СОДЕРЖАНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КАТИОНОВ В ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУРАХ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ
Савич В.И., Никиточкин Д.Н.
(РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, г.Москва, РФ)
Рассмотрена перспективность применения метода химической автографии на основе электролиза при анализе состояния плодовых культур в связи с их угнетением при развитии оглеения и засоления.
Prospects of application of chemical autography method are considered on the basis of electrolysis in the analysis of horticultural crops due to their suppression during the development of gleization and salinization.
Ключевые слова: плодовые культуры, плодородие почв, подвижные катионы
Key words: horticultural crops, soil fertility, mobile cations.
Угнетение плодовых насаждений в почвах таежно-лесной зоны в значительной степени связано с оглеением нижних горизонтов почв и пород, что приводит к появлению в почвах сероводорода, повышенных концентраций подвижных соединений железа, алюминия и марганца [2, 3, 4]. В сухостепной зоне угнетение растений часто связано с засолением нижних горизонтов и наличием в них плотных скоплений карбонатов. Это приводит к выпадению в осадки соединений железа, марганца, меди, цинка и развитию хлороза [3, 6]. Угнетение растений и деградация почв идентифицируются по содержанию и соотношению подвижных соединений в почвах, в корнях, стеблях и листьях растений, по их состоянию.
Одним из методов такой оценки является метод химической автографии на основе электролиза, когда положительно и отрицательно заряженные соединения из почв и органов растений перемещаются под действием постоянного тока 12 вольт (в течение 15 минут) к аноду и катоду, сорбируются на хроматографическую бумагу и затем определяются инструментальными методами [5].
В проведенных исследованиях оценивалось содержание положительно и отрицательно заряженных соединений катионов в растениях мандарина на аллювиальных дерновых и дерново-глеевых почвах и в растениях яблони, груши, сливы на слабозасоленной каштановой почве. Содержание K, Na определено методом пламенной фотометрии, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn – методом абсорбционной спектрофотометрии. Агрохимические и физико-химические свойства почв определены по общепринятым методикам [1]. Принятый уровень вероятности Р=0,95.
Проведенные исследования показали, что в почвах под угнетенными и хорошими посадками мандарина содержание подвижных форм фосфора и калия, меди, цинка близки. Близки и значения рН. Однако под угнетенными посадками мандарина на участках большей степени глееватости несколько шире отношение Fe:Mn. В горизонте Ап под посадками хорошего состояния содержание подвижных форм железа и марганца соответственно равно 19,34±2,33 и 3,96±0,84, а под посадками плохого состояния – 18,161,77 и 3,10±0,51. В горизонте В в посадках хорошего состояния содержание железа и марганца соответственно равно 16,0±1,75 и 5,34±0,83, а под посадками плохого состояния – 17,76±2,37 и 4,46±0,88, т.е. под посадками хорошего состояния отношение железа к марганцу в Ап и В соответственно равно 4,88 и 3,0, а под посадками плохого состояния – 5,85 и 4,0.
При нарушении процессов метаболизма в растениях затрудняется включение катионов в процессы метаболизма, и доля их отрицательно заряженных комплексных соединений. Полученные нами данные приведены в следующей таблице.
Таблица 1 -Содержание катионов в различных органах мандарина, мг/л, Х±m, n = 6, мг/л
|
Состояние растений |
Орган растения |
Заряд соединений |
Са |
Mg |
Fe |
Mn |
Zn |
Cu |
K |
|
хорошее
плохое |
лист
корень
лист
корень |
- + - + - + - + |
6,0±2,0 70,9±15,0 10,3±3,4 26,4±4,1 6,2±3,5 61,0±13,5 11,5±4,2 32,3±4,36 |
3,1±0,9 28,3±5,3 5,0±1,1 15,0±4,3 2,2±0,9 24,3±3,5 5,2±1,0 14,8±2,4 |
11,7±5,4 11,9±9,4 1,9±0,2 1,5±0,1 5,5±2,3 1,9±0,4 2,7±0,8 1,6±0,4 |
0,2±0,1 1,1±0,5 0,1±0,0 2,0±1,6 0,1±0,0 0,7±0,3 0,1±0,0 0,3±0,1 |
0,8±0,4 1,2±0,7 0,7±0,2 0,5±0,1 1,0±0,7 0,7±0,2 0,4±0,1 0,4±0,1 |
0,6±0,2 0,6±0,2 0,4±0,1 0,2±0,1 0,3±0,0 0,3±0,1 0,4±0,1 0,2±0,1 |
11,3±2,6 49,5±3,1 13,3±2,5 30,0±2,8 9,8±2,7 49,3±6,4 11,5±0,5 39,2±5,0 |
По полученным данным, в растениях хорошего состояния, по сравнению с растениями плохого состояния, было уже отношение положительно заряженных соединений кальция и железа в листьях и корнях - соответственно 5,9 и 18,2, по сравнению с таким отношением в растениях плохого состояния - соответственно 31,4 и 20,6. Отношение отрицательно заряженных соединений кальция и железа в листьях растений хорошего состояния было уже (0,5, по сравнению с 1,1 в растениях плохого состояния), а в корнях шире (5,4, по сравнению с 4,2).
В растениях плохого состояния часть катионов задерживалась в корнях и не передвигалась в листья. Отношение содержания положительно заряженных соединений кальция, железа, меди, калия в стеблях и корнях в хорошо развитых растениях составляло соответственно 2,7; 8,2; 4,1; 1,6, а в плохо развитых растениях – 1,9; 1.2; 1,5 и 1,2. Отношение содержания Ca, Fe, Cu, Mn, K в стеблях и корнях в хорошо развитых растениях составляло соответственно 0,6; 6,3; 1,5; 3,3; 0,8, а в плохо развитых растениях соответственно 0,5; 2,0; 0,7; 0,8 и 0,8.
При оценке содержания положительно и отрицательно заряженных соединений катионов в листьях плодовых на каштановых засоленных почвах установлено, что кальций, магний, калий, натрий присутствовали, в основном, в форме положительно заряженных ионных форм, а железо, марганец, медь – в форме отрицательно заряженных комплексных соединений. Это иллюстрируется данными следующей таблицы.
Таблица 2 - Содержание «+» и «-» заряженных соединений катионов в листьях растений на каштановых засоленных почвах, мг/100 г (напряжение 12 в, время – 15 минут)
|
Растения |
Заряд |
Са |
Mg |
Fe |
Mn |
Zn |
Cu |
K |
Na |
|
злаки
яблоня
груша
слива
|
+ - + - + - + - |
9,9 1,3 3,4 1,5 9,1 1,7 6,4 1,5 |
5,5 0,1 5,6 0,6 6,6 1,5 10,6 2,3 |
0,3 9,0 0,2 6,4 0,2 23,8 0,2 12,8 |
0,01 0,15 0,01 0,08 0,04 0,40 0,01 0,20 |
0,01 0,01 0,04 0,04 0,01 0,01 0,02 0,02 |
0,06 0,09 0,08 0,06 0,10 0,20 0,06 0,08 |
10,2 0,6 25,0 3,5 21,2 4,3 18,5 2,9 |
6,0 0,2 2,7 0,2 4,5 0,5 4,4 0,6 |
Отношение положительно и отрицательно заряженных соединений в злаках составляло для Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, K, Na соответственно 7,6; 55; 0,03; 0,07; 0,67; 17; 30, а в плодовых соответственно 4,4; 4,0; 0,01; 0,09; 0,7; 4,4; 9,7, т.е. в плодовых доля положительно заряженных соединений катионов была в основном уже, чем в злаках.
Учитывая, что атмосфера, в основном, заряжена положительно, а Земля отрицательно и учитывая большую высоту плодовых, по сравнению со злаками. Это, возможно, связано и с градиентом электрического поля в системе корни-листья.
С нашей точки зрения, оценка ионных и комплексных форм катионов в почве, корнях, листьях плодовых является полезным критерием при оценке причин угнетения растений.
Список использованной литературы
1. Воробьева Л.А. Химический анализ почв. - М., МГУ, 1998 - 272 с.
2. Науменко В.П. Основы лесного почвоведения. - Новочеркасск, МСХ РФ, НГМА, 2001. - 104 с.
3. Неговелов С.Ф., Вальков В.Ф. Почвы и сады. - Ростов, 1985. - 192 с.
4. Савич В.И., Кауричев И.С., Шишов Л.Л. и др. Окислительно-восстановительные процессы в почвах, агрономическая оценка и регулирование. - Костанай, 1999. - 404 с.
5. Савич В.И., Сычев В.Г., Трубицина Е.В. Химическая автография системы почва-растение. - М., ВНИИА, 2001. - 275 с.
6. Савич В.И., Булгаков Д.С. и др. Интегральная оценка плодородия почв. - М., РГАУ-МСХА им К.А.Тимирязева, 2010. - 347 с.
7. Савич В.И., Кузелев М.М., Снагинский М.Е. Модели плодородия почв под древесные культуры. - М., РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, 2012. - 196 с.