CC BY
67
УДК 546.23:631.4
СЕЛЕН В ТОРФЯНО-БОЛОТНЫХ ПОЧВАХ И ГУМИНОВЫХ КИСЛОТАХ ПОДТАЁЖНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ
Л.Н. БАРАБАНЩИКОВА, преподаватель И.Д. КОМИССАРОВ, доктор биологических наук, профессор
Тюменская ГСХА E-mail: [email protected]
Резюме. Изучено содержание селена в торфяно-болотных почвах подтаежной зоны Северного Зауралья и их гуминовых кислотах. Объектами исследования были почвы крупных торфяных месторождений низинного типа «Боровое» и «Тарманы». Ботанический состав месторождения «Боровое» сравнительно разнообразен. Наиболее широко представлены осоки и тростник. Большинство торфов этого месторождения характеризуется высокой степенью разложения (R>30 %) и кислой реакцией среды. Наибольшее распространение в месторождении «Тарманы» имеют травяные и моховые торфы. Их ботанический состав характеризуется присутствием различных видов осок, хвощей, гипновых мхов. Степень разложения редко превышает 30 %. Содержание селена в различных торфах находилась в пределах от332до 1264 мкг/кг. Наибольшей величиной этого показателя характеризуются почвы торфяного месторождения «Тарманы», которые содержат в среднем 813,5 мкг/кг селена. Торфяная залежь «Боровое» в среднем содержит616 мкг/кгSe. Корреляция между содержанием микроэлемента в торфе и рН, степенью разложения, зольностью, емкостью катионного обмена не обнаружена. Количество селена в гуминовых кислотах, выделенных из торфа изучаемых месторождений, выше, чем в самих торфах и в среднем составляет 901,2 мкг/кг. В среднем доля микроэлемента, связанного с гуминовыми кислотами, превышает58,3 %. В целом торфяно-болотные почвы подтаежной зоны Северного Зауралья можно считать обеспеченными селеном.
Ключевые слова: селен, торф, гуминовые кислоты, подтаежная зона, Северное Зауралье.
На сегодняшний день особый интерес вызывают сведения о содержании в объектах окружающей среды селена, который относится к микроэлементам необходимым для жизнедеятельности растений, животных и человека. Отмечено, что он поддерживает нормальное состояние антиоксидантной, детоксицирующей и иммунной систем организма[1...5].
Селен - очень редкий и рассеянный элемент, содержание которого в земной коре (кларк) по массе составляет 5х10-6 % [6].
Основные звенья пищевой цепи переноса селена - почва - растения - животные -человек. Эта схема определяет зависимость уровня обеспеченности селеном человека от геохимической характеристики почвы и объясняет существование в мире биогеохимических провинций глубокого дефицита и токсических концентраций микроэлемента [7].
Принято считать, что почвы содержат в среднем около 400 мкг/кг Бе [8]. Концентрации его в почвах различных генетических типов обычно
варьируют в пределах от 10 до 1200 мкг/кг [9]. Содержание селена в торфяных почвах изучено мало. В литературе имеются лишь единичные указания на то, что они довольно богаты этим микроэлементом [10, 11].
Северное Зауралье, на территории которого расположена основная часть Тюменской области, относится к обширной Западно-Сибирской равнине и характеризуется высоким уровнем заболоченности. Наиболее перспективны для освоения торфяные болота низинного типа, обладающие достаточно высоким потенциальным плодородием. В связи с интенсивным развитием в регионе животноводства их можно использовать в качестве пастбищ и сенокосов. Кроме того, из-за использования торфяных почв и различных видов торфяных удобрений в сельскохозяйственном производстве необходима оценка обеспеченности их элементами питания растений, включая микроэлементы.
Цель наших исследований сбор информации и оценка содержания селена в торфяно-болотных почвах и гуминовых кислотах подтаежной зоны Северного Зауралья.
Условия, материалы и методы. Объект исследований - почвы и выделенные из них гуминовые кислоты торфяных месторождений «Боровое» и «Тарманы».
Торфяное месторождение «Боровое» расположено на притеррасном склоне поймы реки Пышмы и занимает площадь 645 га. Подстилающие породы - пески и супеси. «Тарманы» - находится на территории подтаежной и северной лесостепной зон, залегает на древней надпойменной террасе левого склона долины реки Туры. Торфы подстилаются слоем водоупорных суглинков и глин, которые изолируют торфяные отложения от основных водоносных горизонтов.
