CC BY
64
овощеводство и садоводство
СЕЛЕН В АгРОЛАНДШАфТАх северного Зауралья
л. н. барабанщикова, соискатель, Тюменская ГСХА
624000, г. Тюмень, ул. Республики, д 7; e-mail: [email protected]
Ключевые слова: селен, содержание, почва, почвенный профиль, растения, Северное Зауралье. Keywords: selen, maintenance, soil, Soil profile, plant, Northern Trans Urals Area.
В последние годы в медицине и сельском хозяйстве повысился интерес к селену как микроэлементу, необходимому для нормальной жизнедеятельности организма. В течение длительного времени селен и его соединения считались исключительно ядовитыми для организмов. В 1930 г. в США была установлена прямая зависимость токсикозов у сельскохозяйственных животных от повышенного содержания селена в кормах. Наряду с этим была обнаружена [1-3] необходимость селена для нормальной жизнедеятельности животных и человека. При дефиците селена установлено возникновение как специфических микро-элементозов у человека и животных, так и заболеваний другой этиологии, провоцированных недостатком этого элемента в звеньях пищевой биогеохимической цепи [4]. В отношении сельскохозяйственных животных селенодефицит проявляется, прежде всего, в виде беломышечной болезни, а также в поражении кожных покровов, задержки роста и нарушении репродуктивных функций. На территории РФ беломышечная болезнь животных распространена в Ленинградской, Псковской, Вологодской, Ярославской, Кировской, Пермской, Свердловской, Курганской, Иркутской, Читинской областях, Удмуртии, Башкирии, Якутии, в Приморском крае и других областях, на территориях с обедненными по содержанию селена кормами с естественных сельскохозяйственных угодий [4, 5].
Вопросам изучения биологической роли селена в организме человека посвящены работы многих авторов [6-8]. Было показано, что селен обеспечивает функционирование защитной глутатионпероксидазной системы, входя в активный центр глутати-онпероксидазы, вызывающей разрушение избыточных перекисей в организме, защищает витамин Е и липиды биологических мембран от окислительного разрушения. Болезни, связанные с дефицитом селена, достаточно распространены на территории России. Отдельные случаи глубокого дефицита селена у человека проявляются в специфических заболеваниях: кардиомиопатия (болезнь Кашина-Бека) и остеоартропатия (болезнь Кешана). Они известны во многих регионах России, от Ленинградской области и Карелии до Хабаровского края [3].
В настоящее время установлено, что человек для нормальной жизнедеятельности должен потреблять с пищевыми продуктами 50-200 мкг селена в день [8].
В отличие от животных и человека, значимость селена для растений к настоящему времени не доказана [9]. Тем не менее, растения накапливают этот элемент в широком диапазоне концентраций — 10-1100 мкг/кг в зависимости от видовой принадлежности и экологических условий [4, 9].
Основными звеньями пищевой цепи переноса селена являются
почва— растения — животные — человек. Эта схема определяет зависимость уровня обеспеченности селеном человека от геохимической характеристики почвы и объясняет существование в мире биогеохимиче-ских провинций глубокого дефицита и токсических концентраций микроэлемента [10]. Принято считать, что почвы содержат в среднем около 400 мкг Se/кг [11]. Концентрации его в почвах различных генетических типов обычно варьируют в пределах от 10 до 1200 мкг/кг [9]. Как правило, почвы на выветренных гранитах и метамор-фозных песчаниках характеризуются невысоким содержанием селена. Отмечено, что в почвах на вулканических породах селена больше по сравнению с почвами на глинах, песчаниках и известняках [11, 12].
Сведения о содержании селена в объектах окружающей среды Северного Зауралья отсутствуют.
Цель и методика исследований.
Проведенные нами исследования были направлены на получение информации о содержании и распределении селена в основных типах почв и растительности агроландшафтов Северного Зауралья с целью выявления уровня их обеспеченности этим элементом.
