Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селен в растениях Нечерноземной зоны РФ и возможности регулирования его содержания в сельскохозяйственной продукции

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Селен в растениях Нечерноземной зоны РФ и возможности регулирования его содержания в сельскохозяйственной продукции"

- 2 » ШЗ

На правах рукописи

МАШКОВА Татьяна Егоровна

СЕЛЕН В РАСТЕНИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РФ И ВОЗМОЖНОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЕГО СОДЕРЖАНИЯ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

06.01.04 — Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1998

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор биологических паук, профессор, академик РАСХН Б. А. Ягодин.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор С. Ф. Измайлов; кандидат биологических наук А. А. Собачкин.

Ведущая организация — Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО).

Защита состоится . 1993 г

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

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

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА.

Автореферат разослан........ 1998 г.

Ученый секретарь '

диссертационного совета — кандидат биологических наук С- В. В. Говорина

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. В последние десятилетия возрастает внимание к проблеме сбалансированности пищевых продуктои и кормов по микроэлементному составу. Селен в этом отношении представляет особый интерес, так как существуют обширные регионы с его недостатком (включая ряд областей России). На таких территориях у человека и животных возникают как специфические микроэлементозы, так и заболевания другой этиологии на фоне недостатка этого элемента. В первую очередь к селендефицитным заболеваниям человека относят болезнь Кешана (кардиомиопатию) и болезнь Кашина-Бека (особое изменение трубчатых костей), у сельскохозяйственных животных - беломышечную дистрофию. Проявление недостатка селена усугубляется в результате антропогенных нарушений организованности биосферы, которые вызываются загрязнением тяжелыми металлами.

В России целенаправленных исследований по агрохимии селена не проводилось. Практически отсутствуют данные о количественных связях поступления микроэлемента в растения в зависимости от доз селена, способов внесения, климатических условий, видовых особенностей сельскохозяйственных культур. Взаимодействие селена с химическими элементами и соединениями в почве и влияние их на поступление этого элемента в растения являются наиболее сложными и малоизученными в агрохимии селена и требуют детального рассмотрения. Большой интерес представляет поведение селена и молибдена при их совместном внесении. Изучение отношений между вышеназванными микроэлементами при накоплении их растениями имеет несомненное практической значение, поскольку правильное применение этих элементов позволит получать сбалансированную по элементному составу продукцию растениеводства.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Работа проводилась с целью изучения размеров и возможностей регулирования накопления селена в растениях при возделывании в условиях Нечерноземной зоны Российской Федерации для устранения широко распространенного дефицита этого элемента в продуктах питания и кормах . В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:

1. Изучение зависимости содержания селена в овощных и кормовых культурах от количества применяемого биселенита натрия.

2. Исследование влияния удобрения селеном на микроэлементный состав товарной продукции отдельных сельскохозяйственных культур; изучение действия селена и молибдена при их совместном применении на поступление данных микроэлементов в растения.

3. Отбор сельскохозяйственных культур, концентрирующих селен.

4. Оценка обеспеченности селеном почв и растений Европейской части Нечерноземной зоны Российской Федерации.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Установлено, что зеленные овощные культуры, а также редис, чеснок и люпин желтый при применении селена в качестве удобрения способны накапливать этот элемент в больших количествах, не превышающих токсические концентрации. Определены дозы селена при внесении его в почву, позволяющие получать обогащенную этим элементом растениеводческую продукцию и неснижающие урожай культур. Впергые приводятся данные по содержанию селена в нативных и окультуренных почвах, а также в дикорастущих видах растений и овощных культурах ряда областей Нечерноземья .

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Полученные результаты могут Сыть использованы при разработке мероприятий по применению селена в качестве удобрения для получения полноценной сельскохозяйственной продукции. Это имеет первостепенное значение для устранения дефицита данного микроэлемента в питании человека и рационе сельскохозяйственных животных в условиях Нечерноземной зоны РФ.

АПРОБАЦИЯ. Материалы исследований докладывались ежегодно на заседаниях кафедры агрономической и биологической химии МСХА в 1995-1997 гг., на научных конференциях ВИУА в 1997 и 1998 гг. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, двух глав, выводов, списча использованной литературы (200 источников, из них 65 - иностранных) и приложений. Работа изложена на 110 страницах машинописного текста и включает 30 таблиц и 2 рисунка.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ.

