Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

НАКОПЛЕНИЕ СЕЛЕНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЕЙ И ЯРОВЫМ РАПСОМ ПРИ РАЗНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИИ SE, ZN И МАКРОЭЛЕМЕНТАМИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "НАКОПЛЕНИЕ СЕЛЕНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЕЙ И ЯРОВЫМ РАПСОМ ПРИ РАЗНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИИ SE, ZN И МАКРОЭЛЕМЕНТАМИ"



На правах рукописи ДУДЕЦКИИ Александр Арнольдович

НАКОПЛЕНИЕ СЕЛЕНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЕЙ

И ЯРОВЫМ РАПСОМ ПРИ РАЗНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИИ 5е, 2п И МАКРОЭЛЕМЕНТАМИ

Специальность 06.01.04 — Агрохимия /

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1998

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химия Московской сельскохозяйственной академии им. К- А. Тимирязева.

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

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Н. Н. Новиков; кандидат биологических наук Г. А. Ступакова.

Ведущая организация — Всероссийский научно-исследова-тельскнй институт удобрений и агропочвоведения (ВИУА).

Защита состоится . илси^ .... 1998 г.

у/" оО

в ... . . час на заседании диссертационного совета Д 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академии нм. К. А. Тимирязева.

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

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА.

Автореферат разослан . ... . 1998 г.

Учений секретарь диссертационного совета — кандидат биологических наук , 'В. В. Говорима

ОБЯАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТШЫ. Неоднородность геохимической среды и особенности миграции химических элементов в биосфере оказывают вна-чительное влияние на жизнедеятельность организмов. При освещении вопроса о действии микроэлемента на организм человека необходимо располагать данными о содержании и поведении элемента во всех звеньях пищевой. биогеохимической цепи, в которой наиважнейшее место занимает продукция сельскохозяйственного производства. Одним из главных показателей качества сельскохозяйственной продукции является ее микроэлементный состав. Особый интерес представляет селен, . так как в Нечерноземной воне Российской Федерации значительные площади обеднены этим элементом, что негативно ска-вывается на вдоровье человека. - . ,

Вопросы взаимодействия селена с другими химическими элементами и соединениями в почве и влияния их на поступление Se в растения являются наиболее сложными и малоизученными. Низкое содержание селена, цинка, молибдена и серы в почвах Нечерноземной воны России часто встречается вместе за счет процессов почвообразования, и дефицит этих элементов - общая проблема (Сучков, 1970, Ягодин, 1987). В литературе имеются сведения, что внесение цинка усиливает микробиологическое образование летучих соединений селена .а поступление молибдена ингибирует трансформацию соединений See летучие формы (Bollard, 1983, Klayman et al., 1073, Zleve, Peterson, 1985), Внесение в почву серы способствует снижению вредного действия Se на растения (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989, Slngh et al.. 197В, Johnson, 1975), а внесение селена уменьшает токсическое действие повышенных концентраций Zn. Существуют данные, что Se уменьшает поступление Мо и Zn в растения (Mikkelsen et al., 1938), что, в свою очередь, отрицательно влияет на прохождение физиологических процессов, в которых эти элементы принимают участие. При токсических концентрациях молибдена в почве сера и селен обладают защитными свойствами (AIbasal, 1989). Изучение взаимовлияния между Se, Zn, Mo и S при накоплении их растениями имеет практический интерес и позволит получать сбалансированную по микрозлементному составу, обладающую диетическими свойс-

твами продукции растениеводства.

ЦЕНТРАЛЬНА* НАУЧ'1 ч е. 15 л; iOTEKA

IWock.

демии

- ~

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью проведенных исследований являлось определение количественных взаимосвязей между дозами селена, вносимого в почву, и размерами накогления элемента растениями яровой пшеницы и ярового рапса при различных уровнях обеспеченности макро- и микроэлементами.

В задачи исследовании входило:

1. Изучить потенциальные возможности накопления селена растениями яровой пшеницы и ярового рапса и изменение содержания Бе в вависимости от различных уровнях обеспеченности растений макроэлементами.

