Оптичні та гамма-спектрометричні дослідження механізму надходження калію та цезію-137 у рослини в польових умовах при нестачі води
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe63.3.238Ключові слова:
cesium, ion channel, potassium, root, soil humidity, soil solutionАнотація
Канали надходження 137Cs та калiю з ґрунту в рослини при нестачi води дослiджено в польових умовах. Рiзноманiтнi рослини швидкого визрiвання одночасно вирощувалися i збиралися кiлька разiв протягом двох сезонiв 2012–2013 рр. на одних i тих самих експериментальних дiлянках i з рiзними типами ґрунтiв при одних i тих самих природних умовах у 10-кiлометровiй Чорнобильськiй Зонi Вiдчуження. Пiсля кожного вiдбору вимiрювався вмiст 137Cs та K в рослинах та екстрагованих ґрунтових розчинах. Калiй та цезiй надходили до коренiв рослин, як правило, через низькоселективнi канали, коли концентрацiя розчиненого калiю (CK) у ґрунтi перевищувала 2 мкг/см3. В цьому випадку селективнiсть надходження в рослину для 137Cs вiдносно калiю r була близька до 1. Однак коли CK була в iнтервалi вiд 0,5 до 2 мкг/см3, калiй, як виявилося, також надходив до коренiв рослин через високоселективнi калiєвi канали, тодi як цезiй надходив до коренiв лише через низькоселективнi канали. В цьому випадку величина r була набагато меншою вiд 1. Коли ж CK була нижчою за 0,5 мкг/см3, цезiй та калiй надходили до коренiв через конкуруючi канали з бiльшою селективнiстю для цезiю, нiж для калiю. Значення r у цьому випадку могло перевищувати 1.
Посилання
<li>P.J. White, M.R. Broadley. Mechanisms of caesium uptake by plants. New Phytol. 147, 241 (2000).
<a href="https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2000.00704.x">https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2000.00704.x</a>
</li>
<li>Y.-G. Zhu, E. Smolders. Plant uptake of radiocaesium: A review of mechanisms, regulation and application. J. Exp. Bot. 51, 1635 (2000).
<a href="https://doi.org/10.1093/jexbot/51.351.1635">https://doi.org/10.1093/jexbot/51.351.1635</a>
</li>
<li>P.J. White, L. Wiesel, M.R. Broadley. Cation channels and the uptake of radiocaesium by plants. In: Ion Channels and Plant Stress Responses, edited by V. Demidchik, F. Maathuis (Springer, 2010).
<a href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-10494-7_3">https://doi.org/10.1007/978-3-642-10494-7_3</a>
</li>
<li>M.R. Broadley, A.J. Escobar-Guti’errez, H.C. Bowen, N.J. Willey, P.J. White. Influx and accumulation of Cs+ by the akt1 mutant of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. lacking a dominant K+ transport system. J. Exp. Bot. 52, 839 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1093/jexbot/52.357.839">https://doi.org/10.1093/jexbot/52.357.839</a>
</li>
<li>C.R. Hampton, M.R. Broadley, P.J. White. Short review: The mechanisms of radiocaesium uptake by Arabidopsis roots. Nukleonika 50, S3 (2005).
</li>
<li>Z. Qi, C.R. Hampton, R. Shin, B.J. Barkla, P.J. White, D.P. Schachtman. The high affinity K+ transporter AtHAK5 plays a physiological role in planta at very low K+ concentrations and provides a caesium uptake pathway in Arabidopsis. J. Exp. Bot. 59, 595 (2008).
<a href="https://doi.org/10.1093/jxb/erm330">https://doi.org/10.1093/jxb/erm330</a>
</li>
<li>J.J. Ayub, R.L. Valverde, M.J. Garc’?a-Sanchez, J.A. Fernandez, R.H. Velasco. Kinetics of Caesium and Potassium Absorption by Roots of Three Grass Pastures and Competitive Effects of Potassium on Caesium Uptake in Cynodon sp.World History of Radon Research and Measurement from the Early 1900's to Today, edited by A.S. Paschoa (American Institute of Physics, 2008), p. 269.
