Научная статья на тему 'ТРАНСЛОКАЦИЯ МАРГАНЦА В РАСТЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РАСТВОРЕНИЯ МЕЛИОРАНТОВ В КИСЛОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ'

ТРАНСЛОКАЦИЯ МАРГАНЦА В РАСТЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РАСТВОРЕНИЯ МЕЛИОРАНТОВ В КИСЛОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
3
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
дерново-подзолистая почва / известкование / мелиоранты карбонатной природы / транслокация марганца в растения / эмпирические модели / sod-podzolic soil / liming / carbonate ameliorants / manganese translocation into plants / empirical models

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Андрей Витальевич Литвинович, Павел Сергеевич Манаков, Владимир Мансурович Буре

Цели проведённых исследований заключались в следующем: установление динамики убыли массы частиц доломитовой муки (ДМ) и известняковой муки (ИМ), используемых для мелиорации кислой дерново-подзолистой почвы; разработка эмпирических моделей скорости растворения мелиорантов карбонатной природы в процессе проведения эксперимента, а также выявление количественных параметров накопления марганца растениями различных биологических семейств в процессе взаимодействия мелиорантов с почвами. В многолетнем полевом опыте проведено сопряжённое изучение скорости растворения ДМ и ИМ муки, внесённых в кислую дерново-подзолистую почву в научно обоснованной дозе 1 Нг (доза, рассчитанная по гидролитической кислотности). Установлено, что ДМ по скорости растворения не уступала стандартной ИМ. Спустя 1 год после мелиорации с почвой прореагировало 84,9% от внесённого количества ИМ и 84,5% ДМ. Спустя 2 года − 86,5% и 93,1%, спустя 3 года –90,8% и 93,4% соответственно. Разложение заканчивалось на седьмой год после мелиорации. Наиболее чувствительными к воздействию марганца оказались растения семейства бобовых. В варианте опыта без известкования растения семейства бобовых накапливали марганец в значительно большем количестве, чем растения семейства капустных (973 мг/кг воздушно-сухой массы – вика и 508-414 – бобы). Растения семейства капустных: 212,8−236,3 мг/кг – горчица и 296 мг/кг – рапс. Известкование способствовало снижению накопления марганца в тканях растений. Применение ДМ было более эффективно, чем ИМ. Содержание марганца в тканях растений и семейства бобовых, и капустных после мелиорации укладывалось в диапазон концентраций, обеспечивающих нормальное функционирование растений. Разработаны эмпирические модели скорости разложения мелиорантов карбонатной природы в процессе проведения эксперимента.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Андрей Витальевич Литвинович, Павел Сергеевич Манаков, Владимир Мансурович Буре

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MANGANESE TRANSLOCATION TO PLANTS DURING AMELIORANTS DISSOLUTION IN ACIDIC SOD-PODZOLIC LIGHT LOAMY SOIL

The objectives of the conducted research were as follows: to establish the dynamics of mass loss of dolomite flour (DM) and limestone flour (LM) particles used for amelioration of acid sod-podzolic soil; to develop empirical models of dissolution rate of ameliorants of carbonate nature in the process of experimentation, as well as to identify quantitative parameters of manganese accumulation by plants of different biological families in the process of interaction of ameliorants with soils. In a long-term field experiment, a conjugate study of the dissolution rate of dolomite flour (DF) and limestone (LF) flour introduced into acidic sod-podzolic soil in a scientifically justified dose 1 Нg (dose calculated by hydrolytic acidity) was carried out. It was found that DM was not inferior to the standard IM in terms of the dissolution rate. One year after reclamation, 84,9% of the amount of MI and 84,5% of DM reacted with the soil. After 2 years 86,5 and 93.1%, after 3 years 90,8 and 93,4%, respectively. Decomposition ended in the seventh year after reclamation. The plants of the legume family were the most sensitive to the effects of manganese. In the variant of the experiment without liming, plants of the legume family accumulated manganese in significantly greater quantities than plants of the cabbage family (973 mg/kg of air-dry mass – vetch and 508 − 414 − beans). Plants of the cabbage family: 212,8−236,3 – mustard and 296 mg/kg – rapeseed. Liming helped to reduce the accumulation of manganese in plant tissues. The use of DM was more effective than IM. The content of manganese in the tissues of plants of both the legume and cabbage families after reclamation fell within the range of concentrations that ensure the normal functioning of plants. Empirical models of the decomposition rate of ameliorants of carbonate nature during the experiment have been developed.

