Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПОГЛОЩЕНИЕ СВОБОДНОГО КИСЛОРОДА СИСТЕМОЙ ПОЧВА—РАСТЕНИЕ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛЬНЫХ ОПЫТОВ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ПОГЛОЩЕНИЕ СВОБОДНОГО КИСЛОРОДА СИСТЕМОЙ ПОЧВА—РАСТЕНИЕ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛЬНЫХ ОПЫТОВ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

На правах рукописи

!

Наталья Вениаминовна ДОЗОРЦЕВА

і ит

ПОГЛОЩЕНИЕ СВОБОДНОГО КИСЛОРОДА СИСТЕМОЙ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛЬНЫХ ОПЫТОВ

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА -1982

5 7/л*&<г£-*лл**л~Гл

Работа выполнена на кафедре почвоведения Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор И. С. Кауричев.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Л. О. Карпачевский; кандидат сельскохозяйственных наук В. А. Рожков.

Ведущее предприятие — Ленинградский агрофизический институт.

Защита состоится «Ф£ >' ^у*1л 1982 г. в » часов на заседании Специализированного совета К. 120.35.01. при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская, 49, корп. 17. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просьба направлять в двух экземплярах.

Автореферат разослан

« $ »лСЬ<еЦ/>а~И$ 19 82 года.

Ученый секретарь Специализированного совета^/~/)£*\. Н.А.Гончарова

Актуальность проблемы. Решениями партии и правительства намечена широкая программа мероприятий по развитию сельскохозяйственного производства и научныхисследований. Предусматривается дальнейшее повышение плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных , культур (Материалы XXVI съезда КПСС, 1981).

Вопрос о повышении плодородия почв;неразрывно связан -с проблемой регулирования почвенных условий; которая предполагает выявление и отбор способов воздействия:на почву и растение. ' 8 .;•'.-

При изучении газового режима, почвы видны, две линии практического использования его показателей!.Во-первых, количество кислорода в почвенном воздухе .может выступать как фактор плодородия почвы. Во-вторых,.количество поглощенного кислорода или выделившегося'из почвы углекислого газа может свидетельствовать о поведении системы почва — растение под влиянием внешних воздействий. Такая инфбрма-ционная роль показателей газового режима приобретает особое значение для оценки и отбора благоприятных, воздействий, так как дает возможность быстрого получения ответной реакции системы'.

Для оценки регулирующих воздействий на почву или растение необходима модель, которая максимально приближалась бы к реальным условиям. Метод Варбурга в модифика: ции Н. Н. Игнатьева (1972) дает возможность определять интенсивность поглощения кислорода * почвой'с ненарушенным сложением вместе с корнями растений, выросшими в ней.

Цели и задачи исследований. Настоящие исследования проводились с целью установления достоверной связи между скоростью поглощения кислорода системой почва — растение' и некоторыми факторами плодородия почвы—Наличие такой связи дает возможность использовать интенсивность поглощения кислорода почвой с корнями растений для оценки регулирующих воздействий на растение и почву. В связи с этим были поставлены следующие задачи: -

Здесь и далее система почва — растение рассматривается как почва с корнями растения. л . •

1) установить практическую возможность измерения методом Варбурга в модификации Н. Н. Игнатьева (1972) изменений в дыхании системы, которые вызывают внесение в почву элементов питания,' применение стимулирующих препаратов, изменение уровней аэрации; -

2) использовать указанный метод для определения активности нового биостимулятора Симбнонт-2 ' по сравнению с известным аналогом Симбионт-12;

3) по скорости поглощения кислорода системой почва — растение определить приемлемую концентрацию микроэлементов. "•. •"

Научная новизна. Впервые изучено поглощение кислорода системой почва — растение (на примере тепличной почвы и огуречных проростков) в зависимости от некоторых факторов почвенного плодородия. По скорости поглощения 02 системой почва — растение установлены пределы положительного и отрицательного действия пористости аэрации, добавок азота, фосфора и калия в условиях опытов: Исследовано влияние биостимулятора Симбионт-2 по сравнению с препаратом Сим-бионт-1 на интенсивность поглощения р2 системной почва — растение.'Выявлена наиболее благоприятная концентрация препарата Симбионт-2 при предпосевной обработке семян огурцов. Впервые по скорости поглощения кислорода тепличной почвой с корнями проростков огурцов в рассадный период определены, в условиях опытов, интервалы положительного и отрицательного действия Си, В, Со, Мо, Мп, Бе, 7п при обработке семян. Обнаружено достоверное взаимодействие Си, В, Со н 7п с препаратами Симбионт-1 и Симбнонт-2.