</li>
<li>V. Demidchik, R.J. Davenport M. Tester. Nonselective cation channels in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 53, 67 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.53.091901.161540">https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.53.091901.161540</a>
</li>
<li>P.J. White, A.J. Karley. Potassium. In Cell Biology of Metals and Nutrients, edited by R. Hell, R.-R. Mendel (Springer, 2010), p. 199.
<a href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-10613-2_9">https://doi.org/10.1007/978-3-642-10613-2_9</a>
</li>
<li> P.J. White. Improving potassium acquisition and utilisation by crop plants. J. Plant Nutr. Soil Sci. 176, 305 (2013).
<a href="https://doi.org/10.1002/jpln.201200121">https://doi.org/10.1002/jpln.201200121</a>
</li>
<li> F.J.M. Maathuis, D. Sanders. Mechanisms of potassium absorption by higher plant roots. Physiol. Plant. 96, 158 (1996).
<a href="https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1996.tb00197.x">https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1996.tb00197.x</a>
</li>
<li> F.J.M. Maathuis, A.M. Ichida, D. Sanders, J.I. Shroeder. Roles of High Plant K+ Channels. Plant Physiol. 114, 1141 (1997).
<a href="https://doi.org/10.1104/pp.114.4.1141">https://doi.org/10.1104/pp.114.4.1141</a>
</li>
<li> C.R. Hampton, M.R. Droadlug, P.J. White. Short review: The mechanisms of radiocaesium uptake by Arabidopsis roots. Nukleonika 50, S3 (2005).
</li>
<li> S. Fujimura, J. Ishikawa, Y. Sakuma, T. Saito, M. Sato, K. Yoshioka. Theoretical model of the effect of potassium on the uptake of radiocesium by rice. J. Environ. Radioact. 138, 122 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.08.017">https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.08.017</a>
</li>
<li> V.V. Prorok, C.F.V. Mason, L.A. Bulavin, L.V. Poperenko. The factors determining channels of Cs-137 and K transfer from soil to plant under natural conditions. In: International Conference Twenty-five Years after Chernobyl Accident. Safety for the Future. April 20-22, 2011, Kyiv, Ukraine. Reports proc. Conclusions and recommendations (Kyiv, 2011).
</li>
<li> V.V. Prorok, L.A. Bulavin, L.V. Poperenko. Investigation of channels of Cs-137 and K transfer from soil to plant under natural conditions with optical and gamma spectrometry. Ukr. J. Phys. 57, 230 (2012).
</li>
<li> V.V. Prorok, A.P. Ganushevich, T.I. Makarenko, V.V. Ostashko, L.V. Poperenko, L.Yu. Melnichenko. Strontium and calcium relations in plant and soil solution on Chornobyl affected areas. Ukr. J. Phys. 59, 233 (2014).
<a href="https://doi.org/10.15407/ujpe59.03.0233">https://doi.org/10.15407/ujpe59.03.0233</a>
</li>
<li> V.V. Prorok, P.J. White, O.I. Dacenko, L.A. Bulavin, S.E. Zelensky, L.Yu. Melnychenko, S.G. Rozouvan, L.V. Poperenko. Dependence of the concentrations of cesium-137 and potassium in extracted soil solutions on soil humidity before centrifugation. Nuclear Phys. Atom. Energy 18, 87 (2017).
</li>
<li> V.V. Prorok, O.I. Dacenko, L.A. Bulavin, L.V. Poperenko, P.J. White. Mechanistic interpretation of the varying selectivity of Cesium-137 and potassium uptake by radish (Raphanus sativus L.) under field conditions near Chernobyl. J. Environ. Radioact. 152, 85 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.11.005">https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.11.005</a>
</li></ol>
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