2. Определить дозы биселенита натрия, позволяющие получать продукцию с оптимальным содержанием селена без снижения урожая и качества

3. Изучить влияние совместного внесения Зе, Тп, Мо и 5 на микроэлемвнтный состав растений, в частности, на содержание селена, цинка и молибдена.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В серии вегетационных опытов с яровой пшеницей и яровым рапсом получены оригинальные данные о накоплении селена данными культурами в условиях различной обеспеченности селеном, с<=>рой, цинком, молибденом при разном уровне азотно-фосфор-но-калийного питания. Показано, что при внесений в почву биселе-нита натрия в растениях пшеницы и рапса возрастает содержание Зе как в Беленой массе растении, так и в репродуктивных частях прямо пропорционально дозе внесенного селена. Установлено, что использование селена, молибдена и серы в качестве удобрений существенно не влияет на урожай пшеницы и рапса.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ, Полученные результаты дают основание рекомендовать применение селена в качестве удобрения для обогащения растений яровой пшеницы и ярового рапса этим элементом и корректировать содержание его в продукции при разработке систем макроудобрений.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Материалы исследований докладывались ежегодно на заседаниях кафедры агрономической и биологической химии ТСХА в 1994-1996 гг., на научной конференции Казанской ГСХА 1995 Г., на научной конференции БИУА в 1997 г..

ОВЬЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, методической части, 3 глав, в которых представлен экспериментальный материал, а также выводов.

списка процитированной литературы. Работа изложена на 162 страницах машинопистного текста,, включает 28 таблиц, Б рисунков, 16 приложений. Список цитируемой литературы содержит 100 наименований работ отечественных и 132 иностранных авторов.

ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

В соответствии с поставленными задачами экспериментальная работа выполнялась в 1994-1996 гг: на кафедре агрономической и биологической химии ТСХА. Били проведены лабораторные модельные эксперименты в условиях водной культуры и серия вегетационных опытов. Опыты с водной культурой были поставлены в световой комнате при искусственном освещении (5000 Люкс) ртутными лампами. Использовали полную питательную среду Кнопа с добавлением биселе-нита натрия в дозах - 0,5; 1,0; 2,6 и 5,0 мг Se на литр питательного раствора. Опытные культуры - яровая пшеница (сорт "Знита"), яровой рапс (сорт "Ханна"), кукуруза (сорт "Стерлинг") и горох (сорт "Адагумскнй"). Длительность опытов - 21 - 28 суток, повтор-ность б-кратная. Действие селена на растения оценивали по массе всего растения, надземной части, корня ; длине надземной части,: корня л; количеству листовых пластин и корней первого порядка -для пшеницы, кукурузы и рапса и для гороха - массу всего растения, надземной части, корня ; длину надземной части, корня.

В вегетационных опытах на базе вегетационного домика объектами исследований являлись яровая пшеница (Triticum aestlvum L.) сорт "Энита" и яровой рапс (Brassica napus L., ssp. oleífera Metze.) сорт"Ханна" 00 типа. Опыты проводили в пластиковых сосудах, вмещающих 5 кг воэдушно-сухой почвы в 4-8 кратной повторнос-ти. Почва -серая лесная среднесуглинистая, взятая с территории учебного хозяйства "Дружба" ТСХА Ярославской области (слой 0-20 см) с агрохимическая характеристикой: гумус 2.97. (по Тюрину); рНсол 6.6; Нг 3.2 мг-зкв/100 г (по Калпену); S 17.6 мг-экв/100 г (по Каппену-Гильковицу); подвижные формы Р2О5 и КоО (по Кирсанову) , Zn (в 1 н HCl вытяжке), Мо (в оксалзтном буфере), Se (валовое содержание) соответственно 83, 27, 0.8, 0.16, 0.25 мг/кг почвы. Указанные культуры выращивали без макроудобрений и на NPK по 180 и 360 мг N, Р2О5 и КгО на кг почвы. Использовали аммиачную селитру, одно- и двухзамещенных фосфатов калия в соотношении 1:1. Селен вносили в дозах,- 1 и 2.6 мг Se на кг почвы в форме биселе-

нита натрия; цинк в дозах Ю и 50 мг Zn на кг почвы в виде хлорида цинка; серу - в дове 100 мг на кг почвы в виде коллоидной серы; доан молибдена составляла О 5 иг/кг Раст«ния выращивались в количеств«. 10 пшеницы и 3 шт/ссх-УД рапса

Для определения содержания селена растительные образцы высушивали при температуре 35°С. Определение 3» проводили флуоромет-рическим методом (по Ермакову) с С.З-диаминонафталином на приборе H!TACHJ-Mpr-4 (Япония). Нижний предел обнаружения - O.OOOOOOU. Содержание Мо в растениях ярового рап^я (после сжигания в кварцевых тиглях и экстрагирования) определяли кинетическим методом в виде комплекса с рубеановодородной кислотой (Барсуков С.А, 1987) на спектрофотометре Specol-11 (ГДР). Нижний предел обнаружения -1*Ю~2-1*10*5 мкг/мл. Концентрацию цинка в растительных образцах (после сжигания в фарфоровых тиглях и экстрагирования) определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на приборе PER-КIN-ELMER 5100PC. Метилирование жирных кислот проводили в метиловом спирт*, содержащем ЪХ раствор серной кислоты при 70°С в течение i.s ч метиловые эфиры "экстрагировали гексаном и анализировали методом гааожилкостной хроматографии на приборе "Chrom-Б" (ЧССР), испольвуя стеклянную колонку (3 мм * 2 м). заполненную полярной фазой 3P-S330, и азот в качестве газа носителя (30 мл/мин при 100°С). Идентификацию жирных кислот проводили сравнением времени удерживания со стандартными препаратами фирмы "Serva" (№Г) и "Sigma" (США). Определение содержание масла в семенах рапса проводили по Сокслету методом обезжиренного остатка с зти-лсвьы эфиром. В течении вегетационного периода проводили наблюдения аа ростом и развитием растений, плановое снятие образцов на беленую массу.