Практическая ценность. Предложен способ определения оптимальной концентрации биостимуляторов и микроэлемент тов при предпосевной обработке семян огурцов по интенсивности поглощения кислорода системой почва — растение в рассадный период. По скорости поглощения кислорода почвой с корнями огурцов установлена высокая активность стимулятора Симбионт-2. Наибольшее погло'щение кислорода системой почва — растение и3мело место при концентрации препарата 0,0001 от исходной3. Применение препарата в указанной концентрации на огурцах в условиях деляночных опытов обе-

1 Биостимулятор Симбнонт-2 готовится из грнбоп-эндофитоп, выделенных из корней культурной формы облепихи (Игнатьев, Дозорцева, 1981). • •

3 Биостимулятор Симбнонг-1 изготовляется из грибов-эндофигов, выделенных из корней женьшеня (Гельцер, >1975; Гсльцер, Кузнецова, 1977).

3 Исходная концентрация стимулятора определяется количеством питательной среды, обеспечивающим рост чистой .культуры гриба-эндофи-та, при этом 300 мл пнгаюльной среды обеспечивают получение 100 мл биостимулятора. (Гельцер, 1973 б).

м4 • < г • *

• 1 х М 1

спечило прибавку урожая от 15 до 27%. По величине поглощения кислорода почвой с корнями уточнена концентрация меди в форме медного купороса при предпосевной обработке семян огурцов, которая составила 0,002%- В деляночных опытах применение медного купороса в концентрации 0,002% дало достоверную прибавку урожая, равную 8%. В условиях опытов; показано, что максимальное поглощение кислорода почвой, с: корнями огуречных проростков и наибольший урожай были получены при совместном применении стимулятора и микроэлемента в оптимальных дозах.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались на научных конференциях молодых ученых ТСХА (июнь, 11978 г. и июнь, 1981 г.) и научной конференции ТСХл (декабрь, 1980 г.). По материалам диссертации опубликовано 2 статьи.

Объем работы. Диссертация изложена на 151 стр. машинописного текста, включает 36 таблиц, 83 уравненияи 17 фотографий. Состоит из введения, 6 глав, раздела экономической эффективности и выводов. Список использованной литературы включает 256 наименований; в том числе 44 иностранных источника.

Объекты исследований. В качестве-объектов исследований использовались почвы, взятые из весенних пленочных теплиц Овощной опытной станции им. В. И. Эдельштейна; почва 1 — из теплицы, занятой зеленными культурами, почва 2 — томатами. Почвы — легкосуглинистые, потери при прокаливании составляли соответственно 12,00 и 18,90%, рНВ0Дн — 6,75 и 7,35. Содержанне подвижных форм питательных элемент-ов в водной вытяжке почвы 1 равнялось: (МНл-гНОз-) — 3,95 мг, Р205 — 6,18, К20 — 7,92 мг на 100 г сухой почвы, в почве 2 соответственно — 5,71; 12,15 и 6,13 мг. Данные о водно-физических свойствах тепличных почв, в условиях опытов, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Краткая характеристика водно-физических свойств тепличных почв

л § Общая пористость, % к объему почвы влаго-(ПВ), ой чвы Влажность

Почва о ^ ОКО „ п К СЗ^с о о 2 ¿н о « щ О К х о «л^ с сЗНо що и и Зжя .% к сухой массе почвы от ПВ

1 30 20 10 0,97 0,97 0,97 • 2.48 2.48 •. 2.48 60,89 00,89 60,89 62.77 62,77 62,77 '31,85 42,15 52,46 50,74 67,15 83,57

2 20 . 0,78 2,23 03,33 83,76 38,12 09,39

При постановке модельных опытов использовались 'следующие сорта огурцов-, гибрид ТСХА-77, гибрид ТСХА-211 и голландский сорт «Магаш», которые рекомендованы для возделывания в защищенном грунте.

Методика проведения исследований. Исследования были проведены в лабораторных и полевых условиях путем постановки факторных опытов, в которых изучали влияние двух или трех факторов на выход процесса (интенсивность поглощения Ог, число корневых окончаний, урожай), а воздействия остальных факторов были одинаковы и постоянны. В лабораторных опытах заданный уровень пористости аэрации создавали соответствующим увлажнением и поддерживали трехразовым поливом дистиллированной водой. Дозы удобрений рассчитывали по формулам, принятым в овощеводстве защищенного грунта (Вендило с соавт., 1972). Азот применяли в форме КИ4К03, калий - К2Б04 и фосфор - Са(И2Р002"И20. Семена огурцов перед проращиванием выдерживались 30 минут при температуре 35°С в дистиллированной воде или растворе соответствующего микроэлемента или биостимулятора, в зависимости от варианта опыта. Интенсивность поглощения кислорода тепличной почвой с корнями проростков огурца и без них (контроль) определяли на аппарате Варбурга в модификации Н. Н. Игнатьева (1972). Перед определением надземную часть растений срезали, а стаканчик с почвой и корнями помещали в модифицированный сосудик аппарата Вар-бурга. Одновременно измеряли дыхание почвы без растений. Определения велись при температуре воды в ванне аппарата Варбурга 25°С, экспозиция опытов 2 часа. Объемы поглощенного кислород а. приводились к нормальным условиям и выражались на 1 кг сухой почвы в час. Повторность определений 5-6-кратная.

