Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1 Биологические особенности озимой пшеницы и сахарной свеклы 11
1.2 Влияние систематического применения агрохимических средств на урожай и качество озимой пшеницы и сахарной свеклы... 17
1.3 Тяжелые металлы в агроэкосистемах 26
2. Условия и методика проведения исследований 30
2.1 Почвенно-климатические и метеорологические условия 30
2.2 Методика исследований 34
3. Влияние систематического применения удобрений на изменение пищевого режима и некоторых агрохимических показателей чернозема типичного 40
3.1 Изменение содержания гумуса и некоторых физико-химических показателей чернозема типичного под влиянием систематического применения органических и минеральных удобрений.. 40
3.2 Динамика содержания нитратного и аммонийного азота в почве 50
3.3 Динамика содержания подвижного фосфора и обменного калия 63
4. Влияние систематического применения удобрений на баланс элементов питания в звене севооборота и вынос их с урожаем 77
5. Эколого-агрохимическая оценка состояния микроэлементного состава почвы и растений при длительном применении удобрений в звене севооборота 89
5.1 Влияние длительного применения удобрений на изменение валового содержания микроэлементов в почве 89
5.2 Влияние длительного применения удобрений на изменение содержания микроэлементов в растениях озимой пшеницы и сахарной свеклы 96
6. Продуктивность звена севооборота при систе матическом применении удобрений 102
6.1 Влияние удобрений на урожай и качество озимой пшеницы и сахарной свеклы 102
6.2 Влияние условий минерального питания на накопление нитратов в растениях озимой пшеницы и сахарной свеклы 110
7. Экономическая эффективность применения удобрений в звене севооборота 116
Выводы 119
Предложения производству 123
Список литературы 124
Приложения : 142
- Влияние систематического применения агрохимических средств на урожай и качество озимой пшеницы и сахарной свеклы...
- Динамика содержания нитратного и аммонийного азота в почве
- Влияние систематического применения удобрений на баланс элементов питания в звене севооборота и вынос их с урожаем
- Влияние длительного применения удобрений на изменение содержания микроэлементов в растениях озимой пшеницы и сахарной свеклы
Введение к работе
Актуальность проблемы. На современном этапе химизации
земледелия первостепенное значение в повышении эффективности органических удобрений и промышленных туков отводится зональным системам удобрения, обеспечивающим в конкретных агроэколо-гических условиях реализацию потенциальной продуктивности интенсивных сортов и гибридов полевых культур, снижение энергоемкости продукции при одновременном воспроизводстве плодородия почвы и сохранения чистоты окружающей среды.
Результаты многочисленных исследований отечественных и зарубежных авторов свидетельствует о том, что в связи с интенсивным применением азотных удобрений, особенно при нарушении соотношения элементов питания в почве, наблюдается множество случаев избыточного накопления нитратов в растениях. В этой связи изучение размеров и закономерностей накопления нитратов в продукции при интенсивном применении удобрений, регулирование этих процессов с целью повышения качества продукции - одна из важнейших задач современного земледелия.
Кроме нитратного азота, загрязнение почвы и растений может происходить различными токсичными элементами - тяжелыми металлами, т.е. металлами с атомной массой более 40. Одним из источников поступления тяжелых металлов в почву могут являться удобрения.
При решении этих проблем достоверную информацию получают в результате многолетних стационарных полевых опытов с длительным применением удобрений в типичных севооборотах, проведение которых основано на комплексном подходе к изучению закономерностей взаимодействия удобрений с почвой и растениями в зональном аспекте.
Цель исследований: установить наиболее рациональную насыщенность звена зернопаропропашного севооборота удобрениями, обеспечивающую высокую продуктивность, сохранение и воспроизводство почвенного плодородия и нормальную экологическую обстановку окружающей среды.
