Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Накопление селена яровой пшеницы и яровым рапсом при разной обеспеченности растений Se, Zn и макроэлементами

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Накопление селена яровой пшеницы и яровым рапсом при разной обеспеченности растений Se, Zn и макроэлементами"

РГ6 од

2 2 '

На правах рукописи ДУДЕЦКИЙ Александр Арнольдович

НАКОПЛЕНИЕ СЕЛЕНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЕЙ

И ЯРОВЫМ РАПСОМ ПРИ РАЗНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИЙ ве, Ъп 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 химии 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-исследовательский институт удобрений и агропочвоведения (ВИУА).

Защита состоится . е.*¿<з.... 1998 г.

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

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

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА.

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат биологических нау

Автореферат разослан

В. Говорима

1998 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Неоднородность геохимической среды и особенности миграции химических элементов в биосфере оказывают значительное 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 Оиогеохимической 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 зоне Российской Федерации значительные площади обеднены этим элементом, что негативно сказывается 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 эоны России часто встречаете« 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 Se в летучие формы (Bollard, 1983, Klayman et al.. 1073, Zleve, Peterson, 1085). Внесение в почву серы способствует снижению вредного действия Se на растения (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989, Slngh et al., 1976, Johnson, 1975), а внесение селена уменьшает токсическое действие повышенных концентраций Zn. Существуют данные, что Se уменьшает поступление Мо и Zn в растения (Mlkkelsen et al., 1988), 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 (Albasel, 1989). Изучение взаимовлияния между So, Zn, Mo и S при накоплении их растениями имеет практический интерес и позволит получать сбалансированную по микроэлементному составу, обладающую диетическими свойствами продукцию растениеводства.

- г -

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

В задачи исследований входило:

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

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

3. Изучить влияние совместного внесения Бе, 2п, Мо и Б на микроэлементный 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, серой, цинком, молибденом при разном уровне азотно-фосфор-но-калийного питания. Показано, что при внесении в почву биселенита натрия в растениях пшеницы и рапса возрастает содержание Бе как в зеленой массе растений, 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 еже-, годно на заседаниях кафедры агрономической и биологической химии ТСХА в 1994-1996 гг., на научной конференции Казанской ГСХА 1995 г., на научной конференции ВИУА в 1997 г..

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, методической часч'и, '3 глав, в которых представлен экспериментальный материал, а также выводов,

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

ОБЪЕКТЫ. МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПОВЕДЕНИЯ 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 серил вегетационных опытов. Опыты с водной культурой были поставлены в световой комнате при искусственном освещении (ЬООО Люкс) ртутными лампами. Использовали полную питательную среду Клопа с добавлением биселенита натрия в дозах - 0,5; 1,0; 2,5 и 5,0 мг Se на литр питательного раствора. Опытные культуры - яровая пшеница (сорт "Энита"), яровой рапс (сорт "Ханна"), кукуруза (сорт "Стерлинг") и горох (сорт "Адагумский"). Длительность опытов -21-28 суток, повтор-ность 5-кратная. Действие селена на растения оценивали по массе всего растения, надземной части, корня ; длине надземной части, корня ; 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 (Tríticum aestivum L.) сорт "Энита" и яровой рапс (Brassica napus L., ssp. oleífera Metzg.) сорт"Ханна" 00 типа. Опыты проводили в пластиковых сосудах, вмещающих 5 кг воздушно-сухой почвы в 4-8 кратной повтсрнос-ти. Почва - серая лесная среднесуглинистая, взятая с территории учебного хозяйства "Дружба" ТСХА Ярославской области (слой 0-20 см) с агрохимическаи характеристикой: гумус 2.9% (по Тюрину); рНсол 6-6; Нг 3.2 мг-зкв/100 Г (по Каппену); S 17.5 мг-зкв/100 г (по Каппену-Гильковицу); подвижные формы Р2О5 и К2О (по Кирсанову), Zn (в 1 н HCl вытяжке), Мо (в оксадзтном 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 двухзамеценных фосфатов калия в соотношении 1:1. Селен вносили, в дозах - 1 и 2.5 мг Se на кг почвы в форме 6иселе-

нита натрия; цинк в дозах 10 и 50 мг Zn на кг почвы в виде хлорида цинка; серу - в дозе 100 мг на кг почвы в виде коллоидной серы; дова молибдена составляла 0.5 mivkt. Растения выращивались в количестве: 10 пшеницы и 3 шт/сосуд рапса.

