Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АККУМУЛЯЦИЯ КАДМИЯ И НИТРАТОВ САЛАТОМ И ПЕКИНСКОЙ КАПУСТОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ И СОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "АККУМУЛЯЦИЯ КАДМИЯ И НИТРАТОВ САЛАТОМ И ПЕКИНСКОЙ КАПУСТОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ И СОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ КУЛЬТУР"

А-ЗШ9

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

На правах рукописи* КОНСТАНТИНОВА Елена Михайловна

. АККУМУЛЯЦИЯ КАДМИЯ И НИТРАТОВ САЛАТОМ И ПЕКИНСКОЙ КАПУСТОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ И СОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ КУЛЬТУР

Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1994

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор, академик РАСХН Б. А. Ягодин.

Официальные оппоненты: доктор биологических на\гк, профессор В. Ф. Ладонин, кандидат биологических наук С. Ф. Реутова.

Ведущая организация — Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства

Зашита состоится « ^ -¡> __ ¡994 г

в « £•* » часов на заседании специализированного совета К 120 35 01 в Московской сельскохозяйственной академии им К А Т"чиря„ева

Адрес. 127550, Москва И-550, ул Тимирязевская, 49

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА

Автореферат разослан _» ___1994 п

Ученый секретарь

специализированного совета — кандидат биологических на\к

Родионе* а

РАБОТЫ

Растущее техногенное загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами представляет реальную опасность для здоровья человека' вследствии увеличения содержания токсикантов во всех компонентах экосистемы и передвижения их по тропической цепи.

Кадмий, ртуть и свинец принадлежат к числу наиболее токси-г чных элементов, что связано со свойствами самих элементов, с большим разнообразием их источников и высокой интенсивностью поступления в биосфеву. В то время k^lk степень загрязнения продовольственных продуктов свинцом и ртутью значительно ниже международных норм допустимой нагрузки, загрязнение кадмием, согласно произведенным до сих пор оценкам, близко к^ соответствующим предельным уровням (Эйхлер, 1993). Кадмий обладает концерогенным действием ,и сильным кумулятивным эффектом. Скорость выведения однажды поглощенного количества Cd. составляет 0,1% в сутки.. С растительной пищей в организм человека поступает около элемента. Среди овощей наибольшей способностью к аккумуляции »адмия и нитра-. тов выше допустимой концентрации характеризуются зеленные, в частности салат и пекинская капуста, что вызывает необходимость постоянного контроля за их содержанием в растениях. Данные культуры, благодаря комплексу содержащихся в них витаминов и других биологически активных веществ, используются для диетического питания больных диабетом, малокровием, гипертонией. Поэтому, в настоящее время, в практике все большее распространение должны получать сорта с .низкой способностью к аккумуляции как нитратов, так и ТЩ. . ■ - '

Данное направление наиболее целесообразно при выращивании овощей с: коротким периодом вегетации, отличающихся- повышенной сшЯ собностью.к накоплению нитратов и тяжелых металлов.

В научной литературе практически отсутствуют данные о сор" тобой специфичности•. салата и • пекинской- капусты по. накоплению кадмия при фоновых концентрациях элемента в грунте и при выращива- • . нии этих культур в условиях'гидропоники.

Цель-и задачи исследования. Целью данной работы являлось изучение аккумуляции кадмия, цинка И нитратов салатом и пекинской капустой в зависимости от генотипа и условий выращивания,

., Б задачи исследования: входило:. .-. .. ,. -.у '.1. Изучить. видовую".(салат";, 'пекинская капуста)-и сортовую, специфику накопления кадмия, цинка, и-нитратов данными культурами

' " ■' U'-: -п р.' /г ^ ¡лл : нлуч-лу i-^orDM

и i • -■> -. А.— с?-¿о añ

в условиях завиденного грунта и гидропоники.

... Выявить изменчивость элементного химического состава сортов салата и пекинской кап\сты в зависиг.остл от фазы развития растений при гидропонном методе вкраивания культур.

3. Определить размер акку\\ляции ка«М1Р, цинка, меди и нитратов в надземно? части и корнях культур в зависимости от уровней минерального питания и стегани загрязнения почв кадмием.

4. оценить влияние генетических факторов и условий выращивания на накопление кадмия салатом и гекинскоР капустой.

научная новизна раСоть. Впервые дана характеристика современных сортов салата и пекинской капусты по способности накапливать СЛ в зависимости от сезона вьрадивания и сроков уборки культур. Выявлены значительные видовь-е и сортовое различия в аккумуляции кадмия, цинка, меди и нитратов салатам и пекинской капустой в зависимости от времени вегетации культур и фазы развития растений. Впервые показано влияние интенсивности освещения на содержание и распределение кадмия по органам растений салата. Показано различное действие повьзишщихся норм удобрений при увеличении степени загрязнения грунта кадкием на 1 родуктивность и химический состав салата и пекинсксР капусты.

Теоретическая и практическая значимость. Материалы работы могуть быть использованы для выделения перспективных генотипов салата и пекинской капусты, характернауюдихся стабильно низким содержанием кадмия, независимо от условий выращивания, что гезво-ляет получать продукцию требуемого качества.

1»атериалы исследований ьог>т быть использованы специалистами агрохимической службы гри разработке научно-обоснованных систем контроля за качеством Троцкими го содержанию Тм при выради-вании в грунтах и на гидропонике.

Полученные данные расширяют и пополняют сведения о сортовой специфичности накопления кадмия и цинка салатом и пекинской капустой, о расгределении элемента между надзе./на'"' частью и корнями растений в зависимости от генотипа, субстр 1 (г4 унть, гпдролени-ка); интенсивности осведенпя.

