Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ОПТИМИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ ДЛЯ БОРЬБЫ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ РИСА

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "ОПТИМИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ ДЛЯ БОРЬБЫ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ РИСА"



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

На правах рукописи ДАНАБАЙ АТТИКАИНГ

УДК 631.41

ОПТИМИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ ДЛЯ БОРЬБЫ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ РИСА

Специальность 03.00.27 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1991

Работа выптнта на кафедре почповедения Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Савич В. И.

.Официальные оппоненты, доктор сельскохозяйственных наук Дурманов Д. Н., кандидат биологических наук Николаева С. А.

Вед\щее предприятие — Университет чружбы народов имени П Лумумбы

Защита состоится « ^ > час

на заседании специализированною совета К 120 35 01 в Московской сельскохозяйственной акадьмии им К А Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХ\

Автореферат разослан « _ _ 1991 г

Ученый секретарь специализированного совета

М. В. Вильяме

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность темы. Рост населения вызывает необходимость производства все большего количества сельскохозяйственной продукции. Как правило, это достигается широким применением удобрений • и мелиорантов, средств защиты растений, интенсификацией" производства. Однако, применение угр.га!:ных средств, к сожалении, приводит часто к падению плодородия почв, загрязнения грунтовых сод и сель-, скохозяйствепкой продукции, к нарушения экологического равновесия arpo- и биогеоцикозов. Оптимизация экологической обстановки при одновременном получении высоких урожаев сельскохозяйственных'культур хорошего качества возможна-в случае углубленного изучения свойств почв, наиболее эффективного использования их плодородия, создания свойств почв, наиболее полно отвечающих экологии выращиваемых сельскохозяйственных культур.

Цель и задачи исследований..Целью работы является выяснение влияния свойств почв на состояние растений риса и развитие на нем функциональных заболеваний; разработка приемов оптимизации свойств исследуемой лугово-черноземной почвы и системы почва-рис.

В работе доказывается, что развитие функциональных заболева- ■ ний риса в значительной степени обусловлено свойствами почв и их . оптимизация является основой для повышения устойчивости растений к заболеваниям. Поиск факторов, лимитирующих урожай и обусловливающих развитие заболеваний, может быть проведен только при комплексном изучении почвы, корней, стеблей и листьев, хорошо развитых и угнетенжх, больдах растений при использовании методов анализа "живых" объектов.

В задачи исследования входило: I) оценка состояния соединений катионов, кислотно-основного и окислительно-восстановительного равновесия почв, микробиологической активности в живых системах

■ " ' " - V- —

ЦЕНТРАЛЬНАЯ -

НАУЧЬАЯ Ь.-"Б/1' ÍOTEKA Мое;, сол-с^ч-з- гчадоыии

почва-растение на хорошо развитых и угнетенных посевах рлса с использованием ионоселективных электродов, химической автографии на основе электролиза и ионитовых мембран, традиционных методов анализа; '¿) выяснение связи заболевания риса с агрохимическими л физико-химическими свойствами почв при исследовании системы почва-растение на опытных участках ВНИИ риса; разработка метода н оценка потребности растений в элементах питания, в том числе при их заболевании на основе принципа обратной связи и экспрессных методов анализа. Поиск путей оптимизации обстановки для конкретных почвенно-климатических условий.

Научная новизна работы. I. Для разработки мероприятий по оптимизации системы почва-рис предложен метод комплексной диагностики почвы, корней, стеблей, листьев по содержанию, соотношению и градиенту концентрации положительно и отрицательно заряженных соединений ионов в сочетании с методом физико-химического и математического моделирования протекаю4их в почве процессов. П. Впервые применен метод химической автографии на основе электролиза (в том числе при постоянном напряжении и при постоянной силе тока) для оценки причин заболевания риса, показана перспективность использования этого метода. 3. Предложен метод оценки окислительно-восстановительной емкости почв с использованием иаьлтошх мембран, насыщенных окислителями и восстановителями. 4. Предложен метод определения сорбционных свойств корнеБых систем с использованием ионитовых мембран, позволяющий получить необходимые данные для корректировки моделей плодородия почв, системы удобрений в зависимости от сорбционных свойств корневых систем отдельных видов и сортов растений. 5. Разработан метод определения потребности растений в элементах питания на основе принципа обратной связи - электрофо-ретическое введение элемента в лист - изменение электропроводно-

сти листа, содержания и соотношения положительно и отрицательно-заряженных соединений ионов в органах растений. !. ..