Для определения содержания селена растительные образцы высушивали при температуре 35°С. Определение Se проводили флуоромет-рическим методом (по Ермакову) с 2,3-диаминонафталишм на приборе HITACH1-MPF-4 (Япония). Нижний предел обнаружения - 0.0000001Х. Содержание Мо в растениях ярового рапса (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*1(Гг-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-K1N-ELMER 5100PC. Метилирование жирных кислот проводили в метиловом спирте, содержащем ЬХ раствор серной кислоты при 70°С в течение 1.6 ч. метиловые эфиры экстрагировали гексаном и анализировали методом гаэожидкостной хроматографии на приборе "Chrom-Б" (ЧССР). используя стеклянную колонку (3 мм * 2 м), заполненную полярной фазой SP-2330, и азот в качестве газа носителя (30 мл/мин при 180°С). Идентификацию жирных кислот проводили сравнением времени удерживания со стандартными препаратами фирмы "Serva" (ФРГ) и "Sigma" (США). Определение содержание масла в семенах рапса проводили по Сокслету методом обезжиренного остатка с этиловым эфиром. В течении вегетационного периода проводили наблюдения за ростом и развитием растений, плановое снятие образцов на зеленую массу.

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

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Н ОТЧУЖДЕНИЕ

1. Чувстаителыюста различии сель сно»озявственны» растения и оадаку в условия» водноЯ культуры. При обогащении сельскохозяйственных культур селеном необоснованно высокие дозы могут уг-ветать 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 разным показателям на 10% 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 Se : в сравнении с контролем наблюдалось угнетение растений на 5-30Z уже при минимальной концентрации - 0.5 ur/Se на л.

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

Высокую толерантность к Se 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 Sa в питательном растворе (0.000721 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 - 6,0 мг/л , их ослиэнение и разрушение. Отмечался стимулирующий эффект для развития растений кукурувы при концентрациях 0,6 - 2,6 MrSe/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 ; кукурувы - 5,0 мг/л ; растения гороха оказались толерантными ко всем изучаемым концентрациям селена.

2. влиянии MHiwujHiMoirftM Se и Zn при разной обеспеченности почвы макроэлементами на содержание селена и цинка ■ растения» яровой паеницн- Анализ подученных экспериментальных данных трехлетнего вегетационного опыта показал, что внесение селена в дозах ' 1.0 и 2.5 мгБе/кг почвы не влияло на урожай верна и соломы яровой пшеницы, в то время как макроудобрения (NPK) значительно его повышали (в 1.3-2.9 раз в зависимости от дозы NPK). Внесение цинка в довах 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 20-70Х. Токсический эффект цинка наиболее ярко проявлялся в уменьшении массы верна, масса соломы снижалась незначительно. Следует отметить, что в присутствии биселенита натрия и при внесении NPK угнетающий эффект Zn на растения снижался, а в ряде случаев наблюдалось даже увеличение урожая под влиянием цинка.

Результаты опытов показали определенную вариабельность содержания! Se в зерне пшеницы по годам в контрольных вариантах. Вероятно это связано с различными погодными условиями. Содержание селена в растениях фоновых (без Se) вариантов было невысоким: в

Таблица 1

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

Доза f Доза селена, МГ/КГ

мг/кг | 0 | 1.0 2.5

1 0 . 1NPK . 2NPKJ 0 : INPK ZNFK! 0< 1NPK 2NPK

ООО 83 89 95 70 66 , 66 73 t 1608 84 в 1620 87 1 1614 675 664 671 342 331 375 3821 3701 3672 1622 ; 1611 ! 1618 782 838 855

НСР05 | 24 1 56 Ii 136

фазе 5-7 листьев - 66-95 и в зерне - 95-318 мкг/кг, (Табл.1,2). Под влиянием внесенного в почву Сиселенита натрия в растениях пшеницы резко возросло 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 массе (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). Кабата-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

2л 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 2533

1 доза ЫРК

0 10 50 135 186 163 102 88 149 142 106 97 126 127 136 1049 1096 1133 1102 1170 1333 1008 1026 1057 1063 1097 1174 1761 2040 2051 2905 2892 2914 2089 2082 1889 й*й 2338 2285

2 доза ЫРК

0 10 50 146 153 164 85 91 140 105 97 85 112 114 130 876 736 890 590 636 723 820 764 796 762 712 803 1547 1871 1584 1549 1796 1865 1659 1969 1798 1585 1870 1749

НСР05 22 27 25 - 89 91 79 - 121 219 138 -

Применение №К приводило к последовательному снижению содержания Бе как в вегетативной массе, так и в зерне, причем, влияние