Некоторые химические анализы тепличных почв проводились общепринятыми методами. Подвижные формы азота, фосфора, калия, кальция и магния определялись в водной вытяжке, а железа в экстракте Моргана по методикам, принятым в овощеводстве защищенного грунта (Вендило с соавт., 1973). Агрохимические анализы тепличных грунтов совхоза «Марфино» (Москва), при проведении полевых опытов, были сделаны Центральной агрохимической лабораторией фирмы «Весна». Содержание микроэлементов — Си, Со Мп в тепличных почвах определялось в вытяжке 1н НС1 (Ринькис, Ноллендорф, 1977) на атомном адсорбционном спектрофотометре. Повторность определений 3—6-кратная.

При разработке схем опытов использовали методику математического планирования эксперимента (Максимов, Федоров, 1969; Рубанов с соавт., 1973; Игнатьев, Передкова, 1977). При планировании эксперимента каждый из действую-

щих факторов задается на двух количественных уровнях. Полученные результаты могут быть представлены не только в виде таблиц, но и в виде уравнений регрессии, рассчитанных на основе табличных данных. Для трехфакторного опыта уравнение имеет вид:

У=В0 + В1Х, + В2Х2+ВзХ3 + В4Х1Х2 + В5Х1Хз + +86X2X3+67X1X2X3,

где У — выход процесса (поглощенный кислород, число корневых окончаний, урожай); В0 — свободный член уравнения; X!; Х2; Х3 — действующие факторы, которые изменяются в заданных пределах. В наших исследованиях — это величина пористости аэрации, концентрация биостимуляторов и микроэлементов, добавка элементов питания; XjX2; XIX,,; X2X3 и XiX2X3 — члены уравнения, отражающие взаимодействие факторов; BiB2.....В7 — коэффициенты регрессии при соответствующих аргументах.

Уравнение регрессии несет больше информации об опыте, чем таблица. Уравнение отражает связь изучаемых факторов с выходом процесса, при этом и нем видно не только индивидуальное действие факторов, но и эффекты взаимодействий, которые являются добавкой к индивидуальному действию факторов. Влияние каждого фактора проявляется в величине коэффициента регрессии. Положительный знак при коэффициенте регрессии означает увеличение выхода процесса, а отрицательный — его уменьшение. Для расчета величин коэффициентов регрессии и свободного члена натуральные значения каждого фактора должны быть закодированы. При этом верхний уровень фактора представляется в виде -М, а нижний — 1.

Уравнения регрессии, рассчитанные на основании табличных данных, предназначены для работы с кодированными независимыми переменными. Это значит, что вместо любого X нельзя подставлять его натуральные значения, надо их предварительно закодировать, а затем уже подставить в уравнения регрессии; У (выход процесса) при этом получается п натуральных единицах. Для каждого коэффициента регрессии вычислялся соответствующий фактический критерий Стъю-дента — 1,*,, который сравнивался, с его теоретическим значением — 1Г.

1. Влияние уровнен азотного, фосфорного и калийного питаний, пористости аэрации к биостимулятора Симбионт-1 на поглощение кислорода системой почва — растение

На первом этапе исследований необходимо было установить практическую возможность измерения изменений в ды1

хании системы почва — растение, которые вызываются факторами, обусловливающими плодородие почв. С этой целью были поставлены трехфакторные модельные опыты по изучению влияния уровней азота, фосфора и калия, пористости аэрации и биостимулятора Симбионт-1 на интенсивность поглощения кислорода тепличной почвой с корнями проростков огурца. В данном случае стимулирующий препарат мог выступать как фактор плодородия почвы. Из литературы известно, что почва обладает стимулирующей способностью (Кононова, Панкова, 1950; Возняковская с соавт. 1971; Александрова. 1972; Мазунина, 1977 и др.), которая является одной из составляющих почвенного плодородия. Применение биостимуляторов может рассматриваться как способ усиления естественной стимулирующей способности почвы. Вначале изучалось влияние трех факторов: пористости аэрации, стимулирующего препарата и добавки азота при совместном их воздействии на скорость поглощения кислорода системой почва — растение. В опытах использовалась тепличная почва 1 (таблица 1) и 7-дневные проростки огурца (гибрид ТСХД-77). Пористость аэрации изменялась от 10 до 20% к объему почвы, концентрация препарата Симбионт-1 — от 0,00 до 0,00005, в долях от исходной, а добавка азота от 0,00 до 4,52 мг на 100 г сухой почвы, при этом верхний уровень (4,52 мг) соответствовал половине полной расчетной дозы азота (Вендило с соавт., 1972). Для сравнения приводятся данные по поглощению 02 почвой без растений. Разницу между поглощением кислорода системой почва — растение и одной почвой можно отнести за счет дыхания корней и ризосферной микрофлоры.