Практическая значимость работы. I. Полученные экспериментальные материалы о состоянии соединений Са, , К, /\/а, Ре, М*., в системе лугово-черноземная почва-рис. для больных и здоровых растений рекомендуется использовать в курсе "Почвоведение". 2. Разработанные методики рекомендуются к апробации в системе почвенной и-агрохимической службы. 3. Рекомендации по оптимизация состояния систеш лугово-черноземная почва-рис рекомендуются к испытаниям В хозяйствах изучаемого региона.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на научных конференциях ТСХА; одано в печать 2 работы.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на страницах машинописного текста, включает 63 таблицы, Ь графиков и рисунков. Список литературы состоит из названий.

ОБЪЕКТЫ И' МЕТОДУ .ИССЛВД0ВАШ1Я . .. .

Объектом исследования выбраны лугово-черноземные средне- и тяжелосуглинистые почвы совхоза Красноармейский Краснодарского края на опытах ВНИИ риса. Анализировались почвы под целиной под рисом + зеленое удобрение + /УРК; под рисом + зеленое удобрение, а также почвы с различных отделений и чеков производственных посевов (и =100). Для выяснения причин заболевания риса анализировались почвы разных чеков, корни, стебли, листья с.посевов риса хорошего и угнетенного состояния, больных растений в 20-кратной повторности.

Методика исследования состояла в проведении полевых изысканий, лабораторных анализов, постановке модельных опытов. Особенностью исследований является одновременный!комплексный анализ "зкиеых" почв, прикорневой зоны, корней, стеблей и листьев риса на

посевах хорошего и угнетенного состояния, здоровых и больных растений (та®ториос-ть ¿0-кратная) с использованием общепринятых и

С

оригинальных разработанных ^методик.

8 полевых условиях проведена идентификация почв, отбор образцов, определение активноет.1 ионов в почвенном растворе. Впервые для определения подвижных соединений ионов в системе почва-растение одновременно использовался метод х.ашческой автографии на основе электролиза при постоянном напряжении л при постоянной силе тока (Савич В.И.). Предложен и использован для характеристики окислительно-восстановительных свойств почв метод химической автографии на основе ионитовых мембран лК-40 и МА-40, насыщенных окислителями и восстановителями, ¿ля оценки обеспеченности растений элементами питания предложены и апробированы два метода на осчоее обратной связи: а) электрофоретическое введение элемента в лист изменение содержания и соотношения положительно и отрицательно заряженных соединения в листе; б) электрофоретическое введение элемента в чист изменение -»лектропроводности листа.

В лабораторных условиях проведено определение агрохимических и физико-химических свойств почв общепринятыми методами, анализ химических автограмм на основе электролиза и ионитовых мембран.

В модельных опытах проведено определение нитрифицирующей и желеаоредуцируюцей способности почв с использованием физико-химической индикации (Савич В.И.); предложена .1 апробирована методика оценки поглотительной способности рорневьх систем растений с целью уточьения моделей плодородия почв под растения с разной поглотительной способностью. Приьятый уроьень вероятности Р ,у5.. Для ьыяснения взаимосвязей рН, Еч. и содержания катионов в почвенном растворе образцов; взаимосвязей рН, и содержания подвижных катионов, переходящих из гочв в ионитовые мембраны, хими-

ческие автограммы, полученные на основе электролиза - на ЭВМ вычислены коэффициенты корреляции, уравнения регрессии (п_ =20-100),

■• РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. 0ЦЭ.КА СОСТОЯНИЯ СОВДИНЕНИЯ ИОНОВ В ЛУГ0В0- -

ЧЕРН03Ш0Й ПОЧВЕ ■ -.

Физико-химические и агрохимические свойства- почв под здоровыми и больными растениями риса

. Исследуемые почвы (слабокислые малогуцусиросгнные) имеют в верхней части профиля меньшуи гидролитическую кислотность, но в то же время и меньшую сумму поглощенных оснований в связи с вымыванием Са и Мд . Содержание подвижных фосфатов и калия в верхнем горизонте выше, чем в нижних. Почва под растениями риса хорошего и угнетенного состояния не отличаются существенно друг от друга по данным,традиционных агрохимических методов анализа (табл. I).

