Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПОВЕДЕНИЕ ЦИНКА В СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ ПРИ ПОВЫШЕННОМ СОДЕРЖАНИИ ФОСФОРА И МЕДИ В ПОЧВЕ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ПОВЕДЕНИЕ ЦИНКА В СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ ПРИ ПОВЫШЕННОМ СОДЕРЖАНИИ ФОСФОРА И МЕДИ В ПОЧВЕ"

Д-2&369

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

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

На правах рукописи

КУКУШКИН Владимир Константинович

УД К 631.445.4 : 631.416.9

ПОВЕДЕНИЕ ЦИНКА В СИСТЕМЕ ПОЧВА — РАСТЕНИЕ ПРИ ПОВЫШЕННОМ СОДЕРЖАНИИ ФОСФОРА И МЕДИ В ПОЧВЕ

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА — 1988

а, ' ' '

¡Ым &

I

Работа' выполнена на кафедре почвоведения Московской ордена Ленина и ордена ^Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор А. Д. Фокин.

Официальные оппоненты: член-корреспондент ВАСХНИЛ, доктор биологических, наук, профессор Б. А. Ягодин; кандидат биологических наук, старший научный сотрудник В. С. Горбатов.

Ведущее предприятие—Всесоюзный институт удобрений и агропочвоведения имени Д. Н. Прянишникова (ВИУА).

Защита диссертации состоится » \ . . .

1988 г. в часов на заседании Специализированного со-

вета в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, Тимирязевская улица, 49. Ученый совет ТСХА. "

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан . . .1988 г.

Ученый секретарь Специализированного совета —

Саблина С. М.

ОКГДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Решениями ХХУП съезда КПСС по развитию агропромышленного комплекса и реализации Продовольственной^программы намечено более чем вдвое увеличить темпы роста сельскохозяйственного производства.

Важным фактором ускоренного развития сельского хозяйства является его повсеместная химизация. Интенсивная химизация растениеводства ставит ряд экологических.и агробиологических проблем, в частности проблему сбалансированного соотношения' макро- и микроэлементов в питании растений.-В последние года в агроценозох степной и лесостепной зонах нашей страны широкое распространение получило явление нарушения питания растений цинком, вызывающее развитие функциональных заболеваний плодовых. Комплексные исследования, проведенные1 кафедрами плодоводства и почвоведения ТСлА в ряде данных областей Европейской территории СССР показали, что заболевание розеточностью связано с недостатком подвижного цинка и во многом определяется свойствами почв. Из числа комплекса факторов, способствующих развитию цинковой недостаточности на первый план выступают антропогенные факторы - систематическое внесение высоких доз фосфорных удобрений и интенсивное применение медьсодержащих фунгицидов.

Однако исследова:п4Я по изучению влияния данных факторов на питание растений цинком только начаты. Не выяснены механизмы взаимодействия фосфора, меди и цинка в почве, не до конца остается ясным, на каком уровне системы почва - растение происходит нарушение питания растений:цинком.

В связи с этим имеющиеся рекомендации по устранению недостатка цинка в-этих-условиях носят предварительный характер и на всег-

да являются достаточно эффективными. Поэтому изучение влияния фосфора и меди на питание растений цинком представляет большой теоретический и практический интерес в целях обоснования рационального применения основных удобрений, цинка и медьсодержащих фунгицидов в садах.

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось изучение влияния высоких доз фосфора и меди на процессы трансформации форм внесенного и почвенного цинка в почве, установление характера и направленности взаимодействия данных элементов и на основании • ©того определение уровней содержания фосфора и меди в системе почва - растение, при которых происходит нарушение питания растений цинком. Программа исследований предусматривала:

- разработка методики определения фракционного состава цинка;

- изучение основных закономерностей распределения почвенного и внесенного цинка в почвах черноземного типа;

- изучение влияния повышенных количеств меди и фосфора в почве на распределение и трансформацию форм цинка в почве; ■

- изучение поступления цинка в растение на контрастных вариантах по содержанию фосфора и меди в почве.

Научная новизна. Впервые на основании разработанной методики

fis -з

фракционирования и с использованием . определены параметры распределения внесенного цинка по фракциям, дана оценка степени его закрепления в почве, выявлены основные'закономерности влияния фосфора и меди на состояние форм цинка в почве и поступление его в растения. Установлено, что в условиях накопления фосфора и меди в почве нарушаются физиологические процессы поступления и передвижения цинка в растениях, причем влияние фосфора носит характер прямого взаимодействия Р о 2« , а меди - косвенное, в результате

токсичного действия последней на растете. Дана предварительная количественная оценка откм явлешям.

