10.3. МЕТОД ІЗОТОПНИХ ІНДИКАТОРІВ У ДОСЛІДЖЕННЯХ В ГАЛУЗІ БІОЛОГІЇ ТА ЕКОЛОГІЇ

4. Особливості застосування радіоактивних ізотопів у вегетаційних та польових дослідженнях

Для вивчення надходження та транспорту окремих елементів в рослину використовують і звичайну техніку постановки вегетаційних дослідів. При цьому слід дотримуватись запобіжних заходів проти поширення радіоактивного забруднення, що в умовах вегетаційного досліду, а тим більш у полі, здійснити значно важче, ніж в лабораторії.

На рисунку для прикладу наведена схема двокомпонентної вегетаційної посудини, яка використовується для вивчення надходження елементів живлення в різні органи рослин арахісу.  Корені рослини розміщені у 15-літровій посудині,  а плодоносні органи, які ростуть також у ґрунті, в окремій  чашці. Кожна зона рослини мо­же отримувати елементи живлення окремо. За таких умов легко про­слідкувати долю будь-якого міченого елементу, що вводиться в рослину тим чи іншим шляхом, в тому числі і через надземні органи, його поглинання, транспорт і розподіл в коренях, листках, плодах. Саме у подібних дослідах з радіоактивними ізотопами була доведена більш висока ефективність підживлення рос­лин через листя у порівнянні з іншими видами підживлення такими елементами як фосфор, калій і сірка, які швидко поглинаю­ться листям і рухаються по флоемі до інших органів. Водночас бу­ло показано, що кальцій, магній, залізо, мідь легко поглинаються листками, але пересуваються з них повільно і на незначні відстані.

Особливості поглинання елементів живлення рослинам з добрив за допомогою методу ізотопних індикаторів можуть бути добре вивче­ні в польових умовах, тобто максимально наближених до природних умов вирощування рослин. В цьому випадку важливим завданням є вне­сення в грунт мічених добрив, виготовлених за будь-яким з вище­описаних способів. В дослідах з однорічними рослинами мічене доб­риво, як і звичайне, може вноситись перед посівом (посадкою) при ретельному перемішуванні його з ґрунтом. В експериментах з багато­річними рослинами або внесенні мічених добрив під вегетуючу одно­річну рослину, наприклад, в період формування продуктивних орга­нів, використовують два способи внесення - поверхневий та глибин­ний.

Прийоми внесення мічених добрив в польових умовах під росли­ни винограду, описані американським дослідником А.Ульріхом, прий­нято вважати типовими. За його методикою при поверхневому внесен­ні навколо виноградної лози влаштовують з ґрунту грядку або лунку зі стороною квадрату або діаметром 120 см. Спочатку для  зволоження в грядку  вливають 40 л води, а потім 20 л води з розчиненим міченим добривом. Після того, як розчин просочить грунт, додають ще 100 л води для більш рівномірного його розподілу в зоні кореневої системи.

При глибинному внесенні мічених добрив в кожному кутку квад­ратної грядки або лунки (якщо лунка кругла, то в місцях перетину з окружністю двох взаємно перпендикулярних її діаметрів) просвердлюють отвори діаметром 4 см і глибиною 40 см. Всю дозу добрива розчиняють у 600 мл води і розподіляють порівну по чотирьох отворах навкруг лози. Зараз же після цього під кожну лозу вносять по 150 л води.

Описані методики з урахуванням видової специфіки, фази розвитку чи віку придатні для внесення мічених добрив під вегетуючі од­норічні рослини, під плодові культури та інші.

Іноді для глибинного внесення мічених добрив під вегетуючі рослини використовують спеціальні зонди, що діють за принципом шприца. Такий зонд являє собою досить тонку, щоб не пошкодити коре­неву систему, загострену на кінці сталеву трубку звичайно діаметром близько 10 мм і довжиною, що забезпечує внесення добрива на не­обхідну глибину, оснащену поршнем або іншим механізмом впорскування розчину.

Дуже важливим при проведенні польових дослідів з радіоактив­ними ізотопами є дотримання мір радіаційної безпеки для запобіган­ня забруднення ділянки. Досліди в польових умовах украй бажано проводи­ти з коротко- та середньоживучими ізотопами, наприклад, застосовувати ⁸⁹Sr замість ⁹⁰Sr, ¹³⁴Сs замість ¹³⁷Сs.

На відміну від лабораторних досліджень з ізотопами, працюючи в умовах вегетаційного або польового експерименту з десятками, со­тнями або й тисячами рослин, вносячи мічені сполуки в різні фази їх розвитку, проводячи відбір проб і оцінку радіоактивності протя­гом всього вегетаційного періоду, можна дослідити особли­вості динаміка надходження, розподілу та нагромадження мічених сполук в окремих органах в ході онтогенезу і визначити вплив най­різноманітніших факторів на ці процеси.

Саме у вегетаційних та польових дослідженнях з міченими доб­ривами та іншими сполуками вдалося оцінити ефективність викорис­тання різних елементів живлення добрив в залежності від їх форми, способу внесення, типу ґрунту, видових особливостей рослин; вста­новити справжні швидкості рухливості різних елементів живлення, фізіологічно активних речовин та інших сполук в залежності від способу внесення; виявити особливості поглинання рослинами елемен­тів живлення з різних типів добрив та багато іншого.

Безумовно, в умовах вегетаційних та польових досліджень з радіоактивними ізотопами можна вирішувати і завдання, пов'язані з перетвореннями у процесі метаболізму різних речовин, які були опи­сані вище. Більше того, в цих умовах, як уже відзначалося, наближених до природних, одержувані результати бу­дуть більш близькі до реальних.