Таблица I

Агрохимические и физико-химические свойства почв (Л=21)

Нг р205 ( к2о

мг зкв/100 г мг/кг

Иод здоровыми растениями 5,6^,0 2,6^0,1 14,5-1,0 3,210,2 244,1±21,3 359,5±9,1

Под угнетенными растениями 5,7±0,0 2,2±0,1 15,1±0,9 '3,3±0,2 2^0,7±Г7,8 326,4^15,0

Содержание водорастворимых соединений катионов в исследуемых почвах судя по анализу 100 образцов с различных чеков составляет для Са - 30-40 мг/л; М«^ - 30-40 мг/л; М>х- 0,1-0,3 мг/л; С« -0,01-0,1.мг/л; Ре - 0,01-0,2 мг/л. Полученные значения концентрации данных катионов в растворе близки к эффективной растворимости

их осадков (фосфитов, карбонатов, гидроокисей) при наОлидаемых значениях рН.

Кислотно-основное и окислительно-восстановительное равновесие почв

Кислотно-основное л окислительно-восстановительное равновесие почв в значительной степени определяет плодородие почв, рост и развитие риса, устойчивость растений к заболеваниям, подвижность в почве катионов и в первую очередь поливаленаних. для изу-чэния кислотно-основного и окислительно-восстановительного равновесия в полевых условиях были определены рН и почв по микрозонам, сняты химические автограммы на основе ионитовых мембран, насыщенных смесью и В лабораторных условиях ионитовые

мембраны проанализированы и определено распределение по почвенному критерию Се, Мгл., Са, емкости кислотно-основных и окислительно-восстановительных групп. По подученным материалам, затопляемые под рис лугово-черноземные почвы при длительном применении минеральных удобрения име-от в верхнем горизонте более кислую реакции среды. Применение сидератов и оидератов <■ А/К приводит к подкис-денив почв. Количество восстановленных веществ, оцениваемое с использованием ионитовых мембран, возрастает при применении сидератов, при компостировании почв в условиях избыточного увлажнения и составляет порядок виличин ¿0-40 мг экв/1С0 г почвы.

Фракционный состав соединений Са. Мд . Ре. Ян в почвах на основе конкурирующего комплексообразования

Плодородие исследуемых почв в значительной степени определяется содержанием и соотношением подвижных форм соединений Са, М^, Се, Аъ . В работе определен фракционный состав соединений этих ионов на основе конкурируощего комплексоооразования. Часть полученных данных приведена в табл.

Таблица 2

Фракционный состав соединений Са, И^ , Ре, в почвах

Ион • % соединений вытесняем» ' * - мр/Х00|

/Va.CZ . /УаСГ+ЭДГА (/УаСЬЭДГА* |//а^203

Целина

Са 76,5 23,5 0 614

. мз 60,2 19,Ь 0 110

Се . .0,3 34,0 65,7 400

' Ыч 1,1 95,4 3,5 102

Пашня +■ сидераты + Л/РК

Са В6,4 0 13,6 375

100 0 0 ПО

Ре 0,3 93,6 6,1 611

Мп 2,3 ЬЭ.З а,4 52

Проведенные исследования позволили установить, что в иссле-демых почвах Са, Мд . связаны более рыхло, чем Ре. Это приводит при сельскохозяйственном использовании к обеднению почв Са, к под-кислению почв, к уменьшению содержания 1"умуса (с 3,5% на целине до 1,9% в варианте без удобрений и до 2,Ь% в варианте Д/РК), к обогащению почв подвижными формами железа. В конечном итоге это приводит к недостатку Са для растений, к ухудшению структуры почв.

Химическая автография почвенного профиля лугово*черноземных

псчв ,

Изучение химической автографии почвенного профиля позволяет -проследить распределение подеижных соединений ионов в "живой" почве в пространстве. При этом степень варьирования содержания ионов по горизонтам свидетельствует о. неоднородности почв в мяк-

рожнах и в определенной степени пропорциональна нистадионарно-сти состояли. Изменение содержания подвижных соединен»!-,! лежав с глубиной характеризует градиеш* концентрационного гтотенцшЛи, что является характеристической велиаиноЛ для определенного процесса почвообразовании, уровня окультуренности почв.

