Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ЛИТИЯ НА УРОЖАЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ЛИТИЯ НА УРОЖАЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

На правах рукописи ИНОГРАДОВА Светлана Борисовна

УДК 631.531.13.631.42.546.34

влияние лития на урожаи и химический состав некоторых сельскохозяйственных культур

(Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА — 1985

шт

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор Б. А. Ягодин.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Юдинцева Е. В., кандидат биологических наук Садовская Э. Н.

Ведущее предприятие — Всесоюзный научно-исследовательский институт удобрений и агропочвоведення им. Д. Н. Прянишникова.

сов на заседании Спец ,

Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49, Ученый совет ТСХА.

С диссертацие" в ЦНБ ТСХА. Авторе-

Защита состоится

ферат разослан

1985 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета — кандидат биологических наук, доцент ^"

Л_Л- А. Дорожкина

і .

¡и

і. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы н на период до 1990 года», принятых на XXVI съезде КПСС; и Продовольственной программой СССР поставлена важнейшая задача увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, в особенности производства зерна, кормов Л другой сельскохозяйственной продукции. Среди всех факторов, определяющих урожайность сельскохозяйственных культур, одним из главных являются удобрения, в том числе и микроудобрения.

В настоящее время известно общебиологическое значение различных микроэлементов, которые используются в медицине в качестве биотиков, а в сельскохозяйственном производстве в качестве удобрений.

Почти любой элемент в зависимости от дозы может рассматриваться или как удобрение, или как токсикант. Однако выявление положительных и токсических доз требует систематических исследований функций—урожай, качество и содержание исследуемого элемента в различных субстратах.

В последние годы в литературе появились работы, рекомендующие применение солей лития в качестве удобрений (Охри-менко, Уяздовская, 1967; Охрименко, Кузьменко, 1975; Охри-менко, 1980). Однако есть работы, указывающие на отрицательное действие лития на урожай сельскохозяйственных культур (Scharrer, Schroop, 1933; Wallace, 1980, 1984; Romney, 1981).

Имеющиеся в литературе данные не раскрывают действия лития на урожай, химический состав растений, почв, накопление его различными культурами и почвой, последействие и т-акоичность литиевых соединений. Это затрудняет решение вопроса о необходимости применения лития в качестве микроудобрения.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы явилось изучение влияния лития на урожай и качество некоторых

L. ■

* -u«ts

t 1

сельскохозяйственных культур, взаимосвязи концентраций лития в среде и концентраций лития в растениях.

В связи с этим были поставлены следующие задачи: 1) изучение содержания лития в почвах, удобрениях и распределение лития по органам различных растений; 2) действие лития на урожай сельскохозяйственных растений на различных типах почв в условиях полевых и вегетационных опытов;

3)установление связи содержание лития в почве — содержание лития и других химических элементов в растениях;

4) изучение последействия лития.

Научная новизна работы.

Изучена взаимосвязь широкого спектра концентраций лития с урожаем генетически различных культур при внесении его в разные почвы. Прослежена кинетика накопления лития на единицу биомассы. Установлена зависимость действия иона лития от почвенных и климатических условий.

Отмечено увеличение хромосомных аббераций под действием нона лития. Установлена токсичность лития в последействии на гречихе.

Практическое значение работы. Результаты исследований влияния различных норм лития иа урожай и продуктивность некоторых сельскохозяйственных культур могут быть использованы для установления целесообразности применения литиевых препаратов в качестве микроудобрений.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научной конференции «Генезис и регулирование плодородия почв» (г. Горький, 1982 г.) и на научных конференциях ТСХЛ в 1982—1983 гг.

Публикация результатов. По материалам диссертации опубликовало три работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов, заключения, списка литературы, приложения и изложена на 149 страницах машинописи.

Рукопись включает 27 таблиц и 15 рисунков. Список использованной литературы состоит из 218 источников, из них 67 на иностранных языках.

Условия и методики исследовании. Исследования проведены в 1981—1983 гг. на кафедре агрономической и биологической химии ТСХЛ й на экспериментальной базе ТСХА в учхозе «Михайловское» Подольского района Московской области.

Прежде чем установить влияние лития на урожай, были изучены почвы различных генетических типов. Агрохимическая характеристика почв представлена в таблице 1.

Объектами исследований на содержание литня послужили сельскохозяйственные культуры, принадлежащие к различным

. о

семействам: томаты — сорт «Колхозный 34», картофель — сорт «Бирюза», гречиха — сорт «Калининская», ячмень —* сорт «Московский 121».