Объектами изучения являлись почвы и растительные образцы реперных участков ФГУ ГСАС «Тюменская» и ФГУ ГСАС «Ишимская», расположенных в основных почвенно-климатических зонах юга Тюменской области. Реперные участки представляют собой часть поля или отдельно обрабатываемый участок, площадью не менее 4 и не более 40 га, имеющий точную топографическую привязку. Они в определенной мере отображают преобладающий почвенный покров, историю землепользования, интенсивность и характер
применения средств химизации, проведения мелиоративных мероприятий. Образцы растительности для исследований отбирались на тех же участках, перед уборкой урожая, отдельно основная и побочная продукция.
Селен определяли спектрофлуори-метрически после разложения почвенных образцов смесью хлорной, азотной и плавиковой кислотами, а растительных образцов — смесью хлорной и азотной кислотами с последующим восстановлением селена до Se (IV) соляной кислотой и образованием диазоселенола в реакции селенита с 2,3-диаминонафталином. Для устранения мешающего влияния железа анализируемый раствор пропускали через ионообмен-ник с сильнокислым катионитом КУ-2 [13].
Считаем своим долгом выразить благодарность руководству ФГУ ГСАС «Тюменская» за помощь в проведении полевых работ.
Результаты и обсуждение.
Нами получены данные по распределению валовых форм селена по вертикальному профилю для некоторых типов почв лесостепной зоны Северного Зауралья.
Наиболее гумусированный и встречаемый тип почв лесостепи Тюменской области — чернозем выщелоченный. Общее содержание селена во всем почвенном профиле выщелоченного чернозема (Омутинский район) изменялось от 176 до 308 мкг/кг (рис. 1). Максимальное содержание селена (308 мкг/кг) наблюдается в горизонте Апах., что, надо полагать, является следствием его биогенного накопления. Затем в горизонте А1В2 происходит уменьшение содержания селена до 242 мкг/кг, а в толще горизонта В2 его концентрация снова возрастает до 251 мкг/кг. При переходе к горизонту С валовое содер-
Se мкг/кг
п
х
s
ю
>
с
рисунок 1
распределение селена по профилю выщелоченного чернозема (омутинский район)
Овощеводство и садоводство
жание селена постепенно уменьшается.
Отмеченные закономерности распределения селена в этом образце согласуются с ранее установленными особенностями [4, 12] и обусловлены в основном взаимодействием селена с гуминовыми веществами и оксидами железа.
Среди зональных почв юга области серые лесные занимают первое место по площади. Гумусовый горизонт серых лесных почв развит слабо, в силу вымывания составляющих его веществ в нижнюю часть почвенного профиля. Содержание селена в серой лесной почве Нижнетавдинского района колеблется в пределах от 209 до 334 мкг/кг (рис. 2). Максимальная концентрация элемента, равная 334 мкг/кг, наблюдается в Апах. горизонте, затем происходит постепенное уменьшение содержания селена от поверхности к донной части профиля.
Луговые почвы на юге Тюменской области по мощности гумусового горизонта не уступают другим высокогумусовым почвам, даже несколько превосходят черноземы. Данные о том, что луговые почвы имеют повышенное содержание селена, отмечают многие авторы [14]. Такие же закономерности были обнаружены нами в луговой глееватой почве Тобольского района (рис. 3). Относительно высокие концентрации селена в горизонте Апах. и А1 (808 и 757 мкг/кг) также могут являться следствием его биогенного накопления.
Данные по накоплению селена зерновыми культурами на исследуемой территории дает таблица 1. Основным фактором, определяющим аккумуляцию микроэлемента в растения, является уровень и химическая форма этого элемента в почвах. Поэтому здесь также указано валовое содержание селена в пахотном горизонте в местах сбора растений. Однако содержание валовых форм селена в почвах дает лишь ориентировочное представление об обеспеченности их микроэлементом, т. к. растения могут использовать только ту его часть, которая находится в физиологически доступных подвижных формах. Диапазон валового содержания селена в почвах составляет от 223 до 693 мкг/кг, в то время как концентрация микроэлемента в соломе находится в интервале 36,8-87,5 мкг/кг, а в зерне колеблется от 64,1 до 186,5 мкг/кг. При этом не выявлено корреляции между содержанием общего селена в почвах и его концентрацией в растениях. Как правило, содержание микроэлемента в зерне выше, чем в соломе, что находит отражение в средних значениях концентраций селена (109,6 мкг/кг — зерно, 54,5 мкг/кг — солома).