Резкое увеличение или уменьшение содержания подвижных соединений ианов а отдельных слоях свидетельствует о наличии специфических экологических ниш в исследуемом почвенном профиле. При этом изменение подвижности катионов в тт.IX нишах сопровождается и изменением рй, ЕЯ , гумусированности, микробиологической активности. В работе оценено содержание подвижных соединений Оа, Ыу , Ре, Мп, Л в профиле исследуемых почв с использованием методов химической автографии на основе электролиза и ионитовых мембран. Ниже представлена часть полученных данных.

Судя по полученным данным в исследуемых почвах имеются и положительно и отрицательно заряженные соединения катионов. При распашке- и затоплении и особенно при применении сидератов почва подкисляется, уменьшается доля подвижных соединений Сэ и увеличивается доля подвижного железа. При этом в нижней части профсля наолв-даяось более высокое отношение появ*»ныл (-а.:.!, . В

вариантах сидериты и сидерчи «- /УРл по сравнении с вариант^ы бвз удобрений и целиной просче^ив^ась увемченис соотнесения

п "¿. «-<Д." : . В осеиния период по

сравнении с весенн.лл отмечалось угегичение доли всмп.гекс!5ых отрицательно заряженных соединений Ре, увеличение соотношения ¿еИ" : Са1"*.

•Содержание подвижных соединений Са, Ре в почвах по данным химической автографии на основе электролиза (мкг/см )

рН ЕК , мВ ___10 ¡Yfl a ___ 30 na

по XG3 Са ¡ Ce Ca 1 *

Ьелина

7,41±0,С5 3G4±I,7J- I.bbtí.o 0,4v±0.C2 7,23¿0,by 0,62±0,05

10,Sil,I 0,6ft0,I 5,lfci0,02 0,3Gt0,03

Пешня + сидераты + /УРК

5,£>3±0,С9 454t5,4 4,CtO,17 0,76±ü.66 3,2±0,I9 o,e?.to.c3

3,64Í0,2I ü,ü5±O,0B botO,29 1,17 ¿0,18

В числителе - положительно заряженные; в знаменателе - отрица- • тельно заряженные соединения.

Взаимосвязь агрохимических и физико-химических свойств почв

Для разработки методов оптимизации свойств почв необходимо знать взаимосвязи ме^ду агрохимическими и физико-химическими свойствами почв. Для выяснения этого вопроса з работе проведена математическая обработка данных анализа почвенного раствора 100 образцов, данных химических автограмм на основе электролиза и ионито-вых мембран.

Часть полученных данных приведена в табл. 4.

Таблица

Связь агрохимических и физико-химических свойств почв (*V=I00)

pH |(мг^л) Pe 1 Mru мг/л X Cu

- L 30 > 30 0,17 ' 0,10 0,17 0,32 0,04 0,05

7.6 í. 30 > со 0,06 0,03 0,10 0,13 0,01 Ü.tó

Голеченные данные подтверждают теоретические зависимости уменьшения подвижности Ре, ь4ч_с увеличением pH выше 7,и. Для подвижных соединений, вытесняемых методом химической автографии на основе ионитовых мембран отмечается уменьшение подвижности Ре с увеличением содержания калия отрицательная корреляция между содержанием К и Ca, J.j . Для подвижных соединений, вытесняемых методом химической автографии на основе электролиза отмечается уменьшение подвижности Ре с ростом Ь»^ среды. Вычисленные уравнения регрессии подтвердили указанные зависимости. Так как математическая обработка проводилась для данных химической автографии, то уравнения регрессии получены для 'Чивых" почв. Полученные данные подтвердили сложность существующих в природе взаимосвязей, когда в каждой микрозоне может существовать своя зависимость подвижности одного катиона от других. В разных лимитах изучаемых показателей зависимости тачже оказались неоднозначными. Это свидетельствует и об относительности оптимумов подвижности катионов, о правомочности рассмотрения теоретических зависимостей в узких лимитах (диапазонах) всех других свойств почв,

П. СЦ2МА ССОТСЯШ СХВДйи£Н|1Л ИСпСВ В ЫиТгЛЬ ПОЧ£А-РИЬ

Дли оценки состояния соединен«.' конов в системе почва-рис в работе опредечено сод^ркат-е годе^^-х сз д, i üh,.ü ,.снзб, каемых из твердой фаз*. методом автографии на основе электролиза И ионитовых мембран в почве, прикорневой .¡она, корнях, стеблях и листьях больных, и з&оровых растений риса. Как видна из данных табл. ö, у больных растений по сравнению со здоровыми уже отношение (Ca+Mtj ) : (Pe+Mn.); К:La. В больных растениях оказалась выше доля положительно заряженных соединений Са, Ре, Си и ниже доля положительно заряженных соединений К.

