Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ПОГЛОЩЕНИЕ КИСЛОРОДА СИСТЕМОЙ ПОЧВА—РАСТЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ И КОБАЛЬТА

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "ПОГЛОЩЕНИЕ КИСЛОРОДА СИСТЕМОЙ ПОЧВА—РАСТЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ И КОБАЛЬТА"

А -Л996Ч

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

На правах рукописи

ЕГРИНА Галина Николаевна

УДК 631.433 :577.17.049 + 543.38

ПОГЛОЩЕНИЕ КИСЛОРОДА СИСТЕМОЙ ПОЧВА—РАСТЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ И КОБАЛЬТА

(Специальность 03.00.27 — почвоведение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1991

Диссертация выполнена в Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева

Научный руководитель — доктор биологических наук, доцент Игнатьев Н. Н.

Официальные оппоненты — доктор биологических наук, профессор Шильникова В. К., кандидат биологических наук Зборищук Н. Г.

Ведущее предприятие — Почвенный институт им. В. В. Докучаева.

в час. на заседании специализированного совета

К 120 35 01 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес- 127550, Москва И 550, Тимирязевская ул , 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно о > „омиться в 1_ ' ГСХА.

Отзывы на автореферат, .ценные п' .«1ЫО, просьба направлять в двух экземплярах —

Автореферат разослан « Vi » р 1991 г

Ученый секретаре специализированного • „ • кандидат биологи'- - ' ~

состоится

. 1991 г.

Вильяме

ОБЩАЯ'ХАРАКТКРЖТИКА РАБОТЫ

Действие стимулирующих начал'тесно связано с функционированием системы почва-растение и в первую очередь с поглощением кислорода почвой и развившимися в ней корнями. Чувствительность систем почва-растение к действии биостзи/уляторов и микроэлементов дает основание использовать ее дыхание как показатель • эффективности при поиске новых и дешевых регуляторов роста растений.

Актуальность работы. Одной из главных задач хозяйственного развития страны остается увеличение производства продовольствия и урожая растений. Для успешного достижения этой цели необходима реализация системы мероприятий по сохранении и повышению плодородия почвы, а также более широкое внедрение стимуляторов роста растений.

' При использовании скорости расхода кислорода из газовой фазы почвы в" качестве критерия действия микроэлементов и органических кислот на семена сельскохозяйственных культур, мэгут быть установлены факторы и почвенные условия, определяющие -наибольшую интенсивность роста растений, которые в конечном итоге приводят к повышению их продуктивности.

Цель и задачи:исследований. Цель работы заключалась в создании препарата, который представлял бы оптимальную комбинацию органической кислоты и микроэлементов, обладающую высокой, биологической активностью, а также.установление особенно- ■ стей взаимодействия корневой системы с почвенными микроорганизмам! в связи'с применением указанного препарата. *, ■■ Для достижения указанной цели необходимо решение следующих' вопросов: ■ ' - ' . . ,, -.'

'-.,..".' ЦЕНТРАЛЬНАЯ - ^ НАУЧНАЛ БИБЛИОТЕКА Моск. оол-.снсхсз скадомии №,<. К. А. Тимирязева

Ина. №

- изучение скорости поглощения кислорода почвой с корнями растений на примере пшеницы, семена которой перед посевом обрабатывали растворами, содержащими широкие наборы микроэлементов;

- установление совместного влияния микроэлементов и лимонной кислоты на скорость поглощения кислорода системой почва-растение;

- выявление., связи между скоростью поглощения кислорода системой почва-раотение и скорость» роста растений, обработанных лимонной кислотой и солями кобальта;

- установление связи мезду интенсивностью скорости поглощения кислорода системой почва-растение и степенью развития грибов-эндофитов в корнях огурцов, обработанных лимонной кислотой и кобальтом, с вариантами, в которых семена 017речных растений обрабатывались водой;

- оценка эффективности предпосевной обработки семян огурцов лимонной кислото'й и кобальтом по урожаю.

Научная новизна. Впервые показано влияние совместной обработки растворами микроэлементов и лимонной кислоты семян сельскохозяйственных культур на особенности функционирования газовой фазы почвы.