В 1981—1983 гг. были проведены опыты в условиях песчаных и почвенных культур с томатами, гречихой и ячменем в диапазоне концентраций лития от 0,1 до 20 мг/кг. Повторность опытов четырехкратная.

В вегетационных опытах 1981 года под гречиху и ячмень вносили N—100, Р—50, К—100 мг/кг почвы; под томаты, выращенные в 1981—1983 гг., вносили: на дерново-подзолистой тяжел осуглинистой почве—N—200, Р—200, К—250 мг/кг почвы; на черноземе — N—100, Р—200, К—175 мг/кг почвы; на красноземе— N—200, Р—100, К—175 мг/кг почвы.

Таблица I

Агрохимическая характеристика почв вегетационных м полевых опытов 1981—1983 гг.

£ Нг Б К*0

Год и рН

1_ м-экв, на 100 г В5 мг/100 г

Полевые опыты, дерново-подзолистая средкмуглиннстад почва

1981/82

1,7

12,6

80,0

6,9

10,8

Вегетационные опыты, дерново-подзолистая тяжел осу мииистзи почва

1981/83

1962/83

1982/83

1982/83

1.7

6>8

2.0

5,4-

4

< г—

5,0

8,0

б2,а

Чернозем обыкновенный

7,0

7,2

4,1

0,5

47,3

99,0

Серозем типичный

>15,0 | 100 Краснозем глинисты А

19,5

3,0

87,0

7.0

10,0

30,0

9,5

4.0

20,0

20,0

15,0

Полевые опыты с картофелем проводились в учхозе «Мн-хайловское» на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве. Площадь делянки 20 м2, ловторность опытов четырехкратная.

Азот, фосфор, калий вносили из расчета 100, '80 и 120 кг/га соответственно.

Изучался диапазон концентраций лития от 0,5 кг/га до 3 кг/га. Для опытов использовали сернокислую соль лития.

Перед закладкой опытов в почвах определяли содержание валового, кислоторастворимого и водорастворимого лития. Валовая форма определялась после разложения почвы плавиковой кислотой, кислогорасгворн.чая — после одночасового взбалтывания (1 : 10) в 1 п НСІ, водорастворимого — в водной вытяжке (I :20). ООщис агрохимические показатели почвы, а также содержание азота, фосфора, калия, кальция, магния и натрия в растениях определяли по общепринятым методикам. Сахара в томатах — по Бертрану, крахмал в картофеле — по Эверсу. В растениях литий определяли после сухого озолення растительного материала при различных температурных к временных режимах для различных культур и при последующем переводе озоленного материала в раствор 20%-ной соляной кислотой. Конечное определение лития проводили на спектрофотометре «Р1аГо-4>.

Колосья ячменя и соцветия гречихи фиксировали на мейоз в фиксаторе Нъюкомера, Мейоз смотрели на препаратах после окрашивания 4,5%-ным раствором анетокармина. Фертиль-ность пыльцы определяли после окрашивания 2,5%-ным раствором ацетокармииа.

Корешки (5—6 мм) на митоз фиксировали в фиксаторе Карнуа (уксусный алкоголь 3: 1) .Перед фиксацией проводили обработку материала на холоде (+1—2°С). Мацерацию проводили 1н НС1 при 60°С в течение 5 минут. Окрашивали препараты ацетокармииом. Кроме того, анализу на содержание лития подвергался кварцевый песок, питьевая вода, минеральные удобрения.

Полученные в исследованиях результаты обрабатывались методом дисперсионного анализа (Плохииский, 1961; Доспехов, 1968).

II. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

2.1. Содержанке лития в почве, минеральных удобрениях

н растениях

В опытах исследовались почвы различных генетических типов: дерново-подзолистая, чернозем обыкновенный, серозем типичный, краснозем (таблица 1).

Дерново-подзолистая почва представлена среднесуглинис-той и тяжелосугл инистой. Дерново-подзолистая сред несу глинистая почва содержит водорастворимого лития 0,5 мг/кг, '4

кисло гор ас гв о р и м о го — 8,3 иг/кг л валового — 20,9 мг/кг. Дер ново-подзолнст а я тяжелосуглшшстая почва содержит водорастворимого лития 0,5 мг/кг, кислоторастворимого — 8,1 мг/кг и валового — 26,3 мг/кг.

