Экологическое обоснование применения гуминовых препаратов для оптимизации условий роста и развития декоративных древесных растений

Неганова, Надежда Михайловна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологическое обоснование применения гуминовых препаратов для оптимизации условий роста и развития декоративных древесных растений
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Экологическое обоснование применения гуминовых препаратов для оптимизации условий роста и развития декоративных древесных растений"

На правах рукописи

Неганова Надежда Михайловна

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ УСЛОВИЙ РОСТА И РАЗВИТИЯ ДЕКОРАТИВНЫХ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

03.02.08 - экология (биологические науки•)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 ^ май 2012

Ростов-на-Дону - 2012

005044130

Работа выполнена на кафедре почвоведения и оценки земельных ресурсов ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Безуглова Ольга Степановна

Официальные оппоненты: Казеев Камиль Шагидуллович, доктор

географических наук, кандидат биологических наук, профессор, профессор кафедры экологии и природопользования ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Назареико Ольга Георгиевна, доктор биологических наук, профессор, директор ФГБУ «Государственный центр агрохимической службы «Ростовский»

Ведущая организация: ФГБНУ «Российский научно-исследовательский

институт проблем мелиорации», г. Новочеркасск

Защита диссертации состоится 31 мая 2012 г. в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.32 по биологическим наукам при Южном федеральном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б.Садовая, 105, ЮФУ, зал заседаний ЮФУ, e-mail: denisova777@inbox.ru, факс: (863)2638723).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного федерального университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148) и на сайте Южного федерального университета: vyww.sfedu.ru

Автореферат разослан « » апреля 2012 г. и размещен в сети Интернет на сайте ЮФУ www.sfedu.ru и на сайте Минобрнауки России www.vak.ed.gov.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

Т.В. Денисова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В условиях интенсивной антропогенной нагрузки важнейшим направлением экологических исследований является разработка экологически обоснованных норм и способов воздействия хозяйственной деятельности человека на живую природу, в том числе оптимизация питания растений с учетом назначения, возможностей и потребностей возделываемых культур. Такая сфера использования почв, как культивирование декоративных растений в плане изучения зависимости их состояния от уровня плодородия почвы и обеспеченности элементами питания, является мало исследованной. В то же время эти культуры, выполняющие важную экологическую роль, привлекают все большее внимание, как производственников, так и садоводов-любителей, которым приходится решать немало задач опытным путем, не имея достаточно обоснованных рекомендаций. Поэтому изучение влияния гуминовых удобрений на развитие и рост декоративных древесных растений с целью разработки экологически обоснованных способов оптимизации условий их произрастания весьма актуально.

Производители концентрированных гуминовых препаратов, подчеркивая их экологическую чистоту, рекомендуют использовать гуматы в целях повышения плодородия почв, урожайности культур, защиты от болезней, в том числе и для декоративных древесных культур, однако исследования, посвященные последним, практически не проводятся.

Декоративность древесных растений определяется совокупностью внешних признаков: размерами и формой кроны, строением и окраской листьев, величиной и окраской цветков и плодов, и зависит как от биологических особенностей вида, так и от внешних условий. Максимальную декоративность растения имеют в оптимальных для них условиях произрастания. Так, в любой природно-климатической зоне, и особенно на карбонатных почвах, древесные растения могут потерять свою декоративность из-за характерного заболевания хлороза. Причины хлороза растений различны. На черноземах наиболее частая причина - нехватка железа, реже - марганца, магния, цинка, меди или серы. Это объясняет актуальность исследования гуминовых удобрений, содержащих железо и микроэлементы, под древесные культуры. Обусловлена она тем, что существует необходимость экологического обоснования использования тех или иных видов гуминовых препаратов, их норм и способов использования для оптимизации условий произрастания декоративных растений.

Цель исследования - изучить влияние гуминовых препаратов на рост, развитие и декоративность древесных растений для экологического обоснования их применения.

Задачи исследования: 1. Изучить влияние гуминового препарата нового поколения - комплексонат-гумата и лигногумата, обогащенных микроэлементами, на динамику роста и развития саженцев декоративных растений - слива растопыренная сорта «Хиссеи» (Prunns cerasifera «Hessei») и яблоня пурпурная сорта «Роялти» (Malus х purpurea "Royalty") в условиях открытого грунта и контейнерной культуры;

2. Исследовать особенности роста и развития сеянцев боярышника крупноколючкового (Crataegus macracantha Lodd.) при использовании биологически активных веществ - лигногумата и антитранспиранта - в условиях открытого грунта;

3. Оценить изменение содержания гумуса, подвижных форм азота, фосфора и биологическую активность чернозема обыкновенного карбонатного в посадках исследуемых декоративных культур при использовании гуминовых препаратов;

4. Сравнить разные способы использования гуминовых препаратов (внесение в почву и фолиарная обработка) по эффективности влияния на растения и экологическим последствиям воздействия на почву.

Научная новизна исследований. В работе впервые исследована возможность использования гуминовых препаратов с целью оптимизации условий роста и развития, а также улучшения декоративности древесных растений. Также впервые изучены возможность использования на карбонатном черноземе нового экологически чистого гуминового препарата - комплексонат-гумата, являющегося представителем гуминовых препаратов нового поколения (гуматов направленного действия), и совместное применение лигногумата с антитранспирантом. Доказано, что гуматы направленного действия, так же как и лигногумат, являются полностью адаптированными к почвенным процессам, происходящим в черноземе обыкновенном карбонатном.

Теоретическая значимость. Теоретически обоснована возможность регулирования процесса роста и развития древесных растений с помощью применения различных гуминовых препаратов, в том числе препарата нового поколения - комплексонат-гумата. Показано, что положительное воздействие гуминовых препаратов на плодородие чернозема обыкновенного карбонатного обусловлено, прежде всего, оптимизацией биологической активности почвы.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по применению экологически чистых гуминовых препаратов для оптимизации роста и развития декоративных растений.

Материалы исследований могут быть использованы природоохранными и научными организациями при проведении экологических исследований, а также садоводами, как профессионалами, так и любителями.

Полученные результаты используются при возделывании декоративных древесных растений в питомнике «Зеленкуст», при планировании и организации научных экспериментов аспирантов и студентов, а также в учебном процессе при чтении курсов: «Химия почв», «Экологические функции почв», «Гуминовые удобрения и стимуляторы роста растений», «Региональные проблемы земледелия», «Общее земледелие и растениеводство», «Экологические проблемы агрохимии», «Современные проблемы почвоведения» в Южном федеральном университете.

Настоящие исследования выполнены при поддержке Министерства образования и науки РФ (грант РН 5.5349.2011, ГК № 16.740.11.0054).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Тема диссертационной работы соответствует паспорту специальности 03.02.08 -

экология (биологические науки), так как изучение влияния экологически чистых гуминовых удобрений на рост и состояние декоративных древесных растений отвечает задачам прикладной экологии в части разработки принципов создания искусственных экосистем и управления их функционированием. А также в плане исследования влияния антропогенных факторов на экосистемы различных уровней с целью разработки экологически обоснованных норм воздействия хозяйственной деятельности человека на живую природу.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Гуминовые препараты, представляющие собой концентрированный раствор солей гуминовых кислот, являются по своей сути биостимуляторами. Они обуславливают повышение биологической активности почвы, увеличивают содержание подвижных форм азота и фосфора в максимально короткий промежуток времени, оптимизируя условия питания декоративных древесных растений.

2. Эффективность гуминового препарата нового поколения -комплексонат-гумата, полученного с применением технологии направленного воздействия, в сравнении с другими исследованными гуматами, оказалась более высокой при возделывании саженцев сливы «Хиссеи» как на черноземе обыкновенном карбонатном, так и в контейнерах на искусственном субстрате.

