Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ И ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЛИСТОВОЙ РЕДЬКИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ И ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЛИСТОВОЙ РЕДЬКИ"

-зет

На правах рукописи

ЕЛИСЕЕВА Ольга Владимировна

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ И ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЛИСТОВОЙ РЕДЬКИ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2007

Работа выполнена в УНЦ ООС им. В И. Эделыптейна и на кафедре неорганической и аналитической химии РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева

Научный руководитель - кандидат химических наук,

доцент Смарыгин Сергей Николаевич

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор Торшнн Сергей Порфирьевич; доктор биологических наук, профессор Зубкова Валентина Михайловна

Ведущее предприятие - Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Л Н Прянишникова

Защита диссертации состоится 19 февраля 2007 г в 1430 на зас"и диссертационного совета Д 220 043 02 при РГАУ-МСХА имени I Тимирязева.

Адрес: 127550, г Москва, ул Тимирязевская, 49 Ученый совет РГ МСХАимениКА Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиот! им. Н И. Железнова РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева

Автореферат разослан уЬ января 2007 г

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одна из основных задач агрохимии - повышение урожая сельскохозяйственных культур и сохранение его оптимального качества. Один из путей решения поставленной задачи — введение в культуру новых, перспективных, отвечающих требованиям интенсивных технологий, скороспелых овощных зеленных культур. Расширение ассортимента овощных растений на основе интродукции даёт возможность разнообразить рацион питания людей, расширить сроки поступления свежей овощной продукции, увеличить урожайность единицы посевной площади, качественно улучшить питание человека.

В связи с этим несомненный теоретический и практический интерес представляет изучение вопросов биологии листовой редьки, её химического состава, в частности, содержания сухого вещества, сухих растворимых веществ, аскорбиновой кислоты, Р-каротина, основных макро- и микроэлементов, а также способности овощных растений, потребляемых в пищу в свежем виде, накапливать опасные для здоровья вещества, такие, как нитраты и тяжёлые металлы.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в изучении влияния условий выращивания на морфологические особенности, урожайность и показатели качества листовой редьки.

В связи с этой целью в ходе выполнения работы основное внимание было уделено решению следующих задач:

• изучить особенности формирования ассимиляционного аппарата и урожайность растений листовой редьки;

• изучить влияние условий азотного питания на урожайность листовой редьки;

• определить содержание сухого вещества, сухих растворимых веществ, аскорбиновой кислоты, р-каротина и нитратов в листовой редьке и изучить влияние условий азотного питания на эти показатели;

• изучить суточную динамику содержания нитратов в растениях листовой редьки;

• определить микроэлементный состав листовой редьки;

• изучить воздействие тяжёлых металлов на урожайность и показатели качества листовой редьки при разном уровне содержания их в

субстрате. -"рПкУ-МСХА

Практическая значимость и науч> ая новизна.

Российской Федерации изучены изменения .д^срц^ .ИЖ^Й

ной культуры листовой редьки в процессе вегетации и особенности формирования урожая данной культуры

Полученные экспериментальные данные можно использовать в качестве исходных данных для разработки агротехники новой зеленной культуры листовой редьки, а также ее роли и места в пищевом рационе человека

Апробация работы и публикации. Материалы исследований докладывались на ежегодных научных конференциях РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева, на научной конференции ВНИИО, посвященной 75-летию института По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 194 страницах машинописного текста и включает введение, обзор титературы, методическую часть, результаты исследований и их обсуждение, выводы, список литературы и приложения Работа включает 32 таблицы, 35 рисунков, список литературы состоит из 299 источников, в том числе 57 зарубежных авторов

Объекты и методы исследований

Экспериментальная работа выполнена в УНЦ ООС им В И Эдечьпггейна и на кафедре неорганической и аналитической химии РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева в 2002-2005 гг. Объектами исследований служили 4 сорта листовой редьки южнокорейской селекции (VR-Tv-28, VR-Hy-235, VR-Hy-265 и VR-Tv-18) По литературным данным возделываемые формы листовой редьки относятся к Raphanus sativus subsp smensis Sazón, et Stankev convar oleiferus (L) Sazón et Stankev - редька посевная китайская масличная (Сазонова Л В , 1985) Для сравнения был включен сортообразец корнеплодной редьки ТСХА-Р

Растения выращивали в условиях микрополевого опыта на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве со с «дующей агрохимической характеристикой гумус - 2,4% (по Тюрину), рНки - 6,4, Нг - 0,8 чг-экв/100 г (по Кап-пену), подвижные формы фосфора (Р2О5) и калия (КгО) (по Кирсанову) - 268 и 190 мг/кг почвы, V — 94,2% Содержание микроэлементов представлено в табл 1

Учётная делянка составляла 1 м". Схема посева 20x6 см Густота стояния - 68 растений/м2. В фазе 1 настоящего листа проводилось нормирование посевов до заданной густоты

Уборку растений производили в стадии технической спелости весовым методом по делянкам Во время уборки урожая учитывали число растений на делянке, определяли массу товарных растений и структуру урожая (доля надземной и подземной части в урожае)

Содержание микроэлементов в почве, мг/кг сухой массы

Микроэле- Содержание Микроэле- Содержание Микроэле- Содержание

мент мент мент

МП 27,4 Se 0,2 Cd 0,032

Mo 0,15 Li следы Cs 0,099

Си 13,5 V 0,003 Hg 0,24

Zn 32,9 Ва 1,37 Bi 0,06

Со 0,002 Rb 3,17 T1 следы

Сг 0,05 Sr 0,38 - -

В образцах определяли содержание основных элементов питания, сухого вещества, сухих растворимых веществ, аскорбиновой кислоты, (З-каротина, нитратов, микроэлементов.

