Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Редкоземельные элементы в системе почва -растение 7
1.1 Распространение редкоземельных элементов 7
1.2 Биологическая роль лантана 14
Глава 2. Методы и объекты исследований 24
Глава 3. Агрохимические свойства каштановых, серых лесных почв и содержание в них лантана 28
Глава 4. Влияние лантана на биологическую активность почв 40
4.1 Влияние лантана на целлюлозоразлагающую активность почв под посевами разных культур 44
4.2. Потенциальная нитрифицирующая способность почв при внесении лантана под кукурузу и горох 49
Глава 5. Влияние лантана на продуктивность и химический состав растений 57
5.1 Действие лантана на прорастание семян растений 61
5.2 Кукуруза 64
5.3.Горох и овес 70
5.4 Свекла, редис и укроп 80
5.5 Картофель 89
Выводы 99
Список литературы 100
Приложения 119
- Биологическая роль лантана
- Агрохимические свойства каштановых, серых лесных почв и содержание в них лантана
- Потенциальная нитрифицирующая способность почв при внесении лантана под кукурузу и горох
- Свекла, редис и укроп
Введение к работе
Актуальность. Сформулированные В.И. Вернадским (1965, 1992) основные принципы и проблемы биогеохимии определили место и роль биогенной миграции макро- и микроэлементов в биогеохимических процессах, отражающих степень вовлеченности их в биологический круговорот вещества и энергии. Биогеохимическая активность в системе порода - почва - растение неразрывно связана не только с надземной растительностью, но с деятельностью почвенной микрофлоры. В биологический круговорот вовлечены почти все химические элементы, в том числе и редкоземельные.
По распространенности в земной коре редкоземельные элементы сравнимы с Со, Си, РЬ, содержание которых составляет 8-Ю"5 (Серебренников, 1951). В почвах уровень РЗЭ колеблется в пределах 0,01 -0,003 %, в растениях - 1-Ю* - 16 мг/кг сухой массы (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Протасова, Щербакова, Копаев, 1992).
В.Г. Минеев (2004) выделил среди основных задач агрохимии на современном этапе ее развития изучение круговорота и баланса элементов в земледелии, повышение биологической активности почв и мобилизации почвенного плодородия, а также влияния различных видов удобрений на эти процессы.
О положительном влиянии лантана и лантаноидов на биологические объекты было известно еще в начале прошлого столетия. Еще Дмитрий Николаевич Прянишников (1951) высказывал предположение о благоприятной роли РЗЭ, указывая на их наличие в фосфорных удобрениях. Лантаноиды могут аккумулироваться в фосфоритах и апатитах и других минералах. В апатит-нефелиновых рудах среднее содержание РЗЭ составляет 0,3 - 0,4%, в апатитовом концентрате около 1,1% TR2O3 (Булнаев, 1985,1997).
Одними из первых работ по изучению биологической роли РЗЭ были исследования А.А. Дробкова (1941), который установил активацию азотного
обмена в горохе под влиянием лантана. В дальнейшем работы были продолжены другими учеными, в том числе и зарубежными (Серебренников, 1959; Коган, 1961; Николаева, 1969; Власов и др. 1972; Bahadur 1976, Солодов, 1992; Абашеева и др. 1999, 2000, 2001, 2005).
Активно изучаются РЗЭ в КНР, где применение оксидов РЗЭ достигло 75 тыс. т. (90% от мирового производства), в т.ч. 1,1 тыс. т. в земледелии на площади более 1,5 млн. га. Китайскими исследователями (Чжан и др., 1990; Wang, Shan, 2003; Ши и др, 2002, 2005; Zhengyi и др., 2004) обращается внимание на роль лантаноидов в физиологических процессах.
В современной агрохимии актуальным вопросом является мобилизация почвенного плодородия разными приемами, в т.ч. и нетрадиционными. Одним из таких шагов было создание нового лантансодержащего микроудобрения, полученного по адсорбционной технологии (Кожевникова и др., 1999; Абашеева, и др., Патент РФ № 214664, 2000). Новое микроудобрение оказывает положительное действие на ферментативную активность почв, повышает урожай бобовых культур, улучшает качество урожая (Абашеева и др., 1999; Митыпов, 2005).