Задачи:
- определить влияние различных условий минерального питания на изменение содержания в почве гумуса, подвижного фосфора, об-
|>ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ
сислкотСКА
3 CB*«p - -'~J менного калия, величины рН, гидролитической кислотности, суммы поглощенных оснований; определить размеры и закономерности накопления нитратов в озимой пшенице и сахарной свекле в зависимости от условий минерального питания; установить зависимость продуктивности звена севооборота от уровня удобренности и агрохимических показателей; проследить за сезонной динамикой азота, фосфора, калия в пару, под озимой пшеницей, сахарной свеклой; - определить зависимость основных качественных показателей рассчитать вынос и баланс элементов питания в звене севооборота; установить влияние длительного применения удобрений на накопление в почве и растениях тяжелых металлов; - оценить экономическую эффективность применения удобре Научная новизна состоит в том, что для условий ЦЧР будет дана комплексная оценка длительного (34 года), систематического применения агрохимических средств в звене севооборота, установлена оптимальная насыщенность удобрениями, обеспечивающая максимальную продуктивность, а также сохранение и воспроизводство почвенного плодородия. При этом показано влияние удобрений на накопление нитратов и тяжелых металлов в почве и растении. Защищаемые положения. Комплексное применение органических и минеральных удобрений в звене севооборота на черноземе типичном позволяет снизить темпы минерализации гумуса, стабилизировать его содержание. Систематическое применение удобрений в звене севооборота способствует увеличению содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия. Интенсивное использование чернозема типичного приводит к подкислению почвы, причем изменения показателей почвенной кислотности в худшую сторону происходят как с применением удобрений, так и на контрольном варианте. 4. Применение азотных удобрений увеличивает содержание 5. Длительное систематическое применение удобрений в звене севооборота не приводит к заметному изменению микроэлементного состава почвы и растений. 6. Внесение оптимальных доз удобрений в севообороте способствует поддержанию активного баланса питательных веществ в системе почва-растение, достижению высокой продуктивности сельскохозяйственных культур с хорошим качеством. Практическая значимость. Изложенные в работе материалы будут способствовать дальнейшему совершенствованию системы удобрения культур при их возделывании по интенсивной технологии, правильному определению направлений теоретических и прикладных исследований по оценке эффективности длительного применения удобрений в севооборотах. Результаты исследований могут быть использованы при изучении курса "Агрохимия" студентам агрономических специальностей. Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на научных и учебно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ВГАУ в 2001-2003 гг., Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов в 2003 году. По материалам диссертации опубликовано 3 работы, в том числе одна в центральной печати. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, выводов, рекомендаций производству. Она изложена на 211 страницах машинописного текста. Включает 24 таблицы, 52 приложения. Список литературы состоит из 188 наименований, втом числе 17 на иностранных языках. Если поле остается свободным от посева культурных растений, то в течение весны и лета подвергается систематической обработке, цель которой - уничтожить сорняки, накопить в почве влагу и питательные вещества, его называют паром. Урожаи озимых культур, высеянных по чистому пару, в условиях рациональной обработки обычно бывают выше, чем по непаровым предшественникам (Прянишников Д.Н., 1962; Пьяных М.М., 1966; Цивенко И.А., 1969; Пенчуков В.М., 1986). Однако такой эффект можно получить только в определенных климатических и хозяйственных условиях. Чистые пары выгодны в засушливых и полузасушливых областях — в юго-восточной части Центрально-Черноземной зоны, в полузасушливых районах Северного Кавказа, Среднем Поволжье, Оренбургских степях, в засушливых областях Зауралья и Западной Сибири. Значение чистых паров в этих районах настолько велико, что без них невозможно всерьез говорить о гарантированных высоких сборах зерна (Пьяных М.