Определение азота, фосфора и калия проводили из одной навески после мокрого озоления пробы по методу К.Е. Гинзбург.

Азот определяли по методу Кьельдаля (модификация Кельтек), ГОСТ Р 51417-99, фосфор определяли ванадо-молибдатным методом, ГОСТ Р 51420-99, калий в растворе золы определяли пламенно-фотометрическим методом, ГОСТ 30504-97.

Определение содержания сухого вещества проводили весовым методом, высушивая измельчённые навески при температуре 103°-105° С до постоянной воздушно-сухой массы. Содержание сухих растворимых веществ определяли рефрактометрическим методом на рефрактометре RL 3. Содержание аскорбиновой кислоты определяли методом И.К. Мурри. Содержание В-каротина — по методу И.К. Мурри (хроматография на колонках). Содержание нитратов за вегетацию и в течение суток определяли с помощью ионоселективного нитратного электрода на приборе иономер Экотест-2000. Данные по суточной динамике содержания нитратов обрабатывали методом простой скользящей средней (âi= (Ai-i+Ai+Aj+i) : 3).

Определение микроэлементов проводили масс-спектрометрическим методом с ионизацией в индуктивно-связанной плазме на масс-спектрометре Elan DRC-II (Perkin Elmer США). Подготовка пробы почвы и растительных образцов к анализу заключалась в обработке 100 мг сухой навески в 2 мл 70% HNOj и 1 мл 30% Н2О2 с последующим микроволновым нагреванием в тефлоновом герметично закрытом сосуде (бомбе), что обеспечивало быстрое разложение или растворение образца и предотвращало потери летучих соединений.

Изучение изменения содержания сухого вещества, сухих растворимых веществ, аскорбиновой кислоты, р-каротина и нитратов при внесении аммиачной селитры и мочевины проводили по схеме фон (без удобрения); 0,5Ы, 1Ы, 2К

Удобрения вносили при посеве из расчета 13,8 г М/м\ что в пересчете на физическую массу составило 40 г/мг аммиачной селитры (1Ы) и 30 г/м2 мочевины (1Ы) Учёты, наблюдения и анализы те же и приведены выше

Формирование ассимиляционного аппарата исследовали при выращивании листовой редьки в защищенном грунте Учетная делянка составила I м2 Схема посева 20><8 см Густота стояния - 52 растения/м2 В фазе 1 настоящего листа проводилось нормирование посевов до заданной густоты

Аккумуляцию тяжёлых металлов изучали в вегетационном опыте В качестве субстрата использовали верховой торф с рНка 4 (табл 2) Посев проводили в контейнеры прямоугольной формы размером 48x33*13 см, ёмкостью 20,0 дм3, вмещающих 4,3 кг сухого торфа

Таблица 2

Содержание тяжечых металлов в субстрате, мг/кг сухой массы

Медь 0,04

Цинк следы

Кадмий 0,05

Свинец 3,02

Перед посевом его кислотность довели до рНКп 5,7 с помощью доломитовой муки, и внесли 100 г на контейнер комплексного удобрения Кемира гидро Изучаемые химические элементы вносили по отдельности при посеве в виде растворов солей пентагидрата сульфата меди СиБО^НгО, гептагидрата сульфата цинка 2п804х7Н20, нитрата свинца РЬ{ЫОз)2 и тетрагидрата нитрата кадмия Сс1(НОз)2х4НгО В качестве дозы были взяты навески солей, соответствующие ПДК этих элементов в почве с рНка > 5,5, что составило для меди 132 мг/кг, для цинка 220 мг/кг, для свинца 130 мг/кг, для кадмия 2 мг/кг (Агроэко-логическая характеристика пахотных почв РФ по содержанию тяжелых металлов, мышьяка и фтора, 2002) В каждом контейнере выращивали по 10 растений

Вегетационные опыты проводили по следующей схеме (в четырёхкратной повторности). фон (без внесения тяжелых металлов), 1 ПДК, 5 ПДК,10 ПДК.

Тяжёлые металлы в субстрате и растениях определяли после сухого озо-ления методом атомно-абсорбционной спектрометрии на Perkin Elmer 530.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа с помощью программного комплекса STRAZ.

Результаты исследований

1. Особенности формирования ассимиляционного аппарата у расте-

ний листовой редьки в продукционный период

Характер формирования ассимиляционного аппарата у листовых овощных культур в ходе вегетации определяет рост растений и ожидаемый урожай. На начальных этапах роста растений достоверных различий в формировании ассимиляционного аппарата не наблюдалось (рис. 1, 2). В 12-ти дневном возрасте у растений всех сортов сформировалось по 4 листа. Наибольший лист во всех вариантах — первый. На 17 день от всходов на растениях сформировалось от б (сорта VR-Tv-28, VR-Hy-265, VR-Tv-18) до 8 листьев (сорт VR-Hy-235). Наибольший лист у всех сортов - третий. На 22 день после появления всходов у 4 сортов редьки насчитывалось от 8 (сорта VR-Tv-28 и VR-Tv-18) до 10 листьев (сорт VR-Hy-235). Наибольшим листом был 3-й у сортов VR-Tv-28 и VR-Tv-18 и 4-й у сортов VR-Hy-235 и VR-Hy-265. По прошествии 26 дней вегетации на растениях редьки сформировалось от 10 (сорта VR-Tv-28, VR-Tv-18, VR-Hy-265) до 13 листьев (сорт VR-Hy-235). Наибольшим листом у сортов VR-Tv-28 и VR-Hy-265 был 4-й лист, у сорта VR-Tv-18 - 5 лист, у сорта VR-Hy-235 - 6-й лист. Длина наибольшего листа в течение вегетации возрастала в 2,7-3,8 раза. У сортов листовой редьки с рассечённой листовой пластинкой (VR-Hy-265, VR-Tv-18) первый лист имел наименьшую рассечённость. У сорта, формирующего наибольшее число листьев (VR-Hy-235), первый и второй листья, в отличие от последующих, имели цельную форму.

2. Урожайность листовой редьки и содержание в ней основных эле-

ментов питания

Урожайность является одним из важных показателей хозяйственной ценности сорта. По результатам наших исследований, представленных в табл. 3, наименьшая урожайность была зафиксирована у сорта VR-Hy-235 (2,6 кг/м2), наибольшая - у сорта VR-Hy-265 - 3,4 кг/м2. Урожайность сортов VR-Tv-28 и VR-Tv-18 была на одном уровне и составила 2,9 кг/м2. В структуре урожая по всем сортам, более 80% массы растения приходится на листья, причём у наиболее урожайного сорта доля массы листьев в массе растения составила 88%. Наименьшее значение данного показателя отмечалось у сорта VR-Tv-18 (83%).

У13.-Ту-28

УК-Ну-235

401

30 20; ю; о

1 234

1 2 3 4 5« 12 3 4 567«

12 дней от всходов

17 дней от всходов

ю

о 20 ■

ю-

30

22 дня 20 от всходов 1В

о

40

26 дней за от всходов ¡о

ю

Ът»

1234

12 3 4 5678

ш,

Ь,

12 3 4 В 6 7 8 9 10

1 2 3 4 В 6

I

ть<

1 2 3 4 В 6 7 « 9 10 И1213

Рис 1 Листовые ряды растений листовой редьки, сорта УК-Ту-28, УЯ-Ну-235

10 0' го; ю-

20 ю о

40" 30; 20-ю-

УИ-Ну-2б5

1234 13 3 4 5«

12 3 4 5 6 789

УК-Ту-18

м,

123 4 5 6 7 в 910

12 дней от всходов

17 дней от всходов

22 дня от всходов

40 30

26 дней 10 ■ от всходов 10!

123 4 5 6 7 / 910

Рис. 2. Листовые ряды растений листовой редьки, сорта У11-Ну-265, У11-Ту-18

Урожайность листовой редьки

Сорт Урожайность Средняя масса Доля массы

кг/м2 % к VR.Tv.28 одного расте- чистьев в мас-

ния, г се растения, %

VR.Tv.28 2,9 100 41,5 84

УЯ-Ну-235 2,6 91 38,0 86

УЯ-Ну-265 3,4 118 49,0 88

УЯ-ТУ-18 2,9 100 41,5 83

НСРс.05 0,4

Относительное содержание азота в сухом веществе листовой редыш наиболее урожайного сорта составило 0,26%, фосфора 0,15%, калия 0,73% Из этого следует, что листовая редька в период вегетации потребляет бочыпе калия по сравнению с азотом и фосфором Вынос азота составил 9,7 г/м2, фосфора - 5,7 г/м2, калия - 27,8 г/м1. Вынос фосфора с урожаем на 41% и 79% меньше, чем вынос азота и калия соответственно

3. Содержание в листовой редьке сухого вещества, сухих растворимых веществ, аскорбиновой кислоты и р-каротина

Сортовые различия по этим показатетям представлены в табл 4 Установлено, что по накоплению сухого вещества в чистьях и в корнях растений, у разных сортов листовой редьки не было существенных различий, однако следует подчеркнуть некоторые тенденции Содержание сухого вещества по сортам колебалось в пределах 8,4-9,4% в листьях и 9,3-10,2% в корнях. Так, при наибольшем содержании сухого вещества в листьях у сорта УЯ-Ну-235 в корнях отмечалось наименьшее значение этого показателя Обратная картина наблюдалась у растений сорта УИЛЧМ 8

По накоплению сухих растворимых веществ также не наблюдалось существенных сортовых различий Этот показатель колебался в пределах 3,8-4,7%

