Оценка состояния окружающей среды по реакции сельскохозяйственных растений на действие ионизирующих излучений

«Радиация и риск». 2015. Том 24. № 1, с.118-131

Сведения об авторах

Ульяненко Л.Н.¹ – в.н.с., д.б.н., профессор, ВНИИ защиты растений, Санкт-Петербург, Пушкин, Россия.
Удалова А.А.^{2, 3} – д.б.н., профессор, Обнинский институт атомной энергетики – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», ФГБНУ ВНИИ радиологии и агроэкологии, Обнинск, Россия. Контакты: 249040, Калужская обл., Обнинск, Студгородок, 1. Тел. +7 (484) 393-72-12; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .

Аннотация

В рамках развития экоцентрической стратегии радиационной защиты человека и биоты рассмотрены основные принципы оценки состояния окружающей среды по ответным реакциям сельскохозяйственных культур на действие ионизирующих излучений. Обсуждается возможность использования растений как экологически значимого компонента агроценоза в качестве индикаторов состояния окружающей среды. Проведён обзор собственных и литературных данных о модифицирующем действии биотических и абиотических факторов (насекомые-вредители, фитопатогены, климатические условия и др.) на радиобиологические реакции культурных растений. Для целей оценки состояния и радиационной защиты окружающей среды важно развивать экосистемный подход, который бы включал в качестве целевых показателей эффекты не только на организменном (выживаемость, продуктивность, заболеваемость), но и на популяционном и ценотическом уровнях. При этом необходимо учитывать многообразие ответных реакций сельскохозяйственных культур на действие ионизирующих излучений, а также неоднозначное влияние модифицирующих агентов разной природы, присутствующих в агро- и биоценозах.

Ключевые слова
Экосистема, ионизирующее излучение, сельскохозяйственные растения, урожай, чувствительность, биота, референтный вид, экосистемный подход, факторы окружающей среды, радиационная защита.

Список цитируемой литературы

1. Алексахин Р.М., Фесенко С.В. Радиационная защита окружающей среды: антропоцентрический и экоцентрический принципы //Радиац. биология. Радиоэкология. 2004. Т. 44, № 1. С. 93-103.

2. Казаков С.В., Линге И.И. О гигиеническом и экологическом подходах в радиационной защите //Радиац. биология. Радиоэкология. 2004. Т. 44, № 4. С. 482-492.

3. Крышев И.И., Сазыкина Т.Г. Радиационная безопасность окружающей среды: необходимость гармонизации российских и международных нормативно-методических документов с учётом требований федерального законодательства и новых международных основных норм безопасности ОНБ-2011 //Радиация и риск. 2013. Т. 22, № 1. С. 47-60.

4. IAEA. Effects of Ionizing Radiation on Plants and Animals at Levels Implied by Current Radiation Protection Standards. Technical Report Series 332. Vienna, 1992. 74 p.

5. ICRP Publication 103. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection //Ann. ICRP. 2007. V. 37. P. 1-332.

6. ICRP Publication 108. Environmental protection: the concept and use of reference animals and plants //Ann. ICRP. 2009. V. 38. P. 1-242.

7. UNSCEAR 2008. Report to the General Assembly Scientific Annex E. Effects of Ionizing Radiation on Non-Human Biota. New York: United Nations, 2011.

8. Bradshaw C., Kapustka L., Barnthouse L., Brown J., Ciffroy P., Forbes V., Geras'kin S., Kautsky U., Brechignac F. Using an ecosystem approach to complement protection schemes based on organism-level endpoints //J. Environ. Radioact. 2014. V. 136. P. 98-104.

9. Brechignac F., Bradshaw C., Carroll S., Jaworska A., Kapustka L., Monte L., Oughton D. Recommendations from the International Union of Radioecology to improve guidance on radiation protection //Integr. Environ. Assess. Manag. 2011. V. 7. P. 411-413.

10. Удалова А.А., Гераськин С.А., Дубынина М.А. База данных по действию ионизирующих излучений на растения: опыт создания и перспективы использования //Радиац. биология. Радиоэкология. 2012. Т. 52, № 5. С. 517-533.

11. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология: учебник. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2002. 415 с.

12. Агроэкология: учебники и учеб. пособия для студентов ВУЗов /Под. ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. М.: Колос, 2000. 536 с.

13. Sanita di Toppi L., Gabbrielli R. Response to cadmium in higher plants //Environm. Experim. Botanty. 1999. V. 41, N 2. P. 105-130.

14. Гудков И.Н. Клеточные механизмы пострадиационного восстановления растений. Киев: Наукова думка, 1985. 221 с.

15. Батыгин Н.Ф., Потапова С.М. Реакция растений на облучение в различные периоды их онтогенеза //Радиационная биофизика и радиобиология растений: Труды по агроном. физике АФНИИ. Вып. 17. Л.: Колос, 1969. С. 74-82.

16. Гродзинский Д.М. Радиобиология растений: Киев: Наукова Думка, 1989. 384 с.

17. Лужецкая Н.И., Щербаков В.К. Чувствительность к облучению растений на разных этапах онтогенеза //Радиобиология. 1975. Т. ХV, Вып. 3. С. 437-439.

18. Питиримова М.А. К вопросу об особенностях реакции растительного организма на облучение в различные периоды онтогенеза //Сб. трудов по агроном. физике /Под ред. Н.Ф. Батыгина. Л., 1976. Вып. 40. С. 100-105.

19. Sparrow A.H., Puglielli L. Effects of simulated radioactive fallout decay on growth and yield of cabbage, maize, peas and radish //Rad. Bot. 1969. V. 9, N 2. P. 77-92.

20. Преображенская Е.И., Батыгин Н.Ф. Влияние мощности дозы на рост и развитие видов разной радиочувствитедьности //Сб. трудов по агроном. физике. Вып. 17. Л.: Колос, 1969. С. 132-134.

21. Филипас А.С., Моргунова Е.А., Дикарев В.Г. Действие ионизирующих излучений на сельскохозяйственные растения //Сельскохозяйственная радиоэкология /Под ред. Р.М. Алексахина, Н.А. Корнеева. М.: Экология, 1992

22. Филипас А., Ульяненко Л. Действие ионизирующих излучений на агробиоценозы. Радиобиологические последствия острого и хронического облучения основных компонентов //Palmarium Academic Publishing, 2012. 72 с.

23. Филипас А.С. Агроценозы в условиях радиоактивного загрязнения: состояние и радиобиологические последствия: автореф. дис. … докт. биол. наук. Обнинск, 2003. 49 с.

24. Корнеев Н.А., Сарапульцев Б.И., Моргунова Е.А, Зяблицкая Е.Я. Внутривидовой полиморфизм радиорезистентности семян гексаплоидной пшеницы //Радиобиология. 1985. Т. 15, Вып. 6. С. 768-773.

25. Ульяненко Л.Н., Филипас А.С., Дьяченко И.В. Модификация радиационных эффектов у растений пшеницы с помощью биологически активных веществ //Радиац. биология. Радиоэкология. 1996. Т. 36, Вып. 2. С. 241-249.

26. Сарапульцев Б.И., Гераськин С.А. Генетические основы радиорезистентности и эволюция. М.: Энергоатомиздат, 1993. 208 с.

27. Ульяненко Л.Н., Круглов С.В., Филипас А.С., Алексахин Р.М. Влияние ионизирующего излучения и климатических факторов на продуктивность пшеницы //Сельскохозяйственная биология. 2001. № 5. С. 69-74.

28. Гераськин С.А., Санжарова Н.И., Спиридонов С.И. Методы оценки устойчивости агроэкосистем при воздействии техногенных факторов. Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2009. 134 с.

29. Удалова А.А., Дубынина М.А. Разработка методов установления критических дозовых нагрузок на биоту на примере агрофитоценозов //Ядерная физика и инжиниринг. 2014. Т. 5, № 3. С. 283-288.

