Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оптимизация химических свойств лугово-черноземной почвы для борьбы с функциональными заболеваниями риса

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация химических свойств лугово-черноземной почвы для борьбы с функциональными заболеваниями риса"

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи ДАНАБАЙ АТТИКАИНГ

УДК 631.41

ОПТИМИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ ДЛЯ БОРЬБЫ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ РИСА

Специальность 03.00.27 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1991

Работа выполнена на кафедре почвоведения Московской сельскохозяйственной академии им. К- А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Савич В. И.

Официальные оппоненты; доктор сельскохозяйственных наук Душманов Д. Н., кандидат биологических наук Николаева С. А.:

Ведущее предприятие -— Университет дружбы народов имени П. Лумумбы.

Защита состоится « . в » час.

на заседании специализированного совета К-120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «Д^» . . 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета —

М. В. Вильяме

ОБЩАЯ ХАРА1ШЙМСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Рост населения вызывает необходимость производства все большего количества сельскохозяйственной продукции. Как правило, это достигается широким применением удобрений и мелиорантов, средств защиты растений, интенсификацией производства. Однако, применение укапанных средств, к сожалению, приводит чзсто к падению плодородия почв, загрязнению грунтовых вод и сельскохозяйственной продукции, к нарушения экологического равновесия arpo- и биогеоцинозов. Оптимизация экологической обстановки при одновременном получении шсоких урожаев сельскохозяйственных культур хорошего качества возможна в случае углубленного изучения свойств почв, наиболее эффективного использования их плодородия, создания свойств почв, наиболее полно отвечала;« экологии выращиваемых сельскохозяйственных культур.

Цель и задачи исследований. Целью работы является выяснение влияния свойств почв на состояние растений риса и развитие на нем функциональных заболеваний; разработка приемов оптимизации свойств исследуемой лугово-черноземной почвы и системы почва-рис.

В работе доказывается, что развитие функциональных заболеваний риса в значительной степени обусловлено свойствами почв и их оптимизация является основой для повыгозния устойчивости растений к заболеваниям. Поиск факторов, лимитирующих урожай и обусловливающих развитие заболеваний, может быть проведен только при комплексном изучении почвы, корней, стеблей и листьев, хорошо развитых и угнетенных, больных растений при использовании методов анализа "живых" объектов.

В задачи исследования входило: I) оценка состояния соединений' катионов, кислотно-основного и окислительно-восстановительного равновесия почв, микробиологической активности в живых система?:

почва-растение на хорошо развитых и угнетенных посевах риса с . использованием ионоселективных электродов, химической автографии на основе электролиза и ионитовых мембран, традиционных методов анализа; 2)' выяснение свлзи заболевания риса с агрохимическими и физико-химическими свойствами почв при исследовании системы почва-растение на опытных участках ШИИ риса; 3) разработка метода и оценка потребности растений в элементах питания, в том числе при их заболевании на основе принципа обратной связи и экспрессных методов анализа. Поиск путей оптимизации обстановки для конкретных почвенно-климатических условий.

Научная новизна работы. I. Для разработки мероприятий по оптимизации системы почва-рис предложен метод комплексной диагностики почвы, корней, стеблей, листьев по содержанию, соотношению и градиенту концентрации положительно и отрицательно заряженных соединений ионов в сочетании с методом физико-химического и математического моделирования протекающих в почве процессов. Впервые применен метод химической автографии на основе электролиза, (в том числе при постоянном напряжении и при постоянной силе тока) для оценки причин заболевания-риса, показана перспективность использования этого метода. 3. Предложен метод оценки окислительно-восстановительной емкости почв с использованием ионитовых мембран,' насыщенных окислителями и восстановителями, 4. Предложен метод определения сорбционных свойств корневых систем с использованием ионитовых мембран, позволявший получить необходимые данные для корректировки моделей плодородия почв, системы удобрений в зависимости от сорбционных свойств корневых систем отдельных видов и сор-, тов растений. 5. Разработан метод определения потребности растений в элементах питания на основе принципа обратной связи - электрофо-ретическое введение элемента в лист - изменение электропроводное

-г- •1

сти листа, содержания и соотношения положительно и отрицательно-заряженных соединений ионов в органах растений.