Выводы.
Лесостепные почвы Северного Зауралья принципиально не отличаются по содержанию валового селена от почв других регионов.
Выявлены различия в распределении содержания селена по профилям чернозема выщелоченного, серой лесной и луговой почвы, но во всех почвенных образцах максимум накопления селена наблюдается в гумусовом горизонте.
Содержание селена в зерновых сельскохозяйственных культурах изменяется в широких пределах, в зависимости от почвенно-климатических условий. При этом взаимосвязи между содержанием валовых форм селена в почвах и его аккумуляцией растениями не обнаружено.
Рисунок 2
Распределение селена по профилю серой лесной почвы (Нижнетавдинский район, с. Малые Велижаны)
Se мкг/кг
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Апах. 0-18
0 А, 18-25
Я"
1 5
> В, 25-56
£
С>85
Рисунок 3
Распределение селена по профилю луговой почвы (Тобольский район, с. Ворогушино)
Таблица 1
Содержание селена в зерновых культурах
№ РУ Район Селен в почве мкг/кг Культура Продук- ция Селен в растениях мкг\кг
31 Армизонский 524 пшеница зерно 64,1
солома 36,8
04 Исетский 639 пшеница зерно 74,8
солома 55,3
26 Тюменский 483 пшеница зерно 69,1
солома 47,3
24 Н-Тавдинский 372 пшеница зерно 123,9
солома 62,4
32 Омутинский 280 пшеница зерно 108,0
солома 41,5
11 Заводоуковский 693 пшеница зерно 137,5
солома 53,6
28 Ярковский 223 пшеница зерно 172,2
солома 56,4
40 Упоровский 378 ячмень зерно 79,4
солома 51,5
28 Ярковский 223 ячмень зерно 179,9
солома 65,6
19 Н-Тавдинский 327 ячмень зерно 156,7
солома 53,4
06 Ярковский 268 овес зерно 69,5
солома 42,6
28 Ярковский 223 овес зерно 186,5
солома 87,5
В2 56-85
№№№. m-avu. па^. ги
65
Овощеводство и садоводство
Литература
1. Гаврилов Л. А., Гаврилова Н. С. Биология продолжительности жизни. М. : Наука, 1991. С. 81-84.
2. Maslowska J., Janiak J. Selenium level is selenium yeast, raw materials used in production and waste products // Bromatol. Chen. Toksykol. 1991. V. 24 (3-4). P. 221-226.
3. Ermakov V. V. Biogeochemical regioning problems and the biogeochemical selenium provinces in the former USSR // Biol. Trace Elem. Res. 1992. V. 33. P. 171-186.
4. Ермаков В. В., Ковальский В. В. Биологическое значение селена. М. : Наука, 1974. 298 с.
5. Сучков Б. П. Содержание подвижных форм селена и фтора в почвах Черновицкой области и некоторых минеральных удобрениях // Селен в биологии : мат-лы науч. конф. Баку : Изд-во ЭЛМ, 1981. С. 13-14.
6. Awasthi Y., Dao D., Lal A., Srivastawa A. Purification and properties of glutathion peroxidase of human placenta // Biochem. J. 1979. V. 177. P. 471-486.
7. Suadacani P., Hein H., Gyntelberg F. Selenium in Cardiovascular deseases // Atherosclerosis. 1992. V. 96. P. 33.
8. Авцин А. Г., Жаворонкова А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека. М. : Медицина, 1991. 496 с.