Практическая значимость. Создан препарат, регулирующий активность грибов-эндофитов в корнях растений, который представляет собой раствор лимонной кислоты и сернокислого кобальта в концентрации 0,00255. Препарат обеспечивает повышение урожая огурцов без существенных затрат при возделывании их на ■ тепличных почвах.

Для проверки влияния лимонной кислоты и соли кобальта на урожай огурцов были проведены деляночные опыты в теплице под-

собного хозяйства "Отрадное" Красногорского района Московской области.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научных конференциях ТСХА и научных конференциях молодых ученых.

Объем работы. Диссертация изложена на 109 страницах машинописного текста, включает 18 таблиц, один рисунок, 3 фотографии. Работа состоит из введения, восьми глав, заключения, выводов, практической рекомендации. Список использованной литературы включает 163 наименования, из них 46 на иностранных языках....

' . СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

, Характеристика объектов и методика исследований

Объекты исследования. В качестве объекта использована пшеница Мироновская 808 (элита), так как она весьма чувствительна к действию биологически активных веществ. В связи с тем,, что свои исследования в практическом плане мы ориентировали на повышение урожая в защищенном грунте, то в качестве второй культуры, как объекта исследований,, были взятн огурцы гибрид TCXA-2II. ■' - -

При проведении опытов было использовано четыре почвенных объекта (табл.1): -

' I. Дерново-подзолистая легкосуглинистая почва, пахотный. - горизонт, . глубина 0-20'см. ■

2. Чернозем оподзоленный тяжелосуглинистый,, пахотный горизонт, глубина 0-25 см..

3. Торфоблоки для выращивания рассады растений... 4. Рассадная торфосмесь. ' : * ■ ■ . Последняя представляла собой смесь опилок и переходного.

торфа в соотношении 1:4 соответственно, куда добавляли доломитовую муку, минеральные удобрения и протравитель ТМТД. Краткая характеристика.почв представлена в табл.1.

.Таблица I

Краткая характеристика исследованных почв

I 1 1 I ■ Т I • 'I

{Гумус ¡Потеря ¡по ¡при Почва ¡Тюрину¡прока-; {ливании

| % от сухой I массы почвы

; Влажность { Механические р%31 I | элементы, %

|Т—■_! ■ I-

| сухой от ПВ* 0,01 0,001 { массы { , мм I мм _| почвы } |_)

1 3,65 - 6,90 19,16 54,39 . 28,1 12,2..

2 6,25 - ' 5,80 23,54 44^82 46,64 23,86

3 - 60,91 6,30 1029,01 77,24 - -

4 - 71,39 5,35 229,31 79,56 - - .

8 ПВ - полная влагоемкость .

Методика исследований. В лабораторных условиях был проведен ряд модельных опытов по изучению влияния микроэлементов и лимонной кислоты на поглощение кислорода системой почва-растение, В опытах о пшеницей (два растения на стакан объемом 40 мл) использовали дерново-подзолистую легкосуглинистую почву; огурцы выращивали на черноземе оподзоленном (одно растение на стакан того ха объема). Для проверки влияния лимонной кислоты и соли кобальта на урожай огурцов в теплице был проведен проверочный деляяочный опыт.

Определение поглощения кислорода семидневными проростками растений проводили на модифицированном аппарате Варбурга (Игнатьев, 1972). Основное количество полученного материала обработано методом дисперсионного анализа.:

\

Агрохимические анализы торфоблоков, торфосмеси проводили по методике, принятой в овощеводстве защищенного грунта (Методические указания..., 1973). Подвижные формы элементов питания определяли в водной вытяжке.

В качестве факторов, влияющих на скорость поглощения кислорода системой почва-растение, были использованы лимонная кис-' ' лота и микроэлементы: цинк в форме Ум*-? Л.' / Н.^О ; медь -СиЗС, Сс - СЛС,- ПкО, ванадий - ¡ молибден - (Щ-4/ЛО

кобальт -С»-СеА & ; бор - 11}

Почву предварительно просеивали через сито {диаметр ячеек 3 мм), затем помещали в стеклянные стаканы.