Практическая значимость работы. I. Полученные экспериментальные материалы о состоянии соединений Са, М^ , К, А/а, Ре, М«.,

в системе лугово-черноземдал почва-рис. для больных и здоровых растений рекомендуется использовать в курсе "Почвоведение". '¿. Разработанные методики рекомендуются к апробации в системе почвенной и агрохимической слухйы. 3. Рекомендации по оптимизации состояния системы лугово-черноземная почва-рис рекомендуются к испытаниям в хозяйствах изучаемого региона.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на научных конференциях ТСХА; сдано в печать 2 работы.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на страницах машинописного текста, включает 63 таблицы, графиков и рисунков. Список литературы состоит иэЩо названий.

ОБьЕНТЫ И ¡.етода .ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования выбраны лугозо-черноземные средне- и тячелосуглинистые почеы совхоза Красноармейский Краснодарского края на опытах ВНИИ риса. Анализировались почвы под целиной под рисом + зеленое удобрение + /УРК; под рисом + зеленое удобрение, а также почвы с различных отделений и чеков производственных посевов (П. =100). Для выяснения причин заболевания риса анализировались почвы разных чеков, корни, стебли, листья с посевов риса хорошего и угнетенного состояния, больных растений в 20-кратной повторности.

Методика исследования состояла в проведении полевых изыскании, лабораторных анализов, постановке модельных опытов. Особенностью исследований является одновременный комплексный анализ "жиеых" почв, прикорневой зоны, корней, стеблей и листьев риса на

посевах хорошего и угнетенного состояния, здоровых и больных растений (»¡вторность 20-кратная) с использованием общепринятых и оригйкадьмьгс разработанных методик.

В полевых условиях проведена идентификация почв, отбор образцов, определение активности ионов в почвенном растворе. Впервые для определения подвижных соединений ионов в системе почва-растение одновременно использовался метод химической автографии •на основе электролиза при постоянном напряжении и при постоянной силе тока (Савич В.И.). Предложен и использован для характеристики окислительно-восстановительных свойств почв метод химической автографии на основе ионитовых мембран МК-40 и МА-40, насыщенных окислителями и восстановителями. Для оценки обеспеченности растений элементами питания предложены и апробированы два метода на ■основе оВцзатной связи: а) электрофоретическое введение элемента .в дмся1 изменение содержания и соотношения положительно и отрицательно заряженных соединений в листе; б) электрофоретическое .введение элемента в тает изменение электропроводности листа,

В лабораторных условиях проведено определение агрохимических и физико-химических свойств почв общепринятыми методами, анализ химических автограмм на основе электролиза и ионитовых мембран.

В модельных опытах проведено определение нитрифицирующей и ' иселезоредуцирующей способности почв с использованием физико-хими-' ческой индикации (Савич В.И.): предложена и апробирована методика оценки поглотительной способности корневых систем растений с целью уточнения моделей плодородия почв под растения с разной поглотительной способностью. Принятый уровень вероятности Р.=0,&5.: Для выяснения взаимосвязей рН, и содержания катионов, в почт венном растворе образцов; взаимодвязей рЬ, ЕК. и содержания подвижных катионов, переходящих из почв в ионитовые мембраны, хими-

-н-

ческие автограммы, получение на основе электролиза - на ЭВМ вычислены коэффициенты корреляции, уравнения регрессии (ч. -20-100).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. ОЦЭ.КА СОСТОЯНИЯ СОЕДИНЕНИЯ ИОНОВ В ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЁмНОЙ ПОЧВЕ

Физико-химические и агрохимические свойства почв пора, здоровыми и больными растениями риса

Исследуемые почвы (слабокислые мгэлогуму сиро ванные) имеют в верхней части профиля меньшую гидролитическую кислотность, но в то «е время и меньшую сумму поглощенных оснований в связи с клеванием Са и Мд . Содержание подвижных фосфатов и калия в верхнем горизонте выше, чем в нижних. Почва под растениями риса хорошего и угнетенного состояния не отличаются существенно друг от друга по данным традиционных агрохимических методов анализа (табл. I).