Биогеохимические исследования проводили в 1991-1993 гг. в Тверской, Рязанской, Московской, Новгородской, Ярославской, Вологодской, Архангельской и Брянской областях. Образцы почв естественного сложения отбирали из корнеобитаемого слоя (0-20 см) наиболее типичных почв выделенного ландшафта - по 90-150 образцов на каждую область с территории в 1000-2000 га (всего более 700 образцов) . На окультуренных почвах 1 образец отбирали с 4-5 га. Растительные образцы отбирали параллельно почвенным - 10-15 растений (всего около 1300 образцов).

В соответствии с поставленными задачами в течение 1991-1993 и 1995-1997 гг были проведены трехлетний полевой мелкоделяночний опыт на базе ВНИИ люпина (Брянская область), лабораторные и вегетационные опыты - на кафедре агрономической химии МСХЛ.

Лабораторные опыты - в световой комнате при искусственном освещении ртутными лампами в 5000 Люкс. Опытная культура - люпин желтый. Растения выращивали на питательной среде Кнопа с добавлением биселенита натрия ( 0,"5; 0,50; 1,00; 2,50; 5,00 MrSe/л) или молибденовокислого аммония (50, 100, 250 и 500 мгМо/л). Длительность опытов 21-28 суток. Повторность 5и-кратная.

Вегетационные опыты (почвенная культура) проводили на базе вегетационного домика кафедры агрономической химии МСХЛ. Использовали дерново-подзолистые почвы, различающиеся по механическому составу и валовому содержанию селена (табл. N1):

I почва - легкосуглинистая (Ярославская область),

II почва - тяжелосуглинистая (Московская область),

III почва - среднесуглинистая (Московская облгють).

Таблица N1

АГРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ.

N" ПОЧВЫ ГУМУС Z PHkcl Нг S Р2О5* ХгО" So Но" *

м-экв/100 г мг/кг

I 1.7 6.8 1.1 13.9 140 137 0.27 0.11

II 1.9 5.1 3.3 16.0 700 128 0.39 0.22

III 2.1 5.6 2.5 15.7 280 140 0.21 0.15

* - подвижные формы по Кирсанову; ** - оксалатная вытяжка.

Опытные культуры - листовой.салат (сорт Московский), редис (Рубин), укроп (Узбекский), корневая петрушка (Сахарная), яровой чеснок, пекинская капуста (Хибинская), люпин желтый (Жемчуг).

В качестве фоновых макроудобрений при набивке сосудов вносили нитрат аммония, одно- и двузамещенный фосфаты калия из расчета 500 и 1100 мг азота, 600 и 1100 мг фосфора и калия на сосуд. Селен вносили в виде биселенита натрия в дозах от 25 до 1000 мкгБе/кг почвы. Молибден применяли в виде молибденовокислого аммония: 0,07Х раствор при предпосевном замачивании семян и в дозе

1 мгМо/кг почвы (опыт с люпином). Опиты проводили в сосудах Мит-черлиха, вмещающих Ь кг абсолютно сухой почвы. Повторность опытов 4х- и 5м-кратн£ :. Растения выращивали в следующих количествах (шт/сосуд): укроп - 10. редис и петрушка - 7, чеснок - 4, салат, люпин и пекинская капуста - 3. В течение вегетации проводили фенологические наблюдения, отбирали пробы. Люпин на зеленую массу снимали в фазе цветения.

Полевой мслкоделяночный опыт. Почва серая лесная среднесуг-линистая с валовым содержанием селена 0.32 мг/кг, pH^cl - 6,2; Нг - 2,5 мг-экв/100 г; S - 44 мг-экв/100 г: подвижные формы фосфора (по Кирсанову) - 85 мг/кг почвы. Агротехника возделывания люпина желтого - общепринятая для Брянской области. Норма вчсева семян - 120 кг/га. Площадь делянки 10 м"-, учет урожая - методом пробного снопа. Повторность опыта трехкратная. Обработку посевов проводили растворами биселенита сатрия в фазу бутонизааии - начала цветения. Концентрации применяемых растворов - 0,00052 и 0,0027. (по соли). Контрольный вариант опрыскивали чистой водой. Расход жидкостей - 0.5 л/м2. На зеленую массу растения лопина убирали через 16-19 дней после обработки.

Для проведения анализов растительные образцы высушивали при температуре 35°С. Количественное определение селена проводили флуориметрическим методом по Ермакову С Ермаков В.В.,19853; молибдена - роданидным методам. Микроэлементы определяли методом рент-гено-флуоресцентной спектрометрии на приборе СРН-20.

