Селекция сортов с минимальным накоплением радионуклидов.
Видовая и сортовая специфика в радиочувствительности растений, а также в различной способности накапливать радионуклиды выявлена в ряде исследований (Гродзинский, 1989; Анненков, Юдинцева, 1991; Пристер и др., 1991; Алексахин и др., 1992). Особенности минерального питания, разная продолжительность вегетационного периода, характер распределения корневых систем в почве, различия в продуктивности и другие биологические особенности влияют на накопление радионуклидов разными видами и сортами растений (Алексахин и др., 1992).
По мнению авторов, межвидовые различия в аккумуляции радионуклидов при поступлении их из почвы могут достигать 10 — 30 раз, а пределы колебания концентраций радионуклидов между сортами одного вида не превышают 2 — 3 раз. Б. Н. Анненков, Е. В. Юдинцева (1991) указывают, что содержание wSr в урожае озимой и яровой пшеницы в зависимости от сортовых особенностей может изменяться в 2 раза, озимого ячменя — в 1,4, гороха — в 2,0, кукурузы — в 5,0, сои — в 1,7 раза; содержание ,37Cs соответственно изменяется в 2,0, 2,5, 1,5, 3,0, 2,1 раза. Е. Г. Смирнов (1993) изучал влияние биологических особенностей растений на накопление радионуклидов в условиях радиоактивного загрязнения на Южном Урале. Установлено, что виды растений в пределах однорастительного сообщества по размерам накопления радионуклидов различаются между собой на 1 — 2 порядка, а по всей изученной территории — до 3 порядков. Автор показал, что совокупность признаков, определяющих жизненную форму растений, существенно влияет на их устойчивость к ионизирующим излучениям, а также на способность к усвоению стронция-90 и цезия-137 и их элементов-аналогов кальция и калия. На способность к накоплению радионуклидов влияет наличие у растений объемных и длительно существующих органов, запасающих биомассу; строение их корневой системы и совокупность приспособлений к водному и солевому режиму почв.
Е. Р. Рябова, Н. Н. Пещерова (1986) анализировали некорневое загрязнение ^Sr и 137Cs 11 сортов шести разновидностей капусты. В зависимости от фазы развития растений сортовые особенности капусты в удерживании радионуклидов при некорневом их поступлении проявлялись в разной степени. По накоплению радионуклидов при некорневом загрязнении растений сорта капусты различались в 5 раз, разновидности — в 8 — 20 раз. Концентрация 137Cs в продуктивных органах капусты в 5 — 7 раз выше, чем ^Sr, что связано с его большей биологической подвижностью. Выявлено, что увеличение различий между сортами и разновидностями по накоплению радионуклидов в более поздние фазы развития растений связано с возрастанием роли морфологических признаков в этих процессах.
Е. Р. Рябова, Н. Н. Пещерова (1989) изучили процесс накопления радионуклидов сортами картофеля в зависимости от пути их поступления в растения. Показано, что накопление ,37Cs в клубнях картофеля при некорневом пути его поступления в растения в 100 раз и более выше, чем при корневом поступлении радионуклида из почвы. При некорневом пути ^Sr в растения наблюдалось десятикратное увеличение уровней загрязненности ботвы. Уровень загрязненности клубней ^Sr практически не зависел от источника загрязнения, что авторы объясняют малой подвижностью ^Sr в вегетативной массе растения. Сортовые различия в накоплении ^Sr и ,37Cs при некорневом загрязнении растений проявились в большей степени, чем при корневом, что говорит о большей значимости морфологических признаков надземной части растений в усвоении радионуклидов в сравнении с другими биологическими особенностями растений.
Б. С. Пристер и др. (1991) изучали переход ,37Cs из почвы в растения картофеля (11 сортов) и озимой пшеницы (6 сортов) в полевых условиях тридцатикилометровой зоны ЧАЭС. Коэффициенты перехода ,37Cs в клубни картофеля различались до четырех раз. Большее накопление ,37Cs отмечено у позднеспелых сортов. Сорта озимой пшеницы различаются по переходу ^Sr в зерно в 2,5 раза, по переходу ,37Cs — до 1,4 раза.
Ф. И. Анцугай (1996) изучено радиационное загрязнение плодов томата в зависимости от сорта и способа выращивания. Испытывали 10 сортов томата в открытом грунте и под пленочными укрытиями в Гомельской области при плотности загрязнения цезием 137 10,1Ки/км2. Установлены различия в накоплении цезия-137 в плодах томата как по сортам, так и по способам выращивания. Наименьшее накопление Cs-137 отмечено у сорта Вилина — 0,4 бк/кг в открытом грунте и 0,5 бк/кг под пленочными укрытиями, наибольшее — у сорта Калинка, соответственно 1,3 и 2,6 бк/кг. По всем сортам меньшее накопление Cs-137 было при выращивании томата в открытом грунте.