Статистическую обработку результатов исследования проводили методами дисперсионного и корреляционного анализа с использованием прикладной программы STATGRAF на IBM PR.

РЕЗЛЫАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

1- Чу^сгмггильность рдаличшд сельскгиозяЖствонниж растения w оажну ■ условия» водно* куль тури. При обогащении сельскохозяйственных культур селеном необоснованно высокие дозы могут угнетать рост и развитие растений, поэтому важно выявить концентрации элемента, которые позволяли бы накапливать Se в необходимых

количествах без снижения продуктивности растений. В связи с этим была проведена серия опытов с рядом сельскохозяйственных культур в условиях водной культуры для определения концентраций селена, которые не являются токсичными для используемых культур, и пороговых концентраций элемента, при которых происходит угнетение растений (снижение продуктивности по равным показателям на ЮГ и более (Алексеев Ю.В., 1989)).

Результаты опытов показали различную видовую.толерантность растений к наличию селена в питательном растворе.-Так, по всем показателям пшеница оказалась наиболее чувствительной к Бе : в сравнении с контролем наблюдалось угнетение растений на 5-ЗОХ уже при минимальной концентрации - 0.5 мг/Бе на л.

В опыте с кукурузой все изучаемые - концентрации не снижали показатели роста (за исключением доаы 5,0 мг Бе/л), а до уровня 2,5 мгБе/л включительно наблюдался дате стимулирующий эффект. Менее контрастным действие селена по сравнению с кукурузой наблюдалось в отношении рапса: до уровня селена 1,0 мг/л в питательном растворе масса всего растения и надземной части практически не изменялась. Однако, при дозах селена 2,6-5,0 мг/л произошло снижение массы растения на 30 и 47 X, а массы надземной части на 34 и 53 X соответственно. Надземная часть рапса оказалась наиболее чувствительной к селену.

Высокую толерантность к Бе в среде проявили растения гороха. Селен достоверно не снижал показатели роста растений. Стимулирующий эффект дозы селена 1.0 мгБе/л был особенно выражен по показателям надземной части растения, шло интенсивное образование цветоносов. Следует отметить положительное действие селена при его содержании в питательном растворе 0,5 мг/л на развитие корней 2-го и 3-го порядка и на формирование азотфиксирующих клубеньков. Полученные результаты подтверждаются исследованиями Тагиева (1977), описавшего стимуляцию образования клубеньковых бактерий у бобовых культур при малых концентрациях Бе в питательном растворе (0.0007Х раствор селенита натрия).

. Таким образом, в условиях водной культуры установлена большая чувствительность к селену корней по сравнению с надземной частью. У культур при увеличении концентрации селена в питательном растворе с 1,0 до 5,0 мг/л отмечалось утоньшение и удлинение

корней 1-го порядка, прекращение формирования корней 2-го и 3-го

порядков при дозах 2,5 - 8.0 мг/л , их ослизнение и разрушение, отмечался стимулирующий эффект для развития растений кукурузы при концентрациях 0.5 - 2,5 мгБе/л , рапса 0,5 мг/л , гороха 0.5 -1,0 мг/л. Пороговые концентрации селена (биселенит натрия) в среде Кнопа составили : для пшеницы - 0,5 мг/л ; для рапса - 2,5 мг/л : кукурузы - 5,0 мг/л ; растения гороха оказались толерантными ко всем изучаемым концентрациям селена.

г. Кмынио микроэлементов Зе и 7п при разно« обеспеченности почий макроэлементами на содержание сажена и цинка ■ растения» яровой пшениц». Анализ полученных экспериментальных данных трехлетнего вегетационного опыта показал, что внесение селена в дозах 1.0 и 2.5 мг5е/кг почвы не влияло на урожай верна и соломы яровой пшеницы, в то время как макроудобрения (ИРК) значительно его повышали (в 1.3-2.9 рае в зависимости от дозы №К). Внесение цинка в дозах 10 и 50 мг/кг, напротив, оказывало угнетающее действие на развитие растений пшеницы без макроудобрений. Так, при последовательном увеличении дозы цинка масса зерна пшеницы снижалась - на 20-70%. Токсический эффект цинка наиболее ярко проявлялся в уменьшении массы верна, масса соломы снижалась незначительно. Следует отметить, что в присутствии биселенита натрия и при внесении №К угнетающий эффект 2п на растения снижался, а в ряде случаев наблюдалось даже увеличение урожая под влиянием цинка.