Практическая значимость работы« Разработана методика определения фракционного состава микроэлементов для проведения научно-исследовательских работ и агрохимической оценки состава микроэлементов в почвах; полученные результаты дают основание для разработки научно обоснованных приемоз по устранению недостатка цинка в сходных почвенно-климатических условиях. .

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на научной конференции 7СХА. /апрель IS85 г./ и опубликованы в 3 научных статьях.'

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и выводов. Изложена на 172 листах машинописного текста, включая 37 таблиц, 18 рисунков. Список использованной литературы содержит 181 работу,; в том числе 91 на иностранном языке.

* •• ОБЪЕКТЫ И ЫЕТ0Д1 ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами исследований являлись черноземные почш.ОПХ "Ягодное" Куйбышевской области и совхоза-техникума "Каменка" Молдавской ССР.

Для модельных опытов.отбирался смешанный образец из пахотного горизонта чернозема выщелоченного мощного среднесуглинистого . /табл. I/. ■ •• - : • ■ ■ "

Микрополевые опыты проводились на черноземе выщелоченном мощном леглосугетнистом на аллювиальных карбонатных отложениях. Основные агрохимические свойства данной почвы представлены в таблицей. . .......................

Агрохимические свойства пахотного горизонта чернозема выщелоченного среднесуглинистого /Каменка/.

Гумус, рн. .......----г— .......г---- по Чирикову | | Г 5 ' мг/ЮО г ! г ! г 1---- <•0,01, .»<0,001, % { я г |

1 Н.,0 ■ !* ЮГ <■ » ! !мг окв!мг пкв

*2и5 | «2и | 100 г| 100 г

3,7 6,9 6,0 17,8 13,5 0,73 27,4 ■ 43,2 23,7

Таблица 2

Агрохимические свойства чернозема выщелоченного , легкосуглинистого /Ягодное/.

Горизонт Г . ! ! Гумус, ! * рН - Р2°5 «2° г-----------г нг 1 мг пкв; .........."1-------- 1 "■ 3 КО, 01, Ю, 001 ! 5а !

№14 1

н20 ! КС1 П°иЖ\ эикову 30 г 100 г! ! 100 г! ? | 'г

А пл. 1,8 6,9 5,9 13,9 ^ 9,9 14,5 29,6 11,3

В1 1,1. 7.8 6,4 11,8 7,0 0,5 13,2 24,9 10,7

В2 0,6 8,1 6,8 11,3 .7,1 ' - "'■ 22,7 10,0

Вк 0,2 9,1 8,3 7,6 /4,6 . —' - 20,8 9,4

,Пля изучения фракционного состава цинка наряду с почвами, ' используемыми в опытах, анализировали образцы супесчаных и карбонатных черноземов. С целью оценки уровня техногенного накопления меда проведен валовый анализ рентгенос|.лоуресцентным методом карбонатных черноземов, используемых под плодовые культуры.

Схем-i опытов и условия их проведения.

В лабораторных условиях изучалось влияние различных доз фосфора и меди на трансформацию форм цинка в почве и поступление его в проростки пменицн...

Варианты модельного опыта И- 1: ; 1. Контроль, /г» , 10 мг/кг/; 2/ Р2%, 40 мг/кг; 3/ Р205 - 100 мг/кг; 4/ Р205 - 500 мг/кг; 5/ Р205 - 1000 мг/кг.

Варианты модельного опыта Р 2: I/ Контроль, /£п , 10 мг/кг/; 2/ Си, 5 мг/кг; 3/ Си, 10 мг/кг; 4/ Си, 20 мг/кг; 5/ Си, 50 мг/кг.

Вносился фосфор в виде 1Ш2Р04 и медь в виде Си S0* * 5 HgO. В каждую повторность вносился. &>С12, меченный радиоактивным изотопом , в количестве 10 мг/кг. На всех вариантах шра^волась пшеница до состояния проростков. Через 20 суток отбирали растительные и. почвенные образцы,. ■

С целью детального изучения взаимодействия фосфора, цинка и меди проЕЗдвн минрополевой опыт в ОПХ "Ягодное" Куйо»тпевской ■ области. _

Варианты микрополевого опыта Б- 3: I/ Контроль / 2п.0 /; 2/ '¿п , 10 мг/кг; 3/ 2п , 50 мг/кг; Л/ Р205, 5С0 мг/кг; ■ 5/ P¿%. 500 мг/кг + Zn , 10 мг/кг; 6/ Р2%» 500 мг/кг. + , 50 мг/кг; 7/ Си, 50 мг/кг;

8/ Си, 50 мг/кг + , 10 мг/кг;

9/ Си, 50 мг/кг + , 50 мг/кг; .