-/О -

Соотношение элементов в почве и а отдельных органах риса (х £ )

Соотношение

Почва

Корни

стебли

_ Листья_ _ ___

"нижние (верхние

Са + ЬЦ Се + Мп.

К_

Са

Са +• А

4

Се + Мп. Са

Здоровые растения

3,1±0,3 1,ОЮ,1 1,3^0,1 0,410,1 2,510,1

1,4Ю,3 0,0410,01 II,711,& 1,210,6 3,ОЮ,7

Больные растения

0,оЮ,1 1,010,1 0,&10,1 0,210,1 1,510,1

0,1Ю,и1 0,01 0,2410,1 0,03 0,45Ю,1

Чаблица 6

Соотношение положительно и отрицательно заряженных соединений катионов в органах растений риса

Состояние растений ! Орган 1 Л * Са ! Ре 1 с

Корни 1,7 0,2 и,*

Здоровые Стеблл 1(3,2 1,2 0,0-, 0,3

Листья ь,й 1,5 0,1 0,4

Корни 3,1 2,1 0,1 и,4

Больныа Стебли ь,7 0,4 1,2

Листья 0,3 1,2 0,7

Больные растения отличаются от здоровых в основном большим градиентом концентрационного потенциала между корнем и стеблем по К, Са, Се, Ои (табл. V), что свидетельствует о том, что эти катионы в больных растениях задерживаются в корнях и плохо поступают в стебли и листья.

Градиент кою|внтрационного потенциала метду органами растений

Соотношение 1' Заряд растений ! .К ! Са ! Ре "1 С„

- Здоровые растения .

Корни 0,17 0,5 0,5 0,8

стебли - •л* 0,30 1,4 0,1 0,3

« Больные растения

Копня 0,40 1,4 1.4 1,1

стебли М1_+ 0,80 1,2 1,Ь 1.4 "

Под бо.льными растениями часто наблюдалась большая активность. /УОд. Так например, по чекам I, 2, 3, 4, 5 активность А/О3 мг/кг составляла под здоровыми растениями соответственно 0,7ь1с,0б; 0,67±0,09; 0,84±0,05; 1,16*0,06; ОД'ЭЮ.Об, а.под больными -Г,2*£0,08; 1,13Ю,08; 1,42±0,05; 1,6Ь10,04; 1,78±0,03. Увеличение дозы азотных удобрений в.опытах увеличивало и степень заболевания растений пирикуляриозом "(табл. Ь).

Таблица Ь

Влияние дозы азота на развитие пирикуляриоза риса ■(сорт Краснодарский 424)

// , кг д.в. на I га Развитие, X Лист | Метелка

90 5,2 . 22,5

' ■ .150 14,0 24,0

210 16,2 34,2

Аналогичная ситуация отмечена и для других сортов риса.

-

Ь. ^дЙШ О^иЬЕНШСГЫ иирЕ^ЮНЬал свилств .ЮРВ£ЕсЛ

СДСТЫЫ РПСл хСАп ПОКАЗАТЕЛЬ УСТЫЧЛВиЫИ РАсТШИИ К НЬБЛАГСПРИЯШЫ УСЛЬЫШ 1ШАЫЯ

Одним лз важных факторов, определяющих величину оптимальных параметров свойств почв является, экологическая особенность сельскохозяйственных- культур и отдельных сортов. В связи с разной поглотительной способность«) отдельные культуры и сорта неодинаково страдают от недостатка элементов питания, что определяет и их податливость к заболеваниям. В работе изучена поглотительная способность корневых систем риса сорта ¿иман и сорта Спальчик, сорняков - просянки и клубнекамыша. Для оценки сорбционной способности корневых систем предложена методика, заключающаяся в определении концентрации катионов в равновесном растворе сорбата (мембран МК-40 и МА-40, насыщенных смесью Кнопа) после взаимодействия с корнями растений. Часть полученных данных приведена в табл. У.