Чернозем обыкновенный содержит водорастворимого лития 1,1 мг/кг, кислоторастворимого — 10,9 мг/кг и валового — 42,3 мг/кг.

В сероземе типичном водорастворимого лития — 0,9 мг/кг, кислоторастворимого — 16,5 мг/кг и валового — 44,5 мг/кг.

Краснозем глинистый — водорастворимого лития 0,9 мг/кг, к и с лото растворимого — 9,6 мг/кг, валового — 28,3 мг/кг.

Содержание валового лития в указанных почвах колеблется от 20,9 до 44,5 мг/кг. Наибольшее количество валового лития отмечено в сероземе — 44,5 мг/кг и черноземе — 42,3 мг/кг. Эти почвы характеризуются и более высоким содержанием кислоторастворимого лития но сравнению с дер-иово-подзол истой почвой и красноземом. Содержание водорастворимого лития не превышает 1,1 мг/кг для всех почв.

В кварцевом песке, использованном в опытах, содержание кислоторастворимого лития составляет 0,01 мг/кг, песка водорастворимого — следы. Питьевая вода содержит от 0,05 до 0,15 мг лития на литр.

В исследованных минеральных удобрениях содержание лития следующее:

аммоний азотнокислый (промышленный) — следы: кальций азотнокислый (ХЧ) — 15 мг/кг; калий хлористый (промышленный) — 25 мг/кг; калий фосфорнокислый однозаме-щеиный (ХЧ) — 30 мг/кг; калий фосфорнокислый однозаме-щенный (промышленный) — 50 мг/кг; суперфосфат двойной (промышленный) — 120 мг/кг.

Содержание лития в различных культурах значительно варьирует. В таблице 2 представлены данные по содержанию лития в вегетативных и репродуктивных органах растений, выращенных в наших опытах и в хозяйствах Московской области.

При анализе растений, достигших хозяйственной зрелости, наибольшее количество лития обнаружено у представителей семейства пасленовых и сложноцветных, при этом различия по содержанию лития внутри одного семейства (пасленовые) выражено слабо.

У изученных нами растений содержание лития в вегетативных органах значительно выше, чем в репродуктивных. Отношение концентрации лития в вегетативной массе к концентрации его в репродуктивных органах зависит от культуры. Наиболее высоко оно у ячменя — 7,6; у гречихи составляет 3,6; у пасленовых (картофель, томаты) в среднем 2,4.

2.2. Влияние лития на продуктивность сельскохозяйственных культур

Сравнительное изучение реакций растений гречихи, ячменя, томатов на внесение литня изучалось на дерновоподзолистой почве (таблица 3). Действие доз лития на растения гречихи проявилось к началу цветения. На вариантах с дозами литня I, 2, 5 и 10 мг/кг растения начали отставать в росте, затем появилось пожелтение края пластинки листьев нижнего яруса. При внесении лития 0,1 н 0,5 мг/кг визуально растения не отличались от контрольных, но, несмотря на нормальное развитие на варианте с дозой лития 0,5 мг/кг, урожай плодов был ниже контрольного на 27,3% (таблица 3).

Таблица 2

Содержание лития в растениях, выращенных в условиях Московской области

Культура Объект анализа Содержание лития (\irfkr) Культура Объект анализа Содержанке лития (мг/кг)

Томаты Плоды 2.0±0,1 Сахарная Корнепло-

Надземная свекла ды 2,6 ±0,2

масса 4,6 ±0,2 Ботва 4,2 ±0,4

Корни 2,6 ±0,Ь Тимофеев- Зерно 0,8±0,1

Карто- Клубни 2,3 ±0,1 ка Солома 3,6 ±0,2

фель Ботва ■|,а±о,2 Салат ко- Корни І,9±0,і

Ячмень Зерно 0.8-0,1 Надземная

Солома 6,1 ±0,3 чанный масса 5,0 ±0,4

Корни ;1,1 ±0,| Кукуруза Зерно 1,5 ±0,2

Гречиха Плоды 1,3-0.1 Надземная

Солома 4,5 ±0,3 масса 4,7 ±0,4

Корни 2,0 ±0,3 Корин 1.8>±0,1

Горох Зерно Надземная масса 3,4-0.3

Клевер Корин ЦЗ±(>Л

Надземная 2,3 ±0,3

масса

Корни 1,5±0,2

В почвенной культуре изученные дозы литня не оказали существенного влияния на урожай ячменя (таблица 3). Следует отметить уменьшение соотношения зерно: солома при увеличении дозы лития, а также некоторое снижение озериенно-стн колоса.