Образцы отбирали из поверхностного слоя 0.. .25 см. При исследовании торфяные почвы были охарактеризованы по ботаническому составу, степени разложения Таблица 1. Содержание селена в почвах торфяных месторождений «Боровое» и «Тарманы»
№ образца Вид торфа рН^і ЕКО, мг-экв/100 г торфа* R, % Se, мкг/кг
(Боровое»
9 Осоковый А,9 72,08 25 856
35 Осоковый А,7 67,О2 А0 332
40 Осоковый 5,А 87,89 35 591
2 Травяной 6,2 94,50 А5 595
16 Осоково-гипновый А,3 58,АА 30 731
23 Осоково-шейхцериевый 5,9 99,А9 50 525
10 Гипново-осоковый 5,7 99,30 А0 776
49 Гипново-осоковый А,5 68,58 35 548
41 Осоково-тростниковый А,9 89,68 35 679
25 Тростниково-осоковый 5,8 89,77 30 642
38 Тростниково-осоковый 5,2 89,90 35 534
48 Тростниково-осоковый А,9 90,36 30 390
8 Тростниковый 7,6 - 50 674
19 Вахтово-тростниковый 5,6 93,95 А0 881
4 Древесно-осоковый 6,А 98,5А 50 464
29 Древесно-травяной 2,6 23,26 30 493
52 Древесно-травяной 7,2 99,81 35 792
45 Сосново-сфагновый 2,7 А0,А6 5 595
«Тарманы»
54 Осоково-гипновый 5,9 91,09 30 912
56 Осоково-гипновый 6,2 90,60 30 932
67 Осоково-гипновый 6,7 96,А8 15 395
63 Гипново-осоковый 6,6 96,95 15 658
64 Гипновый 6,1 92,61 15 720
65 Хвощево-осоковый 6,7 98,76 30 1264
* R - степень разложения; ЕКО - емкость катионного обмена.
Таблица 2. Содержание селена в почвах и гуминовых кислотах торфяных
месторождений «Боровое» и «Тарманы»
№ Золь- Содержание селена, мкг/кг Содержание ГК в Д, %
образца ность, % торф 1 ГК* торфе, %
9 5,84 856 «Боровое» 1138 40,59 53,96
35 7,05 332 613 35,63 65,78
40 6,91 591 906 36,91 56,58
16 15,45 731 938 32,50 41,70
23 14,80 525 932 42,57 75,57
10 8,02 776 896 40,50 46,76
49 10,80 548 823 34,75 52,19
4 21,81 464 726 41,00 64,15
29 4,69 493 842 17,00 29,03
2 24,78 595 1080 37,56 68,18
8 21,81 562 761 18,64 25,24
54 5,50 912 «Тарманы» 1153 31,20 39,44
64 8,40 720 898 13,82 17,23
* ГК - гуминовые кислоты.
и общим агрохимическим показателям, согласно общепринятым методикам.
Селен определяли флуориметрически с применением 2,3-диаминонафталина [МКУ 4.1 044-95].
Для оценки роли гуминовых кислот в закреплении селена мы подсчитали долю этого элемента, связанного с гуминовых кислотами, от его общей концентрации в торфе. Расчет проводили по формуле Д = аВ/С, где Д - доля селена, закрепленного гуминовыми кислотами, %; а - содержание гуминовых кислот в торфе, %; В - содержание селена в гуминовых кислотах, мкг/кг; С - содержание селена в торфе, мкг/кг.
Результаты и обсуждение. Ботанический состав торфов месторождения «Боровое» сравнительно разнообразен. Наиболее широко представлены осоки и тростник, которые в отдельных случаях формируют в чистом виде и в сочетании целые участки торфяной залежи. Наряду с ними встречаются остатки вахты, хвоща, шейхцерии, гипнума, коры березы, сосны. Большинство торфов месторождения «Боровое» характеризуется высокой степенью разложения, которая превышает 30 %, а в некоторых случаях достигает 50 % (табл. 1). Основная их часть относится к нормальнозольным, то есть содержание минерального остатка не превышает 12.15 %. Однако в отдельных случаях встречаются участки с повышенной зольностью, которая достигает 20 % и более (табл. 2). Это обусловлено, по-видимому, гидрохимическими особенностями территории, способствующими вторичной минерализации торфа. Большинство торфов месторождения характеризуется преимущественно кислой реакцией среды и высокой емкостью катионного обмена (см. табл. 1).
Видовой состав растений-торфообразователей месторождения «Тарманы» в целом более выровнен. На его территории практически отсутствуют залежи древесных и древесно-травяных торфов. Наибольшее распространение имеют травяные и моховые торфы. Их ботанический состав характеризуется присутствием различных видов осок, хвощей, гипновых мхов. Степень разложения редко превышает 30 %. Все исследованные образцы этого месторождения можно отнести к нормальнозольным. Торфяные почвы месторождения «Тарманы» имеют слабо-кислую или нейтральную реакцию среды и высокую емкость катионного обмена (см. табл. 1).