10/ Р205, 500 мг/кг + Си, 50 мг/кг;

II/ Р205, 500 мг/кг + Си, 50 мг/кг + 2«, 10 мг/кг;

12/ Р205, 500 мг/кг + Си, 50 мг/кг + г*. , 50 мг/кг.

Форма элементов те же. В каждую повторность вносился радиоле

активный изотоп цинка - Ни , с количеством носителя соответственно - 0, 10 мг/кг и 50 мг/кг.

Повторность опытов четырехкратная. Вахсным условием закладки опыта являлось достижение как мотаю более равномерного распределения вносимых элементов в почве. В диссертации приводится подробная схема и методика закладки микрополевого опыта. Последующий анализ показал высокую сходимость основных изучаемых параметров почвы: фосфор по Чирикову - 45,2 - 2,2 мг/100 г для вариантов с Р205 - 500 мг/кг и 13,6 ± 0,6 мг/100 г для вариантов без внесения фосфора; содержание меди, экстрагируемой 6нНС1 для вариантов без ее внесения составило 14,2 - 0,3 мг/кг, для вариантов с внесением меди - 54,7.* 2,3 мг/кг. Содержание общего цинка в вариантах без его внесения /б5 2п без носителя/ - 27,7 £ 0,5 мг/кг, с внесением 10 мг/кг цинка - 36,6 ± 0,2 мг/кг и с внесением 50 мг/кг - 63,9 ^ 1,4 мг/кг. Образцы почвы отбирали через сутки и через год после закладки. В связи с тем, что основная цель работы заключается в

изучении почвенных процессов, а не' физиологических, а также Методу

дическая сложность применения непосредственно на плодовых

культурах, в качестве индикаторов на всех повгорностях спита вн-ра:,ив;с:1! пихишцу. Через 30 дней проростки убирали. В надземной части растений и корнях определяли ш:тивность Нп . В отобранных образцах почш оп|Юделяли фракционный состав цинка и меди, содержите фосфора и рП. ¡¡араллельно с химическим определением цинка'

.проводили определение активности ^¿т на гамма-счетчике "Сотри " - 1282.

Пр:менение метода изотопных индикаторов позволило изучить трансформационные процессы, связанные-с перераспределением вноси-

СК -

мого элемента / исхду фракциями.' Исходя из того предполо-

жения, что внесенный цинк распределяется на в соответствии с общим характером распределения почвенного цинка, ставилась задача определить, в кагой степени входит в состав той или иной

.фракции почвы. Зная общую относительную активность почш - А, относительную активность ■ каждой, фракции - Аф й количество внесенного

цинка - М, рассчитывается количество Е?е> катдоЯ фракции :

Аф ■ . ' ■'. ;

Ма = •—-—•— М ,мг/кг .

; А ". "■ 'о ' •

При.ничтожно малом количестве носителя /а-, о /, распределение ..внесенного цинка определяется расчетом части;от суммарной активности почш: • д ':

V, от * А = <Ф • 10°. *

■ ■■■ ■■■- ■ '■""■ '■' ■"■:■ А. ;■....':'-.'■•',.. V;' ; ч

Методика определения фракционного состава цинка.

В питании растений могут принимать участие разнообразные фор.м соединениймикроэлементов, обладающие различной растворимостью и находящиеся в почве в разных количествах. Вопросы, свя-'ванные с изучением'состояния в почве микроэлементов, их форм, , уровни ^одер^ания и .доступность для растений изучены слабо. Одна из причин отого - отсутствие установленных критериев и методов их 1 оценки; Имеющиеся в настоящей время ■ методы определения цратдионно-го состава микроэлементов аахеь-т определенные - недостатки-. В диссор-

тации приводится краткий разбор основных методик. Нами предпринята попытка отчасти избежать недостатки существующих методов при построении схемы анализа, основанной на следующих принципах:

I/ проведение селективного экстрагирования последовательно различными растворами из одной навески почвы;

2/ последовательное возрастание экстрагирующей способности растворов;

3/ прямое /а не по разности/ определение всех фор.! элемента.

Определение проводится в центрифугатах. Количество экстракции для определения каждой форлы определялось опытным путем. В принципе, данная схема /табл. 3/ включает определение тех же форм, что и большинство других методов, в ней используются для экстракции растворы, тоже известные по другим методам.

Для вытеснения обменных форм цинка используется солевая вытяжка I н Са /л/Og/g. отой вытяжки отмечается наибольшая корреляционная зависимость меу,цу количеством цинка в растении и количеством цинка, переходящего в данную фракцию. Выбор нитратной солевой вытяжки обусловлен наиболее слабым поглощением цинка нитратных комплексов илистой фракцией почв по сравнению с хлор;1дны-ми. Вследствие зтого нитратные солевые растворы активнее вытесняют неспеци^ически сорбированные форлы цинка.

