VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Интенсивность поступления радиоактивных веществ из почвы в растения тесно связана с их биологическими особенностями. Для изучение способности некоторых растений аккумулировать радионуклиды из почвы выбора пустынные растения почвы региона Семипалатинского ядерного полигона – тамарикс, биюргун, полынь и верблюжья колючка. Для этих работ были использованы нерадиоактивные стабильные изотопы цезия и стронция. Для возможной стимуляции поглощения и аккумуляции использовал природное вещество – биогумус и химический хелатор двухвалентных металлов – этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА). Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы. Все три растения, кроме тамарикса, без биогумуса почти не поглощали цезия в корни и наземные части. В то же время, они поглощали стронций примерно 2.5 раза больше, чем цезия на эти части растения. По сравнению с этими тремя растениями, тамарикс, который способен поглощать одновалентные ионы хлора и металла – натрия и аккумулировать их в свои органы, 10-20 раз больше поглощал и аккумулировал цезий в корни, и несколько меньше наземные органы. Добавление биогумуса в почву в различных соотношениях привело к резкому повышению поглощение и аккумуляцию цезия и стронция в свои органы всеми этими пустынными растениями. Эти результаты показывают, что в биогумусе содержатся вещество, связывающие как двухвалентного стронция, так и одновалентного цезия. Цезий и стронций, связанный с биогумусом, легко поглощаются корнями вышеуказанных растений. Общеизвестно, что в присутствии в почве химически синтезированного хелатора – этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) резко повышается уровень поглощения двухвалентных тяжелых металлов корнями растения. С возрастанием концентрации ЭДТА уровень аккумулированного стронция в растениях повышается. В отличие от ЭДТА, биогумус одинаково повышал поглощение цезия и стронция корнями изучаемых растений. ЭДТА усиливала поглощения только двухвалентного стронция, причем эффект ЭДТА была несколько выше чем биогумуса. По сравнению с другими пустынными растениями, аккумуляция верблюжьей колючкой стронция в присутствии ЭДТА было значительно выше, т.е. почти в 1.8 раз выше, чем в присутствии биогумуса. Присутствие биогумуса в почве, даже в соотношении к почве 1:20 сильно стимулировало рост и развитие всех видов растений. Как и в предыдущих экспериментах, чем выше было концентрация биогумусе в почве, тем лучше росли и развивались растения. Наоборот, лучший стимулятор поглощения и аккумуляции стронция – ЭДТА в концентрациях выше 100 мкМ начала ингибировать рост и развитие этих видов растений. Даже после прайминга семян в простой воде значительно улучшается рост проростков. А праминг семян этих растений в растворе биогумуса резко (до 1,6 раза) повышает рост и развитие проростков.

Таким образом, в биогумусе содержится вещество или вещества, стимулирующие прорастание семян и улучшающее рост и развитие проростков. Это очень важно для пустынных растенй, которые могут быть потенциальными средствами для фиторемедиации почв. Водное растение – взморник не только активно поглощает стронций и цезий, но и аккумулирует с концентрированием этих металлов в корнях (т.е. концентрация стронция и цезия в корнях было соответственно в 19 и 14 раз выше чем их концентрации в окружающей воде). ЭДТА сильно повыщала поглощение стронция взморником. Таким образом, для фиторемедиации почв в регионе космодрома и города Байконур можно использовать пустынные растения – тамарикса, биюргуна, полынь и верблюжью колючку. А добавление биогумуса в почву, загрязненную радионуклидами, резко повышает поглощение и аккумуляцию в корнях и наземных частях этих растений. Биогумус позволяет исключить токсичного ЭДТА из практики фиторемедиации.