Влияние лиш на растения томатов изучалось в течение 1981—1983 годов. В опыте 1981 года (таблица 4) влияше доз лигня составляет не менее 64% от обшей суммы факторов. Наибольшие прибавки урожая получены на дозах лития 1,0 и 6

Влияние различных доз лития на продуктивность растений гречихи

и ячменя (почвенная культура, 1931 г.) _ .

Варианты опыта (лоза лития в мг/кг почвы) Гречиха (масса 10 растений) Ячмень

о « о о м Я 3 К с и и 1 К V 1-ї 3= ** <5 о о с* Й « є £ = о о Я к вегетативная масса (сухая), г А я г в з £ 2 мм 2 а « 55« Саг Рї ез п Я л и 2 О О с-2 К к о о2:с а « зг ^ 5 3 в * V Ц И о О О V їй Й 2 О О

КРК Л'РК+П 0,1 КРК+и 0,5 КРК+Ы 1,0 2,0 МРК+Ы5.0 ЫРК+Ы 10,0 15,0 13,8 10$ 7.8 10,0 6.2 6,2 ть 4.1 7.2 5,0 8,8 0.8 33,2 35,5 40.5 36,2 37,4 25,9 31.6 0,39 0,39 0,27 0,21 0,27 0,21 0.19 14.6 11.4 15.7 13.4 13.5 15.1 12,7 0.2 1,1 1,2 1,1 0,5 иэ 20,4 19.8 21.3 20.3 21.7 21.9 21,0 0,72 0,73 0,74 0,60 0.Є2 0,69 0,К» 97,3 96Д 98.5 96,1 91.0 03.3 93,8

НСР« 3,1 Ї.5 2,9 33

2,0 мг/кг. Отмечено, что на вариантах с дозами лития 0,1 и 1,0 мг/кг почвы наибольшее соотношение товарной продукции к нетоварной составляет 3,3 и 3,5 соответственно. Увеличение урожая плодов томатов не коррелирует с дозой лития. Доза 0,1 мг/кг дает достоверную прибавку — 16,4%. Увеличение дозы в 5 раз снижает урожай (прибавка в этом случае недостоверна). Дальнейшее увеличение содержания лития в почве (при внесении до 1,0 мг/кг) приводит к значительному увеличению урожая. При увеличении дозы лития до 10 мг/кг прибавка урожая недостоверна.

В опытах 1982 года, согласно дисперсионному анализу, литий не повышает урожай. Следует отметить достоверное снижение массы плодов на дозах лития 1,0 и 20,0 мг/кг. В опыте 1983 года изменения урожая плодов недостоверны.

В связи с тем, что прибавки урожая от действия лития на дерново-подзолистых почвах в вегетационных опытах получены только на томатах, то представляло интерес изучить влияние таких же доз лития на продуктивность томатов на других типах ночв.

Свойства исследуемых в опытах почв в значительной мере определяют степень действия лнгия на урожай томатов (таблица 5).

На сероземах (опыт 1982 г.) внесение лития в количестве 1,0 и 2,0 мг/кг почвы оказывает токсическое действие — через две недели после высадки растения погибли. Доза лития меньше токсической в 10 раз вызывает, снижение урожая плодов на 13%,

Влияние лития иа урожай томатов на дерново-подзол истой почве

Варианты опыта (доза лития в мг/кг почвы)

Масса плодов, г

Отклонение от контроля, г

Вегетативная масса, сухая, г

Товарная

нетоварная

Опыт 1В81 года

ЛРК+1Д 0.1 КРК+и 0,5 ИРК+и 1,0 ,ЧРК+1Л2.0 ИРК+и^О ХРК+1Л 10,0 НСРсї

МРК

МРК+Ы 0,1 МРК+1.1 0,5 «РК+І-І 1,0 МРК+и 2,0 ИРК+и 20.0 НСРет

6ГГ 789 720 8Й8 822 ЗГ2 770

102

ИД.

42 160 145

3:35 52

Опыт 1082 года

48,9 41,7 2

39,4 46,9 53,1 4»,5 &,0

2.8 3,3 2,2 3,5 3.0 2,7 2,9

742 47,0 2.5

722 —20 48,1 2 2 2,3

802 60 53,7

615 —127 50,3 А#

778 36 46Д 2,4

675 —67 38т5 2,9

62 9,0

Снижение урожая плодов на дозе лития 0.5 мг/кг недостоверно.