Апробация саг.оть. Результаты исследованиР докладывались на научной конференции ».олодых уче шх и специалистов ТОХА в гг. и заседаниях кафедры агрохтии ТиЛА.

Стр\ктура и ооъем г. 'Поты. Диссертация с-с-опт из введен! я, обзора литературы, экслери).ентальной части, Е е^дов, С1 иска Л1*те-

ратуры (■ наименований, в т.ч. иностранных) и'предложений ( таблиц}. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит таблиц и рисунков.

Объекты и методы исследования. Исследования проводились в I990-I99I гг. на опытной'станции овощеводства ТСХА, в НИИ овощного хозяйства (г.кштищи), в тепличном комбинате "Ыарфино" (г.Москва). '

В I990-I99I гг. изучалась сортовая специфика накопления ка- дмия, цинка, нитратов и биохимического состава салата и пекинской капусты, для чего использовалась коллекция зеленных культур опытной станции овощеводства ТСХА. Тепличный грунт имел реакцию среды, близкую к нейтральной,. характеризовался высоким содержанием, азота, калия, кальция, низким -кадмия (0,3 мг/кг грунта). Опыты закладывались в 4-кратной повторности. Расположение делянок -рендомизированное. Растения отбирались в фазу технической спелости. •

В I99T г. в течение двух вегетаций растений изучались влияние фазы развития растений и генотипа на аккумуляцию кадмия, цинка и меди и нитратов салатом"и'пекинской капустой в условиях Ы-проточной .гидропоники и использованием японской технологии в совхозе "Марфино".' В питательном растворе поддерживалась следующая концентрация-элементов.(мг/л): /V-НО, Р-50, K-I50, М -40, Са-60, рН-5,9. Растения каждого сорта выращивались на отдельных пенопле-.новых кассетах со схемой 16x13, помещенных в желоб с одним питательным раствором. Образцу отбирали в следующих фенофазах: 5-6 . листьев, , начала кочанообразования и массового кочанообразования.

- .В I990-1991 гг. изучалось действие уровней минерального питания при разной етепени загрязнения, грунта кадмием на накопление кадмия, цйнка^ медив надземной части и корнях растений. Использовался салат сорта Карло и сорт Пекинской капусты Ленок. 'Грунт для опыта готовился из низинного торфа и хорошо окультурен" ной почвы в соотношении .7:3. ' *..'. . .. % Удобрения вносили из.расчета (мг/л грунта): /5/-40, P-I5,

К-5С/, Ca-IL'J, с^'-'^и для I фона, питания, для П и Ы уровней пита' ния - указанное количество макроэлементов увеличивалось соответственно в ¡¿ и 4 раза. Кадмий в. форме нитрата кадоия- в количестве "0, 5,<_5 и Ьи мг/кг почвы вносился в виде раствора. Иовторность опыта - 4-кратная. '■'"-.■'. ' ■ • ;

■' Закладку,, посев,;уход < vi' учет урожая■ в вегетационных опытах

проводили по общепринятой методике.

Б растительных образцах определяли содержание кадмия, цинка, меди, нитратов, некоторые биохимические показатели. Содержание аскорбиновой кислоты и каротина определялось по Мурри, клетчатки - по Проскуряковой и пожевникову, белкового азота - по Ьар-нштейну, Сахаров - по Бертрану.

Концентрация нитратов и Tj (кадмия, цинка, меди) определялась в сыром растительном материале. /Уи3 - в 1% растворе алюмо-калиевых квасцов ионоселективным электродом по методике ЦИНАО, TU - в вытяжке I н Н/Уоз на атомно-адсорбционном спектрометре. Агрохимические показатели грунта определяли по оощегринятым методикам, содержание Т1а в вытяжке I н h/"/u3 - атомно-адсорбционным методом. PüjyjibTATa ШлЛгДоиАиЛЙ

I. Особенности химического состава растений в зависимости от сортовых и видовых ГдДЛИЧИЙ

Сравнение химического состава изучаемых культур показало, что пекинская капуста превосходила салат по продуктивности, содержании аскорбиновой кислоты, Сахаров, нитратов, отличаясь меньшим количеством каротина. По концентрации кадмия и цинка резких видовых отличий не наблюдалось.

Влияние разновидностей салата (кочанные, ромэны и листовые) сказалось практически на всех параметрах химического состава растений. Наибольшее содержание сухого вещества, аскорбиновой кислоты, каротина, Сахаров и цинка отмечалось у листовых салатов, аскорбиновой кислоты - у айссалатов, каротина - у ромэнов (табл.1).

Высокопродуктивные сорта с лучшими биохимическими показателями качества (листовые салаты, lollo ЛогЛ ), как гравило, содержали близкое к предельному и превышающее его количество кадмия. Сорта с низкой концентрацией элемента отличались биохимическими параметрами ниже среднего уровня. Исключение составил сорт каруля Черна, сочетающий низкое количество нитратов и кадмия с высоким содержанием каротина, аскорбиновой кислоты, Сахаров.

В отличие от салатов сорта пекинской капусты (табл. <-) со стабильно низким содержанием кадмия (Сяо-ген, ТСаА-13й; Монумент, Саппоро, Спектрум) характеризовались высоким содержанием аскорбиновой кислоты, каротина и наибольшей продуктивностью, о то же время у генотипов с близким к предельному содержанию кадмия в оба года исследований (Ленок, ТОлА-tlti, джина) качество продукции и

-ч-

Таблица I. Химический состав сортов салата'весенне-летних оборотов (май, 1990-1991 гг.)

Показатели ;к^ив-~:Сухое:бино-~:^^°~ :<Их103: 2п

Сорт

; ммсы

Каг1о

, 1й11о 'В1опс1а' .

