Материалы по содержанию 90Sr в зерне в зависимости от количества его в почве свидетельствуют о том, что размеры накопления радионуклида в растениях для данного типа почв характеризуются постоянным коэффициентом пропорциональности, величина которого изменяется для почв разных типов.
На поведение 90Sr η системе почва — растение существенное влияние оказывает содержание обменного кальция в почве. Поэтому целесообразно рассмотреть закономерности поступления 90Sr в растения в зависимости от содержания обменного кальция в почве и других физико-химических свойств. Зависимость коэффициента пропорциональности между содержанием 90Sr в почве и зерне пшеницы от количества обменного кальция в исследуемых типах почв показана на рис. 16.
На рис. 16 видно, что с увеличением содержания обменного кальция в почве коэффициент пропорциональности между содержанием 90Sr в почве и зерне уменьшается. Причем увеличение содержания обменного кальция в 10 раз соответствует уменьшению коэффициента пропорциональности в 5—6 раз. Кривая, показанная на рис. 16, описывается уравнением, параметры которого даны в табл. 57.
Таблица 57
Зависимость коэффициентов перехода 90Sr из почвы в зерно от содержания обменного кальция в почве
Как видно из табл. 57, логарифм коэффициента пропорциональности для 90Sr линейно связан с концентрацией обменного кальция в почве.
Концентрация обменного кальция в почве, г/кг
Рис. 10. Зависимость коэффициента пропорциональности 90Sr для зерна пшеницы от концентрации обменного кальция в почве
Зависимость коэффициента пропорциональности между содержанием 90Sr в почве и зерне от содержания обменного кальция в почве можно описать уравнением вида
, где А0 и
λ— экспериментальные постоянные; Ссп — концентрация обменного кальция в почве; КП — коэффициент пропорциональности.
Величина указанного коэффициента для исследуемых типов почв согласно полученным данным равна
Это уравнение описывает экспериментальные данные, полученные на почвах с содержанием обменного кальция 2—8 г/кг.
В ряде исследовательских работ отмечается, что на величину перехода 90Sr в растения из почвы -кроме содержания обменного кальция в последней оказывают определенное влияние и другие
физико-химические свойства почв: содержание органического вещества, pH почвенного раствора, механический состав, емкость поглощения и ряд других. Зависимость коэффициента пропорциональности между содержанием 90Sr в почве и зерне пшеницы от различных физико-химических свойств исследуемых почв показана на рис. 17.
Как видно на рис. 17, уменьшение величины коэффициента пропорциональности между содержанием 90Sr в почве и зерне наблюдается при увеличении содержания в почве гумуса и иловатой фракции, а также с изменением реакции почвенного раствора от кислой к щелочной.
В естественных условиях физико-химические свойства почв тесно связаны между собой, и изменение одного из них ведет к изменению других. В целях определения зависимости содержания обменного кальция в почве от ее физико-химических свойств, а также количественной оценки влияния каждого из этих свойств на величину перехода 90Sr из различных типов почв в зерно пшеницы применяли многофакторный корреляционный анализ.
Для описания экспериментальных данных использовали уравнение множественной регрессии типа
где 
— коэффициент пропорциональности между содержанием 90Sr в почве и зерне;
I —концентрация обменного кальция в почве, г/кг;
ε —содержание гумуса в почве, %;
γ — pH почвы;
Z — содержание иловатой фракции в почве, %;
β 1, 2, 3, 4 — коэффициенты регрессии.
Таблица 58
Корреляционная связь между коэффициентом пропорциональности для 90Sr в зерне и почве и основными свойствами почвы
Полученные при обработке данные (табл. 58) позволяют определить корреляционную связь между концентрацией обменного кальция и остальными исследуемыми свойствами почв.
Зависимость коэффициента пропорциональности между содержанием 90Sr в зерне пшеницы и почве для исследуемых типов почв описывается уравнением вида
Как видно, величина перехода 90Sr из почвы в зерно пшеницы зависит главным образом от содержания обменного кальция в почве, так как влияние других исследуемых физико-химических свойств почв в 10 и более раз меньше, чем влияние кальция.
Таким образом, на основании полученных данных можно сделать вывод, что из всех рассматриваемых свойств почв (содержание обменного кальция, pH раствора, содержание гумуса и механический состав) доминирующим, определяющим размеры поступления 90Sr в растения, является содержание обменного кальция в почве. В связи с этим количественная оценка миграции 90Sr в биосфере обычно рассматривается в сравнении с миграцией кальция. Эта модель, несмотря на некоторые недостатки, все же дает удовлетворительное соотношение между расчетными и фактическими величинами накопления стронция в отдельных звеньях биологических цепочек.
Величину коэффициента дискриминации 90Sr по отношению к кальцию при переходе этих элементов из почвы в зерно пшеницы можно найти, используя полученные коэффициенты пропорциональности для указанных элементов:
Средние значения коэффициентов дискриминации 90Sr по отношению к кальцию в системе зерно — почва приведено в табл. 59.
Таблица 59
Средние значения коэффициентов дискриминации 90Sr по отношению к кальцию в системе зерно — почва
Как видно из табл. 59, коэффициенты дискриминации 90Sr по отношению к кальцию для четырех типов почв близки между собой. Для исследуемых типов почв величина коэффициента дискриминации 90Sr по отношению к кальцию при переходе этих элементов из почвы в зерно пшеницы изменяется в 1,5—2 раза. Это свидетельствует о том, что, несмотря на большие различия в свойствах изучаемых нами типов почв, величина коэффициента дискриминации 90Sr по отношению к кальцию в звене почва — зерно мало зависит от разнообразия почвенных условии.
Поскольку установлено, что поступление 90Sr из почвы в зерно пшеницы главным образом зависит от содержания обменного кальция в почве, была исследована зависимость величины коэффициента дискриминации 90Sr по отношению к кальцию в системе почва—зерно от содержания обменного кальция в различных почвах (рис. 18).
Как видно на рис. 18, величина коэффициента дискриминации 90Sr/Ca в системе почва—зерно зависит от содержания обменного кальция в почве. Однако изменение концентраций кальция в 10 раз вызывает уменьшение коэффициента дискриминации лишь в 1,5— 2 раза, тогда как коэффициент пропорциональности между содержанием 90Sr в зерне и почве изменяется в 5—6 раз.
Таким образом, получен ряд коэффициентов, характеризующих накопление 90Sr в урожае сельскохозяйственных растений для различных типов почв, которые могут быть использованы в целях прогнозирования содержания 90Sr в некоторых продуктах растительного происхождения в зависимости от плотности радиоактивного загрязнения разных почв.
Однако, в связи с тем что величина коэффициента дискриминации 90Sr по отношению к кальцию при переходе этих элементов из различных типов почв в зерно пшеницы значительно меньше зависит от почвенных условий, чем величина коэффициента пропорциональности, для ориентировочных расчетов накопления 90Sr в продуктах растительного происхождения целесообразнее использовать усредненный коэффициент дискриминации 90Sr/Ca в звене зерно — почва, равный 0,7.
Концентрация обменного кальция в почве, г/кг
Рис. 18. Зависимость коэффициента дискриминации КД.
90Sr/Ca в системе зерно — почва от концентрации обменного кальция в почве
Полученные результаты позволяют заключить, что при учете содержания обменного кальция в почвах установленные закономерности могут быть широко использованы и для других почвенноклиматических зон нашей страны.