При этом остается мало изученными вопросы влияния лантана на биологическую активность почв под посевами культурных растений, их урожайность и качественный состав, а также установления органов аккумуляции лантана в растениях.
Цель исследований - изучить влияние лантана на биологическую активность почвы, биопродуктивность и качественный состав растений.
Задачи исследований:
Определить содержание валовой и подвижной форм лантана в каштановой и серой лесной почвах.
Выявить влияние лантана на целлюлозоразлагающую и потенциальную нитрифицирующую активность почв.
Исследовать действие лантана на урожайность, химический состав кукурузы, гороха, овощных культур и картофеля.
Изучить распределение лантана в разных органах растений. Научная новизна. На основе полученных данных по содержанию валовой, подвижной форм лантана в каштановрй и серой лесной почвах установлена низкая степень его подвижности в гумусовом горизонте. Выявлена биологическая активность лантана в системе почва - растение, проявляющаяся в усилении целлюлозоразлагающей и нитрифицирующей способности почв, активации ростовых процессов, повышении биопродуктивности растений и улучшении их качества. Выявлена преимущественная аккумуляция лантана в корневой массе. Защищаемые положения:
Содержание подвижной формы лантана в гумусовом горизонте каштановой и серой лесной почвах низкое.
Под действием лантана увеличивается биологическая активность почв, выраженная в повышении целлюлозоразлагающей способности, пролонгировании нитрификации и нитратонакопления.
Применение лантана положительно влияет на продуктивность, кормовые и пищевые качества кукурузы, гороха, овощных корнеплодов, картофеля. Лантан преимущественно аккумулируется в корневой массе < растений.
Теоретическая и практическая значимость. Исследования влияния лантана на биологическую активность и продуктивность растений вносят определенный вклад в формирование представлений о роли редкоземельных элементов в системе почва-растение, что открывает перспективы для дальнейших исследований по применению редкоземельных элементов в качестве микроудобрений для стимулирования' прорастания, повышения устойчивости растений к болезням, биологической активности почв и повышению продуктивности растений.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: международных конференциях по фундаментальным наукам студентов и аспирантов «Ломоносов-2002» и
«Ломоносов-2004» (Москва, МГУ, 2002, ' 2004); международном экологическом форуме «Сохраним планету Земля», (Санкт-Петербург, 2004); IV съезде Докучаевского общества почвоведов «Почвы - национальное достояние России» (Новосибирск, 2004); ежегодной научно-практической конференции «Наука, образование, новые технологии» (Улан-Удэ, 2004); 9-й международной школе-конференции молодых ученых «Биология - наука 21 века» (Пущино, 2005); 5-й международной научной конференции «Миграция тяжелых металлов и радионуклидов в звене: почва - растение - животное -продукт животноводства - человек» (Великий Новгород, 2005); 5-й межрегиональная научная конференция молодых ученых (Улан-Удэ, 2005); всероссийской научной конференции, посвященной 160-летию В.В. Докучаева «Почвоведение и агрохимия в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2006); Диссертационная работа выполнена в соответствии с координационным планом агрономического факультета БГСХА по проблеме «Экологизация земледелия и разработка 'агрохимических приемов оптимизации минерального питания».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе в реферируемых изданиях - 5.
Структура и объем диссертации. Диссертация представляет собой рукопись объемом 119 страниц машинописного текста и содержит 26 таблиц, 15 рисунков, 6 приложений. Состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы, представленного 207 наименованиями, в том числе 22 зарубежных авторов.
Личный вклад автора. Организация и постановка вегетационных, микрополевых, лабораторных опытов, выполнение химико-лабораторных анализов, интерпретация полученных результатов и математическая обработка данных осуществлялись лично автором.
Биологическая роль лантана
Лантаноиды обнаружены во всех объектах земной коры со средним содержанием 0,01% (Балашов, Гирин, 1969; Балашов, 1976).