Статистическую обработку результатов исследований проводили с использованием прикладной программы STATGRAF.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. НАКОПЛЕНИЕ СЕЛОМ НЕКОТОРЬШ ОВОШФШ КУЛЬТУРАМИ ПРИ ВНЕСЕНИИ ЗЛЕМНГА В ПОЧВУ.

Результаты проведенных опытов позволяют заключить, что содержание селена в овощных культурах в вариантах без внесения его было невысоким (за исключением чеснока). Применение селена в до-, зах 25, 125 и 250 мкг/кг не оказало отрицательного воздействия на урожай укропа и корнеплодов редиса (табл. N2). При 125 и 250 мкг/кг происходило даже повышение массы укропа на тяжелосуглинистой почве. Стимулирующий эффект отмечался и для корнеплодов реди-

-к-

Таблица N2

УРОЖАЙ УКРОПА И КОРНЕПЛОДОВ РЕДИСА, г/сосуд (возд.-сух,масса) И СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА, мкг/кг возд.-сухой массы

ДОЗА СЕЛЕНА мкг/кг УРОЖАЙ СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА

УКРОП РЕДИС УКРОП РЕДИС

I 11 I 11 I II I II

0 7.5 3.6 8.9 4.5 61 113 187 56

25 7.8 3.4 12.1 4.6 271 314 197 225

1*5 7.7 4.4 10.5 4.5 389 298 291 262

250 8.2 5.3 7.8 3.7 955 289 561 206

HCPos 0.8 0.7 4.6 1.0 — — — - —

г --- — — 0.97 0.50 0.98 0.49

Примечание: I, II - почвы, см. табл. N1.

сз при 25 мкг/кг на легкосуглинистой почве.

Внесение биселенита приводило к повышению содержания селена в продукцп, независимо от почвы и культуры (табл. N2). Но свойства почв оказывали определенное влияние на степень накопления данного элемента в растениях. Так, на легкосуглинистой почве повышение доз вносимого селена приводило к последовательному увеличению содержания этого элемента в растениях; в вариантах с тяжелой по механическому составу почвой его концентрации не зависели от применяемых доз биселенита натрия. Концентрация селена в рас тениях на почве II, в вариантах с внесением этого элемента в дозах 125 и .250 мкг/кг оказались несколько ниже,чем на почве I. В то же время, исходное содержание элемента в почве I (0,27 мг/кг) было ниже по сравнению с почвой II - 0,39 мг/кг. Несоответствие в поглощении почвенного селена растениями, наиболее вероятно, объясняется снижением доступности элемента вследствие адсорбции его глинистыми минералами тяжелой по механическому составу почвы II.

Повышение максимальной концентрации селена до 1000 мкг/кг почвы, в целом, не повлияло на урожайность салата и чеснока (см. табл. N4). Внесение биселенита натрия привело к резкому росту содержания селена в растениях - до 10 раз для салата и 17 для чес-

Таблица N4

УРОЖАЙ САЛАТА И ЧЕСНОКА И СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА (воздушно-сухая масса)

ДОЗЫ СЕЛЕНА, мкг/кг УРОЖАЙ , г/сосуд СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА,мкг/кг

САЛАТ ЧЕСНОК САЛАТ ЧЕСНОК

0 13.6 -(100) 3.7 (100) 72 (100) 303 (100)

125 14.3 (105) — - 170 (236) —

250 17.7 (130) 4.0 (108) 432 (600) 1421 (469)

1000 15.6 (115) 3.4 (92) 1 735 (1021) 5135 (1695)

HCPos 4.3 0.7 j —

Г — — 1 0.95 1.00

Примечание: в скобках - Z к контролю.

«ока. Последовательное увеличение доз селена пропорционально повышало накопление этого микроэлемента в растениях - коэффициенты корреляции между количеством вносимого селена и его содержанием в культурах составили 0,95 и 1,00 соответственно. Следует отметить, что чеснок накапливал элемент в значительно большем количестве, Чем другие культуры, его содержание было достаточно высоким даже в контрольном варианте. Вследствие этого чеснок можно отнести к растениям, концентрирующим селен. Но несмотря на очень высокое обогащение этим элементом овощных культур, коэффициенты его использования из селенового удобрения были невысоки: для салата они составили 0,2-0,5Х, для чеснока - 0,3-0,431.