Результаты наших исследований показывают, что содержание селена в торфах Тюменской области не-
однородно - от 332 до 1264 мкг/кг, и его можно считать повышенным по отношению к кларку. Наибольшей величиной этого показателя характеризуются торфяные почвы месторождения «Тар-маны», сформировавшегося на глинах и тяжелых суглинках в условиях избыточного переувлажнения. Среднее количество микроэлемента по торфянику составляет -813,5 мкг/кг. Немаловажную роль в накоплении и удержании селена играет видовой состав. Так, торфы, в которых присутствуют остатки хвощей, выделяются аномально высоким его общим содержанием (1264 мкг/кг).
Торфяная залежь «Боровое» содержит от 332 до 881мкг/кг, в среднем 616,6 мкг/кг селена. На территории этого месторождения нет торфов с аномально высокой величиной этого показателя. В целом сформировавшаяся на песках и супесях в условиях промывного водного режима торфяно-болотная почва этого месторождения отличается пониженным содержанием селена.
Мы рассчитали коэффициенты корреляции между содержанием селена в торфе и рН (г=-0,26), степенью разложения (г=-0,08), ЕКО (г=0,25), зольностью (г=-0,29), которые не показали зависимости между этими величинами.
В минеральных почвах наблюдается концентрирование селена в верхних горизонтах, что происходит из-за его биологической аккумуляции. В большинстве случаев наблюдается тенденция к снижению количества селена в почве с глубиной. Аналогичные закономерности отмечены ранее для различных типов почв Северного Зауралья [12,13].
В торфяных почвах органическое вещество также играет роль основного фиксатора селена.
Количество гуминовых кислот выделенных из торфяных почв изучаемых месторождений колеблется от 17,0 до 42,57 %. Как правило, абсолютная концентрация селена в этих соединениях выше, чем непосредственно в торфах. Среднее содержание микроэлемента в гуминовых кислотах месторождений «Боровое» и «Тарманы» равно 901,2 мкг/кг (табл. 2).
В среднем на долю гуминовых кислот приходится более 58,3 % селена, находящегося в торфе. Для отдельных образцов величина этого показателя превышает 75 %.
Выводы. Содержание селена в торфяно-болотных почвах подтаежной зоны Северного Зауралья колеблется от 332 до 1264 мкг/кг, что в среднем превышает значение кларка, и такие почвы можно считать достаточно обеспеченными этим микроэлементом.
Концентрация селена в исследуемых торфяных почвах не зависит от ботанического состава, pH, степени разложения, ЕКО и зольности, что подтверждают низкие коэффициенты корреляции между этими показателями.
Важная роль в депонировании селена в торфах принадлежит гуминовым кислотам. Доля микроэлемента связанного с гуминовыми кислотами колеблется от 17,23 до 75,57 %, а в среднем превышает 58,3 %.
Литература.
1. Ермаков В.В. Биогеохимия селена и его значение в профилактике эндемических заболеваний человека // Вестн. отд. наук о земле РАН. Электрон. науч.-информ. журн. - 2004. - №1 (22). - С. 1-17.
2. Шацких Е.В. Биохимический состав крови бройлеров при использовании различных форм селена //Аграр. вест. Урала. - 2009. - №3. - С.76-78.
3. Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена. - М.: Наука, 1974. - 298 с.
4. Папазян Т.Т., Фисинин В.И., Сурай П.Ф. Взаимодействие между витамином Е и селеном: новый взгляд на старую проблему// Птицы и птицепродукты. - 2009. - №2. - С.21-24.
5. Вихрева В.А., Лебедева Т.Б., Надежкина Е.В. Накопление селена лугово-степными и сельскохозяйственными растениями на черноземах выщелоченных лесостепи среднего Поволжья //Агроэкология. - 2011. - №7. - С. 63-69.
6. Синдеева Н.Д. Минералогия, типы месторождений и основные черты геохимии селена и теллура. - М.: АН СССР, 1959. -254 с.
7. Ермаков В.В. Геохимическая экология как следствие изучения биосферы // Проблемы биогеохимии и геохимической экологии. Труды биогеохимической экологии. - М.: Наука, 1999. - С. 152-182.
8. Кабата-Пендиас А., ПендиасХ. Микроэлементы в почвах и растениях. - М.: Мир, 1989. - 489 с.
9. Конова Н.К. К вопросу о биогеохимии селена в различных геохимических условиях // Микроэлементы. - 1993. - Вып. 33. - С. 43-48.