Для определения оргшшческих фор/ цинка применяется схема /Горбатов B.C., 1983/, по которой почва с извлече)шыми из нее обметами формами цинка, обрабатывается перикисью водорода, после чего вновь взаимодействует с раствором нитрата кальция.

Доступные 4орш цинка определяются ацетатно-аммонийнш буфером с рН 4,8, что обусловлено отмечаемо;; существенной корреляционной связью ко»ду цинком данной вытя>чс1 и поглощаемого растени-

Схема и условие проведения последовательного фракционирования цинка.

Определяемая форт ! Т .'Экстпагент ! ! ' ! Условия экстракции

I. Обменный I« Соотношение почва : раствор 1:5,

Ca /У0„/Р время взаимодействия I час, количест-

во экстракций - 2.

2. Органический HgOg, ЗОЙ

■ + Ca /У О3/2

Поело отделения обметых /¡ерл пробирки с почвой помещаются на водяную баню, г. » 70-80°С, по каплям добавляют Н2О2, ЗСЙ до обесцвечивания почеы . /палешй, палево-желтый цвет/. Далее приливают раствор I н Са /УОд^.в' •соотнесении почва : раствор 1:5,время взаимодействия - I час,количество экстракций - I.

3. Доступный

л/Н4АС pH 4,8

После выделения органических фор* к почве приливают раствор оцетатно-ам-ыонийного буфера в : соотношении почва: :раствор 1:5,. время'взаимодействия -I час,количество экстракций - 2.

4. Потенциально-■ : доступный .

I« HCl

Соотношение почва : раствор .1:5, время взаимодействия I час,количество V, -экстракций.'-. 3-

5. Недоступный >.: 6н HCl

После выделения потенциально-доступных форм к почве приливают раствор ; 6 м ■ HCl в соотношении,почЕа:раствор 1:5. Пробирки^ помечают на водяную банк»: при t 60°С на 30 мин.,после этого взбалтывают: 30:wmi'' »-.центрифугируют. Данную операцию проводят минимум 4 раза.

ями, в то же время она обладает более значительной экстрагирующей способностью» чем солевая.

Вытяжка I н HCl характеризует потенциально-доступные формы цинка. Содержание цинка этой вытяжки имеет отрицательную корреляцию с содержанием цинка в растении, однако, значительное количество его позволяет рассматривать цинк данной вытяхки как ближайший питательный резерв. Предположительно, потенциально-доступная форма цинка играет роль регулятора равновесного состояния цинка почв.

Еытяяка б н HCl извлекает прочносорбированные формы цинка,' входящие в состав кристаллической решетки первичных и вторичных минералов.

Исследования фракционного состава цинка некоторых черноземных почв по предложенной методике показали, что количество цинка, экстрагируемое из данных почв находится в-прямой зависимости от содержания илистой фракции /физической глины/. Несмотря на количественные различия, обилий характер распределения цинка изучаемых почв представляет собой постепенно возрастающую кривую в зависимости от возрастания стабильности цинка с минимумом в обменных и максимумом в нодоступшх формах.

Внесенный цинк / /, ну зависим о от количества внесения,

характеризуется двумя максимумами погло^от:я: а/ в потенциально-доступных формах - 30-4от внесенного; б/ в обмешшх - 30-50?» от внесенного.

Взаимодейстрио [?oc.jfcpa и цинка в системе почва - растение.

Нарушение нормального биогеохимического цикла цинка шзыва-ется в ряде случаев в»со- л содержанием подвижных фосфатов в почве. Предположительно, основными процессами взаимодействия фосфора и цинка могут быть:

а/ хемосорбционные процессы — образование труднордстворимых соединений;.

б/ процессы, связанные с нарушением поступления цинка в корневую систему, в основе которых легат дисбаланс почвенного раствора в зоне корневых волосков;

в/ процессы торможения переноса цинка в.надземную часть растений, как следствие накопления минеральных форм фосфатов в зоне проводящих пучков корневой системы.

Специальных исследований в отношении процессов трансформации форм цинка в почве не проводилось. В связи с этим часто возникает противоречивость еыводов о поведении щ.лкав почвах с повышенным содержанием фосфатов. Их могаго подразделить на три группы: а/ фосфаты усиливают степень адсорбции цинка почвами; б/ фосфаты не влияют на состояние цинка в почве; в/ фосфаты увеличивают содержание доступных форд гзшка. Наличие перечисленных неоднозначных выводов о взаимодействии данных элементов определило характер исследований.