На красноземе (опыт 1982 г.) внесение лития в количестве 0,1 мг/кг достоверно увеличивает урожай. Дозы лития 0,5 и 1,0 мг/кг не оказывают влияния на урожай. При дальнейшем увеличении дозы лития до 2,0 мг/кг наблюдается резкое снижение урожая плодов.

На черноземе (опыт 1982 г.) изменения урожая плодов недостоверны. Изменения вегетативной массы на черноземе и сероземе под влиянием лития незначительны. В опыте на красноземе на дозе лития 2,0 мг/кг изменения в вегетативной массе значительны по сравнению с контролем, она уменьшается на 74%.

Данные, полученные в опытах 1983 года на сероземе н черноземе, аналогичны данным в опытах 1982 года. В опытах на красноземе в 1983 году на дозе лития 0,1 мг/кг не получено достоверной прибавки урожая. При внесении остальных доз лития нзмеиенкя урожая аналогичны опыту 1982 года.

При изучении последействия лития на различных почвах на урожай гречихи была получена картина, аналогичная его

8

Влияние лития на урожай томатов на различных лочвак

(опыт 1902 гона)

Варианты опыта

(доза лития в мг/кг почвы)

Масса плодов, г

Отклонение от контроля, г

Вегетативная масса, сухая, г

Товарная

нетоварная

Чернозем

2.9

2.7

2.8 2,8 »,3

3,6 3,9 3,6

4,4 3,9 4.6 4,4 1.1

действию в первый год внесения, урожаи гречихи, культуры, мрайне чувствительной к литню, снижался по мере увеличения концентрации литая в почве.

В полевых опытах с картофелем анализ полученных данных свидетельствует о нестабильное™ действия лития на урожай картофеля. В 1981 году прибавка урожая получена на трех нормах лития: 0,5; 1,0 и 1,5 кг/га. Внесение лития в норме 1 кг/га способствовало увеличению урожая картофеля на 55% (таблица 6).

Вегетационные периоды двух лет опытов резко отличались по метеоусловиям. Оценивая действие и взаимодействие двух факторов (дозы лития и условий года), обнаружено влияние каждого фактора от того, при какой градации он действовал. Доля влияния лптия — 10%, доля влияния погодных условий— 81%, взаимное влияние факторов — 0,5%. При благоприятных для действия лития условиях (вегетатион'ный период 1981 года) урожай н-а дозе лития 1,0 кг/га увеличился на 55%. Период высоких температур 1981 года совпал со вторым

МРК

МРК+Ы 0,1 МРК+и 0,5 МРК+и 1.0 МРК+и 2,0

НСР„

МРК

МРК+и 0,1 МРК+и 0.5 МРК+и 1.0 МРК+и 2,0 НСР<*

МРК

МРК+и О,] МРК+и 0,5 МРК+и 1.0 МРК+и 2,0 НСР„

785 —

727 —58

717 —68

762 —23

737 —1в

.106.0 Серозем

752 645 723

—Ш7 —29

растения погибли 57,0 Краснозем

407

■т

+0Э

408

25

32,2

53 —4 1

—382

49.4 46,0 -18,в 47,9 35.6 6.4

23,4 £0,3 22.3

Э,0

13,3 18,8 10,9 И,0 Э.5 2,7

Изменение урожая клубней картофеля в зависимости от доз днтия

Варианты опыта (доза лития, кг/га) 1981 год Ш2 год

•¡я Л • № о § § Содержание сухого вещества, % «Ч £ 6 " ; ио ООО. 2 о 5 Я - ° О = * І** га ЙО І.2 3 иЗ с

ИРК — фон іоа 16,0 ■ 100 13,0

Фон+Ы 0,5 ІЗО- 30 ~13ч1 ' 101 1 13,0

Фон+и 1,0 156 И 14,8 102 2 14;1

Фон+Ы 1,5 140 ' ад 13.7 ' 121 21 13,0

Фон+и 3,0 мі ТІ 13,0 аэ —її 12,8

периодом развития картофельного растения, являющимся наиболее важным, в формировании клубней.