Удобрение селеном, не оказав влияния на урожай, привело к резкому увеличению поступления этого элемента в надземную часть и корни петрушки - в 2,5-4,0 раза и 3,5-10,0 раз соответственно (табл. N3). Рост содержания селена происходил до 250 мкг/кг, при дальнейшем повышении дозы биселенита натрия существенного увеличения концентрации элемента в растениях не наблюдалось. Следует отметить, что листья накапливали селена на единицу массы больше," чем корни, во всех вариантах. Однако, по сравнению с контролем, корни в большей степени концентрировали элемент в отличие от листьев.

Таблица N3

УРОЖАЙ И СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА В РАСТЕНИЯХ ПЕТРУШКИ (воздушно-сухая масса)

ДОЗА СЕЛЕНА, мкг/кг УРОЖАЙ, г/сосуд СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА, мкг/кг

ЛИСТЬЯ корни листья корки

0 7.5 (100) а. 4 (юо) 193 (100) 67 (100)

50 7.8 (104) 8.8 (105) 407 (242) 233 (348)

250 6.9 (92) 9.1 (108) 733 (380) 623 (930)

500 7.3 (97) 8.6 (102) 733 (380) 667 (996)

НСРо5 1.0 0.9 --- — -

Г --- --- 0.84 0.91

Примечание: в скобках - X к контролю.

Несмотря на высокое обогащение селеном растений петрушки при внесении биселенита натрия, ког'ффицибжты его использования из селенового удобрения не превышали 1.4Х. Для надземной части они составили 0,2-0,87., для корней - 0,2-0,61, а в целом для всего растения - 0,4-1,4%. Следует отметить, что с повышением дозы при-

Таблица N5

УРОЖАЙ (сирая масса) И СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА В РАСТЕНИЯХ ПЕКИНСКОЙ КАПУСТЫ (воздушно-сухая масса)

ДОЗЫ СЕЛЕНА, мкг/кг УРОЖАЙ, г/сосуд СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА. «КГ/КГ

1995 1996 среднее 1995 1996 среднее

0 424 336 380 158 (100) 156 (100) 157 (100)

250 416 355 386 362 (229) 338 (217) 350 (223)

500 455 337 396 686 (434) 561 (300) 623 (397)

1000 393 354 373 783 (496) 840 (538) 812 (517)

НСРоб 46 33 ... - — —

г --- — ... 0.99 0.94 — -

Примечание: з скобках - X к контроля.

-Ч-

меняемого элемента, коэффициенты его использования снижались.

Вегетационные опыты по изучению влияния Сиселенита натрия на накопление сел на растениями пекинской капусты проводили на сред-несуглинистой почве 11i (табл. N1). Результаты опытов демонстрируют отсутствие отрицательного вс-действия селена в дозах 250, 500 и 1000 мкг/кг на урожай пекинской капусты (табл. N5). Накопление селена этой культурой последовательно увеличивается с ростом применяемых доз Сиселенита натрия (коэффициент корреляции -0,99 и 0,94). Данный показатель характеризовался воспроизводимостью по годам эксперимента. В результате проведения опытов <5 ил о достигнуто пятикратное обогащение растений данным элементом.

2. НАКОПЛЕНИЕ СЕЛЕНА ЗЕЛЕНОЙ МАССОЙ И ЗЕРНОМ ЛЮПИНА ЖЕЛТОГО ПРИ ВНЕКОРНЕВОЙ ОБРАБОТКЕ РАСТЕНИЙ БИСЕЛЕНИТОМ НАТРИЯ.

Одним из способов получения растениеводческой продукции, обогащенной селеном, является внекорневая подкормка вегетирующих растений растворами солей этого элемента. Опрыскивание люпина желтого 0.0005Z и 0,002% растворами Сиселенита натрия в большинстве случаев не влияло на его урожай, за исключением -.иижения зеленой массы при обработке более концентрированным раствором в •1996 году (табл. N6). Вероятно, 0,002% раствор биселенита натрия может обладать токсическим действием для люпина. Проведение внекорневой подкормки селеном приводило к значительному накоплению этого элемента как в зеленой массе, так и в зерне - в 4-9-раз по сравнению с контролем.