3. В контейнерных культурах наблюдается улучшение декоративного состояния саженцев яблони «Роялти», увеличение их диаметра штамба и высоты при совместном применении лигногумата калия (в субстрат) с антитранспирантом (по листу). При возделывании саженцев яблони в полевых условиях на черноземе обыкновенном карбонатном лигногумат калия дает достоверный положительный эффект без применения антитранспиранта.

4. Фолиарная обработка гуминовыми препаратами сеянцев декоративных растений (боярышник крупноколючковый (Crataegus macracantha Lodd.)), как и внесение препаратов в почву, не только стимулирует рост и развитие растений, но и улучшает результаты последующей окулировки.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и были опубликованы в трудах следующих конференций: студенческие научно-практические конференции ЮФУ «Недели науки» - 2008, 2009 гг.; на Международных конференциях студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 2008 - 2011» в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова; IV Ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр ЮНЦ РАН (г. Ростов-на-Дону, 2008); 6-ой и 7-ой всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь XXI века - будущее российской науки» - 2008-2009 гг.; V Всероссийском съезде Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов-на-Дону, 2008); 14-th International Meeting of the International Humic Substances Society (September 14-19, 2008, Moscow - Saint Petersburg); Международной конференции «Актуальные проблемы обеспечения продовольственной безопасности Юга России» (Ростов-на-Дону, 2011).

Личный вклад автора. Постановка цели и задач, планирование экспериментов проводилось при участии автора. Полевые, лабораторные исследования и анализ полученных результатов проведены лично автором.

Автор глубоко признателен за помощь в работе научному руководителю д.б.н., профессору О.С. Безугловой, заведующему кафедрой почвоведения и оценки земельных ресурсов, д.б.н., профессору B.C. Крыщенко, старшему лаборанту кафедры B.C. Клименко и всем сотрудникам кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов ЮФУ, а также директору питомника декоративных растений «ЗеленКуст», к.с-х.н. A.A. Сыровому за предоставленную возможность проведения полевых экспериментов, консультации и помощь в работе.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, объемом 4,7 п.л., из них 5 - статей в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией РФ. Личный вклад автора в публикации - 90%.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 177 страницах печатного текста. Состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы и 25 приложений. Содержит 42 таблицы, 3 фотографии и 34 рисунка. Список литературы включает 173 источника, из них 24 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В данной главе представлен обзор публикаций, посвященных вопросам взаимодействия гуминовых веществ с почвенными компонентами и растениями, а также физиологической активности гуминовых веществ. Подробно рассмотрены механизмы действия гуминовых соединений, как биостимуляторов. Показана природа их эффективности, способы получения и применения гуминовых препаратов, а также и роль железа и микроэлементов в жизнедеятельности растений.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объектов исследования в полевых экспериментах были использованы саженцы и сеянцы декоративных культур (сливы растопыренной сорта «Хиссеи» (Prunus cerasifera «Hissei»)\ яблони пурпурной сорта «Роялти» (Malus purpurea "Royalty"); боярышника крупноколючкового (Crataegus macracantha Locki.j). Также объектами исследования был чернозем обыкновенный карбонатный мощный малогумусный тяжелосуглинистый на тяжелом лессовидном суглинке. В контейнерах в соответствии с рекомендациями использовались легкие по весу почвосмеси, главным компонентом которых является низинный торф. В главе дано описание биологических особенностей перечисленных выше декоративных (древесных) растений, представлены эколого-генетические и эколого-биологические свойства исследуемой почвы и субстрата

для контейнеров. Дана характеристика исследуемых гуминовых препаратов, минерального удобрения и антитранспиранта:

1. Лигногумат калия марки БМ 20% водный раствор (производитель НПО «РЭТ»). Содержание солей гуминовых кислот и фульвокислот в пересчёте на сухое вещество - не менее 80-90%. Массовая доля общей серы в пересчёте на сухое вещество - не менее 3%. Содержит микроэлементы в органически связанной форме: железо, цинк, медь, марганец, молибден, кобальт, бор.

2. Гумат натрия "Сахалинский" (производитель «Биомир-2000») -безбаластный продукт, получаемый из леонардита, состоящий из микрочастиц гумусовых соединений, элементный состав которых изготовитель характеризует как C40H35N16O53, находящихся в комплексе с микроэлементами (железо, кремний, цинк, медь, кобальт) и макроэлементами (магний, калий, кальций, натрий): до 25% от веса сухого вещества.

3. Хелат железа — внутрикомплексное органическое соединение, легко растворяется в воде, но ионов железа не образуют, и в почвенном растворе, поэтому этот элемент не закрепляется в виде труднорастворимых солей. В наших экспериментах использовался хелат железа производства компании «AGTJJKON», выпускающей хелат железа Crescal Fe, который содержит 6% железа. Стабилен до рН=10.

4. Гуминовый хелат железа (далее в данной работе он для краткости называется гумат железа), разработанный на химическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова под руководством доктора химических наук И.В. Перминовой. Содержание Fe в нем доведено до 6% (3,0 ммоль/г). К достоинствам препарата следует отнести также и то, что здесь железо находится в комплексе с гуматами -активными стимуляторами роста растений. Значение рН 1%-ного раствора гумата железа находится в пределах 6,0—10,5. Важным преимуществом гумата железа является его высокая устойчивость к кальцию: железо в составе гумата остается доступным растениям даже при высокой концентрации кальция в растворе (до 2 ммоль/л Са2+).

5. Комплексонат-гумат - гуминовый хелат, полученный на основе гумата натрия «Сахалинский», отличается от гумата железа тем, что помимо железа он обогащен микроэлементами (Mn, Zn, Си, В) по специальной методике, разработанной И.В. Перминовой с соавторами.

6. "Кемира Универсал-2" {производитель ООО «Гроу Тэк», регистрант ЗАО «Кемира-Агро») - гранулированное комплексное минеральное удобрение с микроэлементами. Данное удобрение содержит все элементы в каждой грануле, оптимальное соотношение NPK (10:10:20) и микроэлементов, содержит селен (Se). Имеет пролонгированное действие.

7. Антитранспирант Вапор Гард (производитель Miller Chemical & Fertilizer Corporation, США) - водорастворимый концентрат, действующее вещество: ди-1-п-ментен (Пинолин™) 96%, инертные ингредиенты 4%. Это пленкообразующее вещество, препятствующее снижению потерь влаги. После нанесения под действием дневного света (эффективен не только прямой солнечный, но и рассеянный, через облачность) ВАПОР ГАРД образует

невидимый, стойкий и эластичный нанослой, который регулирует процессы испарения влаги растениями (транспирации).

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

В задачи исследования входило изучение влияния различных гуминовых препаратов как фактора воздействия на жизнедеятельность и декоративные свойства растений, а также на содержание и динамику гумуса, элементов питания в черноземе обыкновенном карбонатном и его биологическую активность. Длительность экспериментов с различными древесными декоративными культурами - 5 вегетационных сезонов, начиная с 2007 года, все полевые опыты и исследования с контейнерными культурами проводили на территории питомника декоративных растений «ЗеленКуст», находящемся в г. Ростове-на-Дону. Было заложено три полевых опыта и два опыта с контейнерными культурами.

Полевые опыты

Опыт №1 (1) проводили с саженцами Сливы растопыренной сорта «Хиссеи» {Prunus cerasifera «Hissei»), далее для краткости слива «Хиссеи» в течение двух вегетационных сезонов (с июня 2007 года по сентябрь 2008 года). Данный опыт позволил изучить вопросы, связанные с улучшением производственных показателей продукции, ускорением ростовых процессов, а также борьбы с хлорозом.