Результаты опытов показали определенную вариабельность содержания Бе в зерне пшеницы по годам в контрольных вариантах. Вероятно это связано с различными погодными условиями, содержание селена в растениях фоновых (бее Бе) вариантов было невысоким? в

Таблица 1

Содержание селена в вегетативной' массе пшенивд (в фазе 5-7 листьев), мкг/кг ( вегетационный опыт 1994 г)

Доэа цинка, мг/кг Доза селена, мг/кг

0 | 1.0 2.5

0 1№К гирк! о 1№К 2НРК О 1ЫРК 2ЫРК

0 10 50 83 89 95 70 66 66 73 | 1608 84 5 1620 87 | 1614 675 664 671 342 331 375 3821 3701 3672 1622 1611 1618 782 838 855

нсроз 24 | 56 і 136

¿азе Б-7 листьев - 66-95 и в зерне - 95-318 мкг/кг, (Табл.1.2). Под влиянием внесенного в яочву биселенита натрия в растениях пшеницы резко вовросло содержание селена - в 4-46 раз в фазе 5-7 листьев и в 4-30 раз в зерне. Сравнивая содержание микроэлемента в зерне и в вегетативной массе, следует отметить, что интенсивнее накопление Бе происходило в вегетативной масое (в фазе 5-7 настоящих листьев). Меньшие размеры поступления селена в зерно пшеницы отражает ' общую для химических элементов особенность наличия ряда барьеров,' ограничивающих их накопление в генеративных органах (Ильин, 1985). Однако, - в абсолютном выражении в зерне пшеницы, выращенной без дополнительного внесения селена, , накапливалось этого элемента, по крайней мере, вдвое больше (135-318 мкг/кг) по сравнению с вегетативной массой в фазе 5-7 листьев (66-95 мкг/кг). КаОата-Пендиас, Пендиас (1989) также относят семена к органам растений с относительно более высоким содержанием селена.

Таблица 2

Содержание селена в зерне пшеницы, (мкг/кг)

Доза Доза селена, мг/кг

гп мг кг 0 1 0 2 5-

1994 1995 1996 ср. 1994 1995 1996 ср. 1994 1995 1996 ср.

Без макроудобрений

0 10 50 280 285 318 103 128 148 171 125 169 186 179 212 1071 1349 1408 953 1186 1106 1091 1205 1192 1038 1247 1235 2241 2156 2363 2968 2659 2656 2280 2348 2579 2496 2388 2ЪУЗ

1 доза НРК -

0 10 60 135 186 163 102 88 149 142 106 97 128 127 1ЭВ 1049 1096 1133 1102 1170 1333 1008 1026 1057 1063 1097 1174 1761 2040 2051 2905 2892 2914 2089 2082 1889 2Яй ядаа ІЗІИЬ

2 доза ИРК

0 10 50 146 153 164 85 91 140 105 97 85 112 114 130 876 736 890 590 636 723 820 764 796 782 712 803 1547 1871 1584 1549 1796 1865 1659 1969 1798 1585 1879 1749

НСР05 22 27 25 89 91 79 121 219 138 -

Применение приводило к последовательному снижению содержания Эе как в вегетативной массе, так и в зерне, причем, влияние

NPK на накопление Se растениями при удобрении биселенитом натрия и беа него было неодинаковым. Так в вариантах без Se концентрации элемента в вегетативной массе пшеницы практически не зависели от применения макроудобрений, тогда как в зерне - снижались в 1.6-2.0 раза при внесении NPK Количество элемента в вегетативной массе при удобрении селеном снижалось в 2.0-2.5 раза от каждой до8Ы NPK (Табл.1). В зерне пшеницы в вариантах с селеном биологическое разбавление Se было менее выражено: без макроудобрений и при 1 дозе NPK концентрации селена оставались приблизительно на одном уровне, 2 дова NPK заметно их снижала (Табл.2). Действие цинка в разных дозах на содержание селена в растениях пшеницы выражалось следующим образом* концентрацию селена в вегетативной массе пшеницы внесение цинка не изменяло, а по содержанию в зерне отмечена тенденция увеличения накопления Se в присутствии внесенного цинка. Наиболее ярко синергическое действие цинка по отношению к селену проявлялось в вариантах, где NPK не вносили.