Таблица N6

УРОЖАЙ ЛЮПИНА, Ц/га И СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА, МКГ/КГ

ВАРИАНТЫ УРОЖАЙ, ц/га СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА,мкг/кг

ЗЕЛЕНАЯ UACCA ЗЕРНО ЗЕЛЕНАЯ КАССА ЗЕРНО

1985 1088 1937 1899 1935 19S3 сред. 1996

Контроль 247 689 640 ! 25.5 113 158 136 , 143

0.0005Z 237 619 683 J 26.2 493 617 555 528

0.002Х 252 543 673 | 22.0 095 1240 1118 ! 1140

НСР05 48 134 122 I 4.2 — — — | —

Коэффициенты использования селена из биселенита натрия при опрыскивании были достаточно высоки. Для зеленой массы они составили 6-97. В 1995 И 12-22Х В 1996 ГОДУ, ДЛЯ семян - 4-87., В целом для надземной части (1996) - 16-30%. Содержание селена в зеленой массе люпина мало отличалось по годам, поэтому коэффициенты использования в 1996 году были выые аа счет большего выноса этого элемента с урожаем. Можно предположить, что степень накопления селена в растениях люпина при опрыскивании растворами биселенита натрия достаточно прогнозируемы и слабо зависят от климатических и почвенных условий.

3. ВЛИЯНИЕ МОЛИБДЕНА НА НАКОПЛЕНИЕ СЕЛЕНА ЛЮПИНОМ ЖЕЛТШ.

Для коррекции применяемых доз селена был проведен лабораторный опыт по изучению влияния различных концентр£ЩИй селена на рост и развитие люпина желтого в условиях водной культуры. При концентрациях 1 и 2,5 мгЗе/л наблюдалась тенденция увеличения массы корня, а также длины корня (при 1 мг5е/л) и надземной части (при 2,5 мгЗе/л). Результаты опыта были учтены при выборе доз селена для проведения вегетационного епыта.

В практике сельского хозяйства при возделывании люпина широко применяют молибденовые удобрения. При совместном внесении селена и молибдена возможны изменения поступления этих микроэлементов в гастения. Литературные данные по этому вопросу практически отсутствуют, но для серы, химического аналога селена, и молибдена отмечались как явления антагонизма, так и синергизма, а в отдельных случаях не наблюдалось действия на их накопление растениями СКабата-Пендиас, Пендиас, 1989]. Поэтому, для установления влияния молибдена на накопление селена был проведен_опыт. в котором учитывались также и разные способы внесения молибдена.

Применение селена и молибдена в целом за годы эксперимента не оказало существенного влияния на урожай зерна и зеленой массы люпина желтого.

Внесение селена в дозах 250, 500 и 1000 мкт/кг увеличивало содержание этого элемента в зеленой массе в 3-11 раз, в зерне - в .6-25 раз (табл. N74. Зерне отличалось большей способностью накопления этого элемента - оно более, чем в 2 раза интенсивнее концентрировало селен по сравнению с зеленой массой. Возможно, это связано с высоким содержанием белка в зерне люпина, в аминокисло-

-д-

Таблица N7

СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА В РАСТЕНИЯХ ЛЮПИНА ЖЕЛТОГО, мкг/кг 1-6оз Мо, 2-предпосевное замачивание, З-внесение в почву

ВАРИАНТ ДОЗА СЕЛЕНА , мкг/кг почвы

0 250 500 1000

1995 1996 ср. 1995 1996 ср. 1995 1996 ср. 1995 1996 ср.

СОЛОМА

1 143 140 142 543 600 572 883 952 918 1648 1540 1544

2 134 98 116 457 549 503 836 861 849 1522 1480 1501

3 136 136 -- 526 526 -- 854 854 -- 1403 1403

* 36 28 — 131 225 197 — 366 328 —

ЗЕРНО

1 140 108 154 1168 1280 1224 1975 2466 2220 3293 3674 3484

2 3 105 187 146 1109 1567 1338 1737 £833 2310 3584 3980 3785

-- 156 156 -- 1062 1062 -- "243 2243 -- 3615 3615

* 31 38 — 226 "97 — 471 581 — 896 833 —

* - НСРп

так которого сера замещена на селен. Рядом исследователей также отмечалось повышенное конценфрирование данного элемента генеративными органами по сравнению с вегетативными частями растений [Веегоп, 1961; А1Ьазе1 е1 а1.. 1989; Кабата-Пендиас, Пендиас, 19891. Применение молибдена, независимо от способа, практически не повлияло на накопление селена растениями люпина. Следует только отметить тенденцию снижения данного показателя в зеленой массе под влиянием молибдена.