2.3, Взаимосвязь содержание лития в субстрате — содержание лития в-растении — урожай

Известно, что основной тип зависимости между содержанием химических элементов и урожаем имеет вид адсорбционной кривой н, в большинстве случаев, максимум концентрации элементов и урожая совпадают. Однако в своих исследованиях с культурой томатов мы наблюдали явление парадоксального эффекта, при котором в точке токсического снижения урожая концентрация лития ниже максимального. Для некоторых элементов данное явление характеризуется наличием барьера (Ковалевский, 1971), препятствующего поступлению лития в растения. Ввиду наличия барьера поглощения при внесении лития имеет место сложная зависимость между дозой лития, с одной стороны и урожайностью — с другой.

Процесс образования урожая сопряжен с поглощением лития, а не с содержагшем его в субстрате. Концентрация лития в питательной среде 0,5 и или 1,0 мг/кт {в зависимости от культуры и условий вегетационного года) оказывает токсическое действие, дальнейшее увеличение концентрации лития приводит к стимуляции роста растений и увеличению урожая.

Такое необычное действиелития сопровождается нехарактерным для других элементов поглощением. При увеличении концентрации лития в среде в точках парадоксальных изменений урожая содержание его в растении уменьшается. Это явление наблюдается • в диапазоне относительно низких концентраций лития в субстрате. В вариантах с дозами лития выше 2,0 мг/кг наблюдается накопление его в плодах и особен-

но в вегетативной массе растений. Известно, что ион лития обладает способностью сильно гид ротироваться (Кларксон, 1978). Зоны действия лития характеризуются поступлением элемента в плоды, что влечет за собой увеличение обводненности тканей.

Наличие парадоксального эффекта при поглощении лития растениями создает большие трудности в установлении оптимальных доз для растений. Границы толерантности растений к литию установить крайне трудно. Можно выделить диапазоны концентраций лития в среде от низких, которые для некоторых культур являются оптимальными, до концентраций, при которых дальнейшее увеличение их стабильно снижает урожай. В наших опытах можно выделить диапазоны от 0.1 до 2,0 мг/кг субстрата. Однако в диапазоне указанных концентраций существует токсическая доза лития, проявление которой в значительной мере зависит от условий вегетационного периода, -вида растений и типа почвы.

Поокольку сложный тип зависимости урожая ог концентрации лития в субстрате с двумя максимумами урожайности кривой наблюдается на фоне барьерной концентрационной за-влснмостислнтий отнесен к барьерным химическим элементам при повышенных содержаниях в почвах, превышающих клар-ковые или при обычных агрохимических дозах удобрений (Ковалевский, 1971), то в наших опытах можно предположить, что «прорыв» барьера поглощения лития происходит несколько раз и сопровождается накоплением его в тканях растений. «Прорыв» барьера поглощения и приводит к появлению сложных зависимостей, характеризующихся наличием нескольких максимумов и минимумов. Можно также предположить, что растения обладают механизмами, регулирующими поступление лития в растения.

2.4. Влияние лития на элементный состав н качество сельскохозяйственной продукции

Внесение лития в субстрат вызывает некоторые изменения элементного состава растений и углеводов. Содержание Сахаров в плодах томатов находится в обратной зависимости с величиной урожая и соответственно с содержанием лития в плодах.

В полевых опытах с картофелем положительного влияния лития на качество клубней не выявлено. В тех вариантах, где получена прибавка урожая картофеля, содержание крахмала в клубнях оставалось на уровне контрольного или изменялось на 1—2%.

Урожай картофеля и томатов увеличивался за счет изменения крупности клубней и плодов томатов. Среднее количество

-п

клубней и плодов в вариантах с внесением лития было практически одинаковым. Клубни и плоды томатов на оптимальных вариантах были уродливой формы.

Влияние различных концентраций лития на элементный состав растений не имеет какой-либо определенной зависимости, хотя можно отметить изменения в содержании калия и натрия (таблица 7).

Изменение содержания кальция в исследуемых растениях под влиянием лития более конкретно, чем содержание других элементов. Концентрация кальция в репродуктивных органах растений находится в обратной зависимости с концентрацией лития (г=—0,3 —г=—0,8). В вегетативных органах растений ■содержание кальция возрастает с увеличением концентрации лития в питательной среде.

2.5. Действие лития на меиоз и митоз растений

Изучение влияния лйтия на течение мейоза и митоза вызвано необычным действием его на урожай и озерненность растений. Под действием лития отмечено снижение фертильности пыльцы -и озерненностн колоса. К настоящему времени известно, что химические мутагены оказывают на состояние хромосом не только прямое, но и косвенное воздействие. Поскольку литий является сильным активатором или ингибитором ферментов (Эеиош, 1^ои'епэ1ет 1967; Приходько, Нижко, 1973; Власюк и др., 1976), то это наводит на мысль, что результатом действия иона лития могут быть структурные изменения хромосом.