Таблица I

Агрохимические и физико-химические свойства почв (|\=21)

Р%С1 ^г 1 Са 1 ^ _1 Р2°5 ( ¥>

мр якв/100 г мг/кг

Под здоровыми растениями

5,6±0,0 2,6±0,1 14,5*1,0 3,2*0,2 244,1*21,3 359,5*9,1

Под угнетенными растениями

5,7*0,0 2,2*0,1 15,1±0,9 3,3*0,2 2^0,7*17,8 326,4*15,0

Содержание водорастворимых соединений катионов в исследуемых почвах судя по анализу 100 образцов с различных чеков составляет для Са - 30-40 мг/л; М^ - 30-40 мг/л; Мп. - 0,1-0,3 иг/л; Си -0,01-0,X мг/л; '¿е - 0,01-0,2 мг/л. Полученные значения концентрации данных катионов в раствора близки к эффективной растворимости

их осадков (фосфатов, карбонатов, гидроокисей) при наблюдаемых значениях рН.

Кислотно-основное и окислительно-восстановительное равновесие почв

Кислотно-основное и окислительно-восстановительное равновесие почв в значительной степени определяет плодородие почв, рост и развитие риса, устойчивость растений к заболеваниям, подвижность в почве катионов и в первую очередь поливалентных. Для изучения кислотно-основного и окислительно-восстановительного равновесия в полевых условиях были определены рН и почв по микрозонам, сняты химические автограммы на основе ионитовых мембран, насыщенных смесью Се^+ и Се^1". В лабораторных условиях ионитовые мембраны проанализированы и определено распределение по почвенному критерий Ее, Мо., Са, емкости кислотно-основных и окислительно-восстановительных групп. По полученным материалам, затопляемые под рис лугово-черноземные почвы при длительном применении минеральных удобрений име'от в верхнем горизонте более кислую реакций среды. Применение сидератов и сидератов + приводит к подкис-яению почв. Количество восстановленных веществ, оцениваемое с использованием ионитовых мембран, возрастает при применении сидератов, при компостировании почв в условиях избыточного увлажнения и составляет порядок величин 30-ДО мг экв/ЮО г почвы.,.

Фракционный состав соединений Са, М^ , Ре, Ыч. в почвах на основе конкурирующего комплексообразования

Плодородие исследуемых почв в значительной степени определяется содержанием и соотношением подвижных форм соединений Са, Ре, Мп. . В работе определен фракционный состав соединений этих ионов на основе конкурируоцего комплексообразования. Насть полученных данных приведена в табл. '¿. ■ - -

Таблица 2

Фракционный состав соединений Са, Нц , Ре, Мг^ в почва*

Ион % соединений вытесняемых ' 1 - мг/ХОО]

/VаС1 /УаСМДТА Д/аС1+ЭДТА+

Целина

Са 76,5 23,5 0 614

иэ Ь0,2 19,Ь 0 ПВ

Ре 0,3 34,0 65,7 400

Ми. 1,1 95,4 3,5 102

Пашня +■ сидераты + А/?'А

Са 66,4 0 13,6 375

лъ 100 0 0 НО

Ре 0,3 93,6 6,1 611

Ми 2,3 Ь2,3 8,4 52

Проведенные исследования позволили установить, что в иссле-демых почвах Са, Мд сзяэаны более рыхло, чем Ре. Это приводит при сельскохозяйственном использовании к обеднению почв Са, к под-кислению почв, к уменьшению содержания гумуса (с 3,5% на целине до 1,9/5 в варианте без удобрений и до 2,5% в варианте к

обогащению почв подвижными формами железа. В конечном итоге это приводит к недостатку Са для растений, к ухудшению структуры почв.

Химическая автография почвенного профиля лугово^черноземных

псчв

Изучение химической автографии почвенного профиля позволяет проследить распределение подвижных соединений ионов в "яивой" почве в пространстве. При этом степень варьирования содержания конов по горизонтам свидетельствует о. неоднородности почв в мик-

розонах и в определенной степени пропорциональна нестационарно-стк состояния. Изменение содержания подвижных соединении ионов с глубиной характеризует градиент концентрационного потенциала, что является характеристической величиной для определенного процесса почвообразования, уровня окультуренности почв. - •

Резкое увеличение или уменьшение содержания подвижных соединений ионов в отдельных слоях свидетельствует о наличии специфических экологических ниш в исследуемом почвенном профиле. При этом изменение подвижности катионов в этих нишах сопровождается и изменением рН, ЕЛ , гумусированности, микробиологической активности. В работе оценено содержание подвижных соединений Са, Ыд , Pe, Mrt, К в профиле исследуемых почв с использованием методов химической автографии на основе электролиза и ионитовых мембран. Ниже представлена часть полученных данных.