Действие удобрения цинком на накопление Zn в зерне яровой пшеницы было неодинаковым и зависело от уровня питания растений макроэлементами и от применения биселенита натрия (Табл.З). Внесение цинка в дозах 10 и 50 мг/кг почвы привело к достоверному увеличению накопления этого элемента в зерне с 61 до 68 мг/кг в вариантах без внесения селена и NPK в почву. На фоне двойной дозы

Таблица 3

Содержание цинка в зерне пшеницы, мг/кг воэдушно-сухого вещества (вегетационный опыт 1994г)

Доза цинка, мг/кг Доза селена, мг/кг

0 1.0 2.5

0 1NPK 2КРК| 0 1NPK 2NPK 0 1NPK 2NPK

0 .0 50 61 63 68 (MOCO ЮЮ-í 44 і 53 46 59 60 1 66 49 46 49 40 44 56 57 55 54 46 51 52 40 41 54

НСР05 7

макроудобрений как при внесении биселенита натрия, так и бее него также отмечалось увеличение содержания 2п в зерне с 40-44 до 54-60 мг/кг. При удобрении селеном (без ЫРК) применение цинка не повлекло увеличения содержания 2п в зерне пшеницы. На фоне 1 дозы

NPK не было отмечено влияния удобрения цинком на накопление элемента в зерне пшеницы. Повышение доз NPK способствовало последовательному снижению содержания цинка в зерне пшеницы. Однако, следует отметить, что на фоне селена при внесении 50 MrZn/кг почвы содержание цинка в зерне практически не изменялось под влиянием макроудобрений (49-56 мг/кг). В вариантах, где NPK не вносили, применение селена достоверно снижало содержание цинка в зерне о 63-68 до 64-55 мг/кг, а при отсутствии дополнительного источника Zn отмечалась тенденция снижения. На фоне меньшей дозы макроудобрений селен не оказывал влияния на концентрацию цинка в зерне в то время, как при 2 NPK отмечалась тенденция его снижения.

3. Влияния микроэлементов Se и Zn при разной обеспеченности почвы макроэлементами на содержание селена и цинка в растениях ярового рапса. Удобрение ярового рапса биселенитом натрия в дозе 2.Б MrSe/кг почвы не оказывало существенного влияния на урожай культуры, в то время как макроудобрения значительно его увеличивали (семян в 3-9 раз, веленой массы в 2.0-3.5 раза). Действие цинка на продуктивность рапса зависело от погодных условий и от применения макроудобрений: при пониженных температурах в период вегетации растения испытывали угнетение от внесения цинка, а при повышении температуры, напротив, наблюдалась стимуляция; макроудобрения снижали токсическое действие 2л и негативную зависимость урожайности от погодных условий.

Внесение селена приводило к резкому увеличению содержания Se в семенах рапса (в 5-42 раза) (Табл.4). Отмечено, что семена рапса накапливали в 1.5-2.0 раза больше элемента, чем зерно пшеницы как в вариантах где NPK не вносили, так и на фоне макроудобрений (в семенах рапса - 101-392 без Se и 3300-4660 мкг/кг с добавочным Se (Табл.4) по сравнению с 85-318 и 2280-2970 мкг/кг соответственно в зерне пшеницы (Табл.2). Это, по-видимому, объясняется принадлежностью рапса к семейству капустных (Brassicaceae), отличающемуся повышенными требованиями к питанию серой - химическим аналогом селена. Изменения содержания Se в семенах рапса по годам проведения опытов в вариантах без внесения селена обусловлены различными погодными условиями. Установлено влияние погодных условий на объемы накопления элемента в семенах рапса (аналогично и в зерне пшеницы) в вариантах с внесением селена: повышение суммы активных температур в период вегетации растений в 1995 г. на

Таблица 4

Содержание селена в семенах ярового рапса, мкг/кг

Доза цинка, мг/кг Доза селена, МГ/КГ

0 2 5

1994 1995 1996 ср. 1994 1995 1996 ср.

Без . ЫРК

і 8оо 382 392 315 101 143 146 122 158 156 2ог 231 207 2106 2082 1979 4247 4408 " 4659 3295 3563 3801 3216 3351 3480

На фоне ' і

0 10 50 114 138 136 126 103 172 114 137 129 118 126 140 1106 , 1089 1098 2927 2978 3557 2250 2360 2513 2004 2142 2380

НСР05 - 22 26 23 - 130 260 210 . -

170°С по сравнению со среднемноголетними способствовало увеличению накопления Бе до 4250-4660 мкг/кг, в то время, как понижение температуры в 1994 г. на 200°С и повышение влажности в 1996 г.. на 40 мм. снижало содержание микроэлемента в репродуктивных органах ршіса до 1980-2110 и 3300-3800 мкгБе/кг соответственно.