■. 8аГ1г/тап1а1_ Крупнокочанный

Одесский кучеря-рявец^д

Са1шаг^ Сапазга Маруля Черна3

МуоНс"5 . \

Московский парни- 10,8 ковый 4 ..

Ашог1сап1БоЬег^ Ъгоапег ' ' 1

Огееа Дауе

Кея йс<1

НСР^а общая фактора .А- ' сорта; ; ■ ' В- год; ;

1-кочанные маслянистыес&латы,, 2-кочанные айссалаты, о-салаты • ^оыэны, 4-листовые салаты, числитель - 1990 г., знаменатель

Таблица 2. Химический состав пекинской капусты весенне-летних оборотов (май, 1990-1991 гг.)

Показатели .Цроцук :ти®но- .оухое :веще- .Аогор.ааро- . бино-:тин, : //03 ;oaxI0^32 n

Сорт :сть, :кг/м^ :ство, . 1 : вар : кисло* •та.уг^ мг/кг . мг/кг сырой массы

Хибинская 9,0 4,7 ¿9,5 14,и 3500 ¿1 5,1

9,о 4,9 36,1 14,1 аооО U 5,b

Ленок • 11.^ 4,о 33,7 16,»; J4UU ¿5 3,5

10,6 4,5 Зи,1 1.,3 35 ои ¿8 3,0

Сяо-ген 15,5 5,Ь 43. а 17,1 »с.9 UVJ 15 4,3

16,*. 5,. 38,8 14,Ь 45 иО 14 5,4

ТСХА-г 4,Ь За,9 15,6 18 5.0

. 11,8 4,^ 40,3 15,1 .uOU 33 3,3

TCXA-II5 11,3 4,7 4^,1 14,9 .9о0 .¿4 4,3

11,6 4,9 53,1 .о Си 31 5,5

TCXA-II7 9,7 4,7 39,в 14,5 37 jo 31 6.1

10,7 4,5 43,а 15, 8 3.00 10 7 >

TCXA-I32 10.5 5,в 45,9 15,3 39vJ0 19 4-, 7

11,6 4,0 44, о 13,7 • .900 II 3,7

¡¿Orient II,. 5,1 49.. 16, и 4IcO * J 3.3

10,5 4,3 5.,7 14,. .00 vj 18 4,7

l.i и 9.3 5,ь 35,3 14,Ь ЗЛо и 4..

Ь,0 а,4 40.8 ¿IOJ 3^ 4,3

-Ufjporo 13,1 5.а 49,b ID,«; .7L0 U 5,1

14,0 4,4 51,. 18,3 ..uO .4 4,1

Spec *"rur 14.. 5.1 5^,7 16,9 3Iou 12 5.3

I.,3 ь.,4 1ь, о ..00 .9 4,о

T-Oj-i-nl pride 9,9 ^3 з.,з 14,7 .9uu ¿1 4,8

10,9 4,8 оО,. 14,1 .IOo 13 4,4

HbP^jc, общая 2,4 0,9 13,. о,*! I.OJ 3 0,5

фактор A - сорт 0,9 0,7 9,с» » О t>7u А, 0,3

В - год 1,7 0,3 ¿,9 0,9 I 0,1

Таблица 3. Накопление кадмия и цинка надземной частью и > корнями салата (мг/кг сырой массы), май 1991 г.

Cd х 10

-з.

Zn

Со р т

:нацзе:стерж-: :мная • :невой: :часть :корень

ооко- . вые : корни:

надлем:стерж-ная :невой часть :корень

Гоо новые

корни..

2

Karlo1 , - .

Xiollo Blonda?

Patricia1 ' •

Крупнокочанный' 2

Calmar .' ■ •

Маруля Черна3 .' " ' Myotic-*

Americanischer brouner Green Äave New Red. Sire. .

I-кочанные маслянистые, ■ вые. салаты..

24

25 ¿tí Ití Ib 16, 16

25. 29

2b

33 „35

¿4 32 об

34 37

. 37 34

¿2 33 31 30 ¿tí 42 40 37 39 33

4,ö tí,9

5,ü 6,1

3.5 .7,3 3,8. 7,2 4,4 5,tí 3,8 11,4 5,0 5,2 5,2 ■ 5,6

5.6 7,5 5,0 8,8

39,7 15,9 12,2

12.7 8,tí

15.8 13,4 13,4 30,7 27,6

2-кочанные айссалаты, 3-ромэны, 4-дисто-

Таблица 4. Накопление кадмия и'цинка надземной частью и 'корнями пекинской капусты (мг/кг сырой массы),

., , ' май 1991 г.

Сорт ■ Cd х lo" •3 ; - 2п

:надзем:стержнe: :ная ча:вой ко-: :сать :рень i ; боковые : корни :надзем-:ная ча-:сть :стержне :вой корень ;боково{ :корень

Хибинская . • 12 . 24 31 5,6 10 ¿6 ■

:Ленок ■ 28 35 за 3,0 9 . 13

ТСХА-2 \" . . 33 : 34: ■ ■ 36 ; 3,3 9 14

TCXA-II5 31. ' ' 44'., 4b . 5,5 16 ' ,ia

TCXA-1I7 . lo- 24 27 7,2 Z¿ 31

•TCXA-I32 • ll. 30. • 33 3,7 а 13

Сяо-ген 12- -29' 28 • ' 5,4 14 22

Монумент . 18 ' '. ' 3b'" 3d .4,7 II . 14

Gina . ' "32 37 <•' 39 4,3 10 . 12

Cupporo ; •. "■: - 24 39 • 44 - • 4,1 7 ■ Ib

3peí trum ' 29 33 ' 40 . '4,8 II . 16

• Tropical pride ". - 13 " " 31 ■ ' 37, - ' : 4,4 - ■9 . ¿5

и масса растений находилась на уровне и нихе средних величин. Исключение составили сорта Хибинская и Тропикал прайд, сочетающие низкую концентрацию кадмия с невысокими параметрами качества и массы растений.

