бк/кг (по результатам испытания 2012, 2014 годов в двух пунктах).

продукции. В своих исследованиях мы подтвердили биологическую особенность, ранее установленную для полевых культур – способность накапливать незначительное количество элемента растениями одной культуры не означало такой же возможности по отношению к другому элементу [6]. Оценку шпината огородного на низкое содержание радионуклидов 137Сs и 90Sr необходимо вести раздельно в специальных экспериментах на различных фонах испытания по каждому элементу.

Federal State Budgetary Scientific Research Institution

«All-Russian Scientific Research

Institute of vegetable breeding and seed production»

143080, Russia, Moscow region,

Odintsovo district, p. VNIISSOK,

Selectionnaya street, 14