Применение макроудобрений приводило к снижению содержания селена в семенах в 1.5-3.0 раза в вариантах без Бе и в 1.5-2.0 раза при его добавлении. Цинк в дозах 10 и 50 мг/кг увеличивал количество селена в семенах. Исключение составляет 1994 год: в вариантах беэ Бе и ЫРК наблюдалось снижение содержания Бе при максимальной дозе цинка (с 382 до 315 мкгБе/кг), а в вариантах о -добавлением селена изменений в содержании микроэлемента зафиксировано не было.

Внесение 7л в дозах 10 и 50 мг/кг приводило к последовательному увеличению содержания цинка в семенах рапса как в вариантах без селена, гак и при его использовании (Табл.5). На фоне макроудобрений достоверное увеличение содержания 2п отмечалось при максимальной его дозе.. Применение макроудобрений приводило к снижению концентраций цинка в семенах рапса за счет его "биологического разбавления" при увеличении биомассы растений.

. . Действие селена на содержание цинка в семенах рапса было

Таблица 5

Содержание цинка в семенах ярового рапса, мг/кг (вегетационный опыт 1994 г)

Доза цинка, мг/кг Доза селена, мкг/кг

0 2500

0 NPK 0 NPK

ООО 25 29 31 23 24 28 21 25 27 21 22 25

І НСР05 3 3

аналогичным опыту с яровой пшеницей - уменьшение накопления Zi при внесении селена: с 25-31 до 21-27 мг/кг в вариантах без HPK и тенденция снижения на фоне макроудобрений.

Определение общего содержания масла семян рапса (Табл. 6) и его жирнокислотного состава не обнаружило определенных закономерностей в зависимости от внесенных элементов, кроме, пожалуй, снижения содержания жира под влиянием макроудобрений - на 4.2-9.5Z в 1994 г и на 3.5-8.6Z в 1995 г. Это происходило, вероятно, из-8а известного (Плешков, 1980) действии1 азотного удобрения на содержание масла в семенах.

Таблица в

Общее содержание масла в септетах ярового рапса, X

Дога Zn МГ кг Доза селена. мкг/кг

0 2500

1994 1995 ср. 1994 1995 ср. 1994 1995 ср. 1994 1995 ср.

Без NPK На фоне NPK Без NPK На фоне NPK

0 10 50 44.2 43.4 43.4 44.4 43.8 43.7 44.3 43.6 43. В 36.2 38.8 38.8 37.0 39.0 40.2 36. в 38.9 40.0 45.5 46.0 43.2 45.5 46.4 43.6 45.3 46.2 43.4 37.9 36.5 39.0 38.5 37. Б 38.9 38.2 37.0 39.0

HCPos 1994 3.8 1905 - 3.5

Жирные кислоты в масле рапса распределялись следующим обра-, зом: олеиновая - 55-66Х, линолевая - 19-262, линоленовая - 11-152 и прочие (главным образом пальмитиновая, падьмитолеиновая и стеа-

риновая в сумме) - не более 55:. По вариантам опыта отмечается тенденция снижения содержания олеиновой (на 1.2-1.3Х) и увеличение линоленовой (на О.6-1.ОХ) кислот под влиянием внесенного селена. Использованные в опыте виды и дозы удобрений -не- изменяли качество рапсового масла, так как интегральный показатель качества масла - суммарное количество представительных кислот - олеиновой и линолевой колебался в весьма узких пределах 81-85*.

4. Влияние серы и молибдена на накопление селена яровым рапсом. Внесение селена, серы и молибдена достоверно не изменяло урожай семян рапса, в то время как урожай зеленой массы, собранный во время выхода цветоносов, под их влиянием повышался. Вероятно, это связано с большей потребностью растений в Мо и Б (селен - химический аналог Б) в начальный период вегетации и перед . цветением (Гайдаш, 1988, Нечипоренко, 1984).

Применение селена в дозе 1.0 мгБе/кг увеличивало содержание элемента в семенах в'4-12 раз без внесения серы, а на фоне И - в 3-10 раз (Табл.7). Применение серы (без Мо и Б) не оказывало большого влияния на содержание селена, а в присутствии биселенита натрия значительно снижало содержание селена в семенах (с 11801620 до 880-1250 мкг/кг).

Таблица 7

Содержание селена в семенах ярового рапса, мкг/кг ■

Доза, мг/кг Вез серы На фоне серы

ге Мо 1994 1995 1996 ср. 1994 1995 1996 ор.