При изучении коньюгашш хромосом в первой метафазе мейоза ячменя отмечена правильная бивалентная конькуа-ция. При исследовании расхождения хромосом в анафазе-1 не отмечено отклонении на варианте с внесением лития от контрольного.

При обработке корешков гречихи растворами лития в концентрациях 0,5 и 2,0 мг/л было отмечено существенное увеличение хромосомных нарушений. Все хромосомные абберацни. встречающиеся в клетках, считали как общее количество нарушений в митозе. Из двухсот просмотренных клеток было отмечено с нарушениями: на контроле — 5, при обработке корешков гречихи раствором литая с концентрацией 0,5 мг/л — 25, 2,0 мг/л — 29.,

Выводы

1. Содержание лития в почвах, песке, воде и минеральных удобрениях достаточное для нормального развития растений. Содержание водорастворимого лития в исследуемых почвах

Содержание элементов питания в Плодах томатов, гречихи н зерне ячменя (вегетационные опыты, лочвенная культура, .1981 г.)

Варианты (лоза лития, мг/кг) Li мг/кг сухого вещества

N Р К Са MR Na 3 S г; С вегег, масса

Томаты (% на сырую массу)

NPK 0,3 0,074 0,18 0.020 0.01 одаз 2.0 4.8

NPK-F 0,1 0,3 0,082 0,18 о4ои 0.01 0,034 2.6 6.5

»+ 0,5 0.2 0.074 0,14 0,039 0,01 0.027 1.6 5,8

»+ 1,0 0,2 0.070 0,12 0,0(25 0.01 0,031 25 6,9

»+• 2.0 0,2 0,074 о,м 0,010 0,01 0.027 2,8 7.2

»+10,0 0,2 0,082 0,17 0,009 сл. 0,027 3.7 18,2

HCPoî 0,04 0,01 одо 0,006 —1 OjOOS' 0.5 —■

Гречиха на сухую массу)

NPK 2,9 0.-5S 0j35 0,040 0.3S 0,01 1.4 4,1

NPK+ 0,1 ЗД 0,39 ода 0,039 0,08 0.05 1.Э 4.0

»+ 0,5 3,0 0,61 0,37 0,023 0,35 0,09 К4 4,1

»+ 1,0 3.1 0,61 0,33 0,039 0,63- 0,16 оэ 4,2

»+ 2.0 2,0 0,56 0,4й 0.040 0.40 0,07 \Л 5,8

»4- 5,0 3,0 0,6It 0,31 0,040 0,34 0,14 1,2 6,2

»4-10,0 3,0 0.74 0.33 0.038 0.25 0,15 1,7 11.7

H С Рої 0.6 0,30 0.04 0,0№ 0.06 0.02 M

Ячмень (% на сухую массу)

NPK 2.7 0.56 о,+а 0,020 0,12 0,06 Л.О 6,0

NPK-J- 0.1 3.2 0,61 0,40 0,070 0.09 0.07 1,0 5,4 7.2

»+ 0.5 2,5 0.52 0,47 0,028 0,13 0,12 <№

»+ 1,0 3.3 0,82 0.53 0,0 M 0,11 0,18 .1,0 6,2

»+ 2.0 3.2 0,82 0,50 0,007 0.10 0,06 1,1 6,6

»+ 5,0 3,0 0.84 0,46 0,013 0,07 0,07 11,0 1Û.6

»+10,0 3,3 0,78 0.60 0.0 M о,]? 0,05 ,1,5 23,6

HCP« 0,1 0.40 0,06 0,001 0,03 0,03 0.2

колеблется от 0,5 до 1,1; кнслоторастворнмого—от 8,1 до 16,5; валового—от 20,9 до 44,9 мг/кг почвы, минеральные удобрения содержат лития от следовых количеств до 120 мг/кг, в кварцевом песке водорастворимый литий находится в следовых количествах, кнслоторастворнмого содержится 0,01 мг/кг песка, в питьевой воде содержании лития колеблется от 0,05 до 0,15 мг лития на литр.

2. В полевых опытах с картофелем при внессннн лития в норме 0,5, 1,0, 1,5 кг/га урожаи клубней повышался от 21 до

55%. В вегетационных опытах изученные дозы литня 0,1. 0,5, 1,0, 2,0, 5,0, 10,0 мг/кг не оказывали существенного влияния на урожай'ячменя, на растения гречихи действовали отрицательно. Прибавки урожая плодов томатов на дерново-подзолистой почве составляют от 16 до 23%.