Как видно из таблицы 2, изменение пористости аэрации (ПА) с 10 до 20% приводило к некоторому увеличению поглощения кислорода почвой. Внесение половинной дозы азотных удобрений несколько ускорило дыхание одной почвы, однако в почве с корнями растений эффект от удобрений был значительно больше. Более полную информацию об опыте дает уравнение регрессии, рассчитанное но его результатам:

У=3,38+0,12Х,+0,10Х2+0,19Хз+0,06ХаХ3 (1)

= 5,25 4,70 8,47 2,75

1 ф > > > >

= 2,02

Из уравнения 1 следует, что все три фактора в отдельности н взаимодействие двух послелних обеспечили увеличение выхола процесса, на что указывают положительные знаки при всех коэффициентах регрессии. По величине коэффициентов регрессии видно, что наибольшее воздействие на дыхание системы, в условиях опыта, оказала азотная добавка, а наименьшее — взаимодействие стимулятора и азота.

Т а б л и ц а 2

Поглощение кислорода почвой и корнями 'огурца; (мл/кг час)"_ в зависимости от уровней "пористости аэрацииг(10 и 20%), концентрации препарата Симбионт-1 (0,00 и 0,00005) • и добавки азота (0,00 и 4,52 мг/100 г) . .

Почва Почва

Вариант без с Разница

корней корнями

Условия опыта

ПЛ, % Симбионт*! азот,

к объему концентра- . мг/100 г

почвы ция . сухой поч

X, • х вы Хз

10 0,00 0,00.

20 . 0,00 0,00 .

10 0.00003 0,00

20 0,00003 0,00

10 0,00 . 4,52

20 О.ОО 4.52

10 • • 0.00005 : 4,52

20 0.00005 1 4,52

о

3

4

5

6

7

8

2,11 2,20 2,11 2,20 2,23 2,39 2,23 2,39

3.08 3,22 3,10 3,38 3,27 .3,54 3,62 3,86

0,97 'Ц02 0,99 1,18 1,04 1,15 1,39 1,47

С целью выяснения • верхних пределов , положительного влияния изучаемых факторов был проведен опыт, в котором верхние уровни факторов из предыдущего опыта были использованы в качестве нижних, а верхние были равны: ПА.— 30% от объема почвы, концентрация препарата Симбионт-1 — 0,0001 и добавка азота —'9,04 мг/100 г почвы,- что соответствовало полной расчетной дозе азота (Вендило с соавт., 1972). Полученные результаты приведены в,та'блице 3 и уравнении 2. . . '

У=3,58—0,04Х1+0,06Х2—0,13Х/

(2)

. и,=

' ,1го.оо=2,04 '

1,49 2,04 . 1:,ола~1.70

4,47'

; ^^ = 1,2

В уравнении.2 коэффициент регрессии при ПЛ (XI) имеет знак минус, что свидетельствует об - отрицательном действии фактора при изменении его уровня с 20 до 30%, при этом уровень достоверности действия фактора снизился до 80%. Увеличение концентрации препарата Симбионт-1 продолжало оказывать положительное влияние на выход процесса. Из таблицы-3 и уравнения 2 также видно, что возрастание добавки азота оказало четко выраженное отрицательное действие на'поглощение кислорода системой почва — растение.

Обнаружив достоверное воздействие азота на поглощение кислорода почвой с корнями растений были поставлены трех-факторные опыты с целью выявления влияния калия и фосфора при одновременном изменении уровней пористости аэрации и биостимулятора. Полученные данные показали, что в условиях опытов наиболее благоприятной, судя'по-интенсивности дыхания системы, были полная доза внесения калия в почву

1

Таблица

Поглощение кислорода системой почва — растение (мг/кг час) в зависимости отПЛ (20 и 30%), концентрации препарата Симбионт-1 (0,00005 и 0,0001) и добавки азота (4,52 и 9,04 мг/100 г)

Условия опыта

Вариант Почва без корней Почва с корнями Разница ПЛ, % к объему почвы X, Снмбионт-1 концентрация азот, мг/100 г сухой поч-ви Хз

1

о

3

4

5

6

7

8

2,39 2.30 2,39

2.30

2.31 2 21 2,31 2 21

3.71 3,62 3,84

3.72 3,39 зд-> 3,59 3,41

20 30 20 30 20 30 20 30

0,00005 0,00005 0,0001 0.0001 0,00005 0,00005 0,0001 0,0001

4,52 4,52 4,52 4,52 9,01 9,01 9,01 9,04

и добавка фосфора, равная 3,08 мг на 100 г сухой почвы при 20%-ном уровне пористости аэрации. Обнаружены достоверные взаимодействия факторов.