Достоверные сортовые различия были получены для показателей содержания витаминов в продуктовой части растений Так, наибольшим накоплением аскорбиновой кислоты отличался сорт листовой редьки УЯ-Т\'-28 В листьях растений данного сорта этот показатечь достигал 42,8 мг/100 г сырой массы Корнеплоды редьки сорта ТСХА-Р содержали аскорбиновой кислоты существенно меньше (14,0 мг/100 г)

Некоторые показатели химического состава редьки

Форма редьки Сорт Сухое вещество, % Сухие растворимые вещества, % Аскорбиновая кислота, мг/100 г сырой массы Р- каротин, мг/100 г сырой массы листьев

листья корни (корнеплоды)

Листовая VR-Tv-28 8,7 9,8 4,5 (листья) 42,8 (листья) 2,6

VR-Hy-235 9,4 9,3 4,3 (листья) 38,9 (листья) 2,9

VR-Hy-265 8,9 10,1 4,3 (листья) 39,7 (листья) 1,4

VR-Tv-18 8,4 10,2 3,8 (листья) 38,4 (листья) 2,4

Корнеплодная ТСХА-Р 8,9 6,8 4,7 (корнеплоды) 14,0 (корнеплоды) 2,4

НСР0.05 2,2 1,5 1,1 2,5 0,1

•Отмечались также достоверные различия между рассматриваемыми сортами редьки по содержанию p-каротина. В ассимиляционном аппарате растений сорта VR-Hy-235 содержание Р-каротина было наибольшим - 2,9 мг/100 г сырой массы. Значение этого показателя у растений сорта VR-Hy-265 было в 2 раза меньше.

4. Содержание нитратов в растениях редьки

Содержание нитратов, как в листьях, так и в корнеплодах у всех изучаемых сортов редьки, кроме VR-Hy-235, не превышало их допустимых уровней содержания в овощах (табл. 5).

Наибольшим содержанием нитратов отличался сорт VR-Hy-235 (2290 мг/кг), а наименьшим - VR-Tv-28 (1150 мг/кг).

Известно, что нитраты неравномерно распределяются по органам и тканям растений. Было установлено, что наибольшим содержанием нитратов отличались черешки и центральные жилки листьев (1290 мг/кг сырой массы). Концентрация в них NO3" в 1,8 раза выше, чем в листовых пластинках. Содержание нитратов в черешках и центральных жилках листьев листовой редыси

возрастало от верхушки к основанию почти в 2 раза Аналогичную картину наблюдали по распределению нитратов в листовых птастинках: в нижней части их накапливалось в 1,4 раза выше, чем в верхней

Таблица 5

Средние уровни содержания нитратов в продуктовой части растений

редьки

Показатели Листовая редька Корнеплодная редька НСРо 05

VR.lv-28 (тастья) VI* Ну- УЯ-Ну- 235 265 (листья) ( (тастья) VR.lv-18 (тастья) ТСХА-Р (корнеплоды)

Среднее содержание N0), мг/кг сырой массы 1150 2290 ^ 1410 1 1770 1340 352

ДУ, мг/кг сыров массы 2000 (СанПиН 2 3 2 1078-01 от 14 11 01)

Установлено, что у листовой редьки существуют сортовые различия в накоплении нитратов в цетом, а также сортовая реакция на накопление нитратов при изменении температуры и освещенности.

Результаты по изучению суточной динамики содержания нитратов в растениях листовой редьки отражены на рис 3 Наибольшее содержание ЫОз в листьях редьки отмечалось рано утром (455 мг/кг сырой массы) В дневные часы при увеличении освещенности до 28000 люкс и температуры воздуха до 27,4° С наблюдалось постепенное снижение уровня нитратов, и к 14 часам их концентрация составила 388 мг/кг сырой массы В дальнейшем продолжалось ее уменьшение вплоть до 21 часа В это время отмечалось наименьшее содержание нитратов в чистьях, оно составило 342 мг/кг.

В поздние вечерние и ночные часы концентрация ЫОз" в редьке вновь возрастала и к 7 часам утра следующего дня достигала значения 454 мг/кг сырой массы Анализ образцов, собранных позднее, показал, что уровень нитратов в растениях снижался и в 10 часов составил 443 мг/кг листьев

В целом суточные колебания содержания нитратов в листовой редьке между максимальным (7 часов) и минимальным (21 час) значением их концентрации составили почти 25%

480 -460 -440 420 -400 -380 -360 -340 -320 -300 -0

Н

00 7.00 10 00 14 00 18 00 21 00 ООО 4 00 7 00 10 00 время, час.