10. Карелина Л.В., Салмане Р.Э. Физиологически активные компоненты питания животных. - Рига, 1969. - 141 с.
11. Лебедев В.Н. Содержание селена в почвах БССР: Автореф. дис. ...канд.с.-х. наук. - Жодино: Бел. НИИ земледелия, 1973. - 20 с.
12. Барабанщикова Л.Н. Содержание и распределение селена в некоторых почвах лесостепной зоны Северного Зауралья //Мат-лы межд. науч.-практ. конф. Биогеохимия элементов и соединений токсикантов в субстратной и пищевых цепяхагро- и аквальных систем. - Тюмень: ТГСХА, 2007. - С.108-110.
13. Барабанщикова Л.Н. Селен в агроландшафтах Северного Зауралья//Аграрный вестник Урала. - 2011. - № 3. - С.64-66.
SELENIUM IN THE PEAT-BOG SOILS AND HUMIC ACIDS SUB TAIGA ZONE NORTHERN TRANS URALS AREA L.N. Barabanschikova, I.D. Komissarov
Summary. The content of selenium in the peat soils and humic acids sub taiga zone of the Northern Trans Urals Area. The objects of the study were large peat soil deposit «Borovoye» and «Tarman». Botanical composition of the «Borovoye» relatively diverse. The most widely represented sedges and reeds. Most of the peat deposit is characterized by a high degree of decomposition (R> 30%) and acidic environment. The most widespread deposit «Tarman» are herbal and peat moss. Their botanical composition is characterized by the presence of different kinds of sedges, horsetails, mosses hypnum. The degree of decomposition rarely exceeds 30%. The content of trace elements in different peats ranged from 332 to 1264 mcg / kg. Characterized by the highest amount of selenium soil peat deposit «Tarman» which contained an average of 813.5 mcg / kg. The peat deposit «Borovoe» contains on average 616 mcg / kg Se. Found no correlation between the content of trace elements in peat and pH, degree of decomposition, ash content, cation exchange capacity. Amount of selenium in the humic acids isolated from peat lands, higher than in the peat itself and an average of 901.2 mcg / kg. On average, humic acids account for more than 58.3%. Peat soils of the sub taiga zone of the Northern Trans Urals Area may be secured by selenium. Most of the trace elements associated with humic acids.
Key words: Selenium, maintenance, peat, Humic acids, sub taiga, Northern Trans Urals Area.
УДК 631.53.011.2:633.112.9
ПОКОЙ И ПРЕДУБОРОЧНОЕ ПРОРАСТАНИЕ ЗЕРНА В КОЛОСЕ ОЗИМОЙ ГЕКСАПЛОИДНОЙ ТРИТИКАЛЕ
В.С. РУБЕЦ, кандидат биологических наук, доцент В.В. ПЫЛЬНЕВ, доктор биологических наук, зав. кафедрой
Л.В. КОНДРАШИНА, студент РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева E-mail: [email protected]
Резюме. Приведены результаты изучения способности зерна пяти сортообразцов озимой гексаплоидной тритикале прорастать на разных этапах своего формирования, начиная с возраста зерновки в 10 дн. от опыления и заканчивая полной спелостью. У всех образцов, независимо от их устойчивости к прорастанию на корню, имеется возрастной барьер, раньше которого молодые зерновки прорастать не могут - 24...26 сут. от опыления. Период покоя семян озимой тритикале неясно выражен и очень краток (4.8 сут.), причем у части зерновок при благоприятных условиях сохраняется способность прорастать и в это время.
Ключевые слова: тритикале, предуборочное прорастание зерна в колосе, период покоя
Тритикале представляет собой яркий пример успешной работы ученых в области отдаленной гибри-
дизации растений. У современных сортов озимой тритикале преодолены многие недостатки, которые долгое время ставили под сомнение перспективность этой культуры: позднеспелость, высокорослость, низкая урожайность, плохие физические свойства зерна и др. Однако ряд проблем еще имеется. К наиболее важным из них относится предуборочное прорастание зерна в колосе, поскольку оно приводит к потере посевных и технологических качеств.
Основной причиной преждевременного прорастания зародыша часто называют слишком короткий период покоя. При этом в соответствующей литературе отсутствует четкое представление о том, что же это такое. По М.Г. Николаевой [1], покой семян в широком смысле понимается как полное отсутствие прорастания или большее или меньшее снижение всхожести после отделения от материнского растения. У злаков его считают неглубоким физиологическим, когда наблюдается лишь снижение всхожести семян и сужение диапазона условий, при которых возможно прорастание (чаще всего это - охлаждение) [1].