2. Оценка активности биологических стимуляторов роста растений по интенсивности поглощения кислорода - системой почва — растение

Установление практической возможности фиксировать изменение скорости-поглощения кислорода под влиянием внешних факторов позволило нам использовать данный метод для определения активности нового стимулятора уСПМ6НОНТ-2 по сравнению с препаратом Симбионт-1. Биостимулятор Симби-онт-2 готовится из более доступного сырья, чем его аналог Снмбионт-1; активность которого изучена на целом ряде культур (Гельцер,- 1973а, 197о; Гельцер, Телухин, 1977).

, При постановке модельных опытов использовали почву 2 (таблица 1) и 7-дневные проростки двух сортов огурцов ТСХЛ-77 и ТСХЛ-211. Поскольку почва характеризовалась низкой обеспеченностью азотом и калием, при ее подготовке вносились половинные дозы этих . питательных .элементов (Вендило с соавт., 1972). Содержание фосфора в почве было близко к норме, поэтому он не добавлялся.

Для оценки влияния различных концентраций стимулирующих препаратов на дыхание системы почва — растение были поставлены двухфакторные опыты в интервале концентраций препаратов 0,00—0,0002, в долях от исходной. В таблице 4 приведены прибавки в скорости поглощения кислорода при индивидуальном действии каждого стимулятора. Для этого из величин скорости поглощения кислорода почвой, с кор-. ними в каждом варианте опыта вычли . контроли, в которых

3

стимуляторы не использовались. Для каждого варианта конт-роли были приняты за 100%. Из таблицы 4 следует, что наи-

Таблица 1

Прибавки в скорости поглощения 02 тепличной почвой н корнями огурца (ТСХЛ-77), обусловленные действием биостимуляторов Симбиоит-1 и Симбионг-2 при различных концентрациях

Концентрация Симбнонг-1 Симбионт-2

0, мл/кг час | % Ог мл/кг час I %

0,00005 0,0001, 0.0002 НСРо.05 0,15 0,61 0,36 0,31 3 12 7 0,23 0,09 0,33 0,13 4 13 0

большее влияние препаратов на интенсивность дыхания системы обнаружено при концентрации 0,0001. При этом биостимулятор Симбионт-2 не уступает Спмбионту-1 по способности влиять на скорость поглощения кислорода почвой с корнями огуречных проростков. В связи с этим важно было выяснить, отражается ли влияние биостимуляторов, обнаруженное в рассадный период, на урожае растения. С этой целью был проведен полевой опыт в зимней ангарной теплице совхоза «Марфино» (Москва) с учетом урожая огурцов, гибрид ГСХА-211. Кроме замочки семян в растворах биостимуляторов, 'применяли также опрыскивание рассады в фазах 2-х и 4-х настоящих листьев. Для этого, согласно рекомендациям Ф. Ю., Гельцер и А. Ф. Телухина (1977), использовали концентрацию препаратов 0,0005. Опыт проводили в бкрат-ной повторностн. Размер учетной делянки 1,77 м2, при 6 опытных растениях. Условия опыта и его результаты представлены в таблице 5.

Как видно из таблицы 5, результаты опыта в целом достоверны, так как Fл >^та> -д, . причем условия проведения СПЫГа ВЫраВНеНЫ, ГГСЖЖУ Рфповг < Бт 005 твг • Наибольший урожай 8,12 кг/м2 был получен при замочке семян в растворе препарата Симбионт-2. По результатам опыта рассчитаны уравнения регрессии 3 и 4.

У_1 = 7,04+0,40 X, +0,17 Х2 (3)

1„= 3,22 1,39

Ус-2 = 7,39+0,66 X, +0,13 Х2 — 0,20 Х,Х (4)

6,88 1,41 2,14 1ю,08 = 2,09 1,о,!3 = 1,32

Из уравнения 3 видно, что при обоих способах применения биостимулятора Симбионт-1 урожай огурцов повышается, од-

э

Т а б л и ц а о

Влияние препаратов Симбионт-1 и Симбионт-2 на урожай»огурцов

(ТСХЛ-211)

Вариант Урожай '' ' ' Условия опытов

Препарат к'г/м2' замочка . . семян, кони., Хі опрыскивание, конц., х

Снмбионг-1 (С-1) 1. о 3 •1 6,39 ' 7,35 6,92 7,53 .100,0 115,0 108,3 а 17,8 • 0,00 "0,0001 • о.оо 0,0001 ООО 0,00 0,0005 0,0005

Симбионт-2 (С-2) 1 5 6 7 6,39 8,12 7,07 7,98- •100,0 127,1 • П0.6 ••• .124,9 0,00 ОЛХИ •'• 0,00 ., . 0/Ю01 0,00 0,00 0,0005 ' 0,0005

НСРо,с5 = 0,67 '•""' Рфвар.=6,88 •-. БТ 0.05 вар. =2,42 НСРо, 1э = 0,56 ,'. Рфповт. =0,00. .' БТ 0.05 повт,=4,50

нако влияние опрыскивания рассады.менее выражено и ме-. нее достоверно, чем замачивание семян.'Уравнение 4 повторяет все тенденции, отмеченные в уравнении 3, при этом, здесь четко проявилось отрицательное,"взаимодействие совместного применения замачивания семян и опрыскивания рассады; препаратом Симбионт-2; ; . "

3." Влияние медина поглощение кислорода почвой с корнями огуречных проростков, на фоне применения стимулирующих. ...,..,.. - препаратов Симбионт-1 и Симбионт-2Л "...

