CC BY
32
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии.
2012. - Т. 21, № 3. - С. 148-151.
УДК 634.948:581.5
ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВЫ В РИЗОСФЕРЕ СОИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРЕПАРАТА «УГСХА-08»
О 2012 А.И. Пузакова, И.С. Коняев, И.В. Прокопенко, А.Е. Тигунов
Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова,
г. Ульяновск (Россия)
Поступила 25.12.2011
Исследовали содержание элементов минерального питания и тяжелых металлов в почве ризосферы сои. Установили, что под влиянием биостимулятора «УГСХА-08» в ризосфере происходит снижение количества доступных форм калия, фосфора, азота и увеличение содержания валовой и кислоторастворимой форм свинца.
Ключевые слова: ризосфера, тяжелые металлы, экзометаболиты.
Pusakova A.I., Konyaev I.S., Prokopenko I.V., Tigunov A.E. I.N. THE CHANGES OF SOIL CHEMICAL COMPOSITION IN SOYA RHIZOSPHERE UNDER THE INFLUENCE OF “UGSHA-08” PREPARATION - The content of mineral nutrition elements and heavy metals in soya rhizosphere soil was investigated. It was shown that under the influence of “UGSHA-08” preparation the content of K, N and P accessible forms decreased whereas the total and acid-soluble Pb content increased.
Key words rhizosphere, heavy metals, exometabolites.
Граница системы почва-растение является той средой, где срабатывают защитные механизмы, оберегающие растительный организм от поступления вредных концентраций различных веществ, в том числе ионов тяжелых металлов (Шильни-ков и др., 1994). Ризосфера, или почвенно-корневая поверхность (ПКП), является внешним защитным барьером, контролирующим поступление тяжелых металлов в растение благодаря связыванию ионов с продуктами метаболизма почвенной микрофлоры и веществами, секретируемыми корнем (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989).
Изучение особенностей почвенной экосистемы с позиции анализа состава почвы, движения химических элементов в прикорневой зоне позволяет разработать для современного растениеводства необходимые корректные подходы к применению новых перспективных биопрепаратов - стимуляторов роста - на фоне традиционного использования минеральных удобрений. Одним из таких препаратов микробиологической природы комплексного действия является «УГСХА-08», который исследуется в Ульяновской области.
Пузакова Алевтина Ивановна, кандидат биологических наук, доцент; Коняев Игорь Сергеевич, кандидат биологических наук, доцент; Прокопенко Ирина Владимировна, кандидат химических наук, доцент; Тигунов Александр Евгеньевич, ассистент
Цель наших исследований заключалась в изучении изменения содержания элементов питания (К20, Р2О5 и форм ЫН4 , N03"), а также некоторых тяжелых металлов в ризосфере сои в результате предпосевной обработки ее семян биопрепаратом «УГСХА-08».
Полевой опыт проводился в 2009-2010 гг. на агробиологической станции УлГПУ. Семена сои сорта УСХИ-6 замачивали в препарате в концентрации 1:10000 в течение 30 мин. непосредственно перед посевом.
Содержание химических элементов изучали в двух почвенных зонах:
1) ПКП - ризосфера и почвенно-корневая поверхность (2-5 см от поверхности корней);
2) П - общая почвенная масса (пробы с глубины 20 см в середине опытной делянки).
Отбор почвенных образцов и их подготовку для химического анализа проводили по общепринятым методикам (Алексеенко и др., 2003; ГОСТ 28168-89). Содержание К20, Р2О5 и ЫН4 определяли фотометрическим методом, pH и содержание N03’ - потенциометрически.
Определение валовой и кислоторастворимой (НС1) фракций тяжелых металлов осуществляли методом атомно-абсорбционной спектроскопии с пламенной атомизацией на атомно-абсорбционном спектрофотометре С-115-М1 в лаборатории Агрохимслужбы г. Ульяновска.
Анализ исследований показал, что в почвенно-корневой поверхности в варианте с обработкой препаратом «УГСХА-08» содержание элементов питания в виде водорастворимых форм К20, Р2О5 и ЫН4 было ниже, чем в контроле. В общей почвенной массе снижения содержания элементов питания отмечено не было (табл. 1).
Таблица 1
Содержание в почве К20, Р205 и форм ЫН4 , N03'
Вариант К20 р2о5 ЫН/ ЫОз
мг/кг % мг/кг % мг/кг % мг/кг %
ПКП контроль 27,5 100,0 17,5 100,0 4,0 100,0 17,4 100,0
ПКП «УГСХА-08» 27,0 91,1 12,5 71,4 3,0 75,0 17,5 100,6
п контроль 27,0 100,0 15,0 100,0 6,0 100,0 15,1 100,0
П «УГСХА-08» 29,0 107,4 15,0 100,0 7,0 116,0 16,0 112,5
Снижение содержания в ризосфере и почвенно-корневой поверхности элементов питания (К20, Р2О5 и ЫН4 ) в варианте с препаратом «УГСХА-08» указывает на усиление поступления их в корни сои.