Таблица 1 - Схема полевого опыта (1) с саженцами сливы «Хиссеи»

Вариант № Препарат Способ внесения Однократная доза (в почву - г/м2, обработка по листу - г/л)

1 Контроль (без препаратов) - -

2 Гумат железа в почву 1,5

3 Хелат железа в почву 1,5

4 Комплексонат-гумат в почву 1,5

5 Гумат натрия в почву 1,5

6 Микроэлементы (Ре, Мп, 1п, Си, В) обработка по листу 10

7 Комплексонат-гумат обработка по листу 0,5

Саженцы-двухлетки сливы «Хиссеи» выращивались на черноземе обыкновенном карбонатном мощном малогумусном. Репрезентативность исследований обеспечивалась достаточно высоким количеством саженцев на одном варианте: 34 растения.

На контроле растения не получали подкормку, осуществлялся только полив отстоянной водой (3 раза за сезон), на вариантах с гуматами саженцы

подкармливали 0,5% растворами гуматов 3 раза за сезон (1,5 г на кв. метр учетной площади). На вариантах с обработкой по листу в эти же сроки проводили опрыскивание водными растворами микроэлементов (вариант 6) и комплексонат-гумата (вариант 7). Концентрация водных растворов - 0,05%.

Контролем для варианта 7 служили растения как выращиваемые без удобрений (вариант 1), так и обработанные по листу теми же микроэлементами, которые присутствуют в комплексонат-гумате, в концентрациях, рекомендуемых обычно для микроудобрений (по 2 г/м2 химического соединения каждого микроэлемента, вариант 6).

Гуминовые препараты вносили в почву и обрабатывали ими растения один раз в месяц. Всего было проведено 7 обработок. В первый год исследования (2007) было 3 обработки - 25 июня, 23 июля, 20 августа. Отбор почвенных образцов и учет состояния растений осуществляли также 20 сентября. Во второй год (2008) проведения эксперимента нами было проведено 4 обработки - 15 мая, 23 июня, 27 июля, 28 августа. Перед каждой обработкой почвы или растений производили отбор почвенных образцов (глубина отбора 0-25 см) и осуществляли биометрические наблюдения. Отбор почвенных образцов и учет состояния растений после последней обработки произвели 30 сентября.

Опыт № 2 (2) проводили с саженцами яблони пурпурной сорта «Роялти» (Malus хpurpurea "Royalty"), далее для краткости яблоня «Роялти» (табл.2).

Таблица 2 - Схема полевого опыта с саженцами яблони «Роялти» и боярышника крупноколючкового

Вариант № Препарат Способ внесения Однократная доза, %

1 Контроль (без препаратов) - -

2 Лигногумат по листу 0,05% раствор

3 Антитранспирант по листу 1% раствор

4 Лигногумат + Антитранспирант по листу 0,05% раствор 1 % раствор

5 Лигногумат в почву 0,5% раствор

6 Лигногумат + Антитранспирант в почву по листу 0,5% раствор 1% раствор

Опыт был заложен в 2009 году для изучения эффективности использования гумата и антитранспиранта. Необходимость использования антитранспиранта диктовалась высокими летними температурами, действие которых ухудшало условия роста и развития саженцев.

В условиях полевого опыта определяли характер влияния локального внесения гуминового препарата в почву и обработки им растений по листу, а также влияние использования антитранспиранта на процессы роста и развития саженцев яблони «Роялти». Определяли те же параметры почвенного плодородия,

что и в опыте 1.

При закладке опыта была поставлена задача - изучить развитие растений, обрабатываемых фолиарно (опрыскивание по листу) антитранспирантом, лигногуматом, а также при их совместном использовании. Такое совместное применение препаратов разного механизма воздействия испытывалось впервые. Полученные результаты по данному опыту позволили дать рекомендации по применению этих препаратов для выращивания древесных декоративных растений. Учитывая отсутствие таких исследований применительно к декоративным древесным растениям можно констатировать, что эксперимент имел поисковый характер.

Саженцы-однолетки яблони «Роялти» выращивались на черноземе обыкновенном карбонатном мощном малогумусном. Репрезентативность исследований обеспечивалась достаточно большим количеством саженцев на одном варианте (по 52 растения). На контроле (вариант 1) растения не получали подкормку, на вариантах с лигногуматом (вариант 5 и 6) несколько раз за сезон подкармливали саженцы 0,5% раствором лигногумата. Обработку по листу проводили в эти же сроки растворами лигногумата калия и антитранспирантом, концентрация водных растворов для лигногумата составляла 0,05% раствор, а для антитранспиранта 1 % раствор.

Препараты вносили в почву и опрыскивали растения по листу один раз в месяц. За весь период исследования было произведено 7 обработок. В первый год эксперимента (2009 г.) 8 июня, 1 июля, 10 августа отбирали образцы почвы и осуществляли учет состояния растений после последней обработки растений и почвы - 15 сентября. Во второй год полевого опыта (2010 г.) вносили в почву и опрыскивали растения гуминовыми препаратами - 13 июня, 17 июля, 18 августа, 9 сентября; отбор образцов почвы и учет состояния растений после последней обработки в 2010 году произвели 10 октября.

Опыт № 3 (3) был начат также в 2009 году, его проводили на учетной делянке, на которой произрастали сеянцы боярышника крупноколючкового {Crataegus macracantha Lodd.). Летом 2010 года по завершении полевого опыта с лигногуматом и антитранспирантом сеянцы использовали для окулировки в питомнике декоративных растений «ЗеленКуст».

Поэтому при закладке опыта (3) ставились задачи, связанные с улучшением качества сеянцев боярышника с целью последующего применения их для окулировки, ускорением ростовых процессов, борьбой с засыханием и увяданием растений.

Репрезентативность исследований обеспечивалась высоким количеством сеянцев на одном варианте - по 112 растений. Схема полевого опыта 3 такая же, как и схема полевого опыта 2 с саженцами яблони Роялти (табл. 2).

В почвенных образцах определяли: гумус по методу И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова; содержание доступных для растений легкорастворимых фосфатов по методу Б.П. Мачигина (Минеев, 1990). Определение аммиачного азота вели с реактивом Несслера с фотометрическим окончанием, а нитратного - по методу Грандваль-Ляжу. Каталазную активность определяли газометрическим методом по А. Ш. Галстяну (1978); уреазную

активность - колориметрическим методом по А. Ш. Галстяну (1974). Физико-химические исследования свойств почв выполнены в лаборатории кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов ЮФУ.

Оценка роста и развития декоративных культур во всех экспериментах проводилась по следующим параметрам: определяли диаметр ствола (измеряли штангенциркулем по каждому растению, затем рассчитывалась средняя арифметическая величина), измеряли высоту сеянцев. С целью характеристики декоративности растений определяли общий прирост на каждом саженце, который рассчитывается умножением длины новых приростов на их количество. Декоративность кроны не оценивалась только в опыте №3, так как сеянцы боярышника были предназначены для окулировки.

Опыты с контейнерными культурами

В декоративном садоводстве все большее распространение получает культивирование саженцев в контейнерах, так как этот способ выращивания позволяет иметь своеобразный «мобильный» сад даже в условиях городской квартиры.

В связи с этим был поставлен опыт №4 (4) на контейнерной культуре со сливой «Хиссеи» (табл.3).