Судя по полученным дандам в исследуемых почвах имеются и положительно и отрицательно заряженные соединения катионов. При рас. паше- и затоплении и особенно при применении сидератов почва подкисляется, уменьшается доля подвижных соединений Сэ и увеличивает* ся доля подвижного железа. При этом в нижней части профиля наблюдалось более высокое отношение подвижных Са:Ре, Са:К, Ре:М/\. . В вариантах сидераты и сидераты +, /УРК по сравнению с вариантом без• удобрений и целиной прослеживалось увеличение соотношения I'PeL't+ : Т CalJ1 + и X PeLn~ : vLCaLn~ . В осенний период по . сравнению с весенним отмечалось увеличение, доли комплексных отрицательно заряженных соединений Ре, увеличение соотношения РеГ" : Cal'"''.

Содержание подвижных соединений Са, Ре в почвах по данным химической автографии на основе электролиза (миг/см"2)

рН Е\ , мВ по ХСЭ 10 .-^а — ■■ ----1— ___30_™а ____ ~ ~ Са 1 ~ Ре ~

Целина

?,41±0,С5 ЗС4±1,7Р 1,ЬЬ±1,0 0,4910,02 7,2310,59 0,6210,05

10,211,1 0,6^0,1 5,1810,32 0,3610,03

Пашня + сидераты + Д/РК

5,&3±0,0У 454±5,4 4,010,17 0,76±0,66 3,г10,19 0,8?10,03

3,6410,21 0,^510,06 3,1;б1о,29 1,1710,10

3 числителе - положительно заряженные; в знаменателе - отрицательно заряженные соединения.

Взаимосвязь агрохимических и физико-химических свойств почв

Для разработки методов оптимизации свойств почв необходимо знать взаимосвязи ме?*ду агрохимическими и физико-химическими свойствами почв. Для выяснения этого вопроса в работе проведена математическая обработка данных анализа почвенного раствора 100 образцов, данных химических автограмм на основе электролиза и ионито-вых мембран.

Часть полученных данных приведена в табл. 4.

Таблица 4

Связь агрохимических и физико-химических свойств почв ()1=100)

рН 1 Са |(мг/л) Ре { Мгъ мг/л 1- Си___.

ь 1 30 > 30 0,17 0,10 0,17 0,32 0,04 0,05

7 ь 30 ? 30 0,06 0,03 0,10 олз 0.01 0,05

О -

Полученные данные подтверждают теоретические зависимости уменьшения подвижности Ре, Мгьс увеличением рН выше 7,0. Для подвижных соединений, вытесняемых методом химической автографии на основе ионитовых мембран отмечается уменьшение подвижности Ре с увеличением содержания калия отрицательная корреляция между содержанием К и Са, Мс| . Для подвижных соединений, вытесняемых методом химической автографии на основе электролиза отмечается уменьшение подвижности Ре с ростом среды. Вычисленные уравнения регрессии подтвердили указанные зависимости. Так как математическая обработка проводилась для данных химической автографии, то уравнения регрессии получены для "живых" почв. Полученные данные подтвердили сложность существующих в природе взаимосвязей, когда в каждой микрозоне может существовать своя зависимость подвижности одного катиона от других. В разных лимитах изучаемых показателей зависимости также оказались неоднозначными. Это свидетельствует и об относительности оптимумов подвижности катионов, о правомочности рассмотрения теоретических зависимостей в узких лимитах (диапазонах) всех других свойств почв.

• 11. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СОВДШЕНИй ИОНОВ В СИСТЕМ!

ПОЧБА-РИС .. .

. Для оценки состояния соединений ионов в системе почва-рис в работе определено содержание подвижных соединений ионов; иэвлег каемых из твердой фазы методом автографии на основе электролиза • и ионитовых мембран в почве, прикорневой зоне, корнях, стеблях и листьях больных и здоровых растений риса. Как видно из данных табл. 5, у больных растений по сравнению со здоровыми уже отношение (Са+М^ ) : (Ре+М'п.); К:Са. В больных растениях оказалась выше доля положительно заряженных соединений Са, Ре, Си и ниже доля положительно заряженных соединений К.