На сероземах внесение лития в количестве 1,0 и 2,0 мг/кг ночвы оказывают токсическое действие. На красноземах внесение лития в -количестве 0,1 -мг/кг почвы достоверно увеличивает урожай плодов на 13%, а доза Л1ггия 2,0 мг/кг дает достоверное снижение урожая плодов на 94%. Изменение урожая плодов томатов на черноземе под влиянием лития находится в пределах ошибки опыта.

3. Лрн внесении лития от 0,1 до 2,0 мг/кг почвы под томаты урожай плодов гречихи s последействии был ниже контрольного для краснозема от 46 до 60%, на сероземе на дозе лития 1,0 н 2,0 мг/кг почвы растения погибли, на черноземе снижение урожая плодов гречихи не отмечалось.

4. Форма кривых урожая в диапазоне концентрации от 0,1 до 2,0 мг/кг имеет два. максимума, в связи с этим определение границ толерантности растений к литию н определение его оптимальных <норм затруднено с наличием токсической дозы в диапазоне исследуемых концентраций.

5. При внесении лития в почву в диапазоне концентраций лития от 0,1 до 10,0 мг/кг содержание его в плодах томатов меняется от 2,0 до 3,7 мг/кг сухого вещества, в ботве — от 4,8 до 18,2 мг/кг, в плодах гречихи—от 1,4 до 1,7 мг/кг, в соломе— от 4,1 до 11,7 мг/кг, в зерне ячменя—от 1,0 до 1,5 мг/кг, в соломе— от 6,0 до 23,6 мг/кг.

6. Содержание лития в плодах томатов находится в обратной зависимости с накоплением сухого вещества, содержанием Сахаров и кальция. При внесении лития в субстрат от 0,1 до 10,0 мг/кг IB плодах томатов, гречихи и зерне ячменя изменение N, Р, К, Mg не. имеет каком-либо - определенной зависимости.

7. Под действием иона литня на растениях гречихи обнаружено нарушение хромосомных абберашнй. Концентрации лития 0,5 и 2,0 мг литня на литр увеличил количество клеток с хромосомными нарушениями по сравнению с контролем в 5 раз. На основании структурного анализа наблюдали на дозах лития выше 2,0 мг/кг почвы разрастание околоплодника в томатах, срастание соцветий в гречихе. На норме лития 1,0 кг/га и 1,5 кг/га на клубнях картофеля обнаружено разрастание тканей. »1

8. На основании вышеизложенного считаем, что на данном этапе изучения литня как микроэлемента использование его в качестве мнкроудобрения нецелесообразно.

Рекомендации

Изученная в .работе роль лития в литании некоторых сельскохозяйственных культур, влияние его -на урожай, качество, меґюз и митоз растений позволяет сделать вывод о нецелесообразности использования лития в качестве мнкроудобрений и в связи с этим организации промышленного производства литиевых удобрений.

Полученные данные по влиянию лития на урожай сельскохозяйственных культур используются в лекционном курсе по агрохимии в разделе «Питание растений».

Список опубликованных статей па теме диссертации:

1. Коровин Л, И., Виноградова С. Б., Самохвалов С. Г., Лобанов Ф. И. Использование инструментальных методов для анализа продуктов биологического происхождения, В кн.: XII МенделеевскнЛ съезд по обшей и прикладкой химии. Моек из, изд. «Наука», 1981, т, 3, с. 219.

2. Я г о д и. н Б. Д., Я Ц к о В, П., Виноградова С. Б., Марке-лова В. Н. Влияние литня на урожай н химический состав некоторых сельскохозяйственных культур. Москва, 1994, !3 с. Рукопись представлена TOCA. Депонирована во ВНИИТЭИСХ 3678, Агрохимия РЖ й» 5, с. 28.

3. Я г о д л н Б. А„ Я Ц к о В. П.., М а р к е л о и а В. Н„ В К к о г р адова С Б. Влияние литня на урожай сельскохозяйственных культур. В сб.: Научные основы повышения эффективности удобрений в Нечерно* земной зоне. Е984, с. 64—65,

Л 75054 1/111—85 г.

Объем 1 п. л.

Заказ 522.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева '127550, Москва И-Й50, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно

ч