Таблица У

Поглотительная способность корневых систем растений (мг/л)

Осталось в равно- Рис' Просянка ЕСлубнека-

весном растворе сорбата Лиман | Спальчик МЫОх

Са

Са:Ре

МК-40 «1А-40

ЫК—К) МА-40

Ь.О 7,7

7.3 оо,5

1.2,4 о,2

с2,С 41,0

12,о

оЗ.О Ь2,0

Ь.4 Ю.1

¿Л), О

На полеченным данным корневые системы равных сортов риса и сорняков отличаются неодинаковой сорбционной способность« к катионам, что определяет и их требования к плодородию почв. По отношению к и у корневых систем существеет следующий ряд сродства: 'рис сорта ¿,шан -у рис сорта спальчик > просянка > кл>бнекаыыш.

Растения риса -по сравнению с сорняками более.селективны к Са по сравнению с М^ "и Са по сравнению с Ре. Дальнейшее определение подвижных положительно и отрицательно заряженных соединений Са, Ре в листьях,, корнях и стеблях растений показало, что растения более селективные к Са больше содержат его и в своих органах. Таким образом, растения риса по сравнении с сорняками более чувствительны к недостатку Са (особенно рис сорта Лиман) и хуже переносят избыток Ре по сравнению с Мп. , то есть условия анаяробиози-са. Это в значительной степени определяет и влияние свойств почв на развитие заболеваний в растениях.

Анализ почвы и прикорневой зоны растений подтвердил преимущественное поглощение рисом Са по сравнению с Ре и р то же время указал на увеличение подвижности Ре под влиянием корневых'выделений, обладающих кислой природой и комплексообразующей способностью

Таблица 10 ■

Анализ корневой и прикорневой зон растений риса (мкг/см2)

Зона | И/а Чг- Са Са "Ц- - Ре Ре ЯТй (Ре Ш

Почва 9,1±2,1 1,9 71,0*10,4 47,3 195,6*21,3 2,7 2,7

Корневая зона В,7±2,8 2,1 56,6-11,9 47,7 _ 267,6*24,1 2,6 4,7

Околокорневая зона

7,5±1,6 1,8 40,9±5,3 34,1- 293,0*13,7 2,5 7.1

1 • 1У. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ,С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ДЛЯ'ОЦЕНКИ" ОБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕШИ .ЭЛЕМЕНТАМИ ПИТАНИЯ

В работе доказывается, что для оценки обеспеченности растений элементами питания Солее правильно анализировать систему.поч-

- щ-

ва-корень-стебель-лист в живом состоянии для посевов хорошего и угнетенного состояния. Предлагается методика оценки обеспеченности растений элементами питания с использованием системы с обратной связью - члектрофоретичеекое введение элемента в лист - изменение электрохимических характеристик листа, содержания и соотношения положительного и отрицательного заряженных соединений ионов. В процессе исследований электрофоретическое введение элементов в лист осуществлялось из мембран ЫЬ.-40 и Лк-АЬ при напряжении У вольт и I =10 минут. В качестве рабочей гиготеэы принято допуца-ние о том, что если наблюдался недостаток вводимого в лист катиона, то при его введении увеличивается доля его отрицательно заряженных связанных в процессе метаболизма и других поливалентных катионов. При избытке вводимого катиона в листе увеличивается доля положительно заряженных его соединений. Исследуемые в ионе растения риса испытывали недостаток Са, Си , Ге и избыток 01, Л/и^, К, Н2Р04.

При недостатке катиона его электрофоретическсе введение в лист будет сопровождаться увеличением доли отрицательно заряженных, связанных в процессе метаболизма катионов и при чтом не будет наблюдаться увеличение электропроводности листа л проходящего через него тока. По полученным данным при введении катионов в листья наблюдались следующие ряды увеличения силы тока: для проростков К>Сц>Са; для здоровых растений Си>2п> М«."? для больных растений ~2. Си , . В связи с этим для исследуеных объектов отмечались следующие ряды недостатка элементов: ь проростках Са > Ои у К, в здоровых растениях > М п. Си, ¿е; в больных растениях Мд , Со 7 ¿п

У. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ИОЧВА-РНС

Ка основании полученных экспериментальных данных предлагаются пути оптимизации системы почва-рис: оптимизация свойств: почв; оптимизация питательного режима, подбор сортов. I'. Для устранения относительного недостатка Са в верхних горизонтах рекомендуются внесение Са-мелиорантов, внекорневая подкормка Са, ограничение применения физиологически кислых удобрений, использование менее требовательных к Са^сортов, например сорт Спальчик по сравнению с сортом Лиман. 2. Для устранения относительного избытка азота, обусловливающего полегание растений и меньшую их устойчивость'к болезням рекомендуется регулирование соотношения /¡/:Р:К в удобрениях в соответствии с их выносом культурой, в результате миграции, поступления в связи с разложением растительных остатков; использование сортов менее чувствительных к избытку азота; подкормка растений микроэлементами. 3. Для устранения неблагоприятного отношения Са:К, Са:Ре, (Са+Мд): (Ре+МцЛ рекомендуется соответствующее изменение системы удобрений, известкование для осаждения Ре, М в виде гидроокисей, применение органических и зеленых удобрений для., связывания Ре, Мп. , А1 в виде комплексов. 4. Для улучшения структуры почв рекомендуется соблюдение севооборота, внесение Са-мелио-рантов, расчет взаимодействия удобрений и мелиорантов с почвой с целью ограничения доли К и Л/Н4 в ЛПК не более 5%. 5. Для устранения загрязнения грунтовых вод Л/О3 и К рекомендуется ограничение их применения с учетом сорбционных свойств почв.

■ Проведение исследования позволят рекомендовать новые метода оптимизации системы почва-растение: I) оптимизация питания растений с использованием принципа обратной связи - электрофоретичес-кое введение элемента в лист - изменение его электропроводности.

содержания и соотношения положительно и отрицательно заряженных соединений ионов; 2) увеличение устойчивости растений к заболеваниям за счет оптимиза!ии питательного режима; 3) использование для поиска факторов, лимитируд.цих урожай и обусловливающих развитие заболеваний - анализа живой системы почва-корни-стебли-лиг— » на гэсевах хорошего и угнетенного состояния.

УХ. ЬиЬО^

1. Лсследуемые затопляемые под рис лугово-черноэемные почвы при длительном применении сидератов и минеральных удобрений имеют в верхнем горизонте по сравнению с нижними более кислую реакцию среды, обеднены Са, обогащены подвижными (Нормами Ре. В нижней части профиля наблюдается более высокое отношение подвижных положительно и отрицательно заряженных соединений Са:Ре; С 1:гС:Ре:Мч.. При этом отношение Ре1_п~ : Са1-П~ увеличивается при применении сидератов и осенью по сравнению с летним и весенним сракшм определения .

2. Установлены корреляционные взаимосвязи между содержанием подвижных форм элементов, рн и £ Ц. в "живых" почвах. Отмечается уменьшение содержания водорастворимого железа с ростом рК среды и содержанием водорастворимого С-а; Ре переходного в иониговые мембраны - с увеличением содержания К; уменьшение содеркания голожи-тельно и отрицательно заряженных соединений Ре с ростом Ь среды.

3. Показана неоднородность и многосложность почвенного профиля по рН, ЬЛ, состоянию соединений химических элементов, окислительно-восстановительной буферной емкости, что определяет расположение сорбционных и эколо! ических ниш, обусловливает миграционные потоки элементов под влиянием разности концентрационных, электрических потенциалов мееду горизонтами, мезо-и микрозонами,

-Н—

почвой'и корнем. ' \ ' '

, 4. Предложена методика определения поглотительной способности корневых систем с использованием ионитовых мембран. Кор'левые. системы разных сортов риса и сорняков отличаются неодинаковой .сорбционной способностью к катионам, что определяет.и их требова-, ние к плодородию почв. По отношению к Са у корневых систем существует следующий ряд сродства: рис сорта Лиман > рис сорта Спальчик> ~у просянка > клубнекамыш.

5. Изученные почвы отличаются по состоянию соединений ионов в почве и прикорневой зоне. В прикорневой зоне по сравнению с остальной массой почвы отмечается уменьшение Са и увеличение подвижного железа. В корневой зоне больных растений риса по сравнению с корневой зоной здоровых растений отмечается более узкое отношение Ca:Fe; (Ca+M<j): (Fe+MO. Почва под растениями больными перику- . ляриозом избыточно обопщена азотом.