Текст научной работы на тему «ТРАНСЛОКАЦИЯ МАРГАНЦА В РАСТЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РАСТВОРЕНИЯ МЕЛИОРАНТОВ В КИСЛОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ»

Научная статья УДК 631.4 Код ВАК 4.1.3

doi: 10.24412/2078-1318-2023-3-9-18

ТРАНСЛОКАЦИЯ МАРГАНЦА В РАСТЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РАСТВОРЕНИЯ МЕЛИОРАНТОВ В КИСЛОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ

ПОЧВЕ

Андрей Витальевич Литвинович 1, Павел Сергеевич Манаков 2, Владимир Мансурович Буре3

1 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196601, Россия; Агрофизический научно-исследовательский институт, г. Санкт-Петербург, Гражданский проспект, д. 14, 195220, Россия; avlitvinovich@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-4580-1974 2Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196601, Россия; manakov248@bk.ru; http://orcid.org/0000-0002-0196-4077 3 Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская наб., 7-9, г. Санкт-Петербург, 199034, Россия; Агрофизический научно-исследовательский институт, г. Санкт-Петербург, Гражданский проспект, д. 14, 195220, Россия; vlb310154@gmail.com; http://orcid.org/0000-0001-7018-4667

Реферат. Цели проведённых исследований заключались в следующем: установление динамики убыли массы частиц доломитовой муки (ДМ) и известняковой муки (ИМ), используемых для мелиорации кислой дерново-подзолистой почвы; разработка эмпирических моделей скорости растворения мелиорантов карбонатной природы в процессе проведения эксперимента, а также выявление количественных параметров накопления марганца растениями различных биологических семейств в процессе взаимодействия мелиорантов с почвами. В многолетнем полевом опыте проведено сопряжённое изучение скорости растворения ДМ и ИМ муки, внесённых в кислую дерново-подзолистую почву в научно обоснованной дозе 1 Нг (доза, рассчитанная по гидролитической кислотности). Установлено, что ДМ по скорости растворения не уступала стандартной ИМ. Спустя 1 год после мелиорации с почвой прореагировало 84,9% от внесённого количества ИМ и 84,5% ДМ. Спустя 2 года - 86,5% и 93,1%, спустя 3 года - 90,8% и 93,4% соответственно. Разложение заканчивалось на седьмой год после мелиорации. Наиболее чувствительными к воздействию марганца оказались растения семейства бобовых. В варианте опыта без известкования растения семейства бобовых накапливали марганец в значительно большем количестве, чем растения семейства капустных (973 мг/кг воздушно-сухой массы - вика и 508-414 - бобы). Растения семейства капустных: 212,8-236,3 мг/кг - горчица и 296 мг/кг - рапс. Известкование способствовало снижению накопления марганца в тканях растений. Применение ДМ было более эффективно, чем ИМ. Содержание марганца в тканях растений и семейства бобовых, и капустных после мелиорации укладывалось в диапазон концентраций, обеспечивающих нормальное функционирование растений. Разработаны эмпирические модели скорости разложения мелиорантов карбонатной природы в процессе проведения эксперимента.

Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, известкование, мелиоранты карбонатной природы, транслокация марганца в растения, эмпирические модели

Цитирование. Литвинович А.В., Манаков П.С., Буре В.М. Транслокация марганца в растения в процессе растворения мелиорантов в кислой дерново-подзолистой легкосуглинистой почве. // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2023. - № 3 (72) - С. 918, doi: 10.24412/2078-1318-2023-3-9-18

MANGANESE TRANSLOCATION TO PLANTS DURING AMELIORANTS DISSOLUTION IN ACIDIC SOD-PODZOLIC LIGHT LOAMY SOIL

Andrey V. Litvinovich1, Pavel S. Manakov2, Vladimir M. Bure3

1Saint-Petersburg State Agrarian University, Peterburgskoye shosse, 2, Pushkin, Saint Petersburg, 196601, Russia; Agophysical Research Institute, Grazhdansky Ave., 14, St. Petersburg, 195220, Russia; avlitvinovich@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-4580-1974 2Saint-Petersburg State Agrarian University, Peterburgskoye shosse, 2, Pushkin, Saint Petersburg, 196601, Russia; Agophysical Research Institute, Grazhdansky Ave., 14, St. Petersburg, 195220, Russia; manakov248@bk.ru; https://orcid.org/0000-0002-0196-4077 3St. Petersburg State University, Universitetskaya nab., 7-9, St. Petersburg, 199034, Russia; Agophysical

Research Institute, Grazhdansky Ave., 14, St. Petersburg, 195220, Russia; vlb310154@gmail.com;

https://orcid.org/0000-0001 -7018-4667

Abstract. The objectives of the conducted research were as follows: to establish the dynamics of mass loss of dolomite flour (DM) and limestone flour (LM) particles used for amelioration of acid sod-podzolic soil; to develop empirical models of dissolution rate of ameliorants of carbonate nature in the process of experimentation, as well as to identify quantitative parameters of manganese accumulation by plants of different biological families in the process of interaction of ameliorants with soils. In a long-term field experiment, a conjugate study of the dissolution rate of dolomite flour (DF) and limestone (LF) flour introduced into acidic sod-podzolic soil in a scientifically justified dose 1 Hg (dose calculated by hydrolytic acidity) was carried out. It was found that DM was not inferior to the standard IM in terms of the dissolution rate. One year after reclamation, 84,9% of the amount of MI and 84,5% of DM reacted with the soil. After 2 years 86,5 and 93.1%, after 3 years 90,8 and 93,4%, respectively. Decomposition ended in the seventh year after reclamation. The plants of the legume family were the most sensitive to the effects of manganese. In the variant of the experiment without liming, plants of the legume family accumulated manganese in significantly greater quantities than plants of the cabbage family (973 mg/kg of air-dry mass - vetch and 508 - 414 - beans). Plants of the cabbage family: 212,8-236,3 - mustard and 296 mg/kg - rapeseed. Liming helped to reduce the accumulation of manganese in plant tissues. The use of DM was more effective than IM. The content of manganese in the tissues of plants of both the legume and cabbage families after reclamation fell within the range of concentrations that ensure the normal functioning of plants. Empirical models of the decomposition rate of ameliorants of carbonate nature during the experiment have been developed.

Keywords: sod-podzolic soil, liming, carbonate ameliorants, manganese translocation into plants, empirical models

Citation. Litvinovich A.V. Manakov P.S., Bure V.M. (2023) 'Manganese translocation to plants during ameliorants dissolution in acidic sod-podzolic light loamy soil', Izvestya of Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 72, no 3, pp. 9-18 (In Russ.), doi: 10.24412/2078-1318-2023-3-9-18

Введение. К настоящему времени существуют достаточно полные представления о механизме растворения кальцийсодержащих мелиорантов в почвах [1-3].

Взаимодействие известковых материалов с почвой происходит при участии 2 механизмов:

1. За счёт постепенного перехода оснований в почвенный раствор с последующей реакцией с почвенным поглощающим комплексом.

2. За счёт контактного обмена поверхности частиц извести и почвы. В процессе обмена не затрагиваются внутренние слои гранул.

При попадании карбоната кальция в почву протекают следующие реакции [1]:

- растворение: СяСОэ^ Ca2+ + CO32-;

- гидролиз: CO32-+H2O ^ HCO3 + OH-;

- нейтрализация обменной кислотности:

[ППК^ЛйСа^^^), mH+ + 2OH- + Ca2+ ^ [ППК-2n-m](n+1)Ca2+(Mg2+), (m - 2^+ + H2O;

- связывание И1" гидролитической кислотности:

[R(COOH)k] + 4OH- + 2Ca2+ ^ [R(COOH)k - 4 (COO)4]4-2Ca2+ + 4H2O.

При растворении известняковой муки кальций, который содержится в отдельных полисинтетических двойниковых зёрнах, исчезает почти полностью. Остаются реликты зёрен кальцита, окружённые мелкозернистыми новообразованиями Caз(C6H5O7)з, которые препятствуют дальнейшему растворению, но с увеличением продолжительности взаимодействия с почвой также полностью исчезают.

Доломитовая порода, сложенная исключительно чистым доломитом Ca, Mg (COз)2, встречается очень редко. Чаще она состоит из кальцита, магнезита и собственно доломита. Обычно избыток CaCOз образует кальциевый цемент, скрепляющий ромбоэдрические кристаллы двойного карбоната. Растворение среднего доломита есть результирующая двух параллельно идущих процессов: 1) растворения кальцита (или магнезита), цементирующего кристаллы двойной соли; 2) растворения зёрен собственно двойной соли. Растворимость чистого кальцита или чистого магнезита выше, чем растворимость двойной соли, поэтому избирательное растворение имеет своим результатом процесс с характерными конечными продуктами. В процессе химического выветривания происходит измельчение доломита с образованием порошковидного доломита.

Доломиты, содержащие кристаллические карбонаты кальция и магния, обладают более прочным сложением, чем известняки [5].

Физиологическая роль марганца связана с его участием в окислительно-восстановительных процессах. В качестве элемента, входящего в состав ферментов, он задействован в процессах дыхания, азотном и нуклеиновых обменах. Марганец содержится во всех тканях растений. Однако отдельные растения и органы существенно различаются по его содержанию [6-9]. Известкование, в целом, приводит к осаждению в почвах доступных для растений соединений марганца [10]. Но сравнительное изучение влияния мелиорантов карбонатной природы (ИМ и ДМ) на доступность марганца растениям из различных биологических семейств, выращенных на кислой дерново-подзолистой почве, мелиорируемой ДМ и ИМ, ранее не проводилось.

Цель исследований - в условиях длительного микрополевого опыта установить динамику убыли массы частиц ДМ и ИМ, используемых для мелиорации кислой дерново-подзолистой почвы, разработать эмпирические модели скорости растворения мелиорантов карбонатной природы в процессе