Рис 3 Суточная динамика содержания нитратов в ассимиляционном аппарате растений листовой редьки (сорт УЯ-Ну-235)

5. Содержание микроэлементов и экотокснкантов в растениях редьки

Данные табл 6 показывают неоднозначный характер накопления изучаемых микроэлементов растениями редьки Отмечено довольно высокое содержание марганца в листьях растений листовой редьки, причем наибольшим накоплением Мп отличались сорта \П1-Ну-2б5 и УЯ-Ту-28 — 55,1 и 53,1 мг/кг сухой массы соответственно, а наименьшим — сорт УЛ-Ну-235 (31,6 мг/кг) У корнеплодной редьки сорта ТСХА-Р в листьях марганца накапливалось на 66% меньше по сравнению с сортом листовой редьки УЯ-Ну-265 (18,8 мг/кг сухой массы) В листьях растений листовой редьки накапливалось значительное количество меди Наиболее высокое содержание Си отмечено у сорта \/К-Ту-28 (86,4 мг/кг), низкое - у сорта \Т1-Ну-235 (63,3 мг/кг сухой массы) В листьях растений листовой редьки сорта УЯ-Ту-28 накапливалось наибольшее количество цинка (78,5 мг/кг сухой массы) по сравнению с другими сортами редьки Аналогичные закономерности обнаружены для накопления селена растениями листовой редьки Так, в листьях наибольшая концентрация селена отмечена для сорта УЯ-Ту-28 (7,0 мкг/кг сухой массы) Общие особенности распределения молибдена в надземной и подземной частях растения редьки отмечены у сортов

УЯ-Ту-28, \П-Ну-235 и ТСХА-Р: содержание данного элемента в листьях было в 1,1-1,7 раз больше, чем в корнях и корнеплодах. Наибольшим содержанием кобальта в листьях характеризовался сорт листовой редьки УЯ-Ну-235 — 5,0 мкг/кг сухой массы (табл. 6), наименьшее значение концентрации Со в листьях отмечалось у сорта УЯ-Ну-265 (2,0 мкг/кг). В листьях листовой редьки сорта \Щ-Ту-28 содержание Сг было наибольшим среди изучаемых сортов и составило 83,5 мкг/кг сухой массы. У сортов УЯ-Ну- 235 и \ТЙ.-Ну-265 концентрация этого микроэлемента в надземной части была на одном уровне (61,5 и 61,0 мкг/кг соответственно). Наименьшее значение концентрации Сг наблюдалось в листьях корнеплодной редьки - 57,0 мкг/кг. Отмечены общие особенности накопления в листьях растений редьки таких элементов, как литий и ванадий. Наибольшее их содержание наблюдалось в листьях сорта \Т1-Ту-28: 27,0 мкг/кг лития и 4,5 мкг/кг ванадия, наименьшее - в листьях сорта УЯ-Ну-235 (18,0 и 1,3 мкг/кг соответственно).

В ходе исследований микроэлементного состава редьки были получены данные о накоплении бария, цезия, рубидия, стронция, кадмия, ртути, висмута и таллия в надземной и подземной частях растений листовой и корнеплодной форм, которые представлены в табл. 7. Наибольшее содержание Ва наблюдалось в листьях растений сорта \П-Ту-28 — 18,3 мг/кг сухой массы, а наименьшим значением этого показателя отличался сорт \TR-Hy-265. В листьях корнеплодной редьки данного элемента содержалось 3,6 мг/кг. В корнях растений листовой редьки содержание бария также было выше, чем в корнеплодах корнеплодной редьки в 1,4-2,9 раз. Наибольшее содержание стронция отмечалось в листьях и корнях растений листовой редьки сорта \TR-Tv-28, оно составило 3,0 мг/кг в листьях и 2,8 мг/кг в корнях. Самое низкое значение концентрации Бг в листьях отмечено у растений сорта ТСХА-Р (1,9 мг/кг). В корнях растений сортов \П-Ну-235, УИ-Ну-265 и корнеплодах сорта ТСХА-Р содержание стронция было приблизительно на одном уровне и лежало в пределах 1,6 (ТСХА-Р) — 1,8 (\TR-Hy-265) мг/кг. Наибольшим содержанием кадмия в листьях (60,0 мкг/кг сухой массы) характеризовались сорта \ГЕ1-Ну-235 и ТСХА-Р. При этом в корнях растений сорта \П-Ну-235 Сс1 аккумулировалось только 20,0 мкг/кг, а в корнеплодах сорта ТСХА-Р - 50,0 мкг/кг. Следует отметить, что накопление кадмия, как листьями, так и корнями редьки не превышало предельно допустимых концентраций (ПДК 0,3 мг/кг сухой массы) этого элемента в свежей овощной продукции.

Таблица 6

Средние уровни содержания микроэлементов в сухой массе лисгьев и корней (корнеплодов) редьки, в числителе - листья, в знаменателе - корни (корнеплоды)

Форма редьки Сорт Мп Си | Ъп Бе | Мо Со Сг 1л V

м1/кг мкг/кг

Листовая УЯ-Ту-28 53,1/29,0 86,4/16,9 78,5/51,0 7,0/3,3 365/320 3,5/13,0 83,5/66,5 27,0/40,0 4,5/4,1

У1*-Ну-235 31,6/18,8 63,3/26 8 52,3/5,49 5,1/6,3 595/350 5,0/32,0 61,5/60 0 18,0/21,0 1,3/2,1

УЯ-Ну-265 55,1/28,2 72,9/34,2 50,4/64,2 4,5/6,9 415/425 2,0/8 5 61,0/71,0 23,0/23,0 3,7/3,3

Корнеплодная ТСХА-Р 18,8/12,4 13,2/22,0 42,1/29,9 2,9/5,2 275/220 3,5/20 0 57,0/39,5 20 0/20,0 4,0/2,3