М. М. Жишкевич, И. И. Подобедов, С. А. Пешков (1996) исследовали накопления радиоактивных стронция и цезия в условиях Гомельской области в 9 сортах и гибридах огурца, 6 сортах томата, 5 — моркови, 2 — свеклы столовой, 4 — дайкона и 5 видов капусты. Исследования показали, что разница в накоплении цезия-137 различными сортами и гибридами огурца составляет до 8 раз и более, томата — до 2, моркови — до 3, различными видами капусты — до 5.
Разница в накоплении стронция-90 в изучаемых видах, сортах и гибридах овощных культур (кроме капусты) была не так существенна, как цезия-137. По сортам огурца, дайкона, моркови различия составили около 2 раз; томата, моркови — менее 2; по видам капусты — около 5 раз.
Ряд авторов отмечают связь между накоплением ^Sr и ,37Cs и их элементов аналогов — Са и К (Пристер и др., 1991; Анненков, Юдинцева, 1991; Алексахин и др., 1992). Растения, их органы и ткани, характеризующие повышение накопления кальция, обычно содержат пропорционально больше ^Sr; аналогичная связь существует между способностью растений поглощать К и ,37Cs. По данным Е. Г. Смирнова (1993), содержание элементов-аналогов (кальция и калия) у видов с максимальным накоплением радионуклидов более чем в 10 раз выше, чем у видов с минимальным накоплением. Б. С. Пристер и др. (1991) считают, что различия в накоплении радионуклидов, по-видимому, контролируются генетическими системами, детерминирующими метаболизм К и Са, что и определяет видовые и сортовые особенности растений. Важная роль в различном накоплении радионуклидов видами и сортами растений, по мнению авторов, принадлежит особенностям корневой системы: размещение корней в почве, глубина их залегания, особенности активной всасывающей части, катионно-обменная емкость. Чем с большей глубины растения поглощают минеральные вещества, тем меньше накапливают радионуклидов.
Имеется специфика и в накоплении радионуклидов различными органами растений. И.Н.Гудков (1991) считает, что чем дальше по транспортной цепи от корня находится орган, тем меньше радионуклидов он накапливает.
Стебли, листья, а в особенности подземные части растений — клубни, корнеплоды, луковицы обычно более загрязнены, чем зерно злаков. Д. М. Гродзинский и др. (1991) изучили характер накопления пяти радионуклидов в растениях картофеля, столовой свеклы, моркови, лука, перца, гороха в теплице в гидропонной культуре. В корнях и листьях изучаемых растений содержатся практически все радионуклиды. Коэффициенты накопления радионуклидов корнями на порядок выше, чем листьями. Коэффициенты накопления в листьях и стеблях близки, однако в стеблях спектр радионуклидов сужается. Р. М. Алексахин и др. (1991) также отмечают, что в генеративных органах накопление радионуклидов идет слабее, чем в листьях и стеблях. Б. Н. Анненков, Е. В. Юдинцева (1992) сообщают, что озимые растения при прочих равных условиях накапливают в 1,5 — 2 раза меньше радионуклидов, чем яровые, а скороспелые сорта — в 1,6 — 2 раза больше, чем позднеспелые.
Таким образом, внутривидовая изменчивость растений вполне достаточна, чтобы проводить успешную селекцию на минимальное накопление радионуклидов в продуктивных органах.
Отбор таких сортов особенно важен для овощных культур и картофеля, которые выращивает население на территориях, подвергшихся загрязнению в результате аварии на ЧАЭС. Стратегия такой селекции, на наш взгляд, должна основываться на оценке исходного материала с комплексом хозяйственно ценных признаков в зоне загрязнения, анализе накопления радионуклидов, выборе исходных форм с минимальным их накоплением, выполнении селекционного процесса в незагрязненной зоне, повторном анализе накопления радионуклидов в лучших образцах на заключительных этапах селекции (конкурсное и экологическое испытание). При этом в селекции в незагрязненной зоне очень важно учитывать связь накопления радионуклидов с биологическими и морфологическими особенностями растения (объем и глубина залегания корневой системы, масса надземной части, скороспелость и др.). Особенно важно, на наш взгляд, анализировать корреляции между накоплением радионуклидов и их элементов-аналогов Са и К в растениях. С этой точки зрения целесообразно создание фонов отбора с различным содержанием Са и К в почве для выделения растений с минимальным их накоплением в продуктивных органах. Создание сортов с минимальным накоплением радионуклидов, а также оценка существующего сортимента позволили бы без дополнительных затрат в 2 — 5 раз сократить поступление радионуклидов с пищей в организм человека.