М., 1966). Большое положительное значение чистых паров обусловлено следующими обстоятельствами. Благодаря систематической поверхностной обработке на полях уничтожается сорная растительность. Почва, находясь некоторое время без растительного покрова, замульчированная рыхлым поверхностным слоем, хорошо сохраняет значительную часть зимних и весенних осадков, жадно впитывает летние дожди, накапливает к посеву озимых значительно больше элементов питания в поверхностном слое парового поля, когда он свободен от сорняков и находится в рыхлом состоянии, активизируется деятельность микроорганизмов, происходит накопление нитратов и легкорастворимых соединений фосфорной кислоты. Почва чистых паров благодаря многократной обработке и уничтожению сорной растительности освобождается от вредителей сельскохозяйственных культур, уменьшается опасность их массового появления; рациональная обработка чистых паров позволяет повысить плодородие почвы и содействует интенсивному развитию озимых культур, благодаря этому по чистым парам получают более высокие урожаи культур, для которых они предназначены (Пенчуков В.М., 1986). Поле чистого пара большую часть вегетационного периода не занято растениями, которые бы потребляли влагу, а рыхлый слой почвы на его поверхности уменьшает испарение почвенной влаги. Поэтому при правильной агротехнике влажность почвы почти в течение всего вегетационного периода на чистых парах бывает выше, чем на занятых. Достаточное количество влаги в почве необходимо не только для получения нормальных всходов озимых, но и для обеспечения активных биологических процессов в почве летом (Цивенко И.А., 1969). Академик П.А. Костычев (1951) считал, что занятые пары в Центрально -Черноземных областях применять не следует. Рассматривая значение занятого пара для черноземных областей, он писал: «Пар этот для черноземных местностей совсем не пригоден. Если на пару произрастают растения, то, как мы уже знаем, они способствуют сильнейшему высыханию почвы, и притом в слоях глубоких, весьма важных для будущего озимого растения, в которых влажность восстанавливается только зимой. При всех случаях, когда мне приходилось исследовать почву на занятых парах, я находил ее до такой степени сухою до большой глубины, что о восстановлении ее влажности к осени нечего было и думать». Значение чистых паров для Центрально-Черноземной зоны заключается, прежде всего, в том, что они сохраняют в почве влагу, которой здесь часто не хватает для получения нормальных всходов озимых культур, высеваемых в оптимальные сроки. При посеве по этим парам озимые вовремя всходят, хорошо укореняются и более стойко переносят неблагоприятные условия зимовки, которые нередко наблюдаются в этой зоне. Поля чистого пара являются как бы страховым клином, обеспечивающим получение высоких и более устойчивых урожаев озимых культур. Озимая пшеница - одна из основных продовольственных культур Центрально - Черноземной зоны России. Основными предшественниками для этой культуры являются чистые и занятые пары, что позволяет хозяйствам выращивать озимую пшеницу без применения удобрений, так как в этом случае черноземы способны обеспечить высокую урожайность культур за счет почвенных ресурсов питательных элементов. Вместе с тем в условиях ЦЧЗ этот прием не всегда обеспечивает получение зерна озимой пшеницы высокого качества. Эффективным средством решения этой проблемы является применение удобрений (Богомазов Н.П., Шильников И.А, Нетребенко И.И., 1997; Бровкин В.И., 1999, 2000; Лисовой КВ., Филатов В.П., Ревенко О.Ф., 2001). Наиболее полная информация об эффективности удобрений может быть получена при систематическом их применении в севообороте на базе стационарных полевых опытов. Так на базе стационарного опыта Белгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства было установлено, что на контрольном варианте озимая пшеница сформировала 29,8 ц/га зерна, под воздействием навоза 40 т/га- 35,7 ц/га. Совместное использование органических и минеральных удобрений увеличивало урожайность при дозе N60P60K60 до 43,0 ц/га; N100P120K120- 40,0 ц/га (Котлярова ОТ., Доманов М.