В ряде случаев опыты проводили в течение 3-4 недель и более. При проведении этих опытов был использовав модифицированный аппарат Лкиса (Игнатьев, 1989). Объем почвы в сосудах прибора составлял 330,65 мл3. -

При проведении опытов использовали методику математического планирования эксперимента, в которой предусматривается расчет уравнений регрессии (Максимов, Федоров, 1969). Особенностью уравнений регрессии, полученных по указанной методике,,является то, что в первой части уравнения значения независимых переменных заменяются их кодированными значениями. Это означает^ то, что вместо независимых переменных нельзя подставлять их натуральные значения; предварительно не закодировав по установленному правилу.

Для оценки достоверности коэффициентов регрессии под каждым из них приводится.соответствующий ему фактический критерий. Стьюдента (¿ф)., который сравнивается с табличным значением (4^) при соответствующем уровне значимости. При этом фактические критерии Фишера (?*) для уравнений, которые сравниваются сих.

теоретическим! значениями С» рассчитывались по методике, описанной у И.Д.Политовой (1972).

Стимулирующую активность почвы определяли по интенсивности дыхания семян пшеница, обработанных водной вытяжкой из почвы. Интенсивность поглощения кислорода проростками пшеницы определяли иа аппарате Варбурга модифицированной конструкции. . Терызшы поглощение кислорода и дыхание использовали как синонимы. . ■ .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ . .

I. Влияние обработки семян лимонной кислотой и микроэлементами на поглощение кислорода дерново-подзолистой почвой с корням:! пшеничных проростков

В качестве стимулирующего начала была использована лимонная кислота, активность которой устанавливали по увеличению скорости поглощения кислорода почвой с корнями семидневных проростков пшеницы по сравнению с контролем. В дальнейшем изучали совместное влияние лимонной кислоты и микроэлементов в концентрации 0,002^ на интенсивность поглощения кислорода почвой с корнями пшеницы.

В первом опыте в качестве действующих начал, кроме лимонной кислоты, были использованы: хлористый кобальт, сернокислый цинк, борная кислота. Условия' и результаты опыта представлены в табл.2, из которой видно, что каждый макроэлемент, а таюка лиманная кислота в отдельности, достоверным образом превышала скорость поглощения кислорода почвой- с корнями по сравае- ■ нига о контролем. : -

Максимальная скорость поглощения кислорода-отмечалась при совместном действии лимонной кислоты и кобальта (вар.6). Соглас во двухфахторной схеме математического планирования эксперкмен-

к

Ш1

Таблица 2

Влияние лимонной кислоты, кобальта, цинка и бора на поглощение кислорода дерново-подзолистой почвой с корнями семидневных проростков пшеницы

Концентрация,.%

¡0« кг/кг сухой ; почвы-час

¡лимонная }/■ ¡кислота | Н4Й0, !

I 0,0 0,0 0,0 0,0 2,90

2 0,002 0,0 0,0 0,0 4,95

3 0,0 ■ 0,02 о.о 0,0 4,01

4 0,0 0,0 0,02 0,0 4,75

5 0,0 0,0 0,0 0,002 ■ 4,50

6 0,002 0,002 0,0 С,0 7,76

7 0,002 - 0,0 0,002. 0,0 4,28

8 0,0 0,002 0,002 0,0 ' 3,48

9 0,002 0,0 0,0 0,002/ 5,71

ю 0,0 0,002 0,0 0,002 4,40

II 0,0 0,0 0,002 0,002 4,60

12 0,002 0,002 0,002 0,0 5,81

13 0,002 - 0,002. 0,0 0,002 " 4,23

14 0,002 0,0 0,002 0,002 . 4,25

15 0,0 0,002 ' 0,002 0,002 5,89

16 • 0,002- • 0,002 . 0,002 0,002 4,87

НСР, НСР,

0,05 0,10

0,58 0,49

та мы рассчитали уравнения регрессии, используя которые мы попытались выяснить наличие взаимодействий лимонной кислоты и каждого микроэлемента. В уравнениях (1-3) - У - поглощенный кислород, мл/кг• час; ^ - лимонная кислота; ~ микроэлементы (кобальт, цинк и бор соответственно). Для каждого фактора нижним уровнем ' была'нулевая, концентрация,, а верхним - концентрация 0,0С2£. Произведение ^соответствовало члену, уравнения, отра-ха«:;е?.!у

взаимодействие факторов. Как видаю из уравнений (2) и (3), наличие отрицательных взаимодействий снижало эффективность совместного действия лимонной кислоты с цинком и бором.

