Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время все возрастающее воздействие человека на биосферу носит глобальный характер, в связи с чем весьма актуальными стали вопросы загрязнения окружающей среды многими токсичными веществами, в том числе тяжелыми металлами. Основными источниками антропогенного поступления тяжелых металлов являются: сбрасывание сточных вод, сжигание жидкого и твердого топлива, промышленное производство, деятельность плавильных заводов, внесение в почву средств химизации и т.д. Загрязнение почв солями тяжелых металлов приводит к увеличению абсолютных показателей их общего содержания, что негативно влияет на развитие растений, продуктивность и качество растениеводческой продукции [Минкина с соавт., 2007; Черных, 1995, 2002; Евдокимова с соавт., 2001; Титов с соавт., 2002; Зубкова, 2004; Ильин, 2004, 2006; Челтыгмашева с соавт., 2004, 2006; Гармаш, 2006; Peciulyte, 2006; Шагитова, 2007; Водяницкий, 2008; Минеев, 2008, 2009; Borowski, 2009; Long-GuoJin, 2010]. В связи с этим является актуальным решение вопросов снижения токсического действия тяжелых металлов на растения.
Одним из путей решения этой проблемы является оценка возможности использования регуляторов роста. Изучение регуляторов роста, как инструмента защиты и снижения токсического действия на растения малоизучено. Среди большого разнообразия препаратов применяемых в сельском хозяйстве, смесь оксикоричных кислот имеет определенное значение как средство, применяемое в чрезвычайно малых дозах (0,1-4 мг д.в./га). Характерными функциями этой категории веществ является стимуляция роста и корнеобразования, регуляция жизненных процессов в клетках растений, адаптация к неблагоприятным условиям внешней среды и защита от болезней путем повышения иммунитета растений [Малеванная, 2001; Ульяненко в соавт., 2002; Прусакова с соавт., 2005; Будыкина с соавт., 2007; Burbulis, 2009; De Csampos, 2009; Ниловская 2010; Серегина, 2010].
Представляется возможным и снижение ингибирующего действия тяжелых металлов путем оптимизации минерального питания в частности азотного. Исследования, проведенные с зерновыми культурами, показали эффективность использования азотного питания в стрессовых условиях. [Ниловская, 2009; Осипова, 2009; Серегина, 2010]. Недостаточная изученность действия тяжелых металлов на продуктивность и основные физиологические процессы в растениях и пути снижения их токсического действия требует всестороннего изучения.
Важно так же учитывать и сортовую специфику реакции растений в частности пшеницы на действие тяжелых металлов и приемов снижения их угнетающего действия.
Этот круг вопросов относиться к малоизученным и определяется актуальностью проведенных исследований.
Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось изучение действия цинка, кадмия и свинца на продуктивность растений различных сортов яровой пшеницы в зависимости от уровня азотного питания при применении регулятора роста.
В диссертации были поставлены следующие задачи:
-
Изучить влияние повышенных концентраций цинка на рост, развитие, продуктивность, химический состав различных сортов яровой пшеницы, в зависимости от доз азотных удобрений и применения регулятора роста
-
Определить действие кадмия и свинца на продуктивность растений яровой пшеницы при применении регулятора роста.
-
Оценить влияние поликомпонентного (цинк, кадмий, свинец) загрязнения почвы на рост, продуктивность, и содержание металлов в растениях яровой пшеницы в зависимости от дозы внесения азота и применения регулятора роста.
-
Действие цинка, кадмия и свинца на основные физиологические показатели растений пшеницы в зависимости от уровня азотного питания и применения регулятора роста.
Научная новизна работы. Впервые детально изучено действие однофакторного и поликомпонентного содержания тяжелых металлов в почве на продуктивность и основные физиологические показатели пшеницы. Показано, что степень негативного влияния повышенных концентраций цинка в почве на продуктивность пшеницы зависит от обеспеченности растений азотным питанием. Получены новые экспериментальные данные по физиологическому обоснованию действия регулятора роста на снижение токсического действия тяжелых металлов. Определена сортовая специфика и влияние уровня азотного питания на действие тяжелых металлов.
Практическая значимость работы. Обоснован прием снижения токсического действия высоких концентраций цинка, кадмия и свинца в почве на продуктивность, фотосинтетическую деятельность пшеницы и накопление элементов растениями при использовании повышенных доз азотных удобрений и регулятора роста, что может быть использовано для усовершенствования технологии возделывания культуры в условиях техногенной нагрузки на почву.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на конференциях молодых ученых во ВНИИА имени Д.Н. Прянишникова (Москва 2006-2011 гг); на научных конференциях – РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва, 2006 г); на конференции «Современная физиология растений: от молекул до экосистем» (Сыктывкар, 2007 г); на конференции «Современные проблемы в экологии» (Минск, 2008 г);
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, включенных в перечень, рекомендуемый ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания схемы и методики проведения опытов, экспериментальной части, выводов и списка литературы. Работа изложена на 109 страницах машинописного текста, включает 39 таблиц, 12 диаграмм. Список литературы представлен 289 наименованиями, из них 74 на иностранных языках.
