WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«УДК 574.24 ТРАНСЛОКАЦИОННАЯ И АККУМУЛЯЦИОННАЯ СПОСОБНОСТИ HORDUM VULGRE ПО ОТНОШЕНИЮ К НИТРАТНОМУ АЗОТУ © 2016 Е. П. Проценко1, Н. П. Неведров2, Т. В. Березуцкая3, М. В. ...»

УДК 574.24

ТРАНСЛОКАЦИОННАЯ И АККУМУЛЯЦИОННАЯ СПОСОБНОСТИ

HORDUM VULGRE ПО ОТНОШЕНИЮ К НИТРАТНОМУ АЗОТУ

© 2016 Е. П. Проценко1, Н. П. Неведров2, Т. В. Березуцкая3,

М. В. Протасова4, Е. В. Иванова5

докт. с.-х. наук, профессор кафедры общей биологии и экологии

e-mail: protselena@yandex.ru

канд. биол. наук, ассистент кафедры общей биологии и экологии

e-mail: 9202635354@mail.ru

студентка 4 курса естественно-географического факультета e-mail: berezutskaja.tat@yandex.ru канд. с-х. наук, доцент кафедры общей биологии и экологии, e-mail: kaf-ecolbiol@yandex.ru аспирант кафедры почвоведения, общего земледелия и растениеводства, Курская государственная сельскохозяйственная академия e-mail: ekaterina-ivanova1990@mail.ru Курский государственный университет В статье сообщаетсяо транслокациинитрат-ионов в органы растений ячменя обыкновенного(Hordumvulgre) при модельном загрязнении почв агрофитоценоза.

Приводятся данные по аккумуляциинитрат-ионов в соломе и зерне ячменя обыкновенного.

Отмечена зависимость между загрязнением почвы высокими дозами нитратного азота (3, 6 ПДК) и продукцией надземной фитомассы. Установлено, что растения ячменя в изучаемых агроклиматических условиях способны депонировать в своей надземной части до 4324 мг/кг и выносить до 18 кг/ганитратов.

Ключевые слова: нитраты, серые лесные почвы, ячмень обыкновенный, биокомплекс, модельное загрязнение.



В современном мире возникает глобальнаяпроблема, связанная с превышением содержания нитратов в объектах окружающей среды [Антипина и соавт. 1990: 42;

Бояркин 2013; Журавлева, Цапков 1983]. Эта проблема обострилась в связи с нерегулируемым применением минеральных удобрений, а также с размещением отходов животноводства в почвах сельхозугодий [Черных 2003]. В настоящее время отдельное внимание уделяется контролю содержания нитратов в почве, загрязнение которой приводит к поступлению нитратов в сельскохозяйственные растения, грунтовые и поверхностные воды, а через них в организм человека[Антипина и соавт.

1990;Журавлева, Цапков 1983; Ореховская, Ступаков 2014; Проценко и соавт. 2016].

Целью нашей работы является изучение транслокационной и аккумуляционной способностей ячменя обыкновенного по отношению к нитратному азоту в серых лесных почвах.

Исследование проводилось на участке агробиостанции Курского государственного университета в вегетационный период 2015 года. Участок находится в северной части г. Курска на водораздельном плато и представляет собой агроценоз, опоясанный смешанным лесонасаждением. Почва серая лесная, среднемощная, среднегумусированная на тяжелом карбонатном лессовидном суглинке. Содержание

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

гумуса среднее (4,2 %), содержание N/P/K = 18,2/17,1/19,3 мг/100 г почвы, что соответствует повышенному уровню обеспеченности питательными веществами.

В ходе исследования использовался микрополевой опыт. Размер делянок 1х1 м, защитная полоса 0,5 м. Моделировалось искусственное загрязнение почв агроценоза. В почвы делянок вносился азот в форме мочевины. Дозы загрязнения почв рассчитывались соответственно 3, 6 и 9 ПДК нитратов. В качестве контроля использовали незагрязненные делянки с фоновым содержанием нитратов. Также использовался препарат предположительно для стимулирования аккумуляции биомассы растений. В качестве стимулятора роста использовали диспергированный до наноразмеров торф – биокомплекс (агропрепаратООО Торгово-производственной компании «КАВИТА»).





Посев семян ячменя на делянках проводился с учетом двукратной стандартной густоты посева. Еженедельно проводилась некорневая обработка (опрыскивание) растений 3%-м раствором биокомплекса. Растения выращивались при естественном поливе до полной спелости зерна. Затем производили определение нитратов в зерне и сене при помощи ионометрического метода [Минеев 2001]. Для получения наиболее достоверных данных опыт проводили в двух повторениях.

В ходе статистической обработки массива данных отчетливых корреляционных связей между содержанием в почве нитратов и высотой побегов ячменя обнаружено не было (рис. 1). Самые высокие побеги отмечались в варианте опыта без применения обработки с дозой загрязнения почвы 6 ПДК и достигали 56 см, самые низкорослые – в вариантах опыта 3 и 6 ПДК с применением обработки агропрепаратом и 9 ПДК без обработки. Внекорневая обработка растений раствором агропрепарата в целом по результатам опыта также не оказала достоверного влияния на рост растений в длину.

Хотя при загрязнении 9 ПДК наблюдалось некоторое достоверное увеличение длины побегов при обработке биокомплексом и снижение их длины на необработанном варианте (рис. 1).

Рис. 1. Влияние доз нитратного загрязнения и внекорневой обработки биокомплексом на высоту побегов ячменя обыкновенного Сухая масса надземных органов ячменя находится в зависимости от загрязнения почв нитратами. На рисунке 2 видно, что при низких дозах загрязнения почвы (3 ПДК) не было существенных различий между вариантами, и сухая масса находится в пределе 1,2–1,5 кг на делянку. Однако при более высоких дозах загрязнения (6 и 9 ПДК) биомасса заметно снижается, и ее значения находятся в диапазоне 0,6–1 кг на делянку.

Auditorium. Электронный научный журнал Курского государственного университета.

2016. № 3 (11) Проценко Е. П., Неведров Н. П., Березуцкая Т. В., Протасова М. В., Иванова Е. В.

Транслокационная и аккумуляционная способности Hordum vulgre по отношению к нитратному азоту Следует заметить, что обработка растений биокомплексом увеличивает толерантность ячменя по отношению к нитратам при возрастании дозы загрязнения от 3 ПДК до 6 ПДК.

Рис. 2. Влияние доз нитратного загрязнения и внекорневой обработки биокомплексом на накопление надземной биомассы ячменя обыкновенного Вероятнее всего, в диапазоне концентраций загрязняющего вещества (нитратов) от 3 ПДК до 6 ПДК находится пороговая токсичная концентрация для растений ячменя.

При обработке препаратом снижение биомассы происходит постепенно, а без обработки – резко. То есть установлено, что обработка растений ячменя 3%-м раствором агропрепарата фирмы «КАВИТА» повышает толерантность ячменя к высоким концентрациям нитратов. В ходе опыта были отмечены корреляции между дозой загрязнения почв нитратами и накоплением биомассы надземной частью растений ячменя.

Аккумуляция нитратов соломой и зерновками ячменя В ходе выполнения опыта определилась концентрация нитратов в зерне и соломе ячменя без обработки и с обработкой препаратом «Кавитабиокомплекс».

На рисунке 3 показано, что в соломе ячменя на контрольном (без обработки) варианте содержание нитратного азота составило 2123 мг/кг, что превышает ПДК в 4 раза. Впрочем, наибольшее количество нитратов наблюдалось в образцах соломы, в варианте опыта с 6 ПДК по нитратам. Концентрация нитратов достигает 4324 мг/кг (8,6 ПДК). В образцах 3 ПДК и 9 ПДК содержание нитратов превышает норму ПДК в 6 и 8 раз соответственно.

В образцах, которые подвергались обработке биогелем, сначала идет увеличение показателей содержания нитратов (с фонового до 6 ПДК), затем наблюдается понижение с 4737 до 4735 (6 ПДК до 9 ПДК). Отмечено, что в вариантах опыта, 3 ПДК, 6 ПДК и 9 ПДК превышают норму содержания нитратов в 4, 5 и 9 раз соответственно.

Можно предположить, что такой эффект наблюдается в результате того, что физиологические барьеры не справляются (рис. 3).

Необходимо отметить высокое накопление нитратов на всех вариантах, включая контрольный, что, видимо, связано с погодными условиями – крайне засушливым маем 2015 года: растения растут плохо, а нитратный азот при этом не расходуется.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Рис. 3. Зависимость содержания нитратов в соломе ячменя от дозы загрязнения почвы и внекорневой обработки биокомплексом На контрольном варианте без нитратного загрязнения содержание азота в зерновках составляет 655,5 мг/кг, что также превышает ПДК (500 мг/кг) (рис. 4).

Однако наибольшее количество нитратов наблюдается в образцах зерновок в варианте опыта с загрязнением 3 ПДК. Концентрация нитратов достигает 1025 мг/кг (2,05 ПДК).

По всей вероятности, при данном уровне загрязнения физиологические барьеры не препятствуют поступлению нитратов в плоды ячменя (зерновки). Затем происходит снижение массовых концентраций до нормального значения в варианте опыта с дозой загрязнения 6 ПДК. Следовательно, такое зерно можно использовать в пищевых целях.

При увеличении дозы загрязнения почвы до уровня 9 ПДК отмечалось увеличение концентрации нитратов в зерновках ячменя. В этом варианте опыта с применением биокомплекса содержание нитратов находится на уровне ПДК, а без его применения превышает норму в 2,8 раза (рис. 4).

В результате в зерне, которое не подвергалось обработке биогелем, не все образцы пригодны для употребления на корм животным и тем более человеку. Лишь в образце, выращенном на дозе 6 ПДК, концентрация соответствует норме нитратов в зерне, и его можно использовать по назначению (рис. 4).

–  –  –

Рис. 4. Зависимость содержания нитратов в зернах ячменя от дозы загрязнения почвы и внекорневой обработки биокомплексом Таким образом, в зерновках накапливается меньше нитратов, чем в соломе ячменя обыкновенного. В образцах, которые подвергались обработке препаратом только на фоновом варианте, содержание нитратов не отличается от контрольного, а при обработке происходит достоверное снижение поступления нитратов в зерновки, особенно заметное при 9 ПДК. При катастрофических дозах (9 ПДК) диспергированный до наноразмеров торф задерживает транслокацию нитратов в зерновки ячменя.

Биологический вынос нитратов надземнойфитомассой ячменя Растения имеют такую способность, как усвоение питательных веществ из внешней среды. Зависит эта способность от нескольких факторов: объем корневой системы, внешнее и внутреннее развитие корневой массы. Основнаяазотфиксация происходит в период вегетации. Общий вынос азота из почвы преимущественно зависит от сорта растения, питания, условий среды. Однако усвоение азота наблюдается в различных частях по-разному. Вынос элементовминерального питания культурами – важнейший агрохимический показатель, применение которого дает большие возможности для определения потребности возделываемых растений в минеральных удобрениях и в планировании их применения, а также в поддержании баланса минерального питания и сохранения плодородия почвы.

В ходе статистической обработки данных были получены результаты по общему выносу азота из почвы. На рисунке 5 видно, что общий вынос в контроле с обработкой и без обработки равен 3,1 и 3,8 соответственно. В образцах с обработкой биогелем наблюдается увеличение общего выноса азота из почвы растением с 3,1 до 5,2 (3 ПДК – 6 ПДК), затем происходит резкое уменьшение в 2 раза (9 ПДК). В образцах без обработки накопление азота значительно меньше (рис. 5).

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Рис. 5. Общий вынос азота растениями, г/м2 Таким образом, наибольший вынос азота наблюдался в образцах, загрязненных нитратами в дозе 3 ПДК и 6 ПДК, при обработке биокомплексом.

Транслокационный показатель ячменя обыкновенного при выращивании на искусственно загрязненной почве Транслокационный показатель – это показатель, который характеризует переход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений. Недействующей концентрацией по данному показателю принято считать наибольшее содержание химического вещества в почве, при котором накопление вещества фитомассой культурных растений к моменту созревания и сбора урожая не превышает установленных для продуктов питания допустимых остаточных количеств.

–  –  –

Необходимо отметить, что на основании данных, представленных в таблице, в целом на всех вариантах опыта наблюдался низкий транслокационный показатель (меньше единицы). При этом в образцах, обработанных биогелем, он ниже в 3 раза при 6 ПДК и в 2 раза при 9 ПДК, то есть переход нитратов из корней в плоды растений значительно снижен.

Выводы

1. Установлена обратная зависимость между накоплением биомассы надземной частью растений ячменя и уровнем загрязнения серой лесной почвы нитратами.

Auditorium. Электронный научный журнал Курского государственного университета.

2016. № 3 (11) Проценко Е. П., Неведров Н. П., Березуцкая Т. В., Протасова М. В., Иванова Е. В.

Транслокационная и аккумуляционная способности Hordum vulgre по отношению к нитратному азоту

2. При увеличении загрязнения происходит возрастание концентрации в соломе. В зерне при увеличении загрязнения линейной зависимости не наблюдается.

3. Зерновки накапливают в 5 раз меньше нитратов, чем солома ячменя обыкновенного.

4. Коэффициент транслокации нитратов из побегов в плоды достаточно низкий и колеблется в пределах от 0,01 до 0,34, что обусловлено работой защитных физиологических барьеров, расположенных на границе побег-плод.

5. Обработка растений биокомплексом увеличивает толерантность ячменя по отношению к нитратам при возрастании дозы загрязнения от 6 ПДК до 9 ПДК, в данном диапазоне концентраций загрязняющего вещества находится пороговая токсичная концентрация для растений ячменя, что отчетливо наблюдается в вариантах опыта без обработки биокомплексом.

Библиографический список

Антипина В.Д. «Нитратная проблема» и пути ее решения / В.Д. Антипина, З.П. Фалунина, Ю.Б. Моисеев, Н.Н. Рощина М.: Мосгорагропром НПО «Хранение»,

1990. 42 с.

Бояркин Е.В. Активность нитратредуктазы в органах редьки масличной в зависимости от факторов внешней среды. Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2013. 120 с.

Журавлева В.Ф., Цапков М.М. Токсичность нитратов и нитритов // Гигиена и санитария. 1983. № 1. С. 60–69.

Минеев В.Г. Практикум по агрохимии: учеб. пособие. 2-е изд., переработ. и доп.

М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.

Ореховская А.А., Cтупаков А.Г. Азотный режим чернозема типичного и продуктивность озимой пшеницы под влиянием севооборотов, способов основной обработки почвы и удобрений в условиях ЦЧР // Белгородский Агромир.

Белгород:

ОГАУ «ИКЦ АПК». 2014. № 7 (88). С. 29–31 Проценко Е.П., Неведров Н.П., Неведрова Н.Ю. Аккумуляция нитратного азота органами редьки масличной Raphanussativusvar. oleifera в условиях модельного загрязнения // Актуальные проблемы почвоведения экологии и земледелия: сб. докл.

науч.-практич. конф. с междунар. участием / Курское отделение МОО «Общество почвоведов им. В.В. Докучаева», Курск, 22 апреля 2016 г.- Курск: ВНИИЗиЗПЭ, 2016.

С. 256–257.

Черных А.М. Угрозы здоровью человека при использовании пестицидов // Гигиена и санитария. 2003. № 5. С. 25–29.



Похожие работы:

«Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского Биология. Химия. Том 2 (68). 2016. № 4. С. 8–20. УДК 612.822 РЕАКТИВНОСТЬ СЕНСОМОТОРНОГО БЕТА-РИТМА ЭЭГ У ДЕТЕЙ ЧЕТЫРЕХ-ЧЕТЫРНАДЦАТИ ЛЕТ Галкин Д. В., Эйсмонт Е. В., Кайда А. И., Павленко В. Б. Таврическая академия (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «Крымский фе...»

«Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского Серия «Филология. Социальные коммуникации» Том 27 (66). № 1. Ч.2 – С. 57-63 УДК 81’246.2’276.6’373.46/611 Ономасиологическая структура терминов сельскохозяйственной и почвенной микробиологии (на материале английского, украинского и русского языков) Кислухина М...»

«ПРИЛОЖЕНИЕ 1 К ООП ООО МБОУ «КСОШ №5»РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО БИОЛОГИИ 5-9 КЛАССЫ 2016 год Рабочая программа по БИОЛОГИИ для 5-9 классов составлена на основе Федерального государственного образовательного станд...»

«Башмаков Виктор Юрьевич БИОХИМИЧЕСКАЯ И ЭКСПРЕССИОННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ПУТЕЙ РАЗОБЩЕНИЯ ДЫХАНИЯ И ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ДИАБЕТЕ И СВЕТЛОКЛЕТОЧНОМ РАКЕ ПОЧКИ Специальность 03.01.04 – биохимия Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук...»

«Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 24 (63). 2011. № 1. С. 10-17. УДК 573.6: 537.86 ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ НА РАСТЕНИЯ Богатина Н.И.1, Шейкина Н.В.2 Физико-технический институт низких температур НАН Украины, Харьков, Украина Национальный фар...»

«Федеральное агентство по образованию Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В. В. Куйбышева) Е.А. Жарикова ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ Рекомендовано Дальневосточным региональным учебнометодическим центром в качестве учебного пособия для студентов специальности 020808 «Геоэкология» вузов региона...»

«ЛИТВИНОВА НАДЕЖДА АЛЕКСЕЕВНА РОЛЬ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТУДЕНТОВ В АДАПТАЦИИ К УМСТВЕННОЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 03.00.13 – физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Томск 2008 Работа выполнена на каф...»

«КАБАЧКОВА АНАСТАСИЯ ВЛАДИМИРОВНА ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ АДАПТАЦИИ СТУДЕНТОВ К УЧЕБНОЙ И ФИЗКУЛЬТУРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 03.00.13 – физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Томск – 2...»

«Ондар Елена Эрес-ооловна ГУМУС ПОЧВ ТУВЫ Специальность 03.00.27. – почвоведение Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Томск – 2008 Работа выполнена в Институте почвоведения и агрохимии СО РАН Научный руководитель: доктор биологических наук, профессо...»

«Ковалева Вера Дмитриевна ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ NO-ЗАВИСИМЫХ СИГНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В УСТОЙЧИВОСТИ НЕЙРОНОВ И ГЛИАЛЬНЫХ КЛЕТОК К ФОТОДИНАМИЧЕСКОМУ ПОВРЕЖДЕНИЮ Специальность – 03.01.02 Биофизика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.