НСРом 9,9/3,0 10 0/7,4 19,3/12,6 1,6/1,5 51,9/58,5 0,6/8,8 11,0/6,8 7,0/7,0 0,9/0,6

ил

Таблица 7

Средние уровни содержания токсикантов в сухой массе листьев и корней (корнеплодов) редьки, в числителе - листья, в знаменателе - корни (корнеплоды)

Форма редьки Сорт Ва ЯЬ Бг С(1 Се В1 Г1

мг/кг мкг/кг

Листовая УЯ-Ту-28 18,3/4,6 4,1/3,2 3,0/2,8 40,0/30,0 4,3/6,5 230/165 30,0/25,0 1,2/2,0

УЯ-Ну-235 14,9/3,0 19,0/21,0 2,6/1,7 60 0/20,0 3,5/7,8 755/445 40,0/20,0 6,9/7,7

УК-Ну-265 11,8/6,2 25,6/28,7 2,1/1,8 25,0/20,0 4 0/6,9 345/185 14,0/40 0 6,5/8,5

Корнеплодная ТСХА-Р 3,6/2,1 2,9/2,0 1,9/1,6 60,0/50,0 5,0/6,0 205/140 40,0/25,0 3,4/2,0

HCPo.cs 0,8/0,8 4,0/4,0 0,9/0,6 5,9/9,2 2,1/1,7 99/59 4,1/7,4 1,7/1,4

Самое высокое значение концентрации ртути отмечалось в листьях растений листовой редьки сорта VR-Hy-235. Оно составило 755 мкг/кг сухой массы. В листьях сортов VR-Tv-28 и VR-Hy-265 Hg накапливалось меньше на 70% и 54% соответственно. Наименьшее значение концентрации этого элемента отмечалось в листьях корнеплодной редьки - 205 мкг/кг. В корнях и корнеплодах растений редьки наблюдался тот же характер аккумуляции ртути. Следует отметить, что аккумуляция ртути растениями листовой редьки всех сортов превышала ПДК в листьях в 1,2-3,8 раз. В корнях сорта VR-Hy-235 - в 2,2 раза. В растениях корнеплодной редьки сорта ТСХА-Р и корнях листовой редьки сорта VR-Hy-265 содержание ртути было в пределах допустимых концентраций.

Во всех изучаемых сортах редьки Cs аккумулировался преимущественно в корнях. В накоплении висмута в листьях растений редьки прослеживалась та же картина, что и в накоплении кадмия. В растениях листовой редьки всех изучаемых сортов таллий накапливался преимущественно в листьях. Напротив, у растений корнеплодной редьки - в корнеплодах.

6. Влияние разных доз тяжёлых металлов на формирование урожая редьки и его качество

Проведённые исследования показали, что редька листовой и корнеплодной формы неодинаково реагирует на внесение водорастворимых форм тяжёлых металлов меди, цинка, кадмия и свинца в дозах, равных предельно допустимой концентрации (ПДК) металлов в почве или превышающих её в 5 и 10 раз.

Медь и цинк в дозах, соответствующих 1 и 5 ПДК, можно рассматривать как микроэлементы, которые стимулировали рост редьки. Эти микроэлементы выборочно влияли на биометрические показатели листового аппарата редьки. У листовой формы возрастало число листьев на одном растении, а у корнеплодной увеличивалась длина листа. На ширину листа эти элементы не оказывали существенного влияния.

В табл. 8 показано, что увеличение дозы меди в субстрате до 5 и 10 ПДК привело к снижению всхожести семян листовой редьки соответственно до 73% и 55%. При дозе Си, соответствующей 5 ПДК, масса растения достигала максимального значения и превышала контроль на 68%. Доля массы листьев в массе растения была относительно стабильна, но меньше, чем в варианте без внесения элементов. *■

При внесении в субстрат цинка в дозе 10 ПДК наблюдалось снижение всхожести семян на 45%. Возрастание содержания этого элемента в корнеоби-таемой среде способствовало существенному нарастанию массы растения лис-

товой редьки, при этом соотношение надземной и подземной частей растения смещалось в сторону последней с 22% до 47%

У корнеплодной редьки в опытах с медью также отмечалось снижение всхожести семян, но лишь в варианте 10 ПДК. В этом случае всхожесть составила 46% В тоже время наблюдалось достоверное увеличение массы растения в вариантах 1 и 5 ПДК по сравнению с фоном При этом снижалась масса листьев в массе растения с 48% (фон) до 37% (5 ПДК)

Таблица 8

Влияние тяжечых металлов на всхожесть семян и массу одного растения

редьки

Вариант Доза, ед ПДК Число растений к фону % Масса одного расте ния г Доля массы листьев в массе растения, %