У = 4;91 + 1,45 % + 0,98X3 +0.42 Х1'Х2 (I) ¿ф = 10,36 7,00 3,00

?ф =20,19; Эу=ЗД0; ¿та.Об"2'09'' 40,01=2'85

У = 4,23 + 0,39'Хх + 0,30 Хз - 0,64 Х1-Х2 (2) ¿ф = 3,17 ^ 2,44 . 5,16-

Зф =21,41; 7Т=3.10; ¿^^5=2,09; ^01=2,85 • У - 4,52 + 0,82 Х1 + 0,50 У^ - 0,20 Х1-Х2. (3) . ^ = 7,81 ' 5,62 1,90

?ф - 20,82; 7Т=3,Ю; ¿^^5=2.09; ¿то.си*'2'85

Высокий уровень совместного влияния кобальта и лимонной кислоты на дыхание системы почва-растение обусловил включение юс в следующий опыт. В табл.3 представлены результаты опыта по изучению влияния на поглощение кислорода почвой с корнями пшеницы лимонной кислоты в сочетании с медью, марганцем и кобальтом. Добавка лг-монной кислоты к марганцу, а также к меди обеспечила увеличение скорости поглощения кислорода по сравнению с вариантами без нее. Самое высокое значение скорости поглощения кисло- ' •

рода отмечалось, как и в предыдущем опыте, при совместном дейст- .

/

вии лимонной кислоты и кобальта,

В следующих двух опытах изучалось влияние молибдена и вана-' дия, а также кобальта и лимонной киолоты на дыхание дерново-подзолистой почвы с корнями пшеничных проростков. Результаты пред- ■ ставлены в табл.4.

Таблица 3

Влияние лимонной кислоты, меди, кобальта и марганца на поглощение кислорода дерново-подзолистой почвой с корнями семидневных проростков пшеницы

' ' Концентрация, % | 02 мл/кг

ПП I I Ши-енр \ыУ~7н1о\ кочва*чзс ■

I 0,0 0,0 • 0,0 0,0 3,57

2 0,002 0,0 0,0 0,0 5,63

3 0,0 0,002 0,0 0,0 4,81

4 ' 0,0 0,0 0,002 0,0 4,58

5 0,0 0,0 0,0 0,002 . 5,19

6 \ 0,002 0,002 0,0 0,0 7,04

7 0,002 0,0 0,002 0,0 • 8,45

8 0,002 0,0 0,0 0,002 ■ 5,63

9 - 0,0 0,002 0,002 0,0 5,19

10 0,0 0,002 . 0,0 0,002. 5,76

II 0,0 0,0. 0,002 0,002 6,02

12 0,002 0,002 * 0,002 0,0 6,35

13 0,002 0,002 - 0,0 0,002 5,66

14 " 0,002 • 0,0 0,002 0,002 6,05

15 ■ 0,0 - 0,002 0,002 0,002 6,83

16 . ' 0,002 1 0,002 - .. 0,002 ,0,002 5,70

НСР0,05 0,51

НСР0,Ю 0,42

'.Из табл.4 .видно, что в сочетании с лимонной кислотой в пер-

вом опыте кобальт: не обеспечил прибавки по сравнения с.контролем. .Во втором опыте это сочетание обеспечило достоверную, но ко самую высокую прибавку скорости поглощения кислорода. Действие других микроэлементов не было достаточно, стабильным, хотя в ксадом отдельном случае, высокие прибавки скорости поглощения кислорода были достоверны. .,'.■'' ' : . ,

- 9 - '•.■'"'.

. Таблица 4

Влияние лимонной кислоты, кобальта, ванадия и молибдена на поглощение кислорода дерново-подзолистой почвой с корнями,семидневных проростков пшеницы