Н., 2002). Исследован эффект удобрений на полях Донского ЗНИИСХ в стационаре, заложенном в 1975 году. Как показали результаты исследований, максимальная урожайность озимой пшеницы по пару (прибавка 13,2-13,5 ц з, е./га-28%) достигнуты от использования ив 1-й и во 2-й ротациях минеральных удобрений в повышенной дозе (N180P180K180), органических - в одинарной дозе (20 т/га навоза) и от внесения минеральных и органических удобрений в повышенных дозах (40 т/га навоза + N180P180K180). Несколько ниже урожай озимой пшеницы (прибавка 10,1-11,5 ц. з. е./га - 21%) был на варианте, где азотные удобрения вносили в меньших дозах (20 т/га навоза + N40P90K90) (Шапошников И.М., 1990) Ключевым фактором плодородия почвы является устойчивая обеспеченность подвижными формами азота, содержание которых зависит как от запасов почвенного гумуса и количества вносимых удобрений, так и от подверженности последних микробной трансформации. Азот минеральных удобрений легко теряется из почвы в результате денитрификации и активно ассимилируется микроорганизмами, становясь доступным для автотрофов (Семенов В.М., Кузнецова Т.В., Иванникова Н.А., Семенова И.А., Лисова Е.П., 2001). Основным показателем общего плодородия всех почв, являются запасы гумуса и общего азота (Пискунов А.С, 1994). Д. Н. Прянишников указывал на то, что процессы прироста и убыли азота в почвах всегда проходят параллельно с изменениями в них количества органического вещества и конечными продуктами, положительно влияющими на урожайность, являются аммиак и нитраты (Прянишников Д.Н.,1945). Азот является не только важнейшим питательным элементом для растений. Его роль так же огромна в ряде физико-химических и биологических процессов, постоянно протекающих в почве и обуславливающих ее питательный режим (Турчин Ф.В., 1964; Леонтьев А.К., 1965; Макаров Р.Ф., 1989; Найденов А.С., Солдатенко А.Г., Терехова С.С., 1991; Лебедева Т.В., Надеркин СМ., На-деждина Е.В., 1996; Волынкин В.И., Волынкина О.В., 1996; Храмцов И.Ф., Без-виконный Е.В., 1997). Азот отличается от других элементов питания особенностями своего поведения в почвах, высокой мобильностью, большим разнообразием форм, способностью к сравнительно быстрой трансформации, которая определяется водным и тепловым режимом почвы, характером растительного покрова, уровнем применения удобрений и мелиорантов. Превращение азота в почвах, динамика содержания его минеральных соединений в значительной степени определяют условия минерального питания растений на протяжении вегетационного периода, эффективность удобрений, уровень урожая сельскохозяйственных культур и его качество (Макаров Р.Ф., 1989; Лебедева Т.В., Надеркин СМ., Надеждина Е.В., 1996; Носко Б.С., Котвицкий Б.Б., Бердников A.M., Юнакова Т.А., 1997). Общеизвестно, что питание растений осуществляется за счет минерального азота и, казалось бы, достаточно определить сумму аммонийного и нитратного азота, чтобы судить о потребности растений в этом элементе. Однако содержание нитратов и аммонийного азота в почве зависит от почвенно-климатических условий, оно мобильно по временам года в зависимости от предшественника, возделываемой культуры и других факторов, поэтому не во всех зонах страны количественное определение азота нитратов и аммония дает корреляционную связь с урожайностью (Комиссарова И.Ф., Белосоробко B.C., Коваленко А.А., 1996) Ряд авторов считают, что количество минерального азота в почвах подвержено значительным изменениям под влиянием гидротермических факторов и не может быть использовано в качестве постоянной характеристики почвы в отношении обеспеченности ее усвояемым азотом (Коробцев И.И., Пигорева НЛ., 1977). На кислых дерново-подзолистых почвах нитрификация проходит во много раз слабее, чем на тех же почвах, но произвесткованных (Авдонин Н.С., Лебедева Л.А., 1970). Известкование увеличивает нитратную фракцию азота и резко снижает аммонийную во всех слоях. Абсолютное количество легкогидролизуемого азота с глубиной уменьшается, а относительное увеличивается. Навоз вызывает закрепление минеральных фракций азота почвой, а известь способствует перемещению N03 в нижние горизонты (Васильева Д.В., Костецкий И.