Общее содержание тяжелых металлов в валовой форме в почве не было высоким и не превышало ПДК. Отмечены незначительные колебания содержания тяжелых металлов в ризосфере (ПКП) и общей почвенной массе (П) при обработке семян препаратом «УГСХА-08».
В кислоторастворимой фракции общая сумма тяжелых металлов в варианте с обработкой «УГСХА-08» была ниже, чем в контроле: в ПКП на 6,7%, в общей почвенной массе - на 5,9%, что свидетельствует об использовании тяжелых металлов в качестве микроэлементов в питании растений.
В почвенно-корневой поверхности при обработке семян сои препаратом «УГСХА-08» отмечено увеличение валовой и кислоторастворимой формы свинца относительно контроля. В общей почвенной массе значимой аккумуляции РЬ под влиянием препарата «УГСХА-08» не было обнаружено (табл. 2). При этом валовое содержание РЬ в ризосфере составило 6,0-6,2 мг/кг, что значительно ниже ПДК (32 мг/кг), его кларка в литосфере (16 мг/кг) и в почве (10 мг/кг).
Таблица 2
Содержание тяжелых металлов в почве, мг/кг
Вариант Валовая форма Кислоторастворимая форма
Си 2п Сй т РЬ Сг I Си 2п Сй т РЬ Сг I
ПКП контроль 13,0 27,0 0,22 16,2 6,0 4,2 68,6 0,15 0,88 0,025 0,25 0,50 0,25 2,04
ПКП «УГСХА -08» 13,8 26,6 0,16 17,0 6,2 4,8 68,6 0,00 0,74 0,015 0,20 0,75 0,22 1,91
П контроль 12,7 26,4 0,17 16,8 5,7 4,4 67,7 0,10 0,80 0,020 0,15 0,65 0,30 2,02
П «УГСХА -08» 14,0 27,0 0,12 17,2 6,1 4,5 68,9 0,12 0,73 0,020 0,20 0,55 0,30 1,92
Аккумуляцию свинца в ризосфере можно объяснить многими причинами. Сама корневая система растений выделяет экзометаболиты различной природы (органические кислоты, сахара, другие низкомолекулярные соединения), выполняющие защитную роль при поступлении тяжелых металлов и других веществ (Каверзина, 1988). Связывание свинца в хелатные соединения в ризосфере могут осуществлять также гуминовые и фульвокислоты. Продукты, синтезируемые микроорганизмами,
входящими в препарат «УГСХА-08», также, видимо, способствуют связыванию
2_|_
ионов РЬ и тем самым создают барьер, препятствующий проникновению в корни сои этому токсичному металлу. На возможность аккумуляции ризосферой других тяжелых металлов, в том числе Сс1, указывают М.С. Панин и Е.Н. Бирюкова (2004), исследовавшие эти процессы у 12 видов древесных и травянистых растений и выявившие значительное превышение Сс1 относительно общей массы почвы. Как показали исследования других авторов, количественный и качественный состав корневых выделений специфичен для каждого вида растений, что определяет аккумуляцию ризосферой разных химических элементов (Каверзина, Прокушкин, 1984; Панин и др., 2004; Панин, Бирюкова, 2005).
Таким образом, обработка семян сои препаратом «УГСХА-08» вела к снижению содержания в ее ризосфере К20, Р205 и ]ЧН4+. На этом фоне в ризосфере сои происходило увеличение кислоторастворимой фракции РЬ, что может свидетельствовать об участии препарата «УГСХА-08» в активации барьера, препятствующего проникновению ионов РЬ в корни.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Алексеенко В.А., Суворинов А.В., Головинский П.Л., Санникова А.Б., Череп
Е.И. Эколого-геохимические исследования. Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2003. 170 с.
ГОСТ 28168-89. Почвы. Отбор почв. М.: Изд-во стандартов, 1989.
Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 370 с. - Каверзина Л.Н. Содержание органических веществ в корневых выделениях
сосны обыкновенной в зависимости от их количества в корнях // Экология. 1988. № 3. С. 67-68. - Каверзина Л.Н., Прокушкин С.Г. Состав корневых выделений сосны обыкновенной в зависимости от температуры почвы // Экология. 1984. № 1. С. 64-66.
Панин М.С., Бирюкова Е.Н. Закономерности аккумуляции меди и цинка в ризосфере растений // Агрохимия. 2005. № 1. С. 53-60. - Панин М.С., Бирюкова Е.Н. Содержание форм соединений кадмия в ризосфере растений // Актуальные вопросы ботаники и физиологии растений: материалы межд. науч. конф. Саранск, 2004. С. 177-179. - Панин М.С., Бирюкова Е.Н., Мотузова Г.В. Содержание форм соединений Си, Ъх^ РЬ и Сс1 в ризосфере растений // Современные проблемы загрязнения почв: материалы межд. науч. конф. М., 2004. С. 72-75.
Шильников И.Ф., Лебедев Л.А., Лебедев С.Н. Факторы, влияющие на поступление ТМ в растения // Агрохимия. 1994. № 10. С. 72-78.