Пекинская капуста отличалась большей стабильностью химического состава растений по сравнению с салатом независимо от условий выращивания. Действием сортовых особенностей определялись изменения практически всех изучаемых показателей у пекинской капусты, за исключением концентрации нитратов и сухого вещества. У салата влиянием генотипа обусловливались содержание сухого вещества, Сахаров, нитратов, кадмия и цинка.

Количество кадмия в корнях (табл. 4) повышало таковое в надземной массе салата в 1,1-..,6 и пекинсьой капусты - в 1,1-раза, в зависимости от генотипа. Для большинства сортов салата было характерным несколько ^ньшее количество элемента в боковых корнях по сравнению со стер-кневым. Распределение кадмия в пекинской капусте и мглка в обеих культурах носило базипеталь-ный характер.

Следует отметить, что различия в концентрации цинка между надземной частью и корнями были более вьраженныч'и, по сравнению с кадмием, у обеих культ>р.

Изменение химического состава салата и пекинской капусты в зависимости от генотипа л фазы развития _растений в условиях гидрогомики_

Статистический анализ гоказал, что сортов», и особенностями пекинской капусты обусловливалось содержание нитратов, каротина, меди. Влиянием фазы развития определялись изменения массы растений и концентрации цинка в надземноТ части, изпимодействие факторов в наибольшей мере отражалось на накоплении сухого вещества, аскорбиновой кислоты, Сахаров и кадмия

У большинства изученных сортов содержание кадмия с возрастом растений снижалось в _,«.-о,ь ¿.аза в т гвисль гсти о™ геноти 11, у сорта пинал оставалось на одноу уровне, > с^т ■ снучент возрастало в .. раза (табл. о). Ьсе три тенден«,. I сохранялись и ео второй вегетации пекинской капусты в июле-августе. (табл. о): ^ сортов Тропикал 1ра?д и Денек концентрация ) ента снижалась в 1,о-«г,о раза, у сортов аинап и ^ с-? не пзьсня.-ась, у со-

Таблица 5. Химический состав пекинской капусты в зависимости от генотипа и фазы развития растений в условиях гидропоники (май-июнь 1991 г.)

Показатели |"ивно-

:вещест:бино :тин, :/уиз .«»ххи . :во, % :вая :мг/кг ; :кисло:

: ' :та.мг% - : -__

щаза о-о листьев

2п

Си

Сорт

:сть,г :кг/м

мг/кг сырой массы

Ленок 5,2 4,2 31,3 35 5300 53 9,4 - ■

ТСХА-2 , " 4,6 4,2 34,2 35' ■ 5500 , 46 9,6 - .

Кинап 5,5 •4,1 ¿9,7 30 4900 29 7,8 -

Полукочанная к,6 •4,6 34,5 25 5500 47 .8,3 -

Монумент,' 3,6 5,3 38,2 45 5800 9 10,4 -

Китайская-¿¿I Г.а/ 4,2 37,2 25 590и 56 9,7 -

1,8. 5,1 37,2 50 6000 52-. 10,6 -

5,2 37,6 60 6400 55 -

• ^ Фаза начала кочанообразования

Ленок - 14,7 4,4 39,4 - 28. . 4000 13 3,7 0,55

ТСХА-2 -16,8 .4,2 30,8 17, . 3200 18 3,5 0,58

Кинап . - 25,2 4,3 ■ 31,5 25 3800. 35 3,2 0,65

Полукочанная 11,3' 5,6 37,9 ■ 16 4300 22 3,4 0,60

Монумент , 9,3: .5,4 40,8 38 ,4000 18 4,0 0,93

Китайская-21 7,6 5,4 32,9 28 • - 5000 46 6,4 0,90

12,б\ 5,2 36,5 38 4300 24 7,9 . 0,97

7,7 7,1' 45,1 40 ■ .6300. 30 5,2 0,95

Фаза массового кочанообразования

Ленок ' -22,3 5,1;. • 41 ,2 - 30 V . 4500 10 4,2 0,58

ТСХА-с 33,6 5,3 ■36,6 19 4700 9 3,8 0,60

'Кинап ', - "■.30,2 ■ 4,8 36,8 24 • 3500 28. 3,9 0,50

Полукочанная 5,6 44,6 ■ 16 5500 12 4,4 0,63

Монумент . , ' 11,8 • 5,5 30,9, .35' • 430и 18 4,1 0,53

Китайская-21 9,7 '5,5' ." 45,8- 38 6400 18 6,5 0,95

' 13,0 6,4 34,2 ' 40 , '4700 24 3,4 ■ 0,83

". 9,3. 7,6 55,4 • 48 6700 •15 ■ 5,8 и,85

нор,,,- ;' 4,2 0,9 7,2 6,3' 1050 16 1,4 0,18

■ . фактор А-сорт 0,7 ; ■ 5 >1 4,5 600 9 . 1,0 0,13

В-фаза 1,6 0,4 2,7' 2,2 ". 400 .'б' 0,5 0,06

Таблица 6. Химический состав пекинской капусты в зависимости от генотипа и фазы развития в условиях гидропоники (икль-август, г.)