Действие стимуляторов роста нередко уси-тивается при совместном применении ., их с микроэлементами. По данным Ф. Ю. Гельцер (1975), одновременное применение препарата Симбнонт-1 с медью (в форме медного купороса) повысило: урожай картофеля на 35%' по сравнению, с контролем. В свя-! зи с этим возникла необходимость изучить влияние микроэлемента меди на интенсивность поглощения кислорода системой почва — растение при применении-его с биостимуляторами Симбионт-1 и Симбионт-2. С этой целью были поставлены двухфакторные опыты, в'которых медь в форме СиБСи 5Н 0 использовали в двух интерпалах" концентраций: 0,00— 0,002% и 0,002—0,02%. Модельные опыты проводили с тепличной почвой 2 (таблица 1) и 7-дневными проростками огург ' ца сорта «Магаш». При постановке опытов в почву вносили ; половинные дозы азота и калия. Содержание меди в почве составляло 0,79 мг/100 г сухой почвы, что соответствовало опти-'"

мальному уровню обеспеченности этим микроэлементом в рассадный период (Рннькис, Ноллендорф, 1977).

Из литературы (Станков, 1964; Сытник с соавт., 1972 и др.) известно, что увеличение поглощения кислорода растением может быть связано с различными причинами, в том числе и с усилением синтетической деятельности и мощности корневой системы. Для подтверждения правильности этого положения интенсивность поглощения кислорода системой почва — растение в наших опытах определялась одновременно с учетом числа корневых окончаний. Полученные результаты приведены в таблице 6.

Таблл к а 6

Влияние меди и препарата Симбионт-2 на интенсивность поглощения кислорода почвой с корнями, ветвление корней и урожай огурцов

(«Магат»)

Вариант Выход процесса Условия опытов

°2* мл/кг час, число корневых окончаний на 1 , растение урожай (40 сборов)

симби- онт-2, концепт. X, Си8О1-оШО, концепт., % X,

кг/мг %

1 5,19 49 17,78 АОО 0,00 0,00

о 5.81 84 20,44 115 0,0001 0,00

3 5,48 56 19,17 108 0,00 0,002

4 6,21 125 21,60 121 0,0001 0,002

Я 4,84 35 16,93 95 0,00 0,02

6 5,54 50 19.64 ПО 0.0001 •0,02

. 7 .5,24 _ 18,09 102 0.0001 спирт

НСРтО.оз 0,31 ._ .0,45 _

НСРт0.10 0,26 _ 0Л7 _

Р ф вар. '17Л4 _ 112,64 Рт оОЗ вар. =2,42

Б ф вовт. 0,71 _ 1,21 РТ 0.03 повт.="4,50

Из таблицы видно, что максимальные величины скорости дыхания и наибольшее число корневых окончаний зафиксированы в варианте с одновременным использованием меди (0,002%) и препарата Симбнонт-2. Изменения в дыхании почвы с корнями под влиянием меди в концентрации 0,002 (0,29 мл Ог/кг час) и 0,02% (—0,35 мл 02/кг час) по сравнению с контролем были достоверными, причем, если действие меди (0,002%) было положительным, то применение меди (0,02%) резко снижало скорость дыхания системы. Результаты опыта показывают, что увеличение поглощения кислорода почвой с корнями проростков огурца под влиянием указанных факторов может быть связано с усилением синтетической деятельности корней, которая выражается в увеличении числа корневых окончаний. Однако, если усиление дыхания системы почва — растение в рассадный период отражает бла-

гоприятные изменения в растительном организме, то возникает вопрос — насколько эти изменения устойчивы и скажется ли это п дальнейшем на урожае огурцов. С этой целью был поставлен деляночный опыт в зимней ангарной теплине совхоза «Марфино» (Москва). Опыт проводили в 6-кратной по-вторности, размер учетной делянки 6 м2 при 12'опытных растениях. Условия проведения опыта и его результаты приведены в таблице 6. Как видно из таблицы, данные по урожайности огурцов, в условиях опыта, отражают те же закономерно-стиЛ действии факторов, которые обнаружены по интенсивности поглощения кислорода системой почва ~ растение. Наибольшая прибавка урожая 21 % имела место в варианте с одновременным использованием препарата. Снмбионт-2 и меди в концентрации 0,002%. Влияние одного биостимулятора и действие микроэлемента меди (0,002%) обеспечило достоверные прибавки урожая огурцов,' соответственно 15 и 8%, по сравнению с контролем. . .