"1 1 Концентрация, % ! ' . ]о? мд/кг сухой пц !-!-1-!-1 * почвы-час

I 0,0 0,0 0,0 0,0 5,25 5,16

2 0,002 0,0 0,0 ■ 0,0 5,62 5,91

3 0,0 0,002 • 0,0 0,0 5,46 5,24

4 0;0 0,0 . 0,002 0.0 . 5,96 . 6,85

5 0,0 0,0 0,0 0,002 5,64 6,82

6 0,002 0,002 0,0 0,0 ' 5,56 .6,48

7 0,002 0,0 ■ 0,0 0,002 5,03 - 4,77

8 0,002 0,0 0,002 0,0 5,58 5,13

9 0,0 0,002 0,0 0,002 5,54 4,46

10 0,0 0,002 0,002 0,0 ' 6*03 5,23

II 0,0 0,0 0,002 0,002 •6,-00

12 0,002 0,002' 0,0 0,002 •5,28

13 0,0 0,002 . 0,002 0,002 5*43

14 0,002 0,0 0,002 0,002 •5*19

15 0,002 0,002 0,002 0>0 •5^6 5*14

16 0,002 0,002 0,002 0у002 €>23 5,67

ШР0,05 0>34 0,72

шро,ю .' 0,29 0,58

Самые высокие скорости логлощаяая кислорода удалось получить в условиях описанных экспериментов в комбинации кобальта, с лимонной кислотой,' одяако результаты не всегда были устойчя-

выми.. ' '

- Было необходимо также уточнить особенности действия указанных стимулирующих начал .на одной из ведущих овощных культур'-, огурцах при выращивании их на черноземе оподзоленном. В част-

■■■■'■■'•' - ю -

ности, важно было выяснить, будет ли иметь место указанная вше

нестабильность на новых объектах. С этой целью были проведены

двухфактор.чче эксперименты с использованием двух уровней кагкдого

компонента (0-0,002$). Результаты представлены в табл.5.

. Таблица 5

Влияние лимонной кислоты и кобальта на поглощение кислорода оподзоленным черноземом с корнями.огуречных проростков при концентрации компонентов по 0,002$

^ [ Условия опыта } 03, мл/кг-час

ПП I ЫРч-то 1 I опыт | 2 опыт

1.65 1,79 1,75 1,54 "

На основании табличных данных (табл.5, опыт I) рассчитано уравнение регресси (4), где У - мл/кг-час; Х^- - лимонная кислота (0-0,0023); Хо - сернокислый кобальт (0-0,002/»).

У «' 1,40> 0,18 ^ + 0,20 %2 + 0,83 Х^ (4) ¿ф - 4,50 5,00 2,08

' ■ % = 23.4°: АО.КГ1'72: ^Т0,05'=2'09; ^0,01= 2'85 = 3,10

Из. уравнения видно, что лимонная кислота и кобальт оказали положительное индивидуальное влияние на поглощение кислорода почвой с корнями'огурцов при.очень высоком уровне достоверности. Коэффициенты регрессии показывают, что сила действия обоих компонентов была одного порядка. Причем,- имело место также положительное взаимодействие. Однако достоверность его действия была 'деньте, чему компонентов в отдельности.

I 0,0 ' ' .0,0 1,10

2 0,002 0,0 1,30

3 0,0 0,002 " 1,34

4 . 0,002 0,002 1,87

Опыт был повторен. По его результатам было также рассчитано -уравнение регрессии (5), в котором использованы те же обозначения, что и в уравнении (4). В уравнение (5) не вошли Х^ и Х£, так как индивидуальное участие лимонноЧ кислоты и кобальта оказалось недостоверным. В то же время имело место отрицательное взаимодействие факторов при уровне значимости 0,10.

у = 1,60 - 0,11 Х2 (5)

*"ф = 1,88 &ф =20,19; Ь тО,Ю=1>60

& т0,05= 2,10

Таким образом, зафиксировано сильное, но также нестабильное влияние лимонно'"* кислоты и кобальта на дыхание системы почва-растение при Екращивании друго? культуры (огурш) на друго" почве открытого грунта.

2. Реакция почвы и растения на предпосевную обработку семян пшеницы лимонной кислотой и солями кобальта

Для выяснения причин нестабильности влияния обработки семян лимонно" кислотой и кобальтом на поглащение кислорода дерново-подзолисто'! почво" с развившимися в не".корнями семидневных пшенич ных проростков был поставлен опыт, в котором мы на ограничились одним лишь измерением скорости поглощения кислорода системой почва-растение. Подсчитывалось число корней, приходящихся на один проросток пшеницы по вариантам опыта. В сравнительном плане измерялась также стимулирующая активность почвы. С это1* целью семена пшеницы обрабатывались водной вытяжкой из почвы (влажной) . при весовом соотношении почва: вода - 1:2 соответственно. Затем обработанные семена проращивали сутки и измеряли стимулирующий эффект по интенсивности поглощения кислорода проросшими семенами. Результаты представлены в табл.6.