Сорт * V и 1 " Нродук. ТИВН0- и\гкое. веце-: иахкГ3 : 2п : иы

сть, : кг/м"* . ство,: МГ/ кг сырой массы

Ленок 1 о 13,0 б.ь Ь8ио 7В Ь,5 о,ь

Кинап са д зоз: 14,Ь 7,7 4Ы-0 10,.- и,ь

.'О! л-п» г t Ь,9 7,9 4Ь0о 49 9,3 1,4

ъор хода аЗ 5 Ь,4 6,3 4Ь0и 4Ь 7,3 и,7

Чгср'.оа! р.-Ые 9,Ь о,и 46 Ои о4 1о,3 1,0

НСР^ <^1 X о,6 0 ПСи 16 Л*7 и,4

Денок 2 2 17,0 7,Ь -ООО зи IX »4 1.Й

Кинап о о а1 еэ 1й,9 &,3 «3,7 I,-

I. ох иты^ То? мае со ообра ПИЯ 11,3 ь,и 7,9 7,1 эЮи о4 47 9,Ь 9,1 1.«: и,9

Тгор1са1 рг1 е ИСРи) аз 3 гэ (Й о « я 10,4 е>,3 С,7 340и 39 -и Ю,3 ,ь 1.3 и,4

рта Монумент говышалась в .. раза. 11р» сем во е^ех сортах ео второй вегетации содержание кадмия Сьло ь раза и»ши, по сравнению с таковым в первой.

Сорта китайской (китайская--!) и японской ( * .! -

рог1=1) капуст отличались „чучлим би^хичическ» и составоь, ьеньшей продуктивностью и очень высоким количествам нитратов, что сделало растения непригодными к упстреоле .ш в пп^у.

Наиболее продуктивными ои^о-гись ссрта . ен некой ьапусть пинал, ТСХА-». и Ленок. Посреди»е два генотипа 1, и сочетали очень низкое содержание кадмия с ГоЕыьеннь.м кол1 ч<_ство>" нитратов. Сорт Кинап отличался гредельно? концентрации. »-а" нитратов, так И кадмия и показателями биохимического состхьа ш-»е средних величин.

Ь фазу технической спелости количество «адм.^н во всех генотипах находилось на уровне и ниже допусти их >н*лсниР.

содержание нитратов в надзечноД части кипе-»ой на: \еты I ре-вьавало таловые в корнях ео Есех ¡чь развития рютсн.'

понцентрация и ц>. ,;я в падзег 1 л' част. „ ¡„^ ^.-о си-.еь практически ео всех с^г ix Оьла а в {, ь'чесь^. с. с-, -ст!

Таблица 7. Химический состав салата в зависимости от

генотипа и фазы развития растений в условиях гидропоники (ивль-август 1991 г.)

Сорт .продуктивно- .üyxoe :вещест -i dbdo3: uT ; Cu

.во, : мг/кг сырой массы

¿аза начала кочанообразования

"uirlo 0,7 0,0 61 6,5 I.ü

гСрупн о кочанный 4,9 ^DOU 17 L.,7 l.¿

¡иаруля Черна ó,tí 5,9 «.Sl/U 5U 0,5 I.b

* ew { 1 'а 3,9 5,3 ..Vuu e>4 0,7 1,0

Московский парни- 7,0 oa 7,4 1,4

ковый х)

CJ,9 16 4,7 u,o

wasa массового кочанообразования

[ -irlo fc>, U 5,7 ..tíüti 64 7,1 1,3

Крупнокочанный 5,6 «.7 9,6 -.1

'«аруля Черна 6,(J 6,U 17CU 5ti 6,4 1,5

'ew it-J Ч f 4,0 5,6 .-ЬОи 7,- 1,7

ht-pu> и,5 3u U,0

ниже, чем в корнях.

Количество цинка и меди в корнях независимо от генотипа и фазы развития растений превышало таковое в надземной части по цинку в 1,5-3,0 раза, по меди - в раза.

Пр.! выралд-вании растений во втором обороте видовой принадлежностью обусловливались содержание нитратов в надземной части и цинка в корнях, сортовыми особенностями концентрация ц.шка в надземной части, взаимодействием всех трех факторов (вид, сорт, фаза развития) - количество кадмия в продукции.

Растения пекинской капусты второго оборота отличались повышенным, го сравнению с первым, содержанием сухого вещества, кадмия, цинка, меди и меньшей продуктивностью. В условиях гидропоники пекинская капуста оказалась урожайнее салата в раза. При этом во всех сортах салата концентрация нитратов оказалась ниже, а у пекинской капусты выше ГЦК.

Изменения в концентрации нитратов, кадмия, цинка и меди в зависимости от фазы развития были неоднозначны. У ряда сортов данные гоказатели оставались стасильны-и, в других генотигах повьааа-

лись или снижались с увеличением возраста растений.

Концентрация нитратов в корнях пекинской<капусты первой вегетации была ниже, а во второй выше, чем в надземной части для большинства сортов.

Распределение кадмия между надземной частью и корнями зависело от сортовых особенностей и фазы развития, причем содержание элементов в корнях отличалось большей стабильностью, чем в надземной части.

Концентрация цинка и меди в корнях превышала таковую "в растениях в большинстве сортов в 3-8 раз. В первой вегетации эти различия были менее выраженными, для обоих элементов.

Высокой продуктивностью в обе вегетации.отличались сорта пекинской капусты Кинал и Ленок с допустимым количеством кадмия и несколько повъшенным нитратов. Среди салатов гигиеническим нормативам качества по содержанию нитратов и Ж отвечал только сорт Крупнокочанный, характеризующийся наименьшей продуктивностью. ■

3. Аккумуляция ТМ и нитратов салатом и пекинской ,, капустой в зависимости от уровней минерального питания и степени загрязнения грунта кадмием

Увеличение фона питания в вариантах без внесения,кадмия способствовало повышению продуктивности обеих культур (табл. 8). При этом концентрация кадмия в салате возрастала в 3-11 раз., в ' , пекинской капусте - снижалась в 1,5-1,7 раза, в зависимости от года • исследования (рис. I). С увеличением уровня■минерального питания, наблюдалось незначительное повышение содержания нитратов в салате в отличие от пекинской капусты, у которой,уровень нитратов возрастал в 16-20 раз (табл. 9). .