NPK на накопление Se растениями при удобрении биселенитом натрия и без 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 дозы NPK (Табл.1). В Берне 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 доза NPK ваметно их снижала (Табл.2). Действие цинка в разных дозах на содержание селена в растениях пшеницы вы- ' ражалось 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 Оиселенита натрия (Табл.3). 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 беа внесения селена и NPK в почву. На фоне двойной дозы

Таблица 3

Содержание цинка в зерне пшеницы, мг/кг воздушно-сухого вещества (вегетационный опыт Д994г)

Доза цинка, мг/кг Доза , селена, мг/кг |

0 1.0 2.5 J

0 1NPK 2NPK 0 1NPK 2NPK 0 1NPK enpkJ

0 1 61 ¿0 { 63 50 | 68 52 50 48 44 46 60 53 59 56 49 46 49 40 1 57 44 I 55 56 § 54 45 51 52 40 41 54

НСРоб 7

макроудобрений как при внесении биселенита натрия, так и без него также отмечалось увеличение содержания 2л в зерне с 40-44 до 54-60 мг/кг. При удобрении селеном (без МРК) применение цинка не повлекло увеличения содержания 7л в зерне пшеницы. На фоне 1 дозы

NPH не было отмечено влияния удобрения цинком на накоплэние 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 54-55 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. Влияние микроэлементов Se и Zn при разной обеспеченности почви макроэлементами на содержание селена и цинка в растениях ярового рапса. Удобрение ярового рапса Сиселенитом натрия в дозе 2.5 мгБе/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 Zn 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 i.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 (Brasslcaceae), 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 ус-, ловий на объемы накопления элемента в семенах рапса (аналогично и в верне 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

0 10 50 382 392 315 101 143 146 122 158 156 202 231 207 2106 2082 1979 4247 4408 4659 3295 3563 3801 3216 3351 3480

На фоне №К

0 10 50 114 138 136 126 103 172 114 137 129 118 126 146 1106 1089 1098 2927 2978 3557 2250 2360 2513 2094 2142 2389

НСРОБ 22 26 23 - 130 260 210 -

170°С по сравнению со среднемноголетними способствовало увеличению накопления о'е 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 рапса 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 без 5е 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 2п в дозах 10 и 50 мг/кг приводило к последовательному увеличению содержания цинка в семенах рапса как в вариантах без селена, так 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 Дова селена, мкг/кг

0 2500

0 ИРК 0

0 10 1 50 25 29 31 23 24 28 21 25 27 21 22 25

НСРОБ 3 3

аналогичным опыту с яровой пшеницей - уменьшение накопления 7л при внесении селена: с 25-31 до 21-27 мг/кг в вариантах без ИРК и тенденция снижении на фоне макроудобрений.

Определение общего содержания масла семян рапса (Табл.6) и его жирнокислотиого состава не обнаружило определенных закономерностей в зависимости от внесенных элементов, кроме, пожалуй, снижения содержания жира под влиянием макроудобрений - на 4.2-9.5* в 1994 г и на 3.5-8.6% в 199& г. Это происходило, вероятно, из-за известного (Плешков, 1980) действия1 азотного удобрения на содержание масла в семенах.

Таблица б

Общее содержание масла в семенах ярового рапса, X

Дова 7п мг кг Доза селена, мкг/кг

0 2500

1994 1995 . ср. 1994 1995 ср.81994 1995 ср. 1994 1995 ср.8

Без ИРК На [сне НРК | Без ЫРК На фоне ИРК |

0 ю 50 44.2 43.4 43.4 44.4 43.8 43.7 44.3 43.6 43,6 36.2 38.8 38.8 37.0 39.0 40.2 ЗВ.в 45.5 38.9846.0 40.0 43.2 45.5 46.4 43.6 45.3 46.2 43.4 37.9 36.5 39.0 38.5 37.6 38.9 38.2 37.0» 39.0|

| НСР05. 1994 - 3.8; 1995 - 3.5~

Жирные кислоты в масле рапса- распределялись следующим обра--зом: олеиновая - 55-662, линолевая - 19-262, линоленовая - 11-152 и прочие (главным образом пальмитиновая, пальмитолеиновая и стеа-

риновая в сумме) - не более 57.. По вариантам опыта отмечается тенденция снижения содержания олеиновой (на 1,2-1.3%) и увеличение линоленовой (на О.6-1.0%) кислот под влиянием внесенного селена. Использованные в опыте виды и дозы удобрений не изменяли качество рапсового масла, так как интегральный показатель качества масла - сушеное количество представитель ныл кислот - олеиновой и линолевой колебался в весьма узких пределах 81-85%.