4Г Влияние микроэлементов.(В, Со, Zn, Мо, Мп) и железа на

интенсивность поглощения кислорода тепличной почвой с корнями проростков огурца при совместном их применении с биологическими стимуляторами

Установив достоверное влияние меди на интенсивность поглощения кислорода;системой почва — растение, возникла необходимость изучить'воздействие других микроэлементов и их приемлемую концентрацию при замачивании семян. С этой целью были поставлены модельные опыты по выявлению влияния В, Мп, 7п,Со,.Мо, а также Бе на скорость дыхания почвы с корнями огуречных проростков. Параллельно проводилось определение числа корневых окончаний на одно растение. В предыдущих исследованиях было показано, что действие микроэлемента может зависеть' от присутствия биостимулятора, в связи с этим изучалось влияние совместного применения микроэлементов с' препаратами Симбионт-1 и Симбионт-2. •'•.'• • * •

. При постановке опытов использовали тепличную почву 2 (таблица 1) и 7-диевные проростки огурца (ТСХА-77). Условия проведения опытов были такими' же, как ив опытах с применением меди и биостимуляторов; Содержание микроэлементов в тепличной почве было следующим: 7п — 2,61 мг на 100 г почвы, что соответствовало оптимальному уровню обеспеченности почвьгв рассадный период (Ринькис, Ноллен-дорф, 1977), Со — 0,39; Ми — 6,50 мг — оптимальное содержание микроэлемента, а макроэлемента Бе было 18,90 мг на 100 г почвы, что являлось недостаточным-для тепличной почвы (Ринькис, Ноллендорф, 1977). . .

В таблице 7 представлены результаты опыта по влиянию кобальта в форме Со(К03)2'6И20 при совместном применении с препаратами на интенсивность поглощения кислорода почвой с корнями и число корневых окончаний.

Из таблицы следует, что кобальт в концентрации 0,002% несколько усиливает поглощение кислорода и ветвление корней растений, а в концентрации 0,02% уменьшает дыхание системы почва — растение. Одновременная обработка стимуляторами и кобальтом (0,002%) дает большие величины интенсивности дыхания, чем применение одного биостимулятора.

По результатам опытов рассчитаны уравнения регрессии 5—12.

У о, =5,68 + 0,35Х1 + 0,23Х + 0,08Х1Х2 (5) Ц— 8,75 5,75 2,00 0,00 •7 Укорн„ =80,3+21,8Х, + 15,3Х2+9.8Х1Х2 (6)' 0,002 £ V -_776 5,44 3,49_

1 У о, =5,58+0,31X1—0,33Х—О.ПХ1Х2 (7)

3 1«,« 6,74 7,17 2,39 0,002 и У кор,^ = 76,5+19.5Х,— 19,0Х— 12,0ХЛ2 (8)' 0,02 1«,—_6,75 6,57 4,15_

У о, = 5,70+0,37Х1+0,23 Х2+0,08Х:Х2 (9)

9,74 6,05 2,11 0,00

2 Уко-н« = 82,0+23,5 Х, + 14,0Х2+8,5Х,Х2 (10)'2 0,002

| V-_7,83 4,67 2,83_

| У0а= 5,60+0,34 Х]—0,33 Х2—0,11 Х,Х2 (11) 8= ' 7,56 7,33 2,44 0,002

УкоР» = 78,0+21,0 Х,—18,0 Х2—11,0 Х,Х2 (12) 2 0,02 1«,= 6,14 5,26 3,22

М.е§=2,09 йо.ю = 1,73 М.а>=*'1,32

В интервале концентраций кобальта 0,00—0,002%, как видно из уравнений 5 и 9, обнаружено положительное действие микроэлемента и биостимуляторов Симбионт-1 и Сим-бионт-2 на интенсивность поглощения кислорода почвой с корнями, при этом зафиксировано достоверное взаимодействие факторов, хотя величина его ниже, чем влияние отдельных факторов. Аналогичные закономерности отмечаются и в уравнениях 6 и 10, рассчитанных по числу корневых окончаний. При изменении концентрации кобальта с 0,002 до 0,02% проявляется отрицательное действие его на дыхание системы (уравнения 7 и 11). При этом в присутствии биостимуляторов оно усиливается за счет отрицательного взаимодействия факторов.

Все эти тенденции сохраняются и в уравнениях 8 и 12, отражающих связь указанных факторов с числом корневых окончаний. • • • •

Таблица 7

Влияние кобальта и стимулирующих препаратов на поглощение СЬ системой почва — растение и. ветвление. корней огуречных проростков

Вариант 02, мл/кг час Число корневых окончаний на 1 ." растение Условия «пыта

препарат, концентр. X, Со(К0,),- 6н,О концентрация, % х

симби-онт-1 симбк-онт-2 • симбионт- 1,- симбп-онт-2

1 2 3 4 • 5 6 7 5,18 5,73 5.77 5,48 6,33 6,38 5.05 5,45 ' 5,50 3.6 1 53 • 77" 83 ; 64 .127 128 50 65 70 0,00 0,0001 0,00 0,0001 0,00 0,0001 Почва бе 2 0,00 0,00 0,002 0,002 0.02 0,02 з корней