30. Удалова А.А., Ульяненко Л.Н., Алексахин Р.М., Гераськин С.А., Филипас А.С. Методология оценки допустимого воздействия ионизирующих излучений на агроценозы //Радиац. биология. Радиоэкология. 2010. Т. 50, № 5. С. 572-581.

31. Oudalova A.A., Ulyanenko L.N., Geras’kin S.A. Development of an approach to assess critical doses and dose rates for cultivated plants //Radioprotection. 2011. V. 46, N 6. P. S249-S254.

32. Sanin S.S., Nasarova L.N., Ibragimov T.Z., Sokolova E.A. The epidemiological situation on cereal crop in European Russia //Jorn. Russ. Phytopath. Soc. 2000. V. 1. P. 1-9.

33. Филипас А.С., Лой Н.Н., Ульяненко Л.Н., Степанчикова Н.С. Поражение сортов мягкой пшеницы стеблевой ржавчиной при раздельном и совместном облучении компонентов ценоза //Доклады РАСХН. 2008. № 6. С.18-20.

34. Павлюшин В.А. Научное обеспечение защиты растений и продовольственная безопасность России //Защита и карантин растений. 2010. № 2. С. 11-15.

35. Wanyera R., Kinyua M.G., Jin Y., Singhhh R. The spread of stem rust caused by Puccinia graminis f. sp. tritici, with Virulence on Sr31 in wheat in Eastern Africa //Plant Dis. 2006. V. 90. P. 113. 36. Филипас А.С., Ульяненко Л.Н. Влияние хронического облучения на развитие популяций насекомых //Радиоэкологические аспекты и проблемы защиты растений от болезней и вредителей на загрязнённой радионуклидами территории. Киев-Чернобыль, 2012. 187 с.

37. Захваткин Ю.А. Курс общей энтомологии. М.: Агропромиздат, 1986. 319 с.

38. Филипас А.С., Ульяненко Л.Н., Лой Н.Н. Изучение особенностей развития популяций насекомых-фитофагов, представителей различных таксономических групп, в условиях действия ионизирующих излучений: Труды регионального конкурса научных проектов в области естеств. наук. Калуга: Из-во АНО «Калужский научный центр», 2006. Вып. 10. С. 330-339.

39. Колосков П.И. Климатический фактор сельского хозяйства и агроклиматологическое районирование. Л.: Гидрометиздат, 1971. 328 с.

40. Коровин А.И. Роль температуры в минеральном питании растений. Л.: Гидрометиздат, 1972. 283 с.

41. Моргунова Е.А, Арышева С.П., Сарапульцев Б.И. Полиморфизм радиорезистентности сортов мягкой яровой пшеницы разных морфофизиологических типов при gamma;-облучении семян //Радиац. биоло-гия. Радиоэкология. 1993. Т. 33, Вып. 2. С. 724-731.

42. Котеров А.Н. Перспективы учёта «эффекта свидетеля» при оценке радиационных рисков //Медико-биологические проблемы жизнедеятельности. 2011. № 1. С. 7-19.

43. Еськов Е.К., Левин В.И. Специфичность дистанционного воздействия gamma;-облучённых семян растений на необлученные //Радиац. биология. Радиоэкология. 2002. Т. 42, № 3. С. 302-307.

44. Харламов В.А., Суринов Б.П. Модификация радиационных нарушений у животных и растений естественными летучими выделениями //Радиация и риск. 2013. Т. 22, № 1. С. 62-69.

45. Крюкова Л.М. Изменение радиочувствительности растения под влиянием регуляторов роста //Радиобиология. 1973. Т. 15, Вып. 2. C. 317-319.

46. Чурюкин Р.С., Гераськин С.А. Влияния облучения (⁶⁰Со) семян ячменя на развитие растений на ранних этапах онтогенеза //Радиация и риск. 2013. Т. 22, № 3. C. 80-92.

47. Ульяненко Л.Н., Филипас А.С., Дьяченко И.В., Степанчикова Н.С. Радиочувствительность семян озимой пшеницы из хронически облучающихся агроценозов //Радиац. биология. Радиоэкология. 1995. Т. 35, Вып. 3. С. 428-434.

Полная версия статьи