И..1970). Процессы нитрификации в естественных условиях проходят значительно слабее, чем в искусственно создаваемых. По способности почв накапливать при благоприятных условиях нитратный азот можно судить об обеспеченности почв доступным азотом. Количество нитратного азота к началу вегетации растений характеризует абсолютные запасы наиболее усвояемой части азота, являющиеся результатом нитрификационных процессов, интенсивность которых обусловлена метеорологическими и агротехническими условиями. Ю. Д. Кушниренко (1973), проводя исследования на черноземных почвах Южного Урала, пришел к заключению: в годы с дождливой и прохладной осенью, поздней и холодной весной запасы нитратов перед посевом яровых культур не могут с достаточной надежностью характеризовать действие азотных удобрений не только из-за слабой нитрификации, но и из-за глубокого вымывания нитратов. Во влажные годы в условиях Челябинской области имеет место повышенное содержание аммонийного азота. Трансформация соединений азота в почве определяется, прежде всего, уровнем ее микробиологической активности и соотношением процессов синтеза и разложения органических веществ. Сравнительный анализ состава азотных соединений в черноземах ЦЧЗ показывает, что количество преобладающих в почве органических соединений азота находится в соответствии с запасами в почвах гумуса и азота. При этом на долю азота аминокислот приходится 19-31% общего азота, содержание аминосахаров 6-10% и на аммонийный азот приходится 12-24% (Щербаков А.П., Чуян Г.А., Виноградов Ю.А., 1990). Увеличение поступления в биосферу азота минеральных удобрений усиливает интенсивность круговорота этого элемента в почве. Внесение азотных удобрений повсеместно повышает урожай сельскохозяйственных культур (Ку-деяров В.Н., Благодатский С.А., Ларионова А.А., 1990). Количество нитратного и аммонийного азота в почве является результатом взаимодействия двух противоположных процессов, постоянно протекающих в почве: минерализации азота органического вещества и закрепления минерального азота в форме органических соединений. На характер протекания этих процессов в почве оказывают влияние различные факторы: свойства почвы, система ее обработки, погодные условия, внесение органических и минеральных удобрений и другие (Макаров Р.Ф., 1989; Лебедева Т.В., Надеркин СМ., Надеждина Е.В., 1996; Шпедт А.А., 1997). Реализация потенциальной продуктивности культурных растений в агроценозе возможна при обеспечении их необходимым количеством и оптимальным соотношением биогенных элементов в доступной для растений форме. Это основное условие получения высокого урожая и хорошего качества продукции. С повышением продуктивности агроценоза на хорошо окультуренных почвах возрастает и вынос питательных элементов сельскохозяйственными культурами (МинеевВ.Г., 1979; 1990; 1999). Д.Н. Прянишников (1962) отмечал, что для поддержания устойчивости и роста продуктивности земледелия необходимо возвращать азот и калий в почву примерно на 80%, а фосфор - на 100- 110%. Баланс питательных веществ - это количественное выражение питательных веществ в почве на конкретной площади или объекте исследования (поле, севооборот, длительный стационарный опыт, хозяйство, зона, республика и т.п.) с учетом всех статей их поступления (внесение удобрений, природные источники и т.д.) и расхода (вынос с урожаем, естественные потери - вымывание, смыв, улетучивание и т.д.) в течение определенного промежутка времени (Ми-неев В.П, 1999; Котлярова О.Г., Доманов М.Н, 2002.). В приходную часть баланса чаще всего включают следующие источники поступления питательных веществ: 1) минеральные удобрения; 2) органические удобрения; 3) растительные остатки; 4) посевной материал; 5) биологическую фиксацию клубеньковыми и свободноживущими микроорганизмами; 6) поступление с осадками. В расходной части учитывают следующее: 1) вынос с урожаем основной и побочной продукции; 2) вынос с растительными остатками; 3) вымывание в грунтовые воды; 4) потери в результате возможных эрозионных процессов; 5) газообразные потери и т. д. Исследования, выполненные как за рубежом, так и у нас в стране, свидетельствуют о невозможности создания положительного баланса питательных веществ в земледелии без применения минеральных удобрений. Благодаря им улучшается круговорот веществ в земледелии, плодородие почвы, химический состав получаемой продукции. Так в Венгрии за 26 лет (с 1960-1985 г.), применение минеральных удобрений увеличилось в 10 раз и доведено до 300 кг/га действующего вещества. Такие темпы роста применения удобрений находились в тесной корреляции с продуктивностью земледелия. Вместе с увеличением применения возрастающих объемов навоза это привело к положительному балансу питательных элементов. За 2 года (1990-1991) применение удобрений резко снизилось, что привело к созданию отрицательного баланса всех элементов питания растений (МинеевВ.Г., 1999). Б. Дебрецени (1988) отмечает, что потребление минеральных удобрений в стране вначале динамично возрастало: в 1960 г на гектар пашни вносили 32 кг, в 1970 г. - 151, в 1985 г. - 311 кг NPK (общая площадь пашни 4,8-5,0 млн. га). Урожайность зерна озимой пшеницы и кукурузы- двух основных зерновых культур в Венгрии, посевная площадь которых составляет 2,4-2,6 млн. га, за 15 лет повысилась на 40 %, По расчетам Б. Дебрецени (1988) с внесенными минеральными удобрениями в почву поступило 70% N, 85% Р, 70% К. В Польше (Jarecki, 1991) выполнены исследования по состоянию баланса питательных веществ в севообороте (картофель, яровой ячмень, озимая пшеница, озимый рапс) при применении различных сочетаний навоза и минеральных удобрений. При этом был получен положительный баланс элементов питания. В ЦЧР России из-за недостаточного количества минеральных и неполного использования органических удобрений, баланс питательных веществ складывается с дефицитом. Анализ баланса питательных веществ в ЦЧЗ, проведенный А.П. Щербаковым, И.Д. Рудай (1983), показал, что для дальнейшего повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур требуется значительно увеличить внесение органических и минеральных удобрений. По данным А.Н. Соколова (1968) в среднем за 1954-1959 гг. с навозом и минеральными удобрениями в почву возвращалось азота 39%, фосфора 101% и калия 50%, Значительно улучшился баланс питательных элементов в земледелии Российской Федерации в 1976 году. Возмещение выноса питательных веществ составило по азоту 78%, фосфору- 102%» и калию- 79% (Петербургский А.В., 1979). Результаты длительных опытов показывают, что возделывание сельскохозяйственных культур без удобрений при дефицитном балансе питательных веществ в почве приводит к постепенному истощению запасов органического вещества, общего азота, фосфора и калия. Положительный баланс питательных веществ в севообороте достигается с применением органических и минеральных удобрений (Минеев В.Г., Хабарова А.И., Фарафонова Г.Н., 1979; Шапошникова И.М., Гармашев А.И., Журба В.И., 1990; Лебедь Е.М., Крамарев СМ., Подгорная Л.Г., 1999). По данным В.Г. Минеева, А.И, Хабарова, Г.Н. Фарафонова (1979), систематическое в течение более 10 лет применение минеральных и органических удобрений, с которыми вносилось: азота 18-30, фосфора 15-26 и калия 25-35 кг/га в год, обеспечивало получение 23-26 ц/га зерновых единиц основной продукции при дефицитном балансе питательных веществ. Внесение азота в среднем 40-55, фосфора 35-50 и калия 60 кг/га в год повышало продуктивность севооборота до 28-35 ц/ra зерновых единиц, сохраняя дефицит баланса азота и калия. Положительный баланс всех элементов имел место только при повышенных дозах удобрений, когда ежегодно вносилось (кг/га): 90-150 азота, 70-90 фосфора и 90-150 калия. Химический состав растений отражает элементный состав почвенной среды. Однако на эту закономерность оказывают влияние многие факторы. Поэтому содержание тяжелых металлов в растениях очень изменчиво и на незагрязненных почвах колеблется в широких интервалах. Почвенная среда - основной источник элементов питания для растений. В большинстве случаев скорость поглощения элементов положительно коррелирует с содержанием их доступных форм. Поэтому определение зависимости между степенью загрязнения почвы тяжелыми металлами (ТМ) и интенсивностью их поступления в растения является сложной задачей. Не все растения обладают одинаковой способностью накапливать ТМ. Это свойство связано с наличием у растений в разной степени выраженности различных физико-биохимических защитных механизмов, препятствующих поступлению токсичных элементов. Так, по степени накопления выделяется несколько групп элементов. 1. Cd, Cs, Rd - поглощаются легко 2. Zn, Mo, Си, Pb, Ag, As, Co- средняя степень поглощения 3. Mn, Ni, Li, Cr, Be, Sb- слабо поглощаются 4. Se, Fe, Ba, Те- трудно доступны растениям (Овчаренко М.М., 1997). В настоящее время установлено, что фитотоксичность ТМ, устойчивость к ним растений и содержание этих элементов в растениях зависит от многих факторов. Известно, что есть растения, способные концентрировать отдельные металлы без видимых признаков угнетения. На фитотоксичность металлов большое влияние оказывают такие свойства почвы как уровень реакции среды, емкость катионного обмена, содержание органического вещества, Концентрация металлов в растениях может сильно меняться в зависимости от многих условий. По данным В.Б. Ильина (1985) на расстоянии 1 км от металлургических комбинатов содержание цинка, свинца и кадмия в картофеле, и особенно в овощных культурах сильно увеличивалось. Например, содержание кадмия в растениях возросло в картофеле - в 4,8 раза, в томатах - в 60 раз, моркови - в 21 раз и луке - в 12 раз. Обобщенные данные большого числа авторов показали (таблица 16), что диапазон как нормальных, так и токсичных концентраций ТМ для растений очень широкий (Jones J.B., 1972; Петрушина И.С., 1974; Bergman W., at. at., 1977; Алексеев Ю.Н., 1987; Кабата - Пендиас А., Пендиас П., 1989; Ильин В.Б., 1991; Овчаренко М.М., 1997; Лукин СВ., Лвтушенко В.Е., Солдат И.Е., 2000). Авторы приведенных в таблице обобщенных материалов подчеркивают, что указанные интервалы концентраций микроэлементов имеют очень приближенное значение для конкретных систем: почва- растение. Таким образом, точную границу между нормативным и избыточным количеством ТМ в растениях провести трудно, так как граница между безвредным и токсическим действием на метаболизм растений часто бывает близкой. Цинк выполняет важные функции в метаболизме растений. Положительная роль цинка установлена многими исследователями (Парибок Т.А., 1968; Lindsay W.L., 1972; Школьник М.Я., 1974). Растворимые формы цинка доступны для растений и по имеющимся данным потребление цинка возрастает с по- вы ш єни ем его концентрации в питающем растворе и в почвах. Скорость поглощения цинка сильно колеблется в зависимости от вида растений и условий среды роста (Moore D.P., 1972; Loneragan J.F., 1975). По данным ряда авторов фитотоксичной считается содержание его в растениях 150-400 мг/кг. В нашем опыте содержание цинка (таблица 17) на контроле и удобренных вариантах в зерне и соломе озимой пшеницы не превышало избыточного содержания и составило 17,9- 33,9 мг/ кг сухой массы в зерне и 45,4-50,9 мг/кг в соломе. В корнеплодах сахарной свеклы на варианте 8 (N90P90K90) и на контрольном варианте содержание цинка было повышенным (177,3-265,8 мг/кг), на остальных вариантах опыта содержание цинка находилось ниже токсичного уровня -108,6-119,6 мг/кг. В ботве сахарной свеклы содержание этого элемента было ниже токсичного и составило 26,3-49,0 мг/кг. Свинец. К настоящему времени выявить какую либо роль свинца в метаболизме не удалось. Обзор по этому вопросу показал, что если свинец необходим для растений, то его концентрация в кормах не должна превышать 10 мг/кг (Вгоуег Т.К., et.al., 1972; Алексеев Ю.Н., 1987). Как видно из представленных данных, исследуемые растения не накапливали этот элемент выше токсичного уровня (10-300 мг/кг). Содержание свинца в зерне озимой пшеницы находилось на уровне 1,1-1,8 мг/кг, в соломе 1,4-1,7 мг/кг, в корнеплодах сахарной свеклы 5,5-8,8 и в ботве 2,3-4,6 мг/кг. Кадмий. Среди ТМ является самым опасным токсикантом. Картофель и овощи загрязняются им значительно чаще, чем другими ТМ (Ильин В.Б., 1991; Лукин СВ., Явтушенко В.Е., Солдат И.Е., 2000). По обобщенным данным минимальное снижение урожайности на 5-8% наступает при содержании в зерновых кадмия 5 мг/кг, кукурузе 7 мг/кг, травах 11 мг/кг (Овчаренко М.М., 1997; PasynaD.M., HaussenD.E., 1984). Как показали результаты наших исследований, содержание кадмия в основной и побочной продукции озимой пшеницы и сахарной свеклы было ниже порогового значения (5-30 мг/кг). Важно отметить, что кадмий больше накапливался в соломе, чем в зерне (в соломе 0,3-0,7 мг/кг, в зерне 0,2-0,3 мг/кг)
озимой пшеницы и сахарной свеклы от условий минерального пита
ния;
ний в звене севооборота.
нитратов в продукции растениеводства, однако токсичное их накоп
ление (выше предельно допустимого уровня) не происходит.Влияние систематического применения агрохимических средств на урожай и качество озимой пшеницы и сахарной свеклы...
Динамика содержания нитратного и аммонийного азота в почве
Влияние систематического применения удобрений на баланс элементов питания в звене севооборота и вынос их с урожаем
Влияние длительного применения удобрений на изменение содержания микроэлементов в растениях озимой пшеницы и сахарной свеклы
Похожие диссертации на Агроэкологическое состояние чернозема типичного при многолетнем использовании удобрений в звене зернопаропропашного севооборота