Несмотря на высокое накопление селена зерном люпина, процент использования этого элемента из удобрения был низким и составил 0,5-0,8%. Его величина не зависела ни от дозы селена, ни от спо-о соба внесения молибдена. Однако, следует заметить, что содержание селена в зеленой массе и зерне люпина возрастало практически прямо пропорционально внесенному количеству этого элемента, независимо от молибдена (коэффициенты корреляции 0,99-1,00).

-ю-

Использование молибдена приводило к увеличению содержания его в растениях люпина, причем зерно концентрировало данный элемент значительно больше зеленой массы (табл. N8). Так, накопление молибдена зерном люпина при '¿несении его в почву и без него в 3-6 раз превышало концентрацию этого элемента в зеленой массе; при предпосевном замачивании семян разница не столь существенна - в 1,1-1,7 раз (1995 год) и в 1,6-2,2 раза (1996 год). Следует также отметить, что накопление молибдена зеленой массой не зависело от способа его применения при одновременном использовании селена; в зерне же, напротив, при почвенном внесении молибдена его содержание было в 1.1-1,7 раза выше по сравнению с предпосевным замачиванием (независимо от селена).

При поступлении в зеленую массу селен оказался синергистом молибдена при их совместном внесении в почву.

Таблица N8

СОДЕРЖАНИЕ МОЛИБДЕНА В РАСТЕНИЯХ ЛЮПИНА МЕЛТОГО, мг/кг

дозы СЕЛЕНА, мкг/кг ВАРИАНТЫ

БЕЗ Мо ЗАМАЧИВАНИЕ СЕМЯН В ПОЧВУ

1995 1996| ср. 1995 1996 ср. 1996

ЗЕЛЕНАЯ МАССА

0 0.7 0.6 0.7 6.5 3.0 7.8 3.8

250 0.7 0.4 0.6 6.0 ' 6.5 6.3 6.0

500 0.8 0.5 0.7 7.0 7.0 7.0 6.0

1000 0.8 0.5 0.7 6.0 7.0 6.5 7.0

НСР05 0.2 0.2 — 1.7 1.8 -- 1.5

ЗЕРНО

0 3.7 2.4 3.1 9.3 12.9 11.1 20.9

250 3.5 2.4 3.0 10.4 13.3 11.9 19.0

500 3.0 2.8 2.9 7.6 15.7 11.7 17.5

1000 3.5 2.1 2.8 9.2 13.7 11.5 22.8

НСР05 1.2 1.4 — 3.0 5.3 — 4.6

Большой интерес представляет влияние селена на поглощение других микроэлементов. Селен действовал как антагонист кобальта -снижение содержания кобальта составило 21-35Х (табл. N9). Применение молибдена само по себе не повлияло на поступление этого микроэлемента в зерно люпина, однако его присутствие усилило отрицательное влияние селена на поглощение кобальта; на Фоне молибдена снижение отмечается уже при наименьшей дозе - £50 мнгБе/кг, а при отсутствии молибдена - только при 500 мкгЗе/кг.

В опыте 1996 года, который отличался менее благоприятными метеорологическими условиями по сравнению с 1995 годом, молибден подавлял поступление марганца в зерно люпина на 20-262. Однако, селен снимал это антагонистическое действие молибдена в варианте с предпосевным замачиванием семян, а в дозе 500 мкгБе/кг - при

Таблица N9

СОДЕРЖАНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ЗЕРНЕ ЛЮПИНА, мг/кг 1-без Мо, 2-предпосевное замачивание семян, З-внчсение Мо в почву

ВАРИАНТ ДОЗА СЕЛЕНА , МКГ/КГ ПОЧВЫ

0 250 500 1000

1995 199б| ср. 1995 1996 ср. 1995 1996 ср. 1995 1996 ср.

№

1 61.3 65.7 63.5 63.5 60.2 61.9 59.3 55.5 57.4 65.7 65.1 65.4

2 60.3 50.2 55.3 59.7 54.0 56.9 60.3 55.9 58.1 61.8 60.3 61.1

3 -- 50.9 50.9 -- 45.7 45.7 -- 55.0 55.0 -- 50.4 50.4

Си

1 14.6 12.8 13.7 16.8 12.0 14.4 14.7 13.5 14.1 15.1 13.1 14.1

2 12.2 10.5 11.4 11.0 13.1 12.1 12.8 11.3 12.1 10.6 12. Э 11.8

3 -- 9.5 9.5 — 8.7 8.7 — 10.1 10.1 -- 7.2 7.2

Со

1 0.41 0.44 0.43 0.40 0.44 0.42 0.37 0.36 0 37 0.30 0.38 0.34

2 0.'5 0.45 0.45 0.38 0.37 0.38 0.35 0.34 0.35 0.30 0.40 0.35

3 -- 0.48 0.48 0.40 0.40 -- 0.39 0.39 -- 0.31 0.31

ого почвенном внесении.