VR Tv-28 ТСХА-Р VR-Tv 28 ТСХА-Р VR-Tv-28 ТСХАР

Фон 0 100 100 18,0 18,7 81 48

Медь 1 100 100 23,0 24,3 74 39

5 73 100 30,2 24,3 78 37

10 55 46 21,5 19,8 77 52

Цинк 1 100 91 24,2 21,5 78 47

5 100 73 28,1 20,7 72 40

10 55 36 34,3 37,2 53 43

Кадмий 1 100 100 33.2 25,0 66 42

5 98 91 31.3 22,5 74 44

10 100 82 17,8 19,7 75 27

Свинец 1 100 100 17,9 15,6 78 46

5 100 100 15,2 15,5 73 46

10 91 100 10.6 14,4 74 47

НСРа os 2,1 | 2,0

В опытах с цинком всхожесть семян корнеплодной редыш снижалась уже в варианте 1 ПДК Zn до 91% Дальнейшее возрастание концентрации этого металла в корнеобитаемой среде снижала всхожесть до 73% и 36% (5 и 10 ПДК соответственно) Масса растения при этом существенно возрастала по сравнению с фоном, по-видимому, за счет увеличения площади питания оставшихся растений Максимального значения (37,2 г) этот показатель достигал в варианте 10 ПДК

Растения листовой и корнеплодной редьки по-разному реагировали на внесение кадмия в субстрат. У листовой редьки не наблюдалось снижения всхожести, тогда как у корнеплодной редьки внесение кадмия привело к последовательному снижению всхожести семян со 100% (1 ПДК) до 82% (10 ПДК). В вариантах 1 и 5 ПДК отмечено существенное возрастание массы растения, как у листовой, так и у корнеплодной редьки, что, по-видимому, связано с действием барьерных механизмов в растении. Дальнейшее возрастание содержания кадмия в субстрате до 10 ПДК привело к снижению массы растения у листовой и корнеплодной редьки по сравнению с вариантом 1 ПДК на 46% и 21% соответственно.

Внесение свинца в дозах, превышающих в 10 раз ПДК, оказало угнетающее действие и привело к снижению всхожести семян листовой редьки на 9%. Всхожесть семян корнеплодной редьки не менялась и оставалась на уровне фона. Однако и у листовой, и у корнеплодной редьки наблюдалось достоверное уменьшение массы растения.

Из табл. 9 видно, что содержание тяжёлых металлов в растениях возрастало при увеличении их концентрации в корнеобитаемой среде. Превышение по содержанию меди в варианте 10 ПДК у листовой редьки в 3 раза, у корнеплодной - в 3,5 раза по сравнению с фоном. Однако во всех вариантах опыта содержание Си в растениях редыси не превышало ПДК в овощной продукции. Следует также отметить, что в надземной части растений меди аккумулировалось больше, чем в подземной у обеих форм редьки, причём в листьях корнеплодной редьки Си накапливалось на 40% больше, чем в листьях листовой.

Внесение цинка в изучаемых дозах сказывалось на его накоплении в листьях листовой и корнеплодной редьки аналогично меди. В корнях листовой редьки и в корнеплодах корнеплодной отмечен одинаковый характер накопления Хп. При внесении цинка в дозах, соответствующих 1 и 5 ПДК, существенно увеличивалось содержание этого элемента в корневой системе растений до 0,16 (1 ПДК) и 0,96 (5 ПДК) мг/кг (листовая редька) и до 0,17 (1 ПД К) и 1,1 (5 ПДК) мг/кг сухой массы (корнеплодная редька). В варианте 10 ПДК наблюдалось существенно более низкое содержание 2п в корнях и корнеплодах обеих форм редыси по сравнению с вариантом 5 ПДК, но выше, чем на фоне. Во всех вариантах опыта концентрация цинка в растениях редьки не превышала ПДК этого элемента в овощной продукции.

Таблица 9

Содержание тяжелых металлов в вегетативных органах редьки, мг/кг сухой массы

Вариант Доза, ед ПДК Листовая релька (\ZR-Tv 28) Корнеплодная редька (ТСХА Р)

чистья корни чистья корнеплоды

Медь Фон 0,11 0,09 0,15 0,09

1 ПДК 0,12 0.12 0,15 0,14

5 ПДК 0,20 0,16 0,33 0,22

10 ПДК 0,33 0,28 0.55 0,29

НСР„05 0,02 0,01 0,01 0,01

ПДК в овощах 50 мг/кг сухой массы

Цинк Фон 0,14 1 0,06 0,26 0,13

1 ПДК 1 0,33 0,16 0,34 0,17

5 ПДК 1 0 91 0,96 1,08 1,10

10 ПДК 1 1 35 0,73 1,09 1,06

НСРо.(» 0,03 0,01 0,01 0,01

ПДК в овощах 100 мг/кг с ухой массы

Кадмий Фон 0,02 0 0,02 0

1 ПДК 0,02 0,02 0,03 0,03

5 ПДК 0,03 0,04 0.04 0,05

10 ПДК 0,12 0,08 0,05 0,08

НСРо.оз 0,01 0,01 0,01 0,02

ПДК в овощах 0 3 мг/кг сухой массы

Свинец Фон 2,40 1,17 2,07 1.37

1 ПДК 2,34 1,38 2,47 1.47

5 ПДК 3,52 | 2,86 4,60 2,08

10 ПДК 8,81 5,20 1 9.36 2,91

НСРос« 0,20 | 0,22 0,41 , 0,13

ПДК в овощах 5 мг/кг сухой массы

В опытах с внесением в корнеобитаемую среду кадмия в дозах, соответствующих 1, 5 и 10 ПДК этого элемента, прослеживалась прямая зависимость между концентрацией Сё в субстрате и его содержанием в растениях редьки Однако следует отметить, что при возрастании концентрации кадмия в растениях редьки с увеличением вносимой дозы не наблюдалось превышения ПДК этого элемента в овощах

Опыты с внесением свинца в субстрат показали, что накопление этого элемента в растениях листовой и корнеплодной редьки носило одинаковый характер: в листьях его аккумулировалось больше, чем в корнях и корнеплодах во всех вариантах опыта. В варианте 10 ПДК содержание свинца в листьях корнеплодной редьки почти в 2 раза превышало ПДК в овощной продукции.