Изучение в модельном опыте влияния разных доз фосфора на поведение внесенного показало, что все принятые дозы фосфора /от 40 до ЮСО мг/кг Р205/ примерно в полтора раза увеличивают содержание обменных форм.цинка в почве, а при дозе » 500 мг/кг и его доступных фор!. Фосфор в зависшости от дозы оказывает различное влияние на поступление в проростки пшеницы -при внесении фосфора в дозе от 40 до 100 мг/кг активизирует поступление , причем с увеличением-дозы'фосфора данный эффект снижается / с до -&ЗЛ /, при дозе Г^ 500 мг/кг наблюдается снижение поступлешя цинка приблизительно на ЗОЛ по сравнению с контролем.

Таким образом, внесение фосфора в,дозе * 5С0 мг/кг / ■ — г 50/ вызывает существенные изменения б поведении цинка: с одной стороны происходит снижение сорбции цинка, с другой -:торлогение процесса поступления цинка в растения, однако, условия модельного опыта ограничивают возможность экстреполяции результатов. В связи с этим проведен длительный микрополевой опыт в натурных условиях с разными доза:/;! цинка / 0, 10, 50 кг/кг / на повышенном фосфатном уровне / Р 205 - 500 мг/кг /.

Анализ данных /таблица 4/ выявляет следующую закономерность трансформации цинка на повышенном фосфатном уровне. В начальный период взаимодействия элементов стабильность цинка снижается: в варианте г« р - переход из органических в обменные; ¿«эд - из по- , • тенциально-доступных в доступные и обменные и в варианте 2" 50 -из недоступных в потенциально-доступные;

- со временем развивается обратный процесс - переход части цинка в более стабильные ц'орлы, причем чем выше доза дополнительно внесенного цинка, тем оолее вырахен процесс его сорбции фосфа- _ тами.

Хотя и установлена возможность снижения подвижности цинка в почве под действием фосфатов, но количественные параметры данного процесса не позволяют говорить о глубоких отрицательных изменениях питательного режима цинка, связанных с образованием труднорастворимых фосфатов цинка, особенно при его дополнительном внзсении, .

Анализ поступления в растения показывает /таблица 5/, что повышенное содержание фосфора в почве ингиСирует поступление и передвижение в растения, причем главным образом«нарушается процесс переноса цинка в надземные органы.

При соотношении вносимых элементов —— < 50 процесс инги-

Трансформация фор/ цинка при внесении фосфора /500 мг/кг Р2О5 /« в 5» от л экстрагируемого /разность мечду вариантами с фосфором 11 без фосфора/.

Вариант I сутки ----- —г Г год

Г Форма . ; г» о г ■ ! Ею Ю 1 ! ! < г«ьо ! ! £и 0 1 ■ !* НиЮ \ | ; >Ь0

Са /У03/г + 0,5х + 2.7х - 4,2* - 1.9х - 0,3 т,1*

■ - - - + 8,4х - 11,6х + 0,1 - 4,5х

•Н2°2 - 0,5х - 1.7м ; - 0,2 ' + 0.3* - 1,'' 4,3х

- 5,0й 0- - 1,4 - 4,8*

- 0.1 4. О/Л - 1,0* + 1.5* + 0,1 0,5

- - 1.0 + 0,6* - 0,2 - 0,4

I Н НС1: + 0,1 - 1.4х • + 7,7* - Т.2 + 2,9х + 6,0х

'-1,5* + 14,9* + 2,9х + 9,6х

6 н КС1 , ' 0 + 0,3 -2,3м + 1.3 - 1.6 _ 0,1

- 0,9х - 3,9х - 1,5х 0

■ х - достоверные различия числитель - обпрй цинк почвы знаменатель - внесенный цинк

бирования сменяется положительным взаимодействием олеменгов -возрастает количество в надземной части /+ 2Ж / и в корнях /н-Юб /. Очевидно, существует определенное соотношение фосфора и цинка в почво, нарушение которого /увеличение/ приводит к нарушению физиологических процессов переноса /и в ыенылоЯ степени поступления/ цинка в надземные органы растений. В налгсм случае эту связь могло выразить сдедукщой схемой /соотношение вносимых зле-

.' - 14 -

ментов/. у ;

кнгибиропание РР0Г, •

процессов, - 50«: ■ а—~ < 50 - увеличение

поступление и поступления

передвижение цинка

. Таблица 5

Поглощение 65 Вп растениями / ш'н- х 1(/7

; 1.Г ■

Варианта | без фосфора ; ¡ К |

__! ~ ' ' !'<"•.• : : : ; без фосфора !

Н А.-Д ЗЕМНАЯ ЧАСТЬ ^

г* 0 1,67 ±~0,0г 1,10 ± 0,03 ; 0,06 - 34х:

Ь,Ю 0,56 - о;02 0,48 * 0,02 0,06 - 14*

^50 0,34 ± 0,03' . 0,44 - 0,03 1,29 + 29*

'"., к о р н и : V

......... .......——-—О- " .-—---

2и 0 3,47 - 0,12 3,19 - 0,15 0,92 - 8*

2« 10 2,3; ± 0,18 2,27 - 0,10 0,97 -3

50 1,23 ± 0,07 : 1,35 * 0,0* .1,10 + 10*

достоверные различия

Действие меди на состояние цинка в условиях ее антропогенного накопления в почве.