В проведенных опытах под воздействием молибдена, независимо от способа его применения, снижалось содержание меди в зерне люпина желтого на 28-49%, но при внесении в почву этот эффект оказался более выраженным. Это отмечалось по всем годам проведения эксперимента. Селен в дозах 250 и 1000 мкг/кг устранял антагонистическое действие молибдена по отношению к меди при предпосевном замачивании семян, однако, при почвенном внесении молибдена максимальная концентрация (1000 мкг5е/кг) резко снижала содержание меди.

4.АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ РЯДА ОБЛАСТЕЙ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ НА СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА.

Оценка почв на валовое содержание се/ена, проведенная в ходе биогеохимических исследований, позволила заключить, что концентрации элемента были невысокими: 61-729 мкг/кг. Наименьшими концентрациями селена (61, 120, 152, 162, 169 мкг5е/кг) характеризуются подзолистые и дерново-подзолистые почвы, почвы на песчаных почвообразующих породах. Это объясняется наличием характерных для вышеуказанных почв условий, не способствующих накоплению селена, а именно - высокой кислотности, легкого механического состава, низкого содержания гумуса. Максимальные концентрации микроэлемента - 5Р1, 608, 624, 645, 727 мкгЗе/кг - были обнаружены в торфянистых ,• оглеенных, обогашенной окисламг, железа и образованных на карбонатных породах почвах. В большинстве же случаев исследованные почры содержат не более 400 мкгБе/кг, и их следует отнести к дефицитным по содержанию этого элемента.

Анализ содержания селена в растениях различных семейств показал, что среднее содержание элемента в большинстве видов не превышало 100 мкг/кг (табл. N10), что считается нижним порогом его оптимального содержания в кормах сельскохозяйственных животных tКаРата-Пендиас, Пендиас, 1989]. Максимальные концентрации селена были отмечены для растений семейств Fabaceae, Роасеае и Asteraceae. Наименьшими количествами селена отличались растения семейства Apiaceae. Можно предположить, что растения семейств Fa-baceae И Роасеае способны накапливать этот микроэлемент в значительной степени. Однако, выделить семейства растений, которые яв-. лялись бы концентраторами селена, йе представляется возможным: во

-./чЗ-

Таблица МО

СЕТИ В РАСТЕНИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ, мкг/кг сухой массы

N п/п СЕМЕЙСТВО ЧИС-ÍO ВИДОВ СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА

амплитуда средкевзвеш.

1 Роасеае 14 12-409 102

2 Fabaceae 16 8-356 116

3 Apiaceae 8 10-116 62

4 Brasslcaceae. 6 10-121 63

5 Asteraceae 46 1-348 91

всех изученных семействах присутствуют виды с пониженным и высоким содержанием селена.

Обследованные окультуренные почвы Тверской, Ярославской и Московской областей, также как и нативные почвы этих территорий , оказались большей частью дефицитными по содержанию доступных для растений форм селена - валовое содержание этого элемента в большинстве случаев не превышало 500 мкг/кг. Наблюдающееся в ряде мест отбора проб Московской (Чеховский и Можайский р-ны) и Брянской (Брянский р-он) областей аномально высокое содержание селена, превышающее 2000 мкг/кг, наиболее вероятно объясняется внесением в"сою!Х доз органических удобрений, не исключено и техногенное загрязнение. Однако следует заметить, что количество доступного для растений селена в этих почвах невелико, так как выращенные в данных условиях культуры характеризуются невысоким содержанием этого микроэлемента (75-111 мкгБе/кг). Концентрации селена в зеленных культурах в большинстве случаев соответствовали содержанию элемента в почве, особенно тесная взаимосвязь между его содержанием в почве и в растениях была выявлена для петрушки (г 0,943). В общем, исследуемые овощные культуры характеризовались низким содержанием селена, не превышающем в большинстве случаев 100 мкг/кг сухой массы.

вывода.

1. Результаты проьеденных опытов показали отсутствие отрицательного действия селена на урожай укропа, редиса, петрушки, салата, чеснока, пекинской кап>сты и люпина желтого.