4. Влияние сори 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 Б - 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 Без серы На фоне серы

Бе Мо 1994 1995 1996 ср. 1994 1995 1996 ср.

0 0 319 135 130 195 307 128 116 184

0.5 106 115 73 9в 331 129 118 193

1.0 0 1180 1615 1408 1401 876 1252 1163 1097

О.Б 576 1563 1021 1053 1157 1132 927 1072

HCPos 80 95 87 - 80 95 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 Cea селена и в присутствии биселенита натрия в 2.0 и 1.8 раз соответственно. В 1995

г. в этих вариантах отмечалась тенденция снижения содержания селена в семенах под действием внесенного молибдена. Возможно, это связано с ингибирующим действием молибдена микробиологической трансформацию селена в летучие метилированные формы (Karlcon, Frankenberger. 1986), активно поглощаемые растениями (Zieve, Peterson, 1986). Совместное внесение Мо и 3 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 2Е") 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 ралса, мкг/кг (вегетационный опыт 1994 г)

Доза Мо, иг/кг Без серы На фоне серы

Доза селена Доза селена

0 1.0 0 1.0

0 43 32 40 36

0.5 260 260 130 43

HCPos g 4

антах без внесения селена и к 6-и кратному (до 43 мкг/кг) - с селеном. Полученные данные дополняют утверждение об антагонизме S и Мо в растениях (Казачков, Ковшик, 1985, Forbes et. al.. 198(3) и показывают, что селен в значительной мере может усугублять этот антагонизм.

Общее содержание масла в семенах рапса, прежде всего, зависело от уровня обеспеченности серой, присутствие которой увеличивало содержание масла на 0.7-5.2Z (Табл.9). Другим фактором, повышающим концентрацию жира в семенах, оказалось совместное внесение серы и селена: в этих вариантах было получено наибольшее количество масла - 44-46Х. Последнее еще рае подчеркивает сложность

взаимовлияния 5 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, X

Дова, мг/кг Без серы На фоне серы 1

Зе Мо 1994 1905 ср. 1994 1995 ср.

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 40.6

1.0 0 40.4 40.6 40.5 43.6 45.5 44.6

о.ь 39.3 40.0 39.7 41.2 45.2 43.2

НСРоэ 1994 г.- 2.0; 1995 г.- 2.0

Оценка жирнокисдотного состава позволяет подтвердить вывод об относительной его стабильности. В вариантах, где вносили селен и молибден - содержание олеиновой и линолевой кислот в сумме составляло 83-84Х, однако, следует отметить уменьшение содержание олеиновой (на 2.6-3.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 селеноы, присутствие которого привело к снижению содержания олеиновой кислоты с 61 до 577., 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 мгБе/л , рапса 0,5 иг/л , гороха 0,5 - 1,0 иг/л. Угнетающие концентрации

селена (биселенит натрия) в среде Кнопа составляют: 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.

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

3. Содержание селена под действием внесенного в почву биселенита натрия в растениях пшеницы резко возросло - с 70-100 до 330-3800 мкг/кг (в 4-46 раз) в вегетативной массе (в фазе 5-7 листьев) и со 100-320 до 050-3000 мкг/кг (в 4-30 раз) - в зерне. В семенах рапса при внесении биселенита натрия концентрации селена повышались в 4-42 раза. Показано, что в семена рапса поступает 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 пшеницу (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).

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

6. Влияние молибдена на содержание селена в семенах ралса 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 бей 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 без 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 мкгБе/кг).

8. Сера практически не влияла на концентрацию молибдена в семенах. При удобрении молибденом, внесенном без 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 беа внесения селена и к 6-и кратному (до 43 мкг/кг) - в присутствии селена.

9. Общее содержание масла в семенах рапса повышалось при внеоение селена и особенно серы; присутствие серы и селена обеспечивало максимальное содержание масла (43.6-46.6Х), Использованные в опыте виды и дозы удобрений не изменяли качество масла. Интегральный показатель качества - суммарное количество олеиновой и линолеьой кислот иаменялся незначительно (81- 85Z).

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, ОПУБЛККОВАНШХ 00 ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

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

2. Дудецкий A.A., Ягодин Б.А., Торшин С.П. Чувствительность различных растений к селену в условиях водной культуры.//Tea. докл. конф. Казанской ГСХА "Эколого-агрохимические, технологические аспекты развития земледелия Ср. Поволжья и Урала" - Казань, 1096, с. 61-52.

3. Торшин С.П., Ягодин Б.А., Удельнова 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. 54-64.

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