В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства цинковая недостаточностьмояет увеличиваться в результате увеличения содержания меди в корнеобитаемом слое почвы, связанного с ши-

роким применением медьсодержащих фунгицидов. По нашим данным валовое количество меди в верхних горизонтах почв под плодовыми на порядок превышает ее кларковсе содержание.

В отличие от распределение почвенной Меди носит ступенчатый характер - ноль в обменных, равные количества в органических и доступных формах /0,5-0,6 мг/кг/ и равные количества в потенциально-доступных и недоступных / ~ 6 мг/кг/.

Больаая часть внесенной меди /6Ь?з от внесенной/ переходит в потенциально-доступные формы. Преобладание данной формы сорбированной меди указывает на значительное участие процессов специфической сорбции элемента - образование устойчивых соединений меди с илистой фракцией почвы. Больаая часть внесенного цинка / 6СК / остается в более подвижных формах /фракции Са /VOy/g + Н^О^ + УН4Ас /.

Как показал анализ данных модельного опыта по изучению распределения форм цинка при разных уровнях содержания в почве меди

Р t<

/соотношении внесенных элементов ? 2 /, количество обменных

Е.П

и достугааос <|орм внесенного цинка возрастает на 1,8 и 5,2У. от цинка вносешюго соответственно, а потенциально-доступных и шдс-vryn-1 их «шжаотся соответственно на 3,8 и 2,ЗА по сравнению с контролем. Часть почвенного цинка из недоступных форм /- / порехо-дит в д осту ш тс /+ 1,655 /. В то же время поступление » растения отмается от - Й» до при увеличении дозы меди от 20 до 50 иг/кг.

Такта образом, с одной стороны, при внесении меди в количестве 20-50 мг/кг наблюдается тор.южение фиксации вносешюго цинка и замещение части прочносорбировашого почвенного цинка с переходом ого в более подвижные формы, с другоц, происходит снижение

поступления ¿"л в растения. ... • ..■'.•;- .

Такая яе закономерность наблюдалась и в длительна глкрополс-вом опыте /таблица'6/. Так, в варианте г^р, уте через сутки после внесения меди /50 мг/кг/ увеличивается количество обменного цинка на 7Ш и на 50; доступного. Цинк в эти фракщт штесняется из потенциально-доступных 4юрм и частично из органических. При внесошш дополнительно 10 и 50 иг/кг цинка закономерность действия меди сохраняется. По истечении;года характер трансформации форм Цинка остается пролшс!, единственно изменяются количественное параметры. В то яе время, анализ фракционного состава меди на контрпстшх вариантах по содержанию цинка /2>\ д и ^ / не показал заметных изменений в распределении почвенной и внесенной меди под действием цинка. •

Данные факты, а также отсутствие поступления цинка в почвы исследуемых агрсценозов, позволяет предполагать однонаправленное действие меди на формы цинка«» почве, заключающееся в том, что медь,.обладая больией энергией связи с коллоидной фазой почвы, проявляет конкурирующее действие по отнесению к сорбции цинка, . ■ вследствие чего повышается содержание подвнжккх формшнка -/Са + Н202 + /Л14Ас / примерно на-30#'.'Это увеличение пря-

мо пропорционально количеству внесенного цинка: ¿и д- + 0,43мг/кг. 2и10 - + 1,27 мг/кг; Еи 50 - + 3,7. мг/кг, что указывает на. то, что •увеличение содержания цинка не ослабляет дестабилизирующего действия меди.:" ^ ■ -

" ■ В условиях интенсивного.плодоводства процесс накопления меди . часто идет одновременно и.с накоплением-фосфатов. Изучение транс- . формации цинка в данных условиях,' показывает, что при внесении ■ повышенных доз фосфора /500 мг/кг Р205 / и меди /50 мг/кг/ в ва-

Трансформация <{орл цинка при внесении меда в псчву /50 мг/кг /, в ^ от г окстрагируекого /разность меяду вариантами с медью и без меди/.