Таблица 6

Влияние лимонной кислоты и кобальта на поглощение кислорода дерново-подзолистой почвой с корнямя 7-дневных проростков пшеницы, число корней, С1, П) водной вытяжкой из действующих факторов на стимулирующую активность'* почвы

Действующие факторы *

ТОг мл/кг |Число_корней| О2 мд/кг

] по^ьы.час|

'.сух.зерна.час

1. Контроль -

2. Лимэнная кислота

3. Ссзо., лио

4. СсЯл-СМ

5. Лимонная кислота +

Сс$оч- 1 >и С

6. Лимонная кислота +

СеОи-С"^

4,50 4,91 5,07 3,56

3,20 3,47

21х* 20 20 24

26

33 '

180х* 180 109 133

79 70

НОР,

0,05

0,55

2,8

34,4

я - Концентрация каждого фактора - 0,002£ хх - Семена обрабатывали водной вытяжкой из почвы контрольного варианта

Из таблицы видно, что лимонная кислота не оказала существенного влияния на дыхание почвы с корнями проростков 7-дневного возраста. Сернокислый кобальт не обеспечил достоверного увеличения, а хлористый кобальт способствовал снижению скорости поглощения кислорода. Неожиданным результатом было резкое снижение скорости поглощения кислорода в Пятом и шестом вариантах при совместном действии лимонной кислоты и кобальта. Причем, анионы солей в данном случае не оказали разнокачественного влияния.

Достоверное увеличение числа корней говорит о благоприятном стимулирующем действии факторов роста растений (5 и 6 вар.). Вполне понятно, что причиной общего снижения скорости

поглощения кислорода может быть частичное подавление почвенной -микрофлоры за счет корневых выделений. Влияние на почву могло осуществляться только через растение, та!', как в почву.ничего не вносили.

^ Вряд ли можно говорить о токсичности лимонной кислоты и кобальта, поскольку замочка семян длилась всего 10 секунд, а концентрация обоих факторов составляла по 0,002%. При такой малой концентрации трудно говорить о питании растений, но вполне допустимо считать, что-имел место эффект "включения" сильного динамического фактора. 1,1ы полагаем, что имела место активизация гри-бов-эндофитов, в результате которой продукты их жизнедеятельности изменили характер корневых выделений. Указанная мысль подтверждается результатами измерений скорости поглощения кислорода проросшими семенами. Снижение интенсивности дыхания в 5-м и 6-м вариантах по сравнению с контролем (табл.6) может быть связано с изменением химического состава почвенного раствора за счет влия- ■ ния на него корневой системы. Этим, на наш взгляд, и объясняется причина проявления частичной токсичности водной вытяжки в указанных вариантах опита.

На настоящем уровне исследований мы не могли предвидеть степень активизации эндофитов в каждом конкретном варианте. Это. может зависеть от скрытых особенностей той серии семян, с которой проводился опыт. Поэтому здесь вполне мог иметь место элемент случайности, от которого зависело увеличение или снижение скорости поглощения кислорода системой почва-растение. • ' ■• •

Таким образом, излишняя активность грибов может выразиться в неблагоприятном для почвенных микроорганизмов изменении характера корневых выделений и снижении скорости поглощения кислорода.

В связи с этим становится ясным, что увеличение дозы лимонной •кислоты и кобальта для замочки семян пшеницы не тлело смысла. В результате описанного опита можно сделать вывод о том, что применение стимулирующих начал монет приводить к резкому изменению характера корневых выделений, которое в свою очередь способно резко изменить и даже снизить активность микрофлоры в почве открыто-. го грунта. Поставленная цель оказалась достигнутой. По изменениям скорости поглощения кислорода почвой с корнями были обнаружены два компонента, способных к заметному сткмулирующецу действию при совместном их применении.

Исходя из сказанного, ш решили провести опыт с почвой, имеющей более развитую микрофлору, которая, по вашим предположениям, способна проявить буферность к изменении характера корневых выделений. В наших исследованиях был использован верховой торф, предназначенный для выращивания рассады в защищенном грунте. Результаты опыта приведены в табл.7. .