Слабое ингибирующее действие'высоких доз кадмия ('¿5 и ЬО мг/кг) на массу растений обеих культур наблюдалось на низком фо- '' . не питания. При улучшении обеспеченности элементами питания фмто-токсический эффект на салате практически не проявлялся, тогда'* > как у пекинской капусты оставался достаточно выраженным.: "■„'.

Стимулирующее действие кадмия на продуктивность культур проявилась на высоких (II и III) фонах питания. Для салата такой . эффект отмечался при внесении элемента в дозе Ь и '<&> мг/кг» для . .■• ■ " пекинской капусты - <¿5 мг/кг почвы. ;. : . "■ ,

Изменения в концентрации нитратов в салате при повышении уровней минерального питания были незначительны по сравнению с та-•

Таблица о. Продуктивность салата л пекинской капусты, г

Салат ; Пекинская капуста

£он : пита-: Дозы кадмия, мг/кг грунта

ния : 0 : 5 : ¿5 : 5о : 0 : 5 : ¿5 : 50

Фактор А - фон питания, фактор В - дозы кадмия.

Таблица 9. Содержание нитратов в салате и пекинской капусте,

мг/кг сырой массы

Фон : Салат : Пекинская капус та

пита- ; ния : Дозы кадмия. мг/кг грунта

0 : 5 : ¿5 50 : о : 5 : .5 :. 5о

НСР,

05

¿350 ¿600 3000 ЗиОО 30 иО

агоо 570 600

4000 •.500 ¿700 «сОиО 3000 40и0 «.60 300

-650 ¿300 Зэ Си 3700 ¿700 3400

В 300 350

¿300 350 ¿ООО ¿50 1950 ¿750 2150 ¿¿00 ¿ООО аЬии .450 5000 710 700

¿6и0 19ии

¿400 ¿05о

40и0 .900

4300 36 иО

бЗиО 560о

59э0 ЫОО 430

В

400

Числитель - 1990 г., знаменатель - 1991 г.

ковыми у пекинской капусты.

Бнесение возрастающих доз кадмия сопровождалось накоплением его в продукции в концентрациях, превышающих ПдН в 7-1ои раз у салата и в о-Ьи раз у пекинской капусты (рис. I). Салат интенсивней аккумулировал кадмий на минимальном (¡оне питания, а пекинская ка! уста - на максльальном.

I

а

<и о

3

а;

сч

мг/кг

5

4 3

2

I

Салат

Пекинская капуста

I 2

т

: I 2 =0

I л =0

12

12

12

Са1

мг/кг

Фон I

Фон II Фон III ' Фон I - -Фон II .Фон III

Дозы кадмия: I - 0: 2 - 5 мг/кг, 3 - 25 мг/кг, 4"- 50 мг/кг грунта . г.

Рис. I. : Содержание кадмия в салате и пекинской.

капусте в зависимости от уровня минерального питания и доз внесения элемента.

Концентрация элемента в растениях при его внесении в дозе 50 мг/кг возросла по сравнению с исходными контролями на I и Ш уровнях питания соответственно в 125-400 раз и 23-лб раз у салата, в <Ъ-27 и в 61-78 раз у пекинской капусты,в зависимости от года исследования. ■ . ■ ■•'" . ...'.'

Корни салата отличались повышенным, по сравнению с пекинской капустой, содержанием кадмия, независимо от. фона питания:и степени загрязнения:грунта. - ■ \

Значительных изменений в содержании цинка и меди в растениях (табл. 10, II) под влиянием изучаемых факторов не наблюдалось. .Отмечена видовая специфичность культур в содержании меди, концентрация которой в пекинской капусте была на порядок выше, чем в салате, тогда как количество цинка в растениях находилось примерно на одном'уровне. ........ .

Таблица 1и. Содержание цинка в салате и пекинской капусте в среднем за 2 года (ыг/кг сырой массы)

Фон питания

НСР,

Салат

Пекинская капуста

Дозы кадмия, мг/кг грунта

Числитель - надземная часть. Таблица II

: о 5 25 : 50 0 : 5 : -о 50

I 10.2 11,2 11.0 12.3 9,4 ю.о 7.9 9,0

6,9 16,5 15,8 21,6 10,9 ю,з 12,1 11,5

п 10,2 6,9 17.5 12,4 8.2 13,7 7.7 6.8

9,7 11,4 1ь,3 ид 9.8 18,9 9,3 II.I

¡11 8,8 12,3 9,6 13.9 7.1 7.1 7.5 Ц.О

18,9 -0,8 14,5 15,3 9,8 11,5 12,5 II,&

05 З.б в^ 1.7 д 0,9

2.6 1,3 1,6 2,7 1,3 1.6

знаменатель - корни.

Содержание меди в салате и пекинской капусте в среднем за 2 года (ыг/кг сырой массы)

Лон питания

Салат

Пекинская капуста

Дозы кадмия, мг/кг грунта

Числитель - надземная часть, знаменатель - корни.

4. Изменение концентрации'и распределения кадмия в растениях в зависимости от условий освещенности •

Изменение освещенности оказывало влияние на размеры аккумуляции кадмия в растениях. У сортов салата Аареста, Лолло'Ьион-да, Карло и у сортов пекинской капусты Аско, ТСХА-П7, ТСХА-132 уровень концентрации элемента в растениях при уборке оказался соответственно выше в 3,7-8,4 раза и 2,и-15,6 раза при освещенности ТО клк, чем при 17 клк (табл. 12).