Вариант| 1 I сутки ! I год

ёорла | г 1 " 0 ! | I ! 2" 10 ! г "50 ! 1 0 ! 1 1 ! 10 ! ! г"30

Са /д'03/2 + 0,8х 3,5* ч- 2,7х + 0.3х + т пХ + 2,9х

- 17,04 + 6,5х + 5,2х + 3,6х

НпОо _ 0,7* - 0,6х 0,5х + 0,2 0,4 - 4,5х

- 2,6й - 0,7 ' - - 0,6 - 3, 8х

УН4АС + Г, 2х + 2,7х + 0,4х + Т.3х + 2,2х + 2,8х

- + 1,6х 0 + 2,6х + 1,6х

I н КС! 2,2х - 6,3* _ 3,4х - 2,3х _ 2,2х - 1.2х

- ■-'10,2х - 5,1х - ' - 5,3х - 0,5х

6 н НСГ + 0,В + 0,7 + 0,8х + 0,4 ' 1,0 + 0.1

- + 3,2 - 0,8х - 2,0х - 1,0х

х - достоверные различия числитель - 061:91.': цинк почвы знаменатель - внесенный цинк

риантггсй^у и Эк. содер'канпо обменного и доступного цинка больше примерно на 40-5Ш, по сравнению с вариантами без фосфора и меди. В то »е премя в варианте 50 мг/кг в отих условиях, наоборот, происходит закрепление цинка в потенциалыю-цоступнг«: формах. Таким образом, в условиях погашенного сод^рлсшшя меди и фосфора, при внесении цинка в мень'.сас количествах, чем меди

/ —^— > I/ проявляется характерное действие меди на трансформацию цинка, тогда как при.соотношении • ^ < I.происходят процесс хтаамеского взмшодеПств11я ц:шка с фосфатам!!. Если рассматривать естественные условия содержания почв под плодонагл, при которых количество цинка заведомо ыёньхо количества меди, то соотношение форм цинка будет определяться скоростью-накопления меди, а" не фосфора, и эта зависимость будот характеризоваться увелотешгсм подвижности цинка.

Поступление в условиях повышенного содержания меди в , растеши существенно. отличается от контрольных вариантов /таб-■ лица-7/. •' " ■

Во-первых, происходит более интенсивное 'поступление цинка в . корнеЬу» систему /на 20-3594 больше/, по сравнению с контролем. : Во-вторых, переход в надземные органы снижается примерно на ' 2СГ5, независимо от внесения.цинка. Значительно увеличивается соотношение поглощенного цинкйдкорневой системы и.надземной части. Таким образом, медь, вероятно, выступает как токсикант, а не как антагонист поступления цинка.в растения, в противном случае, выравнивание весовых соотношений цинка и меди в како;;-то мере снижало бы ингабирующее действие последней. Мы.предполагаем, что оо-•цкй характер токсичного действия меди заключается в нарушении биопроцессов переноса вещества в надземные органы растений при одновременной активизации поступления,его в.корневую систему.

При',одновременном•.накоплении;кеда и .фосфатов в почвах при ее- : тественном содержании цинка.в почве, его поступление в надземную часть растений снижается примерно.на 5Ш.по сравнению с контролем. В варианте 2и, 10 мг/кг эффект ингибирования": ослабевает /-!&' от • контроля/. В варианте 50 мг/кг поступлеш{е выше по срав-

Поступление Ни в растения на контрастных

вариантах по содержанию моди / м™ х ХС/^ /

I г

1 Вариант! Вез меди .. .......г 1 '■■ ■— Г" Медь,50 мг/кг!к поглощение !

± * , *

| 5 без меди ;

Н АД 3 ЕМ Н А.Я ЧАСТ Ь

Ви о 1,67 + 0,04 1,41 ±0,04 0,Ш - 16

2» 10 0,56 + 0,02 0,47 ± 0,03 0,84 - 16

^ 50 . 0,34 ± 0,03 0,28 ± 0,01 0,82 - 18

' КОРНЯ'"

0 3,47 + 0,12 4,24 ± 0,13 1,22 + 22

10 • .2,34 + 0^18 3,0а ± 0,03 1,29 + 29

2и 50 1,23 + 0,07 1,66 ± 0,08 1,35 + 35

нению с контролем на 1£Й. Высокий уровень фосфора и меди оказывает положительный эффект на поступление в корневую систему, причем, чем пиго количество цинка, тем активнее накапливает-

ся в корнях •/<?« д - + , £п -[0 - + 2<9^, ?п зд - 4 /.

Таим обр аз см, при одновременное накоплении фосфора и меди

ее;

в почвах, их влияшю на поступление ¿л в надо ем ни е. органы рас-теш!» происходит в соответствии с характерна действием фосфора н зависит от весошх соотношении фосфора и цинка и почве. 11 то ко вроет медь значительно усиливает отрицательное действие фосфатов, вследствие этого в этих услоиилх вероятность развития цинкоьой

недостаточности намного увеличивается. . " ВЫВ О Д Ы.