Аналогичные закономерности измененения интенсивности поглощения к-ислорода три 'воздействии В, ¿п, Мо и Мп в форме МпБОи совместно с биостимуляторами обнаружены в интервалах концентраций микроэлементов 0,00—0,002 и 0,002—0,02%. При~ этом для В и ¿п установлены достоверные взаимодействия со стимулирующими препаратами. Микроэлемент Мп в форме КМпО* оказывает положительное действие на дыхание системы в обоихинтервалах концентраций (0,00— 0,002 и 0,002—0,02%) и действует независимо от биостимуляторов, так как достоверного взаимодействия факторов не обнаружено. Железо в форме Ре2(804)3.9И20 оказывает достоверное влияние. на. интенсивность поглощения СЬ системой только в интервале концентраций 0,002—0,02%, усиливая выход процесса. . ...

Выводы

1. Интенсивность поглощения кислорода системой почва — растение -может служить 'В качестве критерия для сравнительной оценки действия 'факторов, влияющих на урожай растений. ' ' ;

2. Элементы питания (КРК) растений оказывают достоверное влияние на скорость:поглощения кислорода тепличной почвой с корнями проростков огурца. Максимальные величины скорости дыхания системы почва — растение, в условиях

опытов, имели место при пористости аэрации '20% и добавкам азота—1,52 мг, калия—19,81 и фосфора — 3,08 мг на 100 г почвы.

3. Установлено положительное влияние взаимодействия лрепарата Симбионт-1 и добавок азота, фосфора и калия на поглощение кислорода системой почва — растение.

4. Предпосевная обработка семян огурцов биостимуляторами Симбионт-1 и Симбионт-2 вызывает заметное увеличение скорости поглощения кислорода системой почва — растение. Препарат Симбионт-2 не уступает стимулятору Сим-бионту-1 в способности влиять на интенсивность поглощения 02 системой. В условиях опытов, наибольшие прибавки в дыхании тепличной почвы с корнями огурцов были получены при использовании препарата Симбионт-2 в концентрации 0,0001.

5. В условиях опытов обнаружено достоверное влияние микроэлементов В; Си, 7п, Мо, Мп, а также макроэлемента Бе на интенсивность дыхания системы шочва — растение:

— в интервале концентраций микроэлементов 0,00— 0,002% оно положительно, а с увеличением их концентраций от 0,002 до 0,02% —отрицательно;

•— исключение составлял микроэлемент Мп в форме ШМЮ*, влияние которого было положительно в обоих интервалах;

— макроэлемент Бе увеличивал интенсивность дыхания почвы с корнями растений только при изменении концентраций от 0,002 до 0,02%.

6. Действие Со и 7п на интенсивность поглощения кислорода системой почва — растение усиливалось, в условиях опытов, при одновременном их применении со стимуляторами Симбионт-1 •! Симбионт-2, а другие микроэлементы — Мо, Мп — действовали независимо от стимулирующих препаратов.

7. Установлено, что положительное влияние бора на дыхание системы при увеличении его концентрации от 0,00 до 0,002% ослаблялось в присутствии биостимуляторов в свяли с отрицательным взаимодействием факторов.

8. Увеличение скорости поглощения кислорода системой почва — растение отражает изменения в состоянии растений под влиянием внешних воздействий, что проявляется в увели-личении мощности корневой системы и урожае огурцов.

9. Максимальная величина интенсивности поглощения кислорода .почвой с корнями растений и наибольшая прибавка урожая огурцов («Магаш»)—21%, в условиях опытов, были получены при совместном применении препарата Симбионт-2 и меди в концентрации 0,002%.

Рекомендации по практическому использованию результатов

1. Скорость поглощения кислорода почвой с" корнями проростков огурца может быть использована для установления наиболее благоприятных.. концентраций . биостимуляторов и микроэлементов при предпосевной обработке семян растений.

2. Рекомендуется использовать микроэлемент медь в форме медного купороса в концентрации 0,002% при замочке се-мян'огурцов, что обеспечивает заметное усиление поглощения кислорода системой почва — растение и • прибавку урожая огурцов сорта «Магаш» до 8% по сравнению с контролем.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Н. Н. Игнатьев, Н. В- Дозорцева." Поглощение кислорода системой почва — растение в зависимости от уровня аэрации, азотного питания и действия стимулятор а Симбионт-1.— Известия ТСХА,. 1980,-вып. 6, с. 94—100. ..:.

2. Н. Н. Игнатьев, Н. В. Дозорцева. Оценка активности биологических стимуляторов роста растений.по интенсивности поглощения кислорода системой" почва — растение. —: Известия ТСХА, 1981, вып. 1, с. 72—78.....

Л 69398 16/11—82 г. Объем 1 п. л. Заказ 195. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44