2. На основе анализа материалов вегетационных опытов установлено, что внесение биселенита натрия в дозах 25, 125 и 500 мкгБе/кг почвы позволяет получать обогащенную селеном продукцию укропа и редиса. Содержание этого элемента возросло для корнеплодов редиса до 105-468% по отношению к контролю , для укропа - до 256-1560%.

3. В вегетационных опытах по использованию селена в виде биселенита натрия в дозах 125, 250 и 1000 мкгЗе/кг почвы, проведенных с листовым салатом и яровым чесноком, показано, что содержание изучаемого микроэлемента в салате повысилось с 72 на контроле до 735 мкгЗе/кг (на 136-920%), в чесноке - с 303 до 5135 MKrSe/KT (на 370-1600%). Чеснок можно отнести к растениям, концентрирующим селен в достаточно высоких количествах.

4. Установлено, что применение селена в виде биселенита натрия в условиях вегетационного опыта в дозах 50, 250 и 500 MurSe/KT способствует по ышению содержания селена в корнях и листьях петрушки: концентрация селена достигала 242-380% от контроля для надземной части и 348-996% - для корней.

5. В вегетационных опытах с пекинской капустой при внесени" селена в виде биселенита натрия в дозах 250, 500 и 1000 мкгБе/кг почвы наблюдалось повышение уровня этого микроэлемента в товарной продукции со 157 до 350-812 мкгБе/кг, что составило 223-517% от контроля.

6. Внекорневая подкормка люпина желтого 0,0005% и 0.002% раствором биселенита натрия повышает содержание селена в зеленой массе в 4-9 раз, в зерне - в 4-8 раз по сравнению с контрольным вариантом..Данный способ можно считать перспективным для применения в сельскохозяйственном производстве.

7. В лабораторных опытах установлено, что селен в концентрациях 0,5-2,5 мг/л питательного раствора оказывает стимулирующее действие на рост люпина желтого в фазе 3-4 листьев. При истолковании селена в количестве 5,0 мг/л происходило угнетение растений. Оптимальная концентрация молибдена для развития растений лю-. пина желтого в начальный период роста в условиях водной культуры

- S5-

составила 0,10 мгМо/л питательного раствора.

8. Применение селена (250, 500 и 1000 мкгБе/кг почвы) и молибдена (предпосевное замачивание семян в 0,07% растворе молибде-иовогмслого аммония и внесение в почву в дозе 1 мг/кг) в условиях вегетационного опыта, проведенного с люпином желтым, позволило получить обогащенную селеном продукцию. Максимальное обогащение этим элемэнтом зеленой массы составило 11001, зерна - 2560Z по сравнению с контрольным вариантом.

9. При поглощении селена и молибдена зеленой массой люпина желтого селен выступил синергистом молибдена. При поступлении микроэлементов в зерно люпина селен действовал как антагонист кобальта, уменьшая его содержание с 0,43 до 0,31 мг/кг. Молибден проявил антагонистическое действие в -отношении меди (снижение содержания с 13,7 до 7,2 мг/кг) и марганца (с 63,5 до 45.7 мг/кг).

10. Результаты, полученные при биогеохимическом обследовании Тверской, Рязанской, Московской, Новгородской, Ярославской, Вологодской, Архангельской и Брянской областей по содержанию селена в почвах и растениях (диких и культурных видах), позволяют отнести обследованные территории к дефицитным по содержанию селена во всех звеньях пищевой биогеохимической цепи.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации: ,

1. Торшин С.П., Удельчова Т.м,, КоноваН.И., Забродина И. Ю., Машко..а Т.Е.. Ягодин Б.А. Селен в депонирующих средах Нечерноземной зоны Европейской части России и агрохимический метод коррекции дефицита селена. // "Экология", Екатеринбург, N 4, 1996, с. 253-258.

2. Torshin S.P., Udel'nova Т.М.. Konova N. I., Zabrodina I.Yu., Mashkova Т.Е., Yagodin B.A. Selenium in deposited media of the nonchernozem zone the European part of Russia and an abroche-mical method for the correction of selenium deficiency. // Soils and Fertilizers, 1997, Vol. 60, No. 4. p. 416.

3. Машкова Т.Е. Влияние селенового удобрения на накопление селена в растениях чеснока, люпина желтого и пекинской капусты. // Бюл. ЧИУА, N"110, М. , 1997, С.48.

4. Машкова Т.Е. Влияние биселенита натрия на накопление селена в растениях люпина желтого. // Бюл. ВИУА, М., N"111, 1998.