0 0 . 319 135 130 196 307 128 * 116 184

0.5 106 116 , 73 9в 331 129 118 193

1.0 0 1180 1615 1408 1401 876 1252 :пбз 1097

0.5 676 1563 1021 1053 1157 1132 927 1078

, НСРОБ 80 95 87 - 80 05 87 :,

Действие молибдена на содержание селена в семенах рапса зависело от серы. Без серы селен и молибден показали себя как ата-, гонисты - внесение молибдена в 3.0 (1994 г.) и в 1.8 раз (1996г.) снижало поступление Бе в семена в вариантах бее селена и в присутствии биселенита натрия в 2.0 и 1.8 раз соответственно. В 1996

г. в этих вариантах отмечалась тенденция снижения содержания селена в семенах под действием внесенного молибдена Возможно, что связано с ингибирующим действием молибдена микробиологической трансформацию селена в летучие метилированные формы (Karlcon, FrankenbTger. 1985), активно поглощаемые растениями (Zleve, Peterson, 1985). Совместное внесение Мо и 5 в вариантах с природным содержанием Se существенно не влияло на содержание селена в семенах рапса.

Молибден в семенах рапса в вариантах, не удобренных этим элементом, накапливался в количествах 32-43 мкг/кг (Табл.8). Сера практически не влияла на концентрацию Мо в семенах. селен слабо снижал ее как на фоне серы, так и без нее. При внесении молибдена без серы содержание элемента в семенах увеличивалось до 2П мкг/кг и не зависело от селена. Присутствие серы привело к 2-х кратному снижению накопления мо в семенах (до 130 мкг/кг) в вари-

Таблица 8

Содержание молибдена в семенах ярового рапса, мкг/кг (вегетационный опыт 1Q<34 г)

Доза Мо, мг/кг Без серы На фоне серы

Доза селена Доза селена

0 1.0 0 1.0

0 43 32 40 зе

0.5 260 260 130 43

HCPos 0 4

антах бее внесения селена и к 6-й кратному (до 43 мкг/кг) - с селеном. Полученные данные дополняют утверждение об антагонизме S и Мо в растениях (Казачков, Ковшик, 1985. Forbes et. al.,1980) и показывают, что селен в значительной мере может усугублять этот антагонизм.

Общее содержание масла в семенах рапса, прежде всего, вави-свдо от уровня обеспеченности серой, присутствие которой увеличивало содержание масла на 0.7-5.2Х (Табл.9). Другим фактором, повышающим концентрацию жира в семенах, оказалось совместное внесение серы и селена: в этих вариантах было получено наибольшее количество масла - 44-4SX. Последнее еще pas подчеркивает сложность

взаимовлияния г и Бе, выступающих в данном случае как синергисты. Отмечается тенденция снижения содержания масла в семенах под действием молибдена, внесенного в дозе 0.5 мгМо/кг. ;

Таблица 9

Содержание масла в семенах ярового рапса, 7.

Г Доза, мг/кг Ееэ серы На фоне серы

Бе Мо 1994 1995 ср. 1994 1995 ср. 1

0 0. 41.9 41.6 41.8 42.6 43.1 42.9 |

0.5 40.0 37.8 : 38.9 41.3 39.9 40.8

1.0 0 40.4 40.6 40.5 43.6 45.5 - 44.6

0.5 39.3 40.0 39.7 41.2 45.2 43.2

НСР05 1994 г.- 2.0; 1995 Г.- 2.0 > .

Оценка жирнокислотного состава позволяет подтвердить вывод об относительной его стабильности. В вариантах, где вносили селен и молибден - содержание олеиновой и линолевой кислот в сумме сОС-. тавляло 83-842:, однако, следует отметить уменьшение содержание . олеиновой (на 2.5-3.ОХ) и увеличение содержания линолевой (на 1.5-3.02) кислот под влиянием Мо независимо от внесения селена. . На фоне серы такая закономерность была свойственна вариантам с ; селеном, присутствие которого привело к снижению содержания олеиновой кислоты с 61 до 5?%, повышению концентрации линолевой и ли-ноленовой кислот с 22-23 до 24-25%. и с 12 до 14Х соответственно. В результате комплексного воздействия серы, селена и молибдена суммарное содержание олеиновой и линолевой кислот оказалось минимальным - 81.5Х.

ВЫВОДЫ

1. В опытах в условиях водной культуры установлена большая , чувствительность к селену корней по сравнению с надземной частью. . Обнаружена значительная чувствительность пшеницы к селену по ряду показателей. Высокую толерантность к присутствию селена в среде проявили растения гороха и рапса. Отмечен стимулирующий эффект для развития растений кукурузы при концентрациях 0,5 - 2,5 мгЭе/л , рапса 0,5 «г/л , гороха 0,5 - 1,0 иг/л. Угнетающие концентрации

селена (Оиселенит натрия) в среде Кнопа составляют- для пшеницы -0,6 мг/л ; для рапса - 2,5 мг/л ; кукурузы - 5,0 мг/л ; растения гороха сказались толерантными ко всем изучаемым концентрациям селена.