Таблица 7

Влияние лимонной кислоты и кобальта на поглощение кислорода верховым компостированным торфом с корнями ■ огуречных растений

! Концентрацая, % ! ! 02, мл/кг-чао

пп !лимонная !кислота } Ыо.-з'и.о | (V ! !— ! • 1 возгаст растений, дни 24 1 43 «

• I. 0,0 . 0,0 .8,38 . 4,83

2 0,002 0,0 ' 8,83 5,02

3 0,0 ', 0,002 • 4,93 . 4,58

4 0,002 . 0,002 15,14 . 9,07.

• Из таблицы.видно,.что.совместное действие лимонной кислоты К кобальта приводило к резкому увеличению скорости поглощения кислорода системой по сравнению с контролем в оба срока наблюдений.

На 43-й день жизни растений скорость поглощения кислорода по вариантам снизилась. Это можно объяснить тем, что имеет.место постепенное исчерпание органического материала, доступного микроорганизмам с течением времени,.

По результатам табличных данных были рассчитаны уравнения регрессии (6) и (7).

У в 9,32 + 2,67 Х^ + 2,44 Х^-Х^ (6)

¿ф = 2,43 . 2,22 ^ '

% " 19.1° •" ¿тО,05= 2'09 ' 5x0,05"= 2'е3 ' • ' .

У = 5,68 + 1,17 хт + 1,0 ¿2 + 2,08 Х}-^ (7) ¿ф 2,34 . 2,00 4,10

% ' 20,41; ^0,01=г.85; ^,05=2,09; 4оД0=1'72 .

Уравнение (6) рассчитано для первого срока наблюдений {24 дня). В уравнение не вошел член,.отражающий действие кобальта, которое оказалось недостоверным. Индивидуальное действие лимонной кислоты достоверно при уровне значимости 0,05.

В уравнении (7), рассчитанном для второго срока наблюдений, .-• (43 дня), все три члена оказались достоверными, но при разных , уровнях значимости. Коэффициент регрессии при Х2Х2 выше, чем при Х| и что говорит о более высоком влиянии взаимодействия факторов по сравнению с их. индивидуальным действием на скорость поглощения кислорода торром с корнями, положительный и устойчи- -вый во времени стимулирующий эффект можно объяснить тем, что более развитая микрофлора торфа по сравнению с микрофлорой черно-, зема или дерново-подзолистой почвы в.целом не была подавлена из-

менявшимися корневыми выделениями.

Результаты опыта давт основание полагать, что препарат, предназначенный для предпосевной замочка семян огурцов, состоящий из лимонной кислоты и кобальта при концентрации каждого компонента 0,002^, вызывает благоприятный и устойчивый сдвиг в обмене веществ растений, выросших на торфяном грунте.

3. Влияние лимонной кислоты и кобальта на развитие грибов-эндофятов в корнях огуречных растений

После проведения наблюдений за растениями в возрасте 43-х дней их корни были отмыты и просмотрены под микроскопом ШН-8 при увеличении в 300 раз. В варианте о обработкой семян лимонной кислотой в сочетании с кобальтом четко прослеживаются многочисленные везикулы эндофитов, окрашенные анилинблау (Гельцер Ф.О.,■ 1975). В контрольном варианте, в котором семена перед посевом обрабатывались только дистиллированной водой, встречались лишь отдельные везикулы или не были отмечены.совсем.

Изучение взаимодействий почвы и растения имеет ватное методическое значение при оценке особенностей поглощения кислорода системой почва-растение. На рис.1 представлены возможные пути влияния стимуляторов на поглощение кислорода микрофлорой почвы. Ниже ми приводим схему взаимодействия растения и почвы при применении стимуляторов растений. Знание особенностей действия ре1у-ляторов роста растений открывает пути поиска новых средств скгг мулирования.