-/О" ,

Соотношение элементов в почве и в отдельных органах риса (х * )

Соотношение

Почва

Корни

Стебли

__ Листья_____

нижние | верхние

Са + М^ Ре + Мп.

К_

Са

Са + М^ Ре + Мп.

Са -

Здоровые растения

3,1*0,3 1,0*0,1 1,3*0,1 0,4*0,1 2,5*0,1

1,4*0,3 0,04*0,01 11,7*1,5 1,2*0,6 3,0*0,7 Больные растения

0,5*0,1 1,0*0,1 0,5*0,1 0,2*0,1 I,5*0,1

0,1*0,01 0,01 0,24*0,1 0,03

0,45*0,1

Таблица 6

Соотношение положительно и отрицательно заряженных соединений катионов' в органах растений риса

Состояние растений '] Орган 1 к \ Са ' 1 Ре ! С

Корни 7,9 1,7 0,2 0,9

Здоровые Стебли 16,2 1,2 0,04 0,3

Листья 8,5 1,5 0,1 0,4

Корни 3,1 2,1 0,1 0,4

Больные Стебли 6,7 1,7 ■ 0,4 1,2

Листья 0,3 . 1,2 0,3 0,7.

Больные растения отличаются от здоровых в основном большим градиентом концентрационного потенциала между корнем и стеблем по К, Са, Ре, Си (табл. 7), что свидетельствует о том, что эти ' катионы в больных растениях задерживаются в корнях и плохо посту-7ают в стебли и листья.

Градиент концентрационного потенциала между органами растений

Соотношение ! Заряд растений | К | Са ! ! Ре Сч

Здоровые растения

Корни «ИГ 0,17 0,5 0,5 0 ,Ь

стебли 0,30 1,4 0,1 0,3

Больные растения

Корни М1" 0,40 1,4 1,4 1,1

стебли М!.+ 0,В0 1,2 1,Ь 1,4

Под больными растениями часто наблюдалась большая активность. /УО^. Так например, по чекам I, 2, 3, 4, 5 активность И/О^ мг/кг составляла под здоровыми растениями соответственно 0,7Ъ*С,06; 0,67*0,09; 0,8410,05; 1,16*0,06; 0,<>'9*0,Об, а под больными -1,22*0,ОБ; 1,13*0,06; 1,42*0,05; 1,66*0,04; 1,70*0,03. Увеличение дозы азотных удобрений в.опытах увеличивало и степень заболевания растений пирикуляриозом (табл. ь).

Таблица Ь

Влияние дозы азота на развитие пирикуляриоза риса (сорт Краснодарский 424)

Д/ , кг д.в. на I га Развитие,_% Лист | Метелка

90 5,2 22,5

150 14,0 24,0

210 16,2 34,2

Аналогичная ситуация отмечена и для других сортов риса.

~ /д-

Iii. ОЦЕНКА ОСОБЕННОСТЕЙ СОРБДИОННЫХ СВОЙСТВ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ РИСА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЯ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ УСЛОВИЯМ ПИТАНИЯ

Одним из важных факторов, определяющих величину оптимальных параметров свойств почв является экологическая особенность сельскохозяйственных культур и отдельных сортов. В связи с разной поглотительной способностью отдельные культуры и сорта неодинаково страдают от недостатка элементов питания, что определяет и их податливость к заболеваниям. В работе изучена поглотительная способность корневых систем риса сорта Лиман и сорта Спальчик, сорняков - просянки и клубнекамыша. Для оценки сорбционной способности корневых систем предложена методика, заключающаяся в определении концентрации катионов в равновесном растворе сорбата (мембран МК-40 и МА-40, насыщенных смесью Кнопа) после взаимодействия с корнями растений. Часть полученных данных приведена в табл. 9.

Таблица 9

Поглотительная способность корневых систем растений (мг/л)

Осталось в равновесном растворе сорбата ' D 1 Рис Лиман J Спальчик Просянка ¡^лубнена-мыш

Са МК-40 МА-40 8,0 7,7 12,4 0,2 12,6 6,2 15,4 10,1

Са: Ре Ш{"40 МА-40 7,3 36,6 62,0 41,0 63,0 62,0 220,0 126,2

По полученным данным корневые системы разных сортов риса и сорняков отличаются неодинаковой сорбционной способностью к катионам, что определяет и их требования к плодородию почв. По отно- . шению к Са у корневых систем существует следующий ряд сродства: 'рис сорта Лиман > рис сорта Спальчик > просянка клубнекамыш.