1. Разработан метод определения фраодионного состава цинка, апробированный на вщцелоченннх .черноземах,. основанкай на последовательной обработке навески почвы штяжками.: с возрастающей экстра-гируюцсй способностью. Метод позволяет давать качественную и количественную оценку состояния' форм почвенного цинка, оценивать -распределение и трансформацию форм внесенного цинка и на основе этого весте целенаправленный поиск путей оптимизации применения цинковых удобрений. ■

2. йеследуечые черноземные почвы характеризуются епсокугми потенциальными запасами цинка. /30-50 мг/кг/, но имеют низкий уро-; вень обеспеченности подвижными формами, что создает напряженный режим питания растений данным элементом.

3. Изучение фракционного состава почвенного и внесенного цинка выявило различия в их распределении, по фракция;?: для поч-

,венного цинка отмечается возрастание его содержания при переходи от наиболее доступных к стабильным формам у распреде.те1й;е внесенного цинка /непосредственно после внесения/ характеризуется двумя ясно выраженными максимумами: в обменных фермах /20-5СГ1/ - от суммы внесенного и в потенциально-доступных формах /30-46^/. ....'. ; 4. Увеличение количества вносимого пинка приводит к накоплению его преимущественно в обменных форлах. Установлено, что в течение продолжительного времени/ I год / общее количество подвидг них форм внесенного цинка изме1иатся незначительно, что дает воэ-

о

можность теоретически обосновать дозы цинковых удобрений для конкретных почвенных условий.

5. Повышенное содержание фосфора в почве ведет к трансформации форм цинка, которая проявляется на начальных отапах езшпло-действия в увеличении содержания подвижного цинка. В последующем происходит постепенный переход части цинка в.более стабильно

!формы. Однако, общее количество подвижных форм цинка, особенно при его дополнительном внесении, остается в целом на высоком уровне, что позволяет говорить об отсутствии глубоких отрицательных изменений питательного режима цинка в почво вследствие ххоя:-ческой сорбции его фосфатами.

6. Установлено, что взаимосаязь фосфора и цинка обусловлена но химическим вз а: у.: оде Лет в:: ем ионов фосфата и цинка в почве, а

.". нарушением физиологических процессов поступлешш и переноса цинка; в растении. Количественный критерий ингибирования поступления ■'.•■.. ■•■''•.• РрОк

цинка находится в пределах весового соотношешя —50. . Р-Д, . . 2« .

При соотношении—, —< 50 происходит активизация псступле-¿и

•ния и переноса цинка в растении.

7. Применение в почвах под садами медьсодержащих фунгицидов приводит.к значительному накоплению меди в верхних горизонтах

/ к к и А плантак./; Высокое содержание меди переводит часть почвенного и внесенного цинка в более подвижные фори, и, по-видимому, способствует частичной'нисходящей миграции его по профилю почвы. Такое влияние меди обусловлено, вероятно, более значительной энергией связи ее с минеральной частью почш в отличие от цинка. .

8.,Развитие цинковой недостаточности у растений при попоенном содержании меди в почве не связано с нарушением питания цин-

ком вследствие снижения его доступности. Повышенное количество меди, по-видимому, оказываеттоксичное действие, проявляющееся в ингибировании процесса переноса: цинка в надземные органы растений при одновременной активизации поступления его в корневую сис-' . тему. •'■;-.'■"'''

У. Еысокое содержание меди в почвах усиливает отрицательное действие повышенного содержания фосфатов на процессы поступления цинка в растения, что мотет приводить к усилению поратения плодовых функциональными заболеваниями. ,' . ■ .

Уровень содержания меди, оказывающий токсичное действие, на исследуемых почвах .составляет = 50 ыг/кг внесенной меди /60 мг/ /кг валовой и ~ 10 иг/кг подвижной/.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

Ч : I. Кукушкин В.К., Наумов В.Д., Тарасов В.М., Фокин А.Д.

Изменение фракционного состава цинка в черноземе выщелоченном при, .внесении различных доз фосфора и меди.// ¡.звестия ТСХА. М., 1У87 - Р I, с. 66-92.

2. Кукушкин В.К., Наумов В.Д., Тарасов Б.М., £окин А.Д. Методика определения фракционного состава цинка в черноземах лесостепной зоны.// Актуальные вопросы генезиса и мелиорации почв. - 1987. - с. 40-46. --

Л-39547 14/1-88 г. Объем 11/з п. л. - Зак. 116.

Тир. 100

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

Бесплатно