Таблица 3 - Схема опыта с контейнерными культурами сливы «Хиссеи»

Вариант № Препарат Тип внесения Дозы, % раствор

1 Фон - контроль (кемира) в субстрат 0,5

2 Фон + Комплексонат-гумат в субстрат 0,5

3 Фон + Гумат натрия в субстрат 0,5

4 Фон + Комплексонат-гумат опрыскивание по листу 0,05% раствор

Цель этого эксперимента: определить влияние комплексонат-гумата в сравнении с гуматом натрия, вносимыми в субстрат в условиях ограниченного объема грунта, и путем опрыскивания растений, на рост и развитие данной культуры и на сроки улучшения декоративности кроны саженцев сливы «Хиссеи», по сравнению с гуматом натрия. Для экспериментальных исследований контейнерная культура привлекательна тем, что можно провести опыт на однородном по составу субстрате, в максимальной степени уравняв и такие условия как влажность, температура, что позволяет строго выдержать принцип единственного различия.

Растения выращивали в полимерных сосудах, заполненных смесью низинного торфа с шелухой от семян подсолнечника. Объем сосудов - 30 л.

В данном опыте контролем (фоном) служили растения, подкормку которых вели минеральным удобрением «Кемира Универсал-2» (0,5% раствор). На

2 и 3 вариантах опыта на фоне обработок «Кемирой Универсал-2» дополнительно в субстрат вносили 0,5% раствор гуматов. На варианте 4 дополнительно к обработке «Кемирой Универсал-2» проводили опрыскивание по листу 0,05% раствором комплексонат-гумата. На каждом варианте было по 12 растений.

В опыте № 5 испытывали влияние лигногумата и антитранспиранта на контейнерных культурах яблони «Роялти» (табл.4). Целью исследования было изучение влияния лигногумата, вносимого в субстрат как самостоятельный препарат и совместно с кемирой в качестве дополнительного, на декоративность яблони «Роялти».

В данных экспериментах (в опыте 4 и 5) влияние изучаемых препаратов отслеживали по изменениям биометрических показателей декоративных культур (диаметр штамба, высота растения, общий прирост).

Таблица 4 - Схема опыта с контейнерными культурами яблони «Роялти»

Вариант № Препарат Тип внесения Дозы, % раствор

1 Фон - кемира (Контроль) в субстрат 0,5

2 Фон + Лигногумат в субстрат 0,5

3 Фон + Антитранспирант в субстрат + по листу 0,5 + 0,05

4 Фон + Лигногумат + Антитранспирант в субстрат по листу 0,5 0,05

5 Лигногумат в субстрат 0,5

6 Лигногумат + Антитранспирант в субстрат + по листу 0,5+0,05

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ, ДИНАМИКУ ГУМУСА И ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО КАРБОНАТНОГО

В результате исследований установлено, что гуминовые препараты оказывают благоприятное воздействие на свойства чернозема обыкновенного карбонатного, увеличивая активность каталазы и уреазы, способствуя некоторому повышению содержания гумуса, оптимизируя содержание и динамику элементов питания растений.

Внесение гуминовых препаратов способствует быстрому росту активности каталазы в черноземе обыкновенном карбонатном, причем наиболее эффективно влияют на этот показатель биологической активности хелат железа, комплекс

микроэлементов, гумат натрия и лигногумат при поливе. Активность каталазы с увеличением продолжительности воздействия возрастает и достигает своего пика через два месяца после начала обработки растений гуминовыми препаратами.

Наибольшее влияние на уреазную активность чернозема обыкновенного карбонатного оказывает внесение комплексонат-гумата и хелата железа, а также лигногумата с поливной водой в почву (рис.1). На этих вариантах уреазная активность устойчиво превышает значения этого показателя на контроле.

200

- 180 || 160 Ь в 140

1 1120 я 2 юо

оа -а

= а so

g ®

£ so

I "О

X 20

* О

■ Контроль

■ Лптногу ма т по листу

я Антнтранстшрант по листу

■ Лшгногумат + Анппранспирант по листу

■ Лигногумат в почву

■ Лигногу МП т в почву + Анппранспирант по лисп-

Июнь

Июль Август Сентябрь Сроки отбора

Рисунок 1 - Динамика уреазной активности по опыту-2, опыту-3 в черноземе обыкновенном карбонатном при внесении гуминовых препаратов

Результаты расчета достоверности различий между средними значениями ферментативной активности в опыте-3 на контрольном варианте и на варианте с препаратами показали, что воздействие на биологическую активность почвы в большей мере оказывает применение лигногумата с поливной водой, чем при опрыскивании по листу, так как именно на этих вариантах активность каталазы и уреазы превышает значения контрольного варианта на статистически значимую величину (критерий Стьюдента равен 2,32 и 2,50 соответственно) с достаточно высоким уровнем доверительной вероятности (Р = 0,95).

Таким образом, наибольший эффект стимуляции ферментативной активности каталазы и уреазы, наблюдается при внесении в почву с поливной водой хелата железа, комплексонат-гумата и лигногумата, особенно во второй половине вегетационных сезонов (2010 - 2011гг.).

Содержание в почве гумуса изучалось также в динамике. Результаты полевого эксперимента с саженцами сливы «Хиссеи» показывают, что в течение вегетационного периода наблюдается изменение степени гумусированности пахотного слоя чернозема обыкновенного карбонатного: от весны к осени на контроле и всех вариантах с препаратами, независимо от вида и способа внесения гуминовых веществ, содержание гумуса увеличивается за счет разложения и

гумификации растительных остатков, поставляемых в результате регулярных прополок сорной растительности. Сравнение вариантов опыта между собой в один срок наблюдений показало, что внесение удобрений в почву способствует увеличению содержания гумуса уже на следующий месяц после применения, и максимальный рост наблюдается на варианте с гуматом натрия и комплексонат-гуматом, внесенными в почву. И далее тенденция сохранялась: на этих вариантах в августе наблюдалось содержание гумуса соответственно 4,56 и 4,70 %, в то время как на контроле - 4,16%, причем разница с контролем статистически достоверна при Р=0,95.

Аналогичные результаты были получены в опытах с применением лигногумата и антитранспиранта на саженцах яблони «Роялти» и сеянцах боярышника крупноколючкового. Данные показывают, что процесс гумусообразования при внесении лигногумата в почву активизируется и это приводит к заметному увеличению гумуса через две обработки (4,29% в начале опыта, 4,68% - в августе), в то время как на контроле динамика содержания гумуса иная: 4,08 и 3,95% соответственно. Это обусловлено высокой биологической активностью на вариантах с внесением препаратов в почву (рис.2). Необходимо отметить, что и на контрольном варианте после резкого снижения содержания гумуса в июле наблюдается постепенный рост гумусированности во всех опытах. Но происходит это медленнее. На варианте с использованием антитранспиранта идет незначительное увеличение гумусированности на статистически незначимую величину.

О 25

¡3 ,

3 Р 20

5 £'

5 Я

» 3 А ю

й ° 2 с

2009 2010

Прибавка за сезон

■ Контроль (без препаратов)

■ Лигногумат по листу

■ Антитранспирант по листу

■ Лигногумат + Антитранспирант по листу

в Лигногумат в почву

■ Лигногумат в почву + Антитранспирант по листу

Рисунок 2 - Динамика каталазной активности в черноземе обыкновенном карбонатном при внесении гуминовых препаратов (опыт 2)

Таким образом, можно сделать вывод, что гуминовые препараты при их внесении в почву оказывают влияние на содержание и динамику гумуса, ускоряя

процессы гумификации, которые достигают своего пика через 2 месяца применения.