6. Предложен метод определения потребности растений в эле- . ментах питания с использованием принципа обратной связи - элект-рофоретичесчое введение элементов в лист изменение электропроводности листа, содержания и соотношения положительно и отрицательно заряженных соединений ионов. По полученным данным,растения риса испытывали недостаток Са, Си , Fe, избыток CI, /VOg, К, Н^. Отмечены следующие ряда недостатка элементов: в проростках риса Са> Сн> К: в здоровых растениях М^ , Mri7Zn"7 Си, Fe; в больных растениях-М^ , Cu^Zn. '

7. Для уменьшения заболеваний растений риса перикуляриозом рекомендуется увеличение обеспеченности их Са, уменьшение относительного избытка азота, увеличение обеспеченности подвижными формами Ы g , Си , 1г<. . 'М

-/г-

содержания и соотношения положительно и отрицательно заряженных соединений ионов; '¿) увеличение устойчивости растений к заболеваниям за счет оптимизации питательного режима; использование для поиска факторов, лимитирующих уролай и обусловливающих развитие заболеваний - анализа -кивай системы почва-корни-стебли-л*г*" " на пеанах хорошего и угнетенного состояния.

У1. ЕлЬи^м

1. Лсследуемые затопляемые под рис лугово-черноземные почш при длительном применении сидератов и минеральных удобрений имеют в верхнем горизонте по сравнению с нижними более кислую реакцию среды, обеднены Сл, обогащены подвижными формами Ре. В нижней части профиля наблюдается более высокое отношение подвижных положительно и отр/цательно заряженных соединений Са:ье; С i:.{:Pe:lá п . При этом отношение PeLn" : CaLn~ увеличивается при прпленении сидератов и осенью по сравнению с летним и весенним сракам* определения.

2. Установлены корреляционные взаимосвязи ме-кду содержанием подвижных форм элементов, jai л t¡ К в "живых" почвах. Отмечается уменьшение содержания водорастворимого железа с ростом рН сроды и содержанием ьздорастворимого La; t-e переходяцего в ионитовые мембраны - с увеличением содержания К; уменьшение содеркания положительно и отрицательно заряженных соединении Ре с ростом Ь среды.

3. Показана неоднородность и многослойность почвенного профиля по {Л, , состоянию соединений химических -элементов, окис-диаельно-восстАновительной буферной емкости, что определяет расположение сорбционных и экологических нив, обусловливает миграционные потоки элементов под влиянием разности концентрационных, электрических потенциалов меиду горизонтами, мезо-и микрозонами.

почвой и корнем. ■ . . . V' ■ ' ' ■ : •

, 4. Предложена методика определения поглотительной стс«6но~ сти корневых систем с использованием ионитовых мембран. Кораеяые системы разных сортов риса и сорняков отличаются неодинаковой _ . сорбционной способностью к катионам, что определяет и их требование к плодородию почв. По отношению к Са у корневых систем существует следующий ряд сродства: рис сорта Лиман > рис сорта Спальчик>

7 просянка > клубнокамыш.

* . . - • . _ -

5. Изученные почвы отличаются по состоянию соединений ионов в почве и прикорневой зоне. В прикорневой зоне по сравнению с остальной массой почвы отмечается уменьшение Са и увеличение подвижного железа. В корневой зоне больных растений риса по сравнения с корневой зоной здоровых растений отмечается более узкое отношение Са:Ре; (Са+М<^): (Ре+Мп,). Почва под растениями больными перику-ляриозом избыточно обогащена азотом.

б. Предложен метод определения потребности растений в элементах питания с использованием принципа обратной связи - элект-рофоретичесчое введение элементов в лист изменение электропроводности листа, содержания и соотношения положительно и отрицательно заряженных соединений ионов. По полученшм данным,растения риса испытывали недостаток Са, Си , Ре, избыток С1, /1Л)д, К, Н2ГО4. Отмечены следующие ряды недостатка элементов: в проростках риса Са> См> К: в здоровых растениях М^ , М^72п"7 Си» Ре» в больных растениях Ыд , Си У 2 п.

7. Для уменьшения заболеваний растений риса перикуляриозом рекомендуется увеличение обеспеченности их Са, уменьшение относительного избытка азота, увеличение обеспеченности подвижными формами 1Ц , Си', 7.п. »-Мги. '

-

Объем 1'/> п т Заказ 220Ь Тираж 100

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