9. Конова Н. К. К вопросу о биогеохимии селена в различных геохимических условиях // Микроэлементы. 1993. Вып. 33. С. 43-48.
10.Ермаков В. В. Геохимическая экология как следствие изучения биосферы // Проблемы биогеохимии и геохимической экологии. Труды биогеохимической экологии. М. : Наука, 1999. С. 152-182.
11. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М. : Мир, 1989. 489 с.
12.Ермаков В. В. Субрегионы и биогеохимические провинции СССР с различным содержанием селена // Тр. биогеохимической лаборатории. 1978. Т. 15. С. 54-57.
13. Ермаков В. В. Флуориметрическое определение селена в продуктах животноводства, органах (тканях) животных и объектах окружающей среды // Методические указания по определению пестицидов в биологических объектах. М. : ВАСХНИЛ, 1985. С. 28-35.
14.Сысо А. И., Ильин В. Б., Конарбаева Г. А., Худяев С. А., Полосина А. В. Природные и антропогенные факторы формирования потока элементов в пищевую цепь на юге Западной Сибири // Биогеохимия элементов и соединений токсикантов в субстратной и пищевых цепях агро- и аквальных систем : мат-лы межд. науч.-практ. конф. Тюмень : ТГСХА, 2007. С. 62-65.
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА (НА ПРИМЕРЕ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ)
Н. В. ДОЛГОПОЛОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель, Курская ГСХА им. профессора И. И. Иванова
305040, г. Курск, ул. Аэродромная, д. 5, кв. 18
Ключевые слова: сахарная свекла, предшественники, севообороты, сорта, гибриды, хранение, переработка. Keywords: a sugar beet, predecessors, crop rotations, grades, hybrids, storage, processing.
Исследования влияния сортов и гибридов сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции на лежкоспособность корнеплодов при хранении целенаправленного подбора с разными сроками созревания. Правильный подбор сортов сахарной свеклы позволит получить не только высокий урожай с требуемыми технологическими показателями качествами, но и способностью их сберечь в корнеплодах при хранении [1].
Выращивание сахарной свеклы на полях сельхозпредприятий способствует общему подъему культуры земледелия, повышению урожая всех культур севооборота. В частности, высокие урожаи дают яровые культуры, идущие в севообороте непосредственно после сахарной свеклы. Объясняется это тем, что после сахарной свеклы почва остается чистой от сорняков и богатой питательными веществами [2].
Российская сахарная промышленность характеризуется высокими темпами развития. Целью отрасли является доведение выработки сахара из отечественного сырья до объемов, соответствующих обеспечению продовольственной безопасности России [3].
Уже несколько лет до 98 % сахарной свеклы возделывается без затрат ручного труда. За последние 4 года в 8 раз возросла площадь ее посева наиболее
высокоурожайными гибридами отечественной и зарубежной селекции [4].
Целью исследований является сравнительная характеристика сортов и гибридов сахарной свеклы и сохранность при возделывании ее по разным предшественникам. В результате исследования нам предстояло выявить наилучший сорт или гибрид сахарной свеклы для дальнейшего
хранения, внедрения и использования. В задачу исследований входило изучить влияние сортов и гибридов сахарной свеклы на урожайность, сохранность и технологические показатели качества корнеплодов.
Исследования проводились в 20082009 годах на призаводском свекло-пункте «Краснояружский сахарник» п. Красная Яруга Курского района Курской
Таблица 1 Схема опыта
Предшественник в севообороте Сорта и гибриды сахарной свеклы
1. ЛМС-94 (Льговский)
2. Рамсем (Рамонская односеменная 99)
1 Черный пар З.Селена
4. Лада
5. Ивагра
1. ЛМС-94 (Льговский)
2 2. Рамсем (Рамонская односеменная 99)
Озимая пшеница 3. Селена
4. Лада
5. Ивагра
1. ЛМС-94 (Льговский)
3 2. Рамсем (Рамонская односеменная 99)
Ячмень 3. Селена
4. Лада
5. Ивагра