-/з-

Растения риса по сравнению с сорняками более селективны к Са по сравнению с М^ и Са по сравнению с Се. Дальнейшее определение подвижных положительно и отрицательно заряженных соединений Са, Ре в листьях, корнях и стеблях растений показало, что растения более селективные к Са больше содержат его и в своих органах. Таким образом, растения риса по сравнению с сорняками более чувствительны к недостатку Са (особенно рис сорта Лиман) и хуже переносят избыток Ре по сравнению с Мп, , то есть условия анаэробиози-са. Это в значительной степени определяет и влияние свойств почв на развитие заболеваний в растениях.

Анализ почвы и прикорневой зоны растений подтвердил преимущественное поглощение рисом Са по сравнению с Ре и в то же время указал на увеличение подвижности Ре под влиянием корневых выделений, обладающих кислой природой и комплексообразующей способностью.

Таблица 10

Анализ корневой и прикорневой зон растений риса (мкг/см^)

Зона ' И/а _Са. Са Ре 1 £51 17Г Ре Ш

Почва 9,1*2,1 1,9 71,0*10,4 47,3 195,6*21,3 2,7 2,7

Корневая зона в,7*2,6 2,1 56,Ь*П,9 47,7 267,6*24,1 2,6 4,7

Околокорневая зона

7,5*1,6 1,6 40,9*5,3 34,1 293,0*13,7 2,5 V,!

• 1У. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ДЛЯ ОЦЕНКИ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИЙ [ЭЛЕМЕНТАМИ ПИТАНИЯ

В работе доказывается, что для оценки обеспеченности растений элементами питания более правильно анализировать систему поч-

ва-корень-стебель-лист в живом состоянии для посевов хорошего и угнетенного состояния. Предлагается методика оценки обеспеченности растений элементами питания с использованием системы с обратной связью - электрофоретическое введение элемента в лист - изменение электрохимических характеристик листа, содержания и соотношения положительного и отрицательного заряженных соединений ионов. В процессе исследований электрофоретическое введение элементов б лист осуществлялось из мембран МК--40 и МА-40 при напряжении У вольт и Ь =10 минут. В качестве рабочей гипотезы принято допущение о том, что если наблюдался недостаток вводимого в лист катиона, то при его введении увеличивается доля его отрицательно заряженных связанных в процессе метаболизма и других поливалентных катионов. При избытке вводимого катиона в листе увеличивается доля положительно заряженных его соединений. Исследуемые в июне растения риса испытывали недостаток Са, Си , Ре и избыток 01, Л/О^,

К, Н2РО4.

При недостатке катиона его электрофоретическое введение в лист будет сопровождаться увеличением доли отрицательно заряженных, связанных в процессе метаболизма катионов и при этом не будет наблюдаться увеличение электропроводности листа и проходящего через него тока. По полученным данным при введении катионов в листья наблюдались следующие ряды увеличения силы тока: для проростков К>Си > Са; для здоровых растений ' Ре, СиУХпУ М^У Мд; для больных растений -Ц оУСц , М^ . В связи с этим для исследуемых объектов отмечались следующие ряды недостатка элементов: в проростках -Са> С«-"/К, в здоровых растениях Ып.>2пУ Си, Ре; в больных растениях Мд , Си 7 2а ;Л-"

-/■Г"

У. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ПОЧВА-РИС

Ка основании полученных экспериментальных данных предлагаются пути оптимизации системы почва-рис: оптимизация свойств почв; оптимизация питательного режима, подбор сортов. I. Для устранения относительного недостатка Са в верхних горизонтах рекомендуются внесение Са-мелиорантов, внекорневая подкормка Са, ограничение применения физиологически кислых удобрений, использование менее требовательных к Са^сортов, например сорт Спальчик по сравнению с сортом Лиман. 2. Для устранения относительного избытка азота, обусловливающего полегание растений и меньшую их устойчивость к болезням рекомендуется регулирование соотношения Д/:Р:К в удобрениях в соответствии с их выносом культурой, в результате миграции, поступления в связи с разложением растительных остатков; использование сортов менее чувствительных к избытку азота; подкормка растений микроэлементами. 3. Для устранения неблагоприятного отношения Са:К, Са:Ре, (Ca+Mg): (Pe+Mru) рекомендуется соответствующее изменение системы удобрений, известкование для осаждения Ре, M в виде гидроокисей, применение органических и зеленых удобрений для. связывания Ce, М^ , AI в виде комплексов. 4. Для улучшения структура почв рекомендуется соблюдение севооборота, внесение Са-мелиорантов, расчет взаимодействия удобрений и мелиорантов с почвой с цель» ограничения доли К и /VHj в БПК не более 5. Для устранения загрязнения грунтовых вод /1/0^ и К рекомендуется ограничение их применения с учетом сорбциончых свойств почв.

• Проведение исследования позволят рекомендовать новые методы оптимизации системы почва-растение: I) оптимизация питания растений с использованием принципа обратной связи - электрофоретичес-кое введение элемента в лист - изменение его электропроводности,

содержания и соотношения положительно и отрицательно заряженных соединений ионов; 2) увеличение устойчивости растений к заболеваниям за счет оптимизации питательного режима; 3) использование для поиска факторов, лимитирующих урожай и обусловливающих развитие заболеваний - анализа живой системы почва-корни-стебли-лиот:я на госевах хорошего и угнетенного состояния.

У1. ШБОДЫ

1. Исследуемые затопляемые под рис лугово-черноземные почвы при длительном применении сидератов и минеральных удобрений имеют в верхнем горизонте по сравнению с нижними более кислуя реакцию среды, обеднены Са, обогащены подвижными формами Ре. В нижней части профиля наблюдается более высокое отношение подвижных положительно и отрицательно заряженных соединений Са:Се; Са:К:Ре:М п,. Три этом отношение РеЦ1" : Са1-П" увеличивается при применении сидератов и осенью по сравнению с летним и весенним сроками опреде-1ения.

2. Установлены корреляционные взаимосвязи между содержанием юдвижных форм элементов, рН и Е-К. в "живых" почвах. Отмечается меньшение содержания водорастворимого железа с ростом рН среды и одержавшем водорастворимого Са; Ре переходящего в ионитовые мемб-аны - с увеличением содержания К; уменьшение содержания положи-ельно'и отрицательно заряженных соединений Ре с ростом Е среды.

3. Показана неоднородность и многослойность почвенного продля по рН, Е-К, состоянию соединений химических элементов, окис-«•ельно-восстановительной буферной емкости, что определяет рас->ложение сорбционных и экологических ниш, обусловливает миграци-шые потоки элементов под влиянием разности концентрационных, [ектрических потенциалов между горизонтами, мезо-и микрозонами,

почвой и корнем.

4. Предложена методика определения поглотительной способности корневых систем с использованием ионитовых мембран. Корчевые системы разных сортов риса и сорняков отличаются неодинаковой -сорбционной способностью к катионам, что определяет и их требование к плодородию почв. По отношению к Са у корневых систем существует следующий ряд сродства: рис сорта Лиман у рис сорта Спальчик> у просянка > клубнекашш.

5. Изученные почвы отличаются по состоянию соединений ионов в почве и прикорневой зоне. В прикорневой зоне по сравнению с остальной массой почвы отмечается уменьшение Са и увеличение подвижного железа. В корневой зоне больных растений риса по сравнению с корневой зоной здоровых растений отмечается более узкое отношение Са:Ре; (Са+М«^): (Ре+Мп,). Почва под растениями больными перику-ляриозом избыточно обогащена азотом.

6. Предложен метод определения потребности растений в элементах питания с использованием принципа обратной связи - элект-рофоретичесчое введение элементов в лист изменение электропроводности листа, содержания и соотношения положительно и отрицательно заряженных соединений ионов. По полученным данным растения риса испытывали недостаток Са, Си , Ре, избыток С1, Л/О3, К, Н2РО4. Отмечены следующие ряды недостатка элементов: в проростках риса Са> Си>К: в здоровых растениях Мд , Мп'^пТ' Си, Ре; в больных растениях Ыд , Си 7 2. п.

7. Для уменьшения -заболеваний растений риса перикуляриозом рекомендуется увеличение обеспеченности их Са, уменьшение относительного избытка азота, увеличение обеспеченности подвижными формами Мо , Си , Хп. , Ма.