Выводы

1. Установлено, что по морфологическим показателям сорта листовой редьки VR-Tv-28, VR-Hy-235 и VR-Tv-18 относятся к китайскому подвиду (Raphanus sativus convar. sinensis L. Sazón, et Stankev.). Сорт листовой редьки VR-Hy-265 по морфологическим показателям близок к японскому подвиду (Raphanus sativus convar. acanthiformis L. Sazón, et Stankev.).

2. Различия в качественных показателях (рассечённость, линейные размеры листа) морфологии листьев у изучаемых сортов листовой редьки проявлялись на более ранних этапах онтогенеза (6-12 дней после появления всходов), в количественных показателях (число листьев) - на более поздних (17-22 дня после появления всходов).

3. Внесение аммиачной селитры в дозах 20-40 г/м2 в большей степени увеличивало высоту розетки, длину и ширину листьев по сравнению с мочевиной, а также приводило к росту урожайности более, чем в два раза.

4. Листовая редька является ценным источником аскорбиновой кислоты (содержание до 50,3 мг/100 г сырой массы), p-каротина (до 2,6 мг/100 г сырой массы), сухих растворимых веществ (до 4,5%) и сухого вещества (до 9,4%).

Внесение аммиачной селитры в дозе 20 г/м2 повышало содержание в листовой редьке аскорбиновой кислоты на 8%, p-каротина на 14%.

5. В продуктовой части редьки накапливается значительное количество нитратов 1150-2290 мг/кг сырой массы (ДУ 2000 мг/кг). Наименьшие средние значения по данному показателю зафиксированы у сорта листовой редьки VR-Tv-28 1150 мг/кг сырой массы. Выявлены различия по содержанию нитратов в разных частях листа (концентрация нитратов возрастала от верхней части листа к его основанию в 1,8 раза) и суточные колебания содержания нитратов в ассимиляционном аппарате растений листовой редьки с минимумом в вечерние часы, максимумом - в ночные и ранние утренние часы.

6. Внесение аммиачной селитры и мочевины приводило к увеличению содержания нитратов в листовой редьке. Высокие дозы аммиачной селитры (80 г/м2) и мочевина в дозах 15-60 г/м2 приводили к накоплению нитратов в растениях листовой редьки выше допустимых уровней.

7 Установлены сортовые различия по содержанию девяти микроэлементов (Мп, Мо, Си, Хп, Со, Сг, 8е, V , 1л) и восьми экотоксикантов (Ва, ЯЬ, Бг, Сс1, Сз, Не, В!, Т1)

8 Медь и цинк в дозах, соответствующих 1 и 5 ПДК, можно рассматривать как микроэлементы, которые стимулируют рост редьки Эти микроэлементы выборочно влияют на биометрические показатели листового аппарата растений Внесение кадмия в дозах, соответствующих 1 и 5 ПДК, оказывало стимулирующее действие на редьку, которое привета к увеличению массы растения Свинец в изучаемых дозах оказывал угнетающее воздействие на растения тестовой и корнеплодной редьки

9 Из изученных сортов листовой редьки рекомендовать для выращивания в условиях средней полосы России сорт УЯ-Ту-28, как скороспелую зеленную культуру, формирующую приемлемый урожай с высокими потребительскими качествами, относитечьно низким содержанием нитратов и сбалансированным микроэлементным составом

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Елисеев А Ф , Смарыгин С Н., Ечисеева О В Влияние различных видов и доз азотных удобрений на формирование и качество урожая листовой редьки Доклады ТСХА Вып 276 М Изд-во МСХА, 2004 С 258-261.

2 Елисеев А Ф , Ечисеева О В. Суточная динамика некоторых показателей химического состава редьки Доклады ТСХА Вып 277 М, ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА, 2005 С 647 650

3 Елисеева О В Особенности формирования ассимиляционного аппарата листовой редьки при различном содержании тяжелых металлов в субстрате Материалы междунар конфер молодых ученых и спец-тов, посвящ 140-летию РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева, 1-2 июня 2005 г М , ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА, 2006 С 666-669

4. Елисеева О В , Елисеев А Ф , Смарыгин С Н Аккумуляция тяжёлых металлов в редьке и их влияние на ростовые процессы в растениях. Доклады ТСХА. Вып 278 М , ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА, 2006 С 545-549

5 Елисеева О В , Елисеев А Ф Накопление микроэлементов разными сортами редьки//Картофель и овощи, 2007 №1 С 31

1,25 печ. л.

Зак. 01.

Тир. 100 экз.

Центр оперативной полиграфии ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44