2. В серии вегетационных опытов установлено, что внесение Оиселеяита натрия в дозах 1.0 и 2.5 мгБе/кг почвы не оказывало влиния на урожай зерна ясзвой пшеницы и семян ярового рапса.

3. Содержание селена под действием внесенного в почву биселенита натрия в растениях пшеница резко возросло - с 70-100 до 330-3800 мкг/кг (в 4-46 раа) в вегетативной массе (в фазе 5-7 листьев) и со 100-320 до 950-3000 мкг/кг (в 4-30 раз) - в эррне. В семенах рапса при внесении биселенита натрия концентрации салена повышались в 4-42 раза. Показано, что в семена рапса поступавг в 1.5-2.0 раза больше селена, чем в зерно пшеницы.

4. Увеличение дозы азотно-фосфорно-калийных удобрений способствует снижению содержания селена в вегетативной массе и зерне пшеницы (для верна - в 1.5-2.0 раза, для вегетативной массы - в 2.0-2.5 раза) и семенах рапса (в 1.3-3.3 раза).

6. Внесение цинка незначительно увеличивает содержание селена в зерне пшеницы и семенах рапса как без внесения так и на фоне селена. Наиболее ярко синергическое действие цинка по отношению к селену проявляется в вариантах без ІіРК. Внесение селена, напротив, уменьшало содержание цинка в репродуктивных органах пшеницы и рапса.

6. Влияние молибдена на содержание селена в семенах рапса определялось применением серы. Без внесения серы в почву селен и молибден действовали как антагонисты - применение молибдена в 3.0 и в 1.8 раз снижало поступление селена в семена. Совместное внесение Мо и 3 в вариантах без Бе существенно не влияло на содержание селена в семенах рапса.

7. Внесение серы не оказало существенного влияния на содержание селена в семенах рапса (130-320 Сеэ Б и 120-310 мкгБе/кг на фоне Б), а при удобрении селеном значительно снижало содержание элемента в семенах (с 1180-1620 до 880-1250 ыктИе/кг).

8. Сера практически не влияла на концентрацию молибдена в семенах. При удобрении молибденом, внесенном бев серы, содержание молибдена в семенах увеличивалось до 260 мкг/кг и не зависело от внесения селена. Присутствие серы привело к 2-х кратному снижению

поступления молибдена в семена (до 130 мкг/кг) в вариантах öea внесения селена и к 6-и кратному (до 43 мкг/кг) - в присутствии селена.

9. Общее содержание масла в семенах рапса повышалось при внесение селена и особенно серы; присутствие серы и селена обеспечивало максимальное содержание масла (43.6-46.5Z). Использованные в опыте виды и дозы удобрений не изменяли качество масла. Интегральный показатель качества - суммарное количество олеиновой и линолевой кислот изменялся незначительно (81- 85Х).

10. Накопление селена в зерне пшеницы и семенах рапса при использовании селена как удобрения зависит от погодных условий: повышение . температуры способствовало увеличению накопления селена, в то время как понижение температуры и увеличение влажности снижало содержание микроэлемента в репродуктивных органах пшеницы и рапса.

СПИСОК РАБОТ, 0ПУБЛМША1НК 00 ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Дудецкий A.A., Ягодин Б.А., Торшин С.П. Рост и развитие некоторых зерновых и бобовых культур при различных концентрациях Сиоеленита натрия.// Изв. ТСХА, вып. 2, М., 1996, о. 21-28.

2. Дудецкий A.A., Ягодин Б.А., Торпик С.П. Чувствительность различных растений к селену в условиях водной культуры.//Tee. докл. конф. Казанской ГСХА "Эколого-агрохимические, технологические аспекты развития еемледелия Ср. Поволжья и Урала" - Казань, 1995, с. 61-52.

3. Торшин С.П., Ягодин Б.А., Уделънова Т.М., Голубкина H.A., Дудецкий A.A. Влияние микроэлементов Se, Zn, Mo при разной обеспеченности почвы макроэлементами и серой на содержание Se в растениях яровых пшеницы и рапса.// Агрохимия, N"5, 1996, с. 64-64.

4. Дудецкий A.A. Влияние селенового удобрения на содержание Se в растениях яровой пшеницы при разной обеспеченности растений макроэлементами.// Бюд. БИУА. N"110, М., 1997 с.48.

()'lie ! 1 П 1

Закаї ЗОЇ

Тиріл 100

Типография И^атечь^тва МСХ\ 127"і">) Чослва Г і! » «іря-е^лая ул , 44