Гуминовые препараты способствуют не только увеличению содержания гумуса в почве, но и оказывают положительное влияние на содержание и динамику элементов питания растений. Большой интерес представляют данные по обеспеченности почвы подвижными формами фосфора и увеличению его доступности растениям в результате применения гуминовых удобрений (рис.3).

■Контроль

■Гуматжепеза ■ Хелат железа

■Комппексонат-гуыатв почву

■Гумат натрия

и М1 жр оэл ементы по Л1 юту

■Комгиексонат-гуматпо листу

Рисунок 3 - Влияние гуминовых препаратов на динамику содержания подвижных фосфатов в опыте-1 (2007 г.)

Аналогичные результаты получены по всем трем опытам. Учитывая невысокую подвижность фосфатов в черноземе обыкновенном карбонатном при значительном их валовом количестве, применение гуминовых удобрений, стимулирующих биохимическую активность почв, оказывается перспективным для повышения содержания и динамики усвояемых соединений фосфора.

Положительно влияют гуминовые вещества и на обеспеченность подвижными формами азота, которая оказалась максимальной на варианте с применением гумата железа (рис.4). Эти тенденции были подтверждены и в последующие годы исследования в опытах 2 и 3, хотя характер динамики соединений азота и различался, что было связано с температурными особенностями вегетационных сезонов (рис.5).

Итак, воздействие изучаемых гуминовых препаратов под различными декоративными культурами оказывает значительный стимулирующий эффект на подвижность соединений азота и фосфора в черноземе обыкновенном карбонатном. Предпочтительнее с этой точки зрения внесение гуматов в почву, особенно гумата натрия, комплексонат-гумата, лигногумата. Однако

4,5

Нюнь Июль Август Сентябрь Сроки отбора

увеличение подвижности элементов питания было получено и на гумате железа, хелате железа, лигногумате при опрыскивании растений по листу.

Июнь Июль Август Сентябрь , Кошлексонзт-гуматпо Сроки отбора лист)'

Рисунок 4 - Влияние гуминовых препаратов на динамику Ы-ЫНЦ в опыте-(2007 г.)

■ Контроль

■ Лигногума т по листу

в Анппр анспирант по листу

■ Яигноп мат +

Антзпр ансш 1ранг по лпсту

н Литногуматв почву

я Лигногумат в почву + Анттр анспп|)ант по листу

* ^ ^ с/1 Сроки отбора

Рисунок 5 - Влияние лигногумата на значения N-N114 в полевом опыте с саженцами яблони «Роялти»

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА КАЧЕСТВО ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИЙ

Комплексонат-гумат, содержащий в своем составе железо и другие микроэлементы, влияет на увеличение диаметра штамба и высоту саженцев сливы «Хиссеи», а также на общий прирост и декоративность кроны более эффективно, чем гумат натрия, хелат железа, и простые соли микроэлементов, в связи с чем его можно рекомендовать к использованию для улучшения роста и развития садовых декоративных растений (табл. 5).

Таблица 5 - Влияние гуминовых препаратов на рост и развитие саженцев сливы «Хиссеи»

Варианты Диаметр штамба, мм Высота растений, см Общий прирост, см Прибавка средняя, %

26.06 30.09 Прибавка, % 26.06 30.09 Прибавка, % 26.06 30.09 Прибавка, %

1 .Контроль 6,0 12,3 205 65 121 186 136 455 335 242

2.Гумат железа 6,5 13,0 200 63 121 192 137 469 342 245

3.Хелат железа 5,6 12,1 216 58 120 207 127 452 356 260

^Комплексонат-гумат (в почву) 5,6 12,1 216- 58 120 207 102 399 391 271

5.Гумат натрия (в почву) 6,3 12,9 205 63 122 194 134 420 313 243

б.Соли микроэлементов по листу 6,0 13,2 220 59 120 203 118 428 362 261

7.Комплек-сонат-гумат (по листу) 6,1 12,6 207 60 123 205 113 462 408 273

Применение лигногумата в опытах с яблоней «Роялти» и боярышником крупноколючковым как при поливе, так и при опрыскивании по листу также способствует улучшению декоративности растений, однако на общий прирост яблони «Роялти» более существенно повлияла фолиарная обработка лигногуматом. Способствовали гуминовые препараты и утолщению штамба

саженцев растений (рис. 6), в то время как у сеянцев влияние гуматов на этот показатель было незначительным.

Июнь Июль Август Сентябрь Сроки измерений

■ Контроль

■ Лнгногу мат по листу

* Анштраншпрзнт по листу

■ Лнгногушт +

. Антитрпнсга грант по диету

в Лцгногумат в почву

в Лцгногумат в почву + Антшр анспг грант по листу

Рисунок 6 - Влияние лигногумата на диаметр штамба саженцев яблони «Роялти»

Нами был произведен корреляционный анализ между содержанием подвижного фосфора, азота и высотой растений, диаметром штамба, общим приростом. Полученные коэффициенты корреляции указывают на прямую сильную связь между содержанием фосфора в почве и диаметром штамба у саженцев сливы «Хиссеи» (г=0,80—0,86). Диаметр штамба яблони «Роялти» также коррелирует с обеспеченностью почвы подвижным фосфором, причем связь возрастает от заметной в августе до сильной в октябре (г=0,62—0,71). Сильная или заметная корреляционная связь прослеживается и между содержанием фосфора и такими параметрами, как высота растений и общий прирост саженцев сливы и яблони.

Сильная корреляционная связь прослеживается между содержанием азота в почве и общим приростом. Это наглядно продемонстрировал и опыт со сливой «Хиссеи» (г=0,85) и опыт с яблоней «Роялти» (г=0,78).

Отмечено положительное влияние всех изучаемых препаратов на высоту как саженцев сливы «Хиссеи» и яблони «Роялти», так и сеянцев боярышника крупноколючкового (табл. 6).

Таблица 6 - Динамика изменения высоты сеянцев боярышника при применении лигногумата и антитранспиранта (АТр), 2009 г.

Вариант Высота, см Прибавка за сезон, см

Июнь Июль Август Сентябрь

Контроль 2,4 4,3 6,3 9,8 4,95

Лигногумат по листу 3,1 4,9 7,5 10,5 6,5

АТр по листу 2,7 4,35 5,9 11,4 6,1

Лигногумат + АТр по листу 2,9 4,97 6,8 10,2 6,2

Лигногумат в почву 3,0 5,2 8,7 12,1 7,25

Лигногумат в почву + АТр по листу 3,2 5,3 9,4 13,5 7,85

В этой главе также представлены результаты по контейнерным культурам. Результаты эксперимента с контейнерными культурами сливы «Хиссеи» и яблони «Роялти» показали, что при поливе растений комплексонат-гуматом увеличиваются значения практически всех показателей роста и развития, но в наибольшей степени комплексонат-гумат повлиял на диаметр штамба растений: от 10,0 мм до 13,3 мм.

Вариант опыта с внесением гумата натрия при поливе контейнерных растений сливы «Хиссеи» проявил себя прекрасно по отношению к увеличению высоты растений и диаметра ствола. По сравнению с контролем гумат натрия способствует улучшению таких показателей как «высота растения» и «толщина штамба», «общий прирост». В контейнерных культурах, где растения не испытывали недостаток в микроэлементах, гумат натрия, по сравнению с вариантом, на котором вносили комплексонат-гумат, проявил себя более сильным стимулятором.