Эволюция живого вещества в связи с геологической историей земли и геохимической обстановкой получила глубокое развитие в трудах В.И. Вернадского (1965; 1992), А.П. Виноградова (1957; 1962). Ими установлено, что более половины известных химических элементов в земной коре связаны с живыми организмами. Сформулированные В.И. Вернадским основные принципы и проблемы биогеохимии определили место и роль геохимии, биогенной миграции макро- и микроэлементов в биогеохимических процессах, отражающих степень вовлеченности их в биологический круговорот вещества и энергии. Биогеохимическая активность в системе порода - почва - растение неразрывно связана не только с наземной растительностью, но с деятельностью почвенной микрофлоры (Виноградский, 1952; Мишустин, 1972; 1975; 1976). О положительном влиянии лантана и лантаноидов на биологические объекты было известно еще в начале прошлого столетия. Д.Н. Прянишников (1951) высказывал предположение о благоприятной роли РЗЭ, указывая на их наличие в фосфорных удобрениях, где их количество колеблется от 0,2 % и выше. Так, по свидетельству профессора Н.А: Солодова (1992), первые рекогносцировочные исследования по данному вопросу были начаты в довоенный период в Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева. В частности, А.А. Дробковым (1941) были проведены опыты по изучению влияния церия, лантана и самария на урожай гороха в сравнении с действием суммы редких земель. Полученные результаты показывали, что внесение РЗЭ увеличивало урожай сухой массы растений на 11,5 - 65,2 %, в том числе от лантана на 22 - 31%. А.В. Николаевой (1961) изучались концентрации РЗЭ в растениях в разные фазы их развития.
Результаты исследований по изучению эффективности лантаноидов при внесении их в почву показывают, что эти соединения способны обеспечивать получение урожаев сельскохозяйственных культур по величине и качеству равных тому уровню, который формируется при применении широко известных микроудобрений. При этом лантаноиды следует рассматривать не как заменители традиционных микроудобрений, а как дополнительные ультромикроудобрения, запасы которых и возможности применения достаточно широки.
Содержание лантана в растениях зависит от его концентрации в почве. Показано, что лантан присутствует в надземных органах растений в количестве 3-15000 мкг/кг сухой массы, в овощах - 0,4-2000 мкг/кг (табл. 3) (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Кроме того, выявлены растения, которые могут служить биохимическими индикаторами лантана и его аналогов. Так, например, в золе листьев южного ореха гикори содержится до 2,5% редкоземельных элементов. Повышенная концентрация этих элементов обнаружена также в сахарной свекле и люпине (Laul, Weimer, Rancitelli, 1979).
Из литературных источников известно (Дробков, 1941; Коган, 1961; Солодов, 1992), что сульфаты и нитраты лантана, применяемые в качестве микроудобрений, проявляют высокую биологическую активность. Сульфат лантана катализирует фиксацию атмосферного азота азотобактером в посевах бобовых культур. Нитрат лантана является эффективным микроудобрением, повышающим всхожесть семян пшеницы, гороха, кукурузы, сахарной свеклы и увеличивающим урожайность культур на 22-40 %, прирост сухого вещества на 11-13 %, при этом отмечено сокращение сроков созревания на 6-Ю суток. Аналогичные результаты были получены в ряде стран при использовании сульфата лантана в посевах продовольственных культур (Bahadar, Jyootishmati, 1976).
Начиная с шестидесятых годов, в связи с открытием и освоением крупнейшего в мире месторождения Баян-Обо, в Китае проводятся исследования по изучению эффективности РЗЭ. В КНР редкие земли применяют под 30 видов сельскохозяйственных культур, включая рис, пшеницу, кукурузу, сахарный тростник, сахарную свеклу, арахис, плодовые, табак, чайный куст, хлопок, декоративные растения и т.д. Урожай продовольственных культур от применения РЗЭч увеличивается на 5-10%, а технических на 10-20%). Установлено повышение качества пшеницы за счет более высокого содержания протеина и лизина; фруктов, сахарной свеклы и сахарного тростника - увеличение сахаристости, и т.д. Потребление РЗЭ в 1986 г. составило 450 т на 530 тыс. га, т.е. в среднем по 0,8 кг/га. К 1990 г. применение РЗЭ возросло более чем в 3 раза, достигнув охвата посевов на площади более 1,5 млн. га. В КНР продолжаются эксперименты по использованию редких земель в животноводстве при выращивании свиней, рыбы, птицы, шелковичных червей (цит. по Аристархову и др., 2001).
Агрохимические свойства каштановых, серых лесных почв и содержание в них лантана
Особенности свойств, режимов и гумусированности почв Забайкалья отражены в ряде крупных работ (Ишигенов, 1972; Макеев, 1973; Корсунов,
Цыбжитов, 1989; Чимитдоржиева, 1990; Абашеева, 1992; Меркушева и др. 2006). Было установлено, что глубокое промерзание почв, медленное их протаивание ограничивают влияние биогенных факторов на почвообразовательный процесс. Обедненность гумусом, маломощность гумусового горизонта, отсутствие гипса, опесчаненность и бесструктурность придают каштановым почвам специфические черты, не имеющие аналогов в однотипных почвах России. Цикличность атмосферного увлажнения, сезонная контрастность весенне-раннелетнего засушливого периода и муссонный характер осадков во второй половине лета являются причиной неустойчивого водного режима почв. А частые ветры эрозионно опасной силы развеивают поверхностно-гумусовый слой. В отличие от каштановых, серые лесные почвы имеют морфологическое сходство с европейскими аналогами. Однако при этом в почвах Забайкалья либо отсутствует подзолообразовательный процесс, либо выражен ч,слабо и часто наблюдается скопление карбонатов в горизонтах В и С. Обобщенные данные, характеризующие физико-химические свойства почв представлены в таблицах 4 и 8 (Абашеева и др., 2003).
Каштановые почвы распространены в степных межгорных понижениях Селенгинского среднегорья и в Баргузинской котловине. Формируются каштановые почвы под сухостепной тонконогово-лапчатниковой и полынно-злаковой растительностью с низким и изреженным травостоем. В структуре почвенного покрова они занимают 28,8 %.
Длительное действие отрицательных температур, засушливость климата обусловливают преобладание физического выветривания в процессе почвообразования. Это проявляется в насыщенности почвенного профиля обломками материалов горных пород, пылевато-песчанном составом мелкозема и в замедленном образовании глинистых минералов. При слабой выраженности химического и биологического выветривания не происходит глубоких изменений химического состава почвообразующих пород по сравнению с исходными горными породами.
Все каштановые почвы региона формируются на легких почвообразующих породах, имеющих легкосуглинистый, супесчаный и песчаный гранулометрический состав и характеризующиеся большим количеством первичных минералов. Почвообразующие породы - главный источник химических элементов, в том числе микроэлементов и редкоземельных, - представлены продуктами выветривания разнообразных по возрасту, генезису и составу преимущественно магматических горных пород. Неоднородность валового химического состава почвообразующих пород и почв обусловлена, прежде всего, неоднородностью минералогического состава коренных пород.
Валовой химический состав каштановых почв незначительно отличается от породы, что свидетельствует о слабом химическом изменении минерального состава почвенного профиля по сравнению с последней. В частности, валовое количество микроэлементов4 проявляет зависимость в большой степени от почвообразующих и коренных пород, на которых формируются эти почвы. Часто супесчаные почвы содержат большее количество микроэлементов, чем легкосуглинистые и суглинистые.
Каштановые мучнисто-карбонатные почвы характеризуются следующими морфологическими признаками: горизонт А - перегнойно-аккумулятивный, равномерно гумусирован, имеет буровато-коричневую окраску. Структура почвы непрочная. Горизонт В - неравномерно прогумусирован со слабыми затеками гумуса, имеет серовато-бурую или палево-бурую окраску. В зависимости от гранулометрического состава рыхлый или слабоуплотненный. Вк - карбонатный горизонт серовато-белесого цвета от обилия мучнисто-карбонатных соединений. Карбонаты отмечаются и в почвообразующей породе (горизонт С). В профиле каштановых почв повсеместно преобладают фракции мелкого и крупного песка. Почвы преимущественно супесчаные и легкосуглинистые. Легкий гранулометрический состав, скелетность, обедненность коллоидно-глинистыми частицами и органическим веществом определяют высокую общую порозность и водопроницаемость, малую водоудерживающую способность и низкую влагоемкость. Нестабильность водного режима, засушливость климата переводит земледелие на этих почвах в разряд рискованного.
Данные таблицы 4 показывают, что содержание гумуса находится в пределах низкого уровня с резким убыванием вниз по профилю. Тип гумуса гуматно-фульватный. По мощности гумусового горизонта они делятся на среднемощные (A+Bi 30 см), маломощные (A+Bi - 20-30 см), укороченные (A+Bi 20 см). Легкосуглинистые почвы содержат гумуса 2 - 3%, супесчаные 1,5-2,0, песчаные 1-1,5 %. В азотном фонде почвы преобладают негидролизуемые формы и составляют 78-80 %, трудно- и легкогидролизуемые соответственно 11 и 8 % от общего содержания азота.
Каштановые почвы характеризуются очень низким содержанием нитратного азота, но хорошо обеспеченны подвижным фосфором и средне -обменным калием. Легкий гранулометрический состав, низкое содержание гумуса и обменных катионов, дефляция являются факторами, ограничивающими емкость и качество биологического круговорота питательных элементов в системе почва - растение. Почвы характеризуются обедненностью биофильными микроэлементами, их валовыми и подвижными формами (табл. 5) (Абашеева и др., 2002). При низком содержании микроэлементов в почвообразующих породах и при развитом физическом выветривании, слабо протекает их биогенная аккумуляция в корнеобитаемом слое (Макеев, 1973; Абашеева и др., 2002). Вследствие этого обеднены микроэлементами растения фито- и агроценозов (Кашин, Иванов, 2001). В частности, содержание кобальта в травах колеблется в пределах 0,2 - 0,6 мг/кг, при норме более 0,7 мг/кг сухого вещества.
Потенциальная нитрифицирующая способность почв при внесении лантана под кукурузу и горох
Процессы трансформации органического вещества и, прежде всего, растительных остатков напрямую зависят от активности микрофлоры, участвующей в разложении клетчатки. Скорость и степень разложения свежего органического материала в почве определяет уровень возврата питательных веществ и динамику плодородия (Александрова, 1980; Бабьева, Зенова, 1983; Щербакова, 1983; Берестецкий и др., 1986; Кураков и др., 1989).
Микроорганизмы, разлагающие клетчатку, играют очень важную роль в процессе минерализации и круговороте углерода (Самцевич, 1972; Наплекова, 1974). Из всех органических соединений в природе наиболее распространена целлюлоза. Целлюлозу в основном создают высшие растения, которые на 45 - 70 % состоят из нее (Звягинцев, 1987).
Целлюлозу разлагают аэробные микроорганизмы (бактерии, грибы и актиномицеты) и анаэробные мезофильные и термофильные бактерии (Шкляр, 1969). Группа аэробных целлюлозоразлагающих микроорганизмов наиболее богато представлена в почве. К ним относятся бактерии семейств Cytofagaceae, Мухососсасеае, Archangiaceae, Polyangiaceae, а также грамположительные подвижные палочковидные бактерии неправильной формы рода Cellulomonas. Большинство анаэробных целлюлозоразлагающих микроорганизмов относятся к семейству ВасШасаеа, роду Clostridium. Они устойчивы к кислотности и распространены не только в нейтральных, но и кислых почвах (Имшенецкий, 1953; Фениксова, 1967; Мишустин, 1987).
При изучении химизма процесса было установлено, что разложение целлюлозы микроорганизмами происходит при помощи выделяемых ими специфических ферментов, которые и вызывают гидролитическое расщепление глюкозы (Имшенецкий, 1953).
В почвенно-микробиологических процессах клетчатка служит основным поставщиком углерода в энергетический обмен микроорганизмов, поэтому целлюлозоразлагающие микроорганизмы оказывают значительное влияние на специфику гумификации и минерализации органических веществ, поскольку продукты разложения растительных остатков являются одним из необходимых компонентов синтеза гуминовых кислот почвы (Имшенецкий, 1953, Шкляр, 1969). Следовательно, целлюлозоразлагающая активность почвы, как важный показатель процессов почвообразования, непосредственно характеризует уровень плодородия почвы. Следует отметить, что имеется взаимосвязь между азотным фондом почвы, его минеральной части и интенсивностью процесса разложения целлюлозы. Так, по данным Е.Н. Мишустина и В.Т. Емцева (1987)) микроорганизмы северных почв (в основном грибы) медленно растут на бедных азотными соединениями средах. Микроорганизмы южных почв, разрушающих клетчатку, нуждаются в высоком уровне азотного питания. Чем лучше идет мобилизация азота в почве, тем больше в ней содержится целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Поэтому уровень их развития служит одним из показателей мобилизационных процессов в почве (Мишустин, 1972, Васильева, 1984). Численность целлюлозоразлагающих микроорганизмов в окультуренных почвах заметно усиливается (Наплекова, 1974).
Аппликационные методы, используемые для определения биологической активности почв, отличаются простотой и дают возможность приблизиться к определению интенсивности протекания процессов в природных условиях (Звягинцев и др., 1980). Такие методы могут применяться и для изучения влияния на биологическую активность почв различных агрохимических мероприятий. Вовлечение в пахотооборот целинных почв Забайкалья, характеризующихся малой населенностью микроорганизмами, ведет к повышению численности и изменению в структуре микробных ассоциаций. Резко возрастает число видов, связанных с активной минерализацией органического вещества и усилении разложения клетчатки (Почвы Баргузинской котловины, 1983; Нимаева, 1989). Среди целлюлозоразлагающих микроорганизмов преобладают грибы и актиномицеты. Несмотря на относительно меньшее их количество в составе почвенной микрофлоры, они быстро разлагают клетчатку. Отличительной особенностью развития целлюлозолитиков в почвах является их более высокая численность в засушливый период лета и спад к концу вегетационного периода. Это связано с тем, что актиномицеты способны / разрушать клетчатку при низкой влажности, а при смене экологических условий скорость деструкции органического вещества протекает медленнее, чем под влиянием грибов и бактерий. Смена доминирующих групп в динамике в зависимости от влажности и температуры среды обусловливает нестабильность и прерывистость целлюлозоразрушающей способности почв. Но при длительной экспозиции опыта до 5 месяцев процент разложения льняного полотна может составлять 49 - 76 %. В пахотных угодьях мерзлотных почв этот показатель существенно ниже - 34 %, еще меньше в целинной почве - 2 - 5% (Нимаева, 1992). Положительное влияние на скорость минерализации органического вещества оказывают различные приемы повышения плодородия почвы. Так, при изучении влияния различных типов паров на биологическую активность каштановой почвы было показано, что наименьшая активность целлюлозоразрушающей способности приходится на июль-август - разложение деструктированного льняного полотна варьируется в пределах 47 - 57 % в зависимости от типа пара. Наибольший показатель отмечен по донниковым парам (Батудаев и др., 2004). Органические удобрения, в том числе нетрадиционные компосты, в два раза усиливают минерализацию клетчатки - с 41 в контрольной почве до 86 % при внесении опилочного помета (Чимитдоржиева и др., 2001). Орошение и минеральные удобрения повышают разложение клетчатки в 1,5 - 2,0 раза на аллювиальных луговых почвах под сеяными травами и естественными фитоценозами (Абашеева, и др., 1992; Убугунов и др. 2005; Меркушева и др. 2005; 2006).
Свекла, редис и укроп
Культурные виды столовой свеклы в первый год жизни образуют розетку листьев, корнеплод различной формы и интенсивности окраски. По форме различают плоские, цилиндрические и конические корнеплоды. Окраска наружной кожицы - от красной до черно-фиолетовой. Свекла столовая - наиболее калорийный овощ. Содержание сухого вещества в корнеплоде достигает 17,5%, витамина С - 21-25 мг %. Кроме того, в корнеплодах и листьях имеются витамины Вь В2, РР, пектин, яблочная, винная, молочная органические кислоты, соли кальция, магния, железа, фосфор и калий. Щелочная реакция является характерной особенностью свеклы. Содержащийся в свекле бетаин и образующийся из него холин имеют лечебное свойства (Овощные культуры, 1998). Пищевая ценность обусловлена наличием в корнеплодах 18 - 20 % сухого вещества, 10 - 12% общего сахара, белка, ферментов, пектина (до 3,8% от сухого вещества), органических кислот (яблочной, лимонной и др.), / калия, фосфора, магния, йода, биологически активных веществ (Рабунец, Туленкова, 1984; Велик, 1989). Свекла столовая требовательна к условиям внешней среды и питанию. Семена начинают прорастать при температуре +4-5 С (оптимальная +20-25 С). Взрослые растения могут переносить кратковременные заморозки (до -2- 3С). Всходы от таких морозов обычно погибают. Оптимальная температура для роста и формирования корнеплодов +15-25С. Свекла требовательна к влаге во все периоды роста (оптимальная влажность почвы 75-80%) НВ), она не переносит холодных и кислых почв с низким содержания калия и азота; / предпочитает хорошо аэрируемые земли с нейтральной или слабощелочной реакцией почвенного раствора. В начале вегетации отмечается повышенное потребление азота, в конце - калия; фосфор растения поглощают равномерно в течение всего периода (Вендило, Миканаев, и др., 1986). По отношению к микроэлементам свекла является концентратором бора, натрия, тяжелых металлов (Убугунов, Кашин, 2002). Столовая свекла требовательна к предшественникам, не выносит повторных посевов. Ее лучше размещать после раннего картофеля, огурца и других культур, под которые вносят органические удобрения. Свекла хорошо отзывается на органические и минеральные удобрения. Для получения 40 т/га свеклы на среднеокультуренных дерново-подзолистых почвах на 1 га вносят Ni2oP6oKi5o на пойменных - NuoPeoKigo, а на торфяно-перегнойных - N6oP6oKi8o- Удобрения вносят частично под зябь (фосфорно-калийные) или в виде смесей весной под предпосевную обработку (Вендило, Миканаев, и др., 1986). і Столовую свеклу в хозяйствах Бурятии высевают на площади 399 га (8 % в структуре посевов). Выход ее продукции составляет 70796 ц или 9% валового производства овощей открытого грунта.
Основное производство сосредоточено в хозяйствах степной (Мухоршибирской район), сухостепной (Иволгинский район), лесостепной (Кабанский район) зон. Урожайность корнеплодов низкая от 5,0 до 9,5 т/га, только в Кабанском районе она достигает в среднем 25 т/га. Поэтому дальнейшее развитие товарного овощеводства открытого грунта должно предусматривать расширение площади посевов столовых корнеплодов, повышение их урожайности за счет совершенствования основных элементов технологии. Из всех корнеплодных растений столовая свекла наиболее требовательна к почвенному плодородию. Лучшими для нее являются богатые органическим веществом суглинистые и черноземные почвы с глубоким пахотным слоем и прочной мелкокомковатой структурой. Однако свекла может давать высокий урожай как на легких, так и на тяжелых почвенных разностях. На песчаных почвах высоких урожаев свеклы можно добиться при условии хорошей влагообеспеченности и внесении больших доз удобрений. Повышенная кислотность почвы влияет на свеклу крайне отрицательно. Свекла нуждается в микроэлементах, особенно в боре. Он необходим в течении всей вегетации. Бор не может реутилизироваться в растениях, поэтому при его недостатке особенно страдают молодые растущие органы. Прежде всего, возникают заболевания (сухая гниль) и отмирание точек роста. і. Хорошая обеспеченность растений кальцием и фосфором повышает их требовательность к обеспеченности бором. М.Я. Школьник (1974) считает, что бор улучшает углеводный обмен, влияет на белковый, нуклеиновый обмен у растений. При его недостатке нарушается синтез, превращение, передвижение углеводов, формирование репродуктивных органов, оплодотворение и плодоношение. Бормагневые удобрения (2,2 % В) применяют под корнеплоды в почву в смеси с другими в дозе 20 кг на 1 гектар. Использование минеральных удобрений растениями столовой свеклы определяется способом и сроками их внесения.
В условиях Бурятии допустимо одноразовое внесение минеральных удобрений под основную обработку, но на легких почвах, особенно в северо-западных районах, оно не рекомендуется из-за опасности вымывания удобрений во влажные годы. Часть их (15 - 25% азота и калия) используется в виде подкормок. Установлено, что у столовой свеклы максимальное количество нитратов накапливается в верхушечной части, собственно корне и сердцевине корнеплода, минимальное количество - в коре и мякоти. Предельно допустимая концентрация нитратов для столовой свеклы 1400 мг/кг (Гигиенические требовании..., 2002). Эта культура может быть использована и как индикатор высокой концентрации в питательной среде тяжелых металлов (Убугунов, Кашин, 2004). Сорт Красный шар, который был использован в опыте, холодостойкий, устойчив к цветушности, раннеспелый, от всходов до созревания проходит 70-85 дней. Средняя урожайность 5-6 кг/м . Корнеплод округлый, мякоть темно-красная с фиолетовым оттенком (Велик, 1998).
Похожие диссертации на Влияние лантана на биологическую активность почв, урожай и качество растений