4. Влияние предпосевной обработки семян раствором лимонной кислоты и кобальта на урожай огурцов . в условиях, защищенного грунта

. Увеличение скорости поглощения кислорода торфяным грунтом й развившимися в нем корнями охурачяых растений под влиянием предпосевной обработки семян раствором лимонной киолоты и кобаль-

Рис. I. Возможные пути влияния стимулирующих факторов на поглощение кислорода почвенной микрофлорой

та можно отнести за счет активизации гркбов-эндофитов в корнях и увеличения грибного синтеза, продукты которого необходимы для формирования урожая. Это явилось основанием для проведения испытаний в условиях деляночного опыта с целью выяснения влия-,'ния указанной обработки на урожай огурцов. Опыт проводился с использованием грунтов, приготовленных на торфяной основе.

Опыт был проведен в теплице подсобного хозяйства "Отрадное" Красногорского района Московской области. Перед посевом семена огурцов сорта ТСХА.-2П замачивались 30 минут в растворе лимонной кислоты и сернокислого кобальта при концентрации каждого компонента по 0,002$.

Урожай огурцов за 40 сборов при расчете на I кв.м в контрольном варианте составил 8,8 кг. В варианте с обработкой лимонной кислотой и кобальтом урожай был равен 10,6 кг. Прибавка составила 1,8 кг или 20$ при уровне значимости 0,10.

Таким образом, предпосевную замочку семян огурцов раствэ-; ром лимонной кислоты и кобальта при концентрации каждого компонента по 0,002$ можно рекомендовать для дальнейших испытаний в условиях производства, где используются торфяные грунты.

ВЫВОДЫ

1. Создан препарат, представляющий оптимальную комбинацию лимонной кислоты и кобальта, обладающий высокой биологической активностью, что достоверно подтверждает математическая обработка полученных данных.

2. В условиях модельных опытов на дерново-подзолистой почве при выращивании проростков пшеницы предпосевная обработка семян растворами.микроэлементов С?. 'Х*.,.^,- 1?, М*-, Ь

в концентрации по 0,002$ способствовала достоверному изменению

скорости поглощения кислорода корнями растений,

3. Максимальная скорость поглощения кислорода дерново-подзолистой почвой с корнями пшеницы отмечена в вариантах с лимонной кислотой и кобальтом. '

4. Уровень дыхания системы почва-растение на минеральных, почвах при внесении лимонной кислоты и микроэлементов зависит от компонентного состава последних."

5. Влияние лимонной кислоты и микроэлементов на скорость . поглощения кислорода минеральными почвами с корнями растений неоднозначно; в отдельных вариантах опыта наблюдается снижение уровня дыхания системы почва-растение. •

6. Скорость поглощения кислорода 7-дневными проростками пшеницы резко снижалась под влиянием их обработки водной вытяжкой дерново-подзолистой почвы, на которой предварительно в течение 7 дней.выращивали растения.

7. Установлена связь между скоростью поглощения кислорода системой почва-растение и степенью развития грибов-эндофитов

в корнях огуречных растений, обработанных смесью лимонной кислоты и кобальта.

8. Поглощение кислорода корнями огуречных растений а ' торфяном грунте при предпосевной обработке семян раствором лиманной кислоты и кобальта характеризуется высокой стабиль- -ностью. -'.'.'.•'. '

9. Показано, что в условиях деляночных опытов предаю-: ' севная обработка семян огурцов раствором лишнной кислоты

и кобальта обеспечивает повышение урожая "на 20$.,

РЕКОМЕНДАЦИЯ

по практическому использованию результатов

С целью повышения урожая огурцов без существенных затрат с использованием доступных и безвредных регуляторов роста растений рекомендуется предпосевное замачивание огуречных семян в течение 30 минут раствором лимонной кислоты и кобальта при концентрации каждого компонента по 0,002%. Указанный способ повышения урожая рекомендуется при выращивании рассады огурцов на грунтах с торфяной основой.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1 Игнатьев Н Н, Erp и на Г Н Особенности влияния кобальта на поглощение кислорода дерново подзолистой почвой и оподзоленным черноземом с развившимися в них корнями растений // Растениеводство (биоюгические основы) —1986 —№ 12 —С 2 /Под № 413 ВС —Деп

2 Егрина Г Н, Игнатьев Н Н Влияние обработки семян лимонной кислоты и микроэлементами на поглощение кислорода дерново-подзолистой почвой с корнями пшеничных проростков // Растениеводство (биологические основы) —1987 — № 5 — С 2 / Под № 55 ВС 87 Деп

Заказ 787

Тираж 100

Объем I1/« п л

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

Бесплатно