В весенне-летнем обороте снижение интенсивности освещения с 60-80 клк до 30 клк сопровождалось уменьшением содержания кад-. мия в салате в 1;8-2,0 раза, пекинской капусте - ¿,1-3,01 раза . в зависимости от сорта. - ~ . ' > - . . ,

С влиянием освещенности может быть связана зависимость накопления кадмия в салате.от сезона выращивания культуры. Низкое содержание элемента (до 0,032. мг/кг) в изучаемых сортах салата (рис. 2) отмечалось при уборке весной (12.04; 7.16, 15.05) и осенью при относительно близких;световых и температурных условиях, тогда как летом (29.05,11.06) количество кадмия в растениях повыаалось до 0,094 мг/кг. Концентрация элемента в грунтах во все сезоны находилась практически на одном уровне 0,¡¿8-0,33,мг/кг В совхозе "Московский" в салате сорта Карло в фазу техни- • ческой спелости содержание элемента возрастало с 0,006-0,014 ' мг/кг в мае при освещенности 30 клк до 0,040-0,064 мг/кг в июне при освещенности 80 клк. Концентрация элемента в грунтах при этом составляла 0,13-0,20 мг/кг, ; • ■ -

При выращивании пекинской капусты на гидропонике в совхозе . "Марфино" с увеличением продолжительности солнечного сияния в ", период вегетации растений с 350 час в мае-июне до 440 час в июле-августе содержание кадмия в сортах пекинской капусты а фазу технической.спелости повышалось,с 0,012-0,029 мт/кГ' (табл.. 5) до . 0,и30-0,084 мг/кг сырой массы (табл. 6). ' . , : Г - *'■

Различная интенсивность освещения, повлияла* на перераспределение кадмия между надземной частью й корнями салата. При меньшей освещенности (до Зи клк) кадмий накапливался преимуществен- . но в корнях, где его концентрация превышала таковую в надземной ; части в 3-6 раз в зависимости от генотипа (рис. 4). При высокой. >штенсивности освещения (до 70 клк) содержание кадмия в корнях и • надземной масти растения было практически одинаковым (рис., Ь) . ,V

Таблица Содержание кадмия и нитратов (мг/кг) сырой

массы при уборке растений в фазу технической спелости в зависимости от условий освещенности

осве цен- Салат ; исве щен- Пекинская капуста

ность сорт //иэ ; ; нос-ть сорт i

17 Lareata -ôoo о, 013 17 Asco 440U 0,Ou7

Lollo 3ionda oloü J, 016 TCAA-II7 ».ÖOU 0,044

jvarlo ¿700 0,0¿6 TCXA-I32 46uu 0,010

Gotte ótíOU Ü.UU3 Сяо-ген ■JbUtj 0,010

Canasta ¿ouo u,0u9 Ака>о 47uu 0,uII

Ыаруля Черна 0,0l¿ Glna 4УОи o.ul*.

Крупнокочанный ¿ЛЛ) o.olü Китайская 5oOU 0,uI3

9ои 0,006 ьиррого Лиев 44uu ¿ÓUU VJ,UI6 0.UI7

7и Laresta 34 ии 0,109 Kirg ot-uu 0,040

*,ollo Blonda ¿ЗОи u.Uio Monument 0,043

Karlo 39ио u,097 (J,04O

Lazerd 21ои 0,066 Нопвйи 44oO 0,U>3

bdina Pojes ¿00 и 0,047 spectrum »—ou 0,000

Benita ¿afir 3400 ¿6uU 0,063 0,051 louu u.ulo

Крупнокочанный Itíuü 0,054 7и Asco o.Iuy

Griaee 3100 0,063 TCXA-II7 3du0 o,u¿7

Lollo Rossa 3100 0,061 TcxA-iai 37ou 0,u9I

Green лауе ¿üu и o,0b¿ -6-00 0,077

AmericaniBOher Згоипег .,900 0,057 ¿~90 6200 0,(j64

New Red Pire 3300 0,045 HCPÜ0 1400 0,0¿0

Московский парниковый 3300 O.ObÖ

НСР^ ÍIOu 0,0¿0

Распределение кадмия по ярусам листьев салата зависело от сезона выращивания культуры. В растениях весеннего оборота, независимо от сорта, наибольшее количество кадмия накапливалось в нижних листьях, в условиях осеннего оборота - в верхних.

Распределение кадмия по листовой пластинке не зависело ни от сезона выращивания, ни от сортовых особенностей. Элемент рас-

Col,

мг/кг

оно 0,08 0,06 0,04 0,02

1?.<И 70S 1505 29.0S 11.06 ШО •16,01

N0 «г/,

5000 ■

4DOO

3000

¿ООО

1000

« 01 TOS IS.05 Â0Î.U.06 li.lö

' 16 Ol " . ■

- сорт" а-a—

Karlo

Pic. 2. Содержание кадмкя в сортах салата в зависимости от сезона выращивания

-а сорт о—-о—-о сорт

Hew. Red-'Fire. ' ; ." Green .Vave • Рис. 3. Содержанке //Og'

• в сортах салата , , ! ■, ' в зависимости от , , сезона выращивания-

иг/к*

NOj^

Karlo

SOW !М0 f~ дА| 0,1 0,2 0,3

' ' ' -Г Ь ■ 1 \

1 й г

..-■.Hew

iOPtt Jowi" A |o,i о.» . 11.3

' 1 ■ Г Ь ' 1

1 в 1

дГ о,1 о, г i>} ^ ЬI . . пг)<

Ш ■

HT ¡*\

0,1 И.> 0.5

<И» Ч 1 IOOT А|

■ 1 ' R

1_ В

сл.

NOj,

.' Green-'.Vave.

5X00 Jtlütt f (Ojj

иг/Kl-

с

XIо.» лг. о,

b'1 Т ■

' JOüO J tDtii] Al 0., i).i " а» •

i4' . bl •

ß

N г/кг

А - надземная 'асть, Б - стержневой корень, В - боковые корни.

ь Рис. 3. Содержание кадмия и -' . .. Рис. ,4.'Содержание кадмия-и.'

-. нитратов в растениях нитратов в растениях,

салата при освещенности-,* 1 .салата при освещен-;

30 клк ■ ■.'■■'.; ". ностк. 70. клк , ,

-и-

пределялся неравномерно: наибольшая его контрация отмечалась в верхней и краевой частях листа, постепенно снижаясь по направлению к центральной и нижней частям листовой пластинки, иидержание элемента в чшлках в среднем было в 1,Ь раза ниже, чем в листе. В Ы В и Д ы

I. Содержание кадмия л цинка з салате на ТЪ-Ьч/", в : минской капусте - на ЬО-оаХ обусловливалось сортовыми особенностям.! культуры. Биохимические гокааатели качества р^стениЕ* л со^ерпа-ние в них нитратов определялись видовой гринадлежностьи.

... Стабильно низкоГ концентрацией кадмия независимо с? условий выращивания отличались группа ромэнов и кочанных а ""с салатов, среди геклнских капуст - сорта ояо-ген, Саппоро, ^"»-нтрум, сочетающие при этом высокую продуктивность с хорошими биоьлмвескими показателями.

3. При выращивании пекинской капусть, в условиях гидрлони-ки сортовые особенности обусловливали содержание нитратов, каротина и меди, фаза развития определяла концентрацию цинка.. Взаимодействие факторов в наибольшей мере отражалось на наьогльнил сухого вещества, аскорбиновой кислоты,Сахаров и кадмлр. Растения пекинской капусты второго оборота отличались повыленным, го сравнению с первым, содержанием сухого вещества, кадмия, цинка, меди и меньшей продуктивностью.

4. Лнгибиругащее действие кадмия на урожайность культур отмечалось на низком уфоне питания, повышение уровня минерального питания снижало •^итотоксический эффект выооких доз элемента, па высоком питания наблюдалось стимулируюдее действие кадьия на гродуктивность салата при дозе внесения Ь и ^ мг/кг грунта, пекинской капусты - ¿о мг/кг, однако концентрация кадмия в растениях превышала ГЩл в 6-ои раз.

5. Повышение уровня минерального питания в вариантах без внесения кадмия увеличивало содержание его в салате в 3,7-11,0 раз и снижало в пекинской капусте в 1,5-1,7 раза в зависимости от года проведения опыта. При этом концентрация элемента в салате греьыаала ЦДК в 3,7 раза, у пекинской капусты находилась на допустимом уровне только на высоком фоне питания.

ь. Наблюдались сезонные изменения в содержании кадмия в технически зрелых растениях салата, лонцентртцией элемента на уровни и ниже ПДК характеризовались растения весеннего и осеннего оборотов, содержание кад( ия в салате в летний период преБо-ш^о '¡Д^

в 1,5-3,0 раза, ■'..'•'■

7. Различная интенсивность освещения влияла на перераспределение кадмия между надземной частью и корнями салата. При меньшей освещенности (до 30 клк) кадмий накапливался преимущественно в корнях, где его концентрация превышала таковую в надземной части ■ в 3-6 раз в зависимости от генотипа. . При высокой с интенсивности освещения (до ЬО клк) содержание кадиия в корнях и надз'емной' части растений было практически одинаковым.- . • ''

6. Распределение кадмия по ярусам листьев салата зависело от сезона выращивания культуры. В растениях весеннего оборота, независимо от сорта, наибольшее количество кадмия накапливалось' в нижних листьях, в условиях осеннего оборота - в'верхних. ■

9. Влияние внешних факторов- на накопление кадмия салатом и пекинской капустой может в ряде случаев перекрывать влияние генотипа. Варьирование в содержании кадмия в фазу технической спелости обеих культур в зависимости от сорта составляло 20-221$,от внешних факторов - 100-146ОЙ. ■•*

10. Установлена нерациональность применения высоких доз удобрений под данные культуры, поскольку качество получаемой продукции не соответствует нормам по содержанию нитратов и кадмия - в

овощных культурах.

' . ■ РККоМЩДАЦИИ : . _ .-.' •. ., у ,

I. Рекомендовать для Еыращивания в защищенном грунте сорта ' салата Лолло Биондо и Маруля Черна, в условиях гидропоники сорта Кинап, ТСХА-2 и Ленок. ' - . . . /

'¿. Селекционные работы по выведению сортов зеленных культур со стабильно низким содержанием кадмия в растениях должны проводиться при одинаковом световом и температурном режиме выращивания всех генераций культур для правильной оценки полученных резу-' льтатов. ' . . '

3. При круглогодичном выращивании зеленных культур необходим строгий контроль за содержанием кадмия в весенне-летний период при освещенности, превышающей.60. клк. ''■ ; опубликованы'следующие работы: - -

1. Константинова ¿.М. Содержание и распределение кадмия и нитратов в растениях салата и пекинской капусты в зависимости от генотипа ' //Тр.науч.конф.молодых учен.-1а.-1991.-С.591-601.-Деп.от Id.Io.9I, №243/1-90ВС-91. ' . ■■ •

2. Константинова И.Ы.,. пгодин Ь.А., Еолобуева В.^. Распределение кадмия и нитратов в - салате в зависимости от сорта и сезона -выра-; щивания культуры //Известия ТСХА.-1992;-Ьып.2.-С. . - '

Объьч 1'/4 п 7 Тираж 100 Заказ 777

Типография Мое1 овскоЧ с \ академии им К А Тимирязева 127550 Мослвл II Гич ■> и».вслаи VI 44