Результаты сравнения воздействия лигногумата при обработке по листу и при внесении в субстрат на контейнерную культуру яблони «Роялти» с применением антитранспиранта и «Кемиры Универсал-2» показали, что лигногумат является активным стимулятором роста растений, однако решающее значение имеет способ обработки растений. Если при совместном применении этого препарата с «Кемирой Универсал-2» наблюдалось по всем показателям незначительное улучшение состояния растений, то при использовании только лигногумата идет быстрое улучшение состояния контейнерной культуры саженцев яблони «Роялти», особенно прирост в высоту (рис.7).

4 июля 27 июля 17 23 августа августа Сроки измерений

I Кошроль

I Лигногумат в субстрат

яЛигногумат с поливом + Антитрагнспирант по листу

Рисунок 7 - Влияние лигногумата и антитранспиранта (контейнерная культура) на изменение высоты саженцев яблони «Роялти»

Таким образом, эксперименты с контейнерными культурами показали, что влияние гуматов на растения в таких условиях и при выращивании в открытом грунте несколько различается. В полевых опытах стимулирование роста и развития саженцев сливы «Хиссеи» и яблони «Роялти» достигается как при внесении гуматов (особенно лигногумата и комплексонат-гумата) в почву, так и при фолиарном способе воздействия на растения. Наблюдается благоприятное влияние на высоту и диаметр штамба растений. В то же время если слива «Хиссеи» активно реагировала на использование гуматов увеличением общего прироста, то декоративность кроны яблони «Роялти» практически не менялась при обработках лигногуматом.

Для контейнерных культур, внесение препарата в субстрат дает более выраженный эффект, чем обработка по листу, активно стимулируя высоту и общий прирост растений. Обработка антитранспирантом в опыте с саженцами яблони «Роялти» усиливает положительное действие лигногумата.

ВЫВОДЫ

1. В полевых экспериментах и в опытах с контейнерными культурами показано, что экологически чистый препарат направленного действия комплексонат-гумат, содержащий в своем составе железо и другие микроэлементы, влияет на увеличение диаметра штамба и высоту растений, на общий прирост и декоративность кроны сливы Хиссеи более эффективно, чем другие гуминовые

препараты и хелат железа. Причем одинаково эффективно использование комплексонат-гумата, как для внесения в почву, так и для обработки по листу.

2. Стимулирование роста и развития сеянцев боярышника достигается как при внесении лигногумата в почву, так и при опрыскивании им растений по листу, однако внесение препарата в почву дает более выраженный эффект, активно стимулируя рост растений в высоту. Использование антитранспиранта совместно с лигногуматом предпочтительнее: в этом случае достигается не просто стимуляция роста и развития сеянцев боярышника за счет оптимизации водного баланса растения, но и улучшение питательного режима в черноземе обыкновенном карбонатном, что в конечном итоге будет способствовать сохранению почвенного плодородия.

3. Использование лигногумата при выращивании саженцев яблони Роялти на черноземе обыкновенном карбонатном показало, что внесение его в почву с поливной водой предпочтительнее фолиарной обработки, использование антитранспиранта в этом случае излишне. В контейнерной культуре, напротив, наилучшие результаты получены при совместной обработке саженцев лигногуматом и антитранспирантом по листу.

4. Внесение гуминовых препаратов способствует повышению доступности элементов питания в черноземе обыкновенном карбонатном, что позволяет оптимизировать условия питания растений без внесения минеральных удобрений, тем самым обеспечивая экологизацию земледелия. Происходит это за счет роста биологической активности почвы: на вариантах с гуматами уреазная и каталазная активности устойчиво превышают значения этих показателей на контроле. Как следствие наблюдается увеличение содержания подвижного фосфора. К концу вегетационного периода обеспеченность подвижным фосфором переходит из категории «очень низкой» в «повышенную» и «среднюю». Обеспеченность подвижными формами азота на протяжении всего вегетационного периода на вариантах с применением гуматов выше, чем на контроле.

5. Внесение гуматов в почву, провоцируя рост биологической активности, способствует увеличению содержания гумуса за счет ускорения процессов разложения и гумификации остатков сорной растительности. На вариантах с фолиарной обработкой растений гуматами к концу вегетационного периода наблюдается тенденция к снижению гумусированности, по сравнению с контролем, что объясняется усилением процессов минерализации органического вещества. Следовательно, с экологической точки зрения внесение гуматов в почву предпочтительнее внекорневой обработки растений.

6. Коэффициенты корреляции между значениями биометрических показателей растений и содержанием элементов питания в почве, указывают на прямую сильную связь между содержанием фосфора и азота в почве и диаметром штамба у саженцев сливы Хиссеи (г=0,80—0,86) и яблони Роялти (г=0,62—0,71). По сеянцам боярышника заметная корреляционная связь прослеживается только между содержанием азота в почве и высотой сеянцев, что вероятно, обусловлено

ювенильностью растений, так как на этом этапе рост в высоту является основным параметром развития.

7. Гуминовые препараты, как биологически активные вещества, оказывают статистически достоверное благоприятное воздействие на улучшение декоративности древесных растений, их рост и развитие. Можно рекомендовать данные препараты к применению в декоративном садоводстве, так как они способствуют быстрому росту и развитию растений, помогают им приспособиться к экстремальным погодным условиям и способствуют улучшению состояния культур, в том числе при подготовке сеянцев к окулировке.

Рекомендации производству

1. Для стимулирования роста и развития саженцев декоративных растений (слива «Хиссеи», яблоня «Роялти») при их выращивании на черноземе обыкновенном карбонатном необходимо применять гуминовые препараты. Гуминовые препараты оказывают выраженное стимулирующее действие на рост и развитие декоративных растений, при прочих равных условиях предпочтение следует отдавать гуматам, обогащенным микроэлементами (гуматам направленного действия). Предпочтительнее использование путем внесения в почву в дозировке 0,5% раствор; 4 полива - за сезон.

2. Фолиарная обработка саженцев декоративных растений (слива «Хиссеи», яблоня «Роялти») производится раствором гуматов 0,05% концентрации 3 раза за сезон.

3. В целях улучшения результатов окулировки рекомендуется применять обработку гуминовыми препаратами (в частности лигногуматом марки БМ 20% водный раствор) при выращивании подвоев боярышника крупноколючкового. При этом возможно как внесение препарата с поливной водой в почву (концентрация раствора 0,5%, за сезон 4 обработки), так и обработка по листу (концентрация раствора 0,05%, за сезон 4 обработки).

4. Сочетание обработок гуминовыми препаратами с применением антитранспиранта при выращивании в открытом грунте на черноземе обыкновенном карбонатном дает незначительную прибавку в росте и развитии саженцев по сравнению с вариантами без антитранспиранта, поэтому использование антитранспиранта в этом случае нецелесообразно. В то же время при выращивании сеянцев использование антитранспиранта совместно с лигногуматом дает выраженный положительный эффект, что позволяет снизить уязвимость сеянцев к неблагоприятным погодным условиям. Поэтому рекомендуем использовать антитранспирант при выращивании сеянцев декоративных растений в виде 1% раствора для фолиарной обработки на фоне внесения лигногумата с поливной водой в почву в вид 0,5% раствора.

5. Использование гуминовых препаратов в контейнерной культуре также дает положительный эффект. Предпочтительнее в контейнерной культуре саженцев декоративных древесных растений совместное использование полного

минерального удобрения (концентрация раствора 0,5%, с поливом) и гуминового препарата. При применении гумата натрия, комплексонат-гумата, лигногумата с внесением в субстрат концентрация раствора составляет 0,5%; при опрыскивании по листу копмлексонат-гуматом - 0,05%. При жаркой погоде рекомендуется фолиарная обработка антитранспирантом в виде 0,05% раствора.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Неганова Н.М. Гуминовые удобрения как фактор оптимизации условий роста и развития декоративных растений [Текст]/ Н.М. Неганова // Научная мысль Кавказа. - 2011. - №3. - С. 96-99. (100%, 0,5 пл.).

2. Неганова Н.М. Влияние гуминовых препаратов на продуктивность и качество декоративных растений [Текст]/ Н.М. Неганова // Известия высших учебных заведений «Северо-кавказский регион». - 2011. - №6. - С. 65-68. (100%, 0,5 пл.).

3. Безуглова О.С., Неганова Н.М., Сыровой A.A. Влияние гумата натрия и его производных, обогащенных железом и микроэлементами, на рост и развитие декоративной сливы сорта «Хиссеи» [Текст]// Проблемы агрохимии и экологии. -2011. - №3. - С. 8-12. (80%, 0,5 пл.).

4. Неганова Н.М., Сыровой A.A., Безуглова О.С. Опыт применения лигногумата и антитранспиранта в декоративном садоводстве (на примере боярышника крупноколючкового) [Текст]// АгроЭкоИнфо. - 2011. - №2 -электрон.журнал. (90%, 0,68 пл.).

5. Неганова Н.М. Влияние гуминовых удобрений на рост и развитие декоративных древесных растений [Текст]// Агрохимический вестник. - 2011. -№6. С. 19-21 (100%, 0,5 пл.).

Работы, опубликованные в других изданиях

1. Неганова Н.М. Использование гуминовых удобрений под декоративные растения [Текст]/ Н.М. Неганова // Сборник тезисов «Недели Науки»/ ЮФУ. -Ростов-на-Дону: изд-во ЮФУ, 2008. - С. 9-11. (100%, 0,13 пл.).

2. Неганова Н.М. Влияние гуминовых веществ на рост и развитие декоративных растений [Текст]/ Н.М. Неганова // Материалы докладов XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2008» / МГУ. - М., 2008., - С. 91-92. (100%, 0,05 пл.).

3. Неганова Н.М. Влияние гуминовых веществ на рост и развитие декоративных растений [Текст]/ Н.М. Неганова // Материалы IV Ежегодной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного Научного Центра РАН. - Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2008., - С. 32-33. (100%, 0,21 пл.).

4. Неганова Н.М. Использование гуминовых удобрений под декоративные культуры [Текст]/ Н.М. Неганова // Материалы 6-той Всероссийской научно-

практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь XXI века - будущее российской науки». - Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2008. - Т.1. -С. 25-27.(100%, 0,16 п.л.).

5. Неганова Н.М, Безуглова О.С., Мордвинова Д.В., Сыровой A.A. Влияние гуминовых препаратов на состояние декоративной сливы «Хиссеи» в контейнерной культуре [Текст]// Материалы V Всероссийского съезда почвоведов им. В.В. Докучаева. - Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2008. - С.52. (80%, 0,08 п.л.).

6. Bezuglova O.S., Perminova I.V., Neganova N.M. Beneficial Effects of the Complex Humic Microfertilizer Applied to the Ornamental Plum Hessei // Molecular Understanding to Innovative Applications of Humic Substances; Proceedings of the 14th International Meeting of the International Humic Substances Society, September 14-19, 2008, Moscow - Saint-Petersburg, Russia, Vol. II, Humus Sapiens, Moscow, pp. 617-618. 2008. (70%, 0,58 п.л.).

7. Неганова Н.М. Изменение декоративных свойств культурных растений и свойств почв под действием вносимых гуминовых удобрений, содержащих железо [Текст]/ Н.М. Неганова // Материалы 7-мой Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь XXI века -будущее российской науки». - Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2009. - Т.1. - С. 35-36. (100%, 0,16 пл.).

8. Неганова Н.М. Изменение декоративных свойств древесных растений и свойств почв при внесении железосодержащих гуминовых удобрений [Текст]/ Н.М. Неганова // Материалы докладов XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2009» / МГУ. - М., 2009., -С. 81-82. (100%, 0,05 п.л.).

9. Неганова Н.М. Применение гуминовых удобрений под декоративные древесные растения [Текст]/ Н.М. Неганова // Сборник тезисов «Недели Науки»/ ЮФУ. -Ростов-на-Дону: изд-во ЮФУ, 2009. - С. 12-14. (100%, 0,13 п.л.).

10. Неганова Н.М. Изменение декоративных свойств растений и свойств почв при внесении железосодержащих гуминовых удобрений [Текст]/ Н.М. Неганова // Материалы докладов XVII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2010» / МГУ. - М., 2010., - С. 75-77. (100%, 0,13 п.л.).

11. Неганова Н.М. Влияние гуматов железа на продуктивность и качество декоративных растений [Текст]/ Н.М. Неганова // Материалы докладов XVIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» / МГУ.-М„ 2011.,-С. 12-14.(100%, 0,13 п.л.).

12. Неганова Н.М. Влияние лигногумата на рост и развитие декоративных растений [Текст]/ Н.М. Неганова // Материалы Международной научной конференции «Актуальные проблемы обеспечения продовольственной безопасности Юга России: инновационные технологии для сохранения биоресурсов, плодородия почв, мелиорации и водообеспечения». - Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2011.— С. 225-227. (100%, 0,21 п.л.).

Сдано в набор 20.04.2012 г. Подписано в печать 20.04.2012 г. Заказ № 69.

Тираж 100 экз. Формат 60*84 1/16. Печ. лист 1,2. Усл. печ. л. 1,2. Копировально-множительный отдел Южного федерального университета 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, 105, тел (863) 218-40-02.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Неганова, Надежда Михайловна, Ростов-на-Дону

61 12-3/1091

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

НЕГАНОВА НАДЕЖДА МИХАЙЛОВНА

высшего профессионального образования ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

на пра описи

03.02.08 — экология (биологические науки)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук профессор О.С. Безуглова

Ростов-на-Дону 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение................................................................................................................................................................................................................................................................4

Глава 1. Обзор литературы......................................................................................................................................................................................10

1.1. Экологическая роль гумуса в биосфере................................................................................................10

1.2. Возможности регулирования содержания органического вещества в почвах и субстратах..................................................................................................................................................14

1.3. Физиологическая активность гуминовых веществ......................................................16

1.3.1. Физиологическая активность гумуса - как диагностический показатель....................................................................................................................................................................................................................................16

1.3.2. Природа и первичные механизмы действия гуминовых

соединений, как одного из важных биологических показателей..............19

1.3.3 Поступление гуминовых веществ в растения....................................................................23

1.4. Гуминовые препараты....................................................................................27

1.4.1. Природа эффективности гуминовых препаратов....................................................28

1.4.2. Получение гуминовых препаратов.......................................................31

1.4.3. Применение гуминовых препаратов....................................................33

1.5. Результаты применения гуминовых препаратов на плодово-ягодные культуры и виноград........................................................................................................................................................37

1.6. Роль железа и микроэлементов в жизнедеятельности растений 38 Глава 2. Характеристика объектов исследования..........................................................................................44

2.1. Объекты исследования....................................................................................................................................................................44

2.1.1. Характеристика чернозема обыкновенного карбонатного мощного малогумусного тяжелосуглинистого на тяжелом лессовидном суглинке......................................................................................................................................................................................44

2.1.2. Характеристика торфа................................................................................46

2.1.3. Характеристика препаратов и биостимуляторов......................................................48

2.1.4. Биологические особенности декоративных древесных растений........................................................................................................................54

Глава 3. Методика исследования............................................................................................................................................................59

Глава 4. Влияние гуминовых препаратов на биологическую активность, динамику гумуса и питательный режим чернозема

обыкновенного карбонатного............................................................................................................................................................................66

4.1. Влияние гуминовых веществ на биологическую активность почвы........................................................................................................................................................................................................................................................68

4.2. Влияние гуминовых препаратов на изменение гумусного состояния чернозема обыкновенного карбонатного................................................................78

4.3. Влияние гуминовых препаратов на питательный режим чернозема обыкновенного карбонатного............................................................................................................84

Глава 5. Влияние гуминовых препаратов на качество декоративных растений................................................................................................................................ 92

5.1. Изменение декоративных свойств саженцев сливы «Хиссеи»

при внесении гуминовых препаратов в полевых условиях.................. 92

5.2. Изменение декоративных свойств саженцев яблони «Роялти»

при внесении гуминовых препаратов в полевых условиях.................. 100

5.3. Изменение декоративных свойств сеянцев боярышника при обработке лигногуматом и антитранспирантом....................................... 109

5.4. Использование гуминовых препаратов в контейнерных культурах..................................................................................................................... 115

5.4.1. Влияние гуминовых веществ на рост и развитие саженцев сливы «Хиссеи» при внесении с поливной водой..................................... 115

5.4.2. Влияние комплексонат-гумата на саженцы сливы «Хиссеи» (контейнерная культура) при обработке по листу.................................... 120

5.4.3. Изменение в росте и развитии саженцев яблони «Роялти» при обработке лигногуматом и с «Кемирой Универсал-2» и с антитранспирантом (контейнерная культура)............................................. 123

5.4.4. Влияние лигногумата на контейнерные культуры саженцев яблони «Роялти» при внесении в субстрате поливной водой.............. 127

Выводы................................................................................................................................. 133

Рекомендации производству.................................................................................... 135

Список литературы............................................................................................137

Приложения....................................................................................................................... 152

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В условиях интенсивной антропогенной нагрузки важнейшим направлением экологических исследований является разработка экологически обоснованных норм и способов воздействия хозяйственной деятельности человека на живую природу, в том числе оптимизация питания растений с учетом назначения, возможностей и потребностей возделываемых культур. Такая сфера использования почв, как культивирование декоративных растений в плане изучения зависимости их состояния от уровня плодородия почвы и обеспеченности элементами питания, является мало исследованной. В то же время эти культуры, выполняющие важную экологическую роль, привлекают все большее внимание, как производственников, так и садоводов-любителей, которым приходится решать немало задач опытным путем, не имея достаточно обоснованных рекомендаций. Поэтому изучение влияния гуминовых удобрений на развитие и рост декоративных древесных растений с целью разработки экологически обоснованных способов оптимизации условий их произрастания весьма актуально.

объясняет актуальность исследования гуминовых удобрений, содержащих железо и микроэлементы, под древесные культуры. Обусловлена она тем, что существует необходимость экологического обоснования использования тех или иных видов гуминовых препаратов, их норм и способов использования для оптимизации условий произрастания декоративных растений.

Задачи исследования: 1. Изучить влияние гуминового препарата нового поколения - комплексонат-гумата и лигногумата, обогащенных микроэлементами, на динамику роста и развития саженцев декоративных растений - слива растопыренная сорта «Хиссеи» {Prunus cerasifera «Hessel») и яблоня пурпурная сорта «Роялти» (Malus х purpurea "Royalty") в условиях открытого грунта и контейнерной культуры;

4. Сравнить разные способы использования гуминовых препаратов (внесение в почву и фол парная обработка) по эффективности влияния на растения и экологическим последствиям воздействия на почву.

(гуматов направленного действия), и совместное применение лигногумата с антитранспирантом. Доказано, что гуматы направленного действия, так же как и лигногумат, являются полностью адаптированными к почвенным процессам, происходящим в черноземе обыкновенном карбонатном.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Тема диссертационной работы соответствует паспорту специальности 03.02.08 -экология (биологические науки), так как изучение влияния экологически чистых гуминовых удобрений на рост и состояние декоративных древесных растений отвечает задачам прикладной экологии в части разработки принципов создания

искусственных экосистем и управления их функционированием. А также в плане исследования влияния антропогенных факторов на экосистемы различных уровней с целью разработки экологически обоснованных норм воздействия хозяйственной деятельности человека на живую природу.

Основные положения, выносимые на защиту:

Методика исследования. С целью выполнения поставленных задач, и учитывая специфику объекта исследования, были заложены полевые опыты с различными саженцами и сеянцами декоративных культур на территории питомника декоративных растений «ЗеленКуст», находящегося в г. Ростова-на-Дону.

Препараты вносили в почву - чернозем обыкновенный карбонатный - и обрабатывали ими растения один раз в месяц. В условиях полевого опыта определяли характер влияния локального внесения гуминовых стимуляторов в почву и обработки по листу не только на процессы роста и развития саженцев, но и на свойства почвы. С этой целью производили отбор образцов до закладки опыта и по истечению определенного срока времени после первой обработки: через 1 месяц, 2 месяца и 3 месяца (в опытах с яблоней и боярышником и через 4 месяца).

Образцы почвы отбирали перед каждой очередной обработкой почвы или растений гуминовыми препаратами. В ходе работы во всех отобранных образцах определяли основные почвенно-диагностические показатели. Содержание гумуса по методу И.В.Тюрина в модификации В.Н. Симакова. Содержание доступных для растений легкорастворимых фосфатов в карбонатных почвах анализировали по методу Б.П. Мачигина (Минеев, 1990). Определение аммиачного азота проводили фотоколориметрически с реактивом Несслера, а нитратного - по методу Грандваль-Ляжу. Каталазную активность определяли газометрическим методом по А. Ш. Галстяну (1974); а уреазную активность - колориметрическим методом по А. Ш. Галстяну (1965). Физико-химические исследования свойств почв выполнены в лаборатории кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов ЮФУ.

Оценка роста и развития декоративных культур проводилась по следующим параметрам растений: диаметр штамба, высота растения и общий прирост.

Кроме этого, был поставлен модельный опыт на территории питомника декоративных растений «ЗеленКуст» на контейнерных культурах сливы растопыренной сорта «Хиссеи» {Primus cerasifera «Hessel») и яблони пурпурной сорта «Роялти» (Malus х purpurea "Royalty"). Растения выращивались в полимерных сосудах, заполненных смесью низинного торфа с шелухой от семян подсолнечника. Объем сосудов - 30 л.

В данном исследовании анализировались изменения морфобиометрических показателей декоративных культур: диаметр штамба,

высота растения и общий прирост, который рассчитывался умножением длины новых приростов на их количество, визуально оценивалась пораженность хлорозом.

Апробация. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, объемом 4,7 п.л., из них 5 - статей в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией РФ. Личный вклад автора в публикации - 90%.

Основные положения диссертации докладывались и были опубликованы в трудах следующих конференций: студенческие научно-практические конференции ЮФУ «Недели науки» - 2008, 2009 гг.; на Международных конференциях студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 2008 - 2011» в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова; IV Ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр ЮНЦ РАН (г. Ростов-на-Дону, 2008); 6-ой и 7-ой всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь XXI века - будущее российской науки» - 20082009 гг.; V Всероссийском съезде Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов-на-Дону, 2008); 14-th International Meeting of the International Humic Substances Society (September 14-19, 2008, Moscow - Saint Petersburg); Международной конференции «Актуальные проблемы обеспечения продовольственной безо

Информация о работе

Неганова, Надежда Михайловна
кандидата биологических наук
Ростов-на-Дону, 2012
ВАК 03.02.08

Диссертация

Экологическое обоснование применения гуминовых препаратов для оптимизации условий роста и развития декоративных древесных растений - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы