X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018
ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕДИ В ПОЧВЕ И РАСТЕНИЯХ
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Поэтому необходим мониторинг содержания меди в почве и растениях и поиски путей нейтрализации влияния избыточных ее концентраций. Известно, что токсичность тяжелых металлов (ТМ) в почве зависит не столько от их концентрации, сколько от подвижности. Существенное влияние на подвижность металлов оказывает рН почвы. В кислом интервале рН подвижность многих ТМ повышена и уменьшается по мере нейтрализации кислотности среды. Для понижения кислотности почвенного раствора применяют известкование, однако этот прием не универсален. Некристаллические глинистые минералы, такие как цеолит, могут также фиксировать ионы ТМ [1].
Медь вместе с марганцем входит в состав ферментов, которые играют важную роль в окислительно - восстановительных процессах. Они улучшают интенсивность фотосинтеза, способствуют образованиюхлорофилла, положительно влияют на углеводный и азотный обмены, повышают устойчивость растений против грибных и бактериальных заболеваний. Под влиянием меди увеличивается содержание белка в зерне, сахара - в корнеплодах, жира - в зерне масличных культур, крахмала - в клубнях картофеля, сахара и аскорбиновой кислоты в плодах и ягодах [2].
Потребность растений в меди невелика. С урожаем сельскохозяйственных культур ее выносится от 10 до 300 г/га. По оптимальному обеспечению растений медью ее содержание составляет от 5-20 мг/кг (при недостатке - снижается до 1-2, а избытка - увеличивается до 40-50 мг/кг сухого вещества). Характерный недостаток меди проявляется в зерновых культур. Так, вследствие разложения хлорофилла кончики молодых листьев белеют и закручиваются, края их становятся желтыми. При значительной нехватке меди растения начинают очень куститься , но продуктивных стеблей не образуют. Эту болезнь иногда называют «белой чумой» злаков. Характерным при медном голодания является увядание растений, торможения их роста, уменьшение количества генеративных органов (метелки, колосков, головок и т.п.). Двусемядольные растения теряют листья на верхушках стеблей. Плодовые культуры при недостатке меди заболевают так называемой суховерхостью или экзантемой. При этом на листовых пластинках сливы и абрикоса между жилками отчетливо проявляются признаки хлороза.
В помидора при нехватки меди задерживается рост побегов, слабо развивается корневая система, оказывается темно - синезеленые окраски листьев и их закручивания, цветки не образуютсях [3]. Недостаток меди часто совпадает с недостатком цинка, а на песчаных почвах - также с недостатком магния. Внесение высоких норм азотных удобрений усиливает потребность растений в меди и способствует обострению признаков ее недостатка. Чувствительные к недостатку меди овес, ячмень, пшеница; весьма чувствительны- просо, подсолнечник, горох, свекла, овощные культуры, лен, луговые, бобовые и злаковые травы; менее чувствительны - рожь, кукуруза,гречка, картофель. Применение медных удобрений на почвах, бедных на медь, позволяет повышать урожайность зерновых культур на 2-3 ц/га. Характерной особенностью действия меди является повышение устойчивости растений против грибных и бактериальных болезней. Медь снижает заболеваемость зерновых культур различными видамиголовни, повышает устойчивость растений против бурой пятнистости и т. д. Наибольшая потребность растений в меди отмечается в ранние фазы роста, а к началу цветения ее усвоения почти завершается.
От избытка меди листья между жилками приобретают желтый цвет, затем буреют и отмирают. Корневая система развивается с образованием большого количества боковых корешков коричневого цвета, в результате чего тормозится рост растений. Усиливает медное голодание жаркая погода. Избыток меди в почве приводит к недостаточном питании растений железом [4].
Растения испытывают недостаток меди, когда содержание ее подвижных форм в кислых почвах меньше 2, а в нейтральных - меньше 3 мг/кг. Как и цинк, медь более подвижная низкого значения рН почвенного раствора, но при рН 5,5 выпадает в осадок в виде гидроокиси. Известкование почвы и высокий уровень содержания фосфатов снижает подвижность меди в связи с плохой растворимостью карбонатов и фосфатов меди. Усвоение меди растениями значительно связано с влажностью почвы. Признаки недостатка меди прежде оказываются на сухих почвах.
При недостатке меди в питании растений происходит нарушение развития корневой системы, в связи с чем замедляется рост всей культуры. Внешние проявления можно определить по увяданию верхних листьев (возможно даже отмирание верхушек побегов), изменению их цвета (неоднородность окраски, появление более светлых пятен, пожелтение либо приобретение коричневатого оттенка), а иногда и формы (листья скручиваются и вянут).
Высокие концентрации меди действуют на растения токсично. Переизбыток этого элемента приводит к замедлению развития растения, появлению бурых пятен на нижних листьях и их отмиранию. Кроме того, он может провоцировать дефицит железа в растениях. Поэтому важно правильно дозировать медьсодержащие удобрения, учитывая естественное количество меди, находящееся в плодородном слое почвы данного типа.
Как медные удобрения используют пиритные огарки, медный купорос, иногда шлаки с низким содержанием меди. Содержание меди в различных типах грунтов может существенно отличаться. Большое количество ее характерно для кислых почв. Чтобы исправить эту ситуацию, применяют известкование. Бедные медью малогумусные песчаные, осушенные болотные, дерново-подзолистые с легким гранулометрическим составом, торфяные почвы, где медь находится в труднодоступной для растений форме органических соединений, требуют обогащения путем внесения медьсодержащих соединений. Помимо количественного показателя, который зависит от типа почвы, очень важна и форма медьсодержащих соединений, определяющая степень доступности этого элемента для растений. Растения могут питаться только водорастворимыми или поглощенными (обменно-сорбированными) формами меди.
Поглощение меди происходит различным образом: она может входить в кристаллическую решетку различных минералов, адсорбироваться коллоидными частицами почвы, входить в состав органических веществ почвы, а также образовывать водорастворимые соединения.
Катионы меди легко вступают в химическое взаимодействие с органическими и минеральными веществами, поэтому осаждаются различными анионами (сульфидом, карбонатом, гидроксидом), образуя малоподвижные формы. Водорастворимые соединения меди обычно составляют незначительную часть (до 1%) от общего ее количества в почве. К тому же они легко вымываются из грунта. Особенно это актуально для супесчаных и песчаных почв с небольшой поглощаемостью. Кроме водорастворимых хорошей доступностью для культур обладают обменно-сорбированные формы меди, когда она поглощается органическими или минеральными коллоидами почвы, или глинистыми минералами
Эффективность медьсодержащих удобрений зависит от вида растений и типа почв. Они увеличивают урожайность и повышают качество продукции зерновых, льна и кормовых культур, растущих на осушенных болотных и других почвах. Правильное применение медных удобрений позволяет повысить урожаи: на 2–5 ц/га для пшеницы, на 2–3 ц/га для ячменя, на 4–6 ц/га для овса, на 21% для зеленой массы кукурузы, на 9–13% для ее початков. Урожайность плодов сахарной свеклы, растущей на дерново-подзолистых почвах, удобренных медьсодержащими соединениями, повышается на 43 – 45%. При этом та же культура, произрастающая на дерново-карбонатных грунтах, богатых соединениями подвижной меди, не дает прибавки к урожаю в случае подкормки этим минералом.
Из основных элементов питания наиболее сильно медь связана с азотом. Высокое содержание азотных удобрений вызывает интенсивный рост растений, что, в свою очередь, обуславливает их повышенную потребность в меди. Фосфатные соединения обладают высоким показателем адсорбции меди, но в результатате она снижает доступность фосфора для растений. Кальций в составе карбонатов приводит к осаждению меди и возникновению ее дефицита
Для обработки семян и внекорневых подкормок широко используют сульфат меди (медный купорос), который содержит 23,4 – 24,9% меди. Этот кристаллический порошок хорошо растворяется в воде. Для предпосевной обработки семян его применяют в концентрации 0,1%. Целесообразно проводить такую обработку в комплексе с пестицидами (для протравливания посевного материала). Внекорневые подкормки требуют значительно меньшей концентрации раствора сульфата меди: 0,02 – 0,05%.
Уровень концентрации меди в растениях определяется, в первую очередь, содержанием ее в почве. Содержание меди в почвах данных районов колеблется от 3,7 до 4,9 мг/кг, что является низким для торфяных почв. Таким образом, обследованные почвы не являются загрязненными медью, так как содержание ее не превышает допустимого предела. Напротив, они являются низкообеспеченными данным микроэлементом. Снижение содержания меди во всех районах за 5 лет объясняется, во-первых, ежегодным выносом ее с урожаем сельскохозяйственных культур, а, во-вторых, полным прекращением внесения в хозяйствах медьсодержащих удобрений и очень сильным сокращением применения органических и минеральных удобрений.
Список литературы:
1.Практикум по физиологии растений / Н.Н Третьяков, Т.В. Карнаухова, Л.А. Паничкин. – М.: Агропромиздат, 1990. – 271 с. – ISBN 5-10-001653-1. С
2..Казьмин В.М. Динамика содержания гумуса в почвах Орловской области // Плодородие.- 2002. №1.- С. 10 11
3.Никитишен В.И. Эколого-агрохимические основы, сбалансированного применения удобрений в адаптивном земледелии; — М., 2003 .- 183 с.
4.Туев Н.А. Микробиологические процессы гумусообразования М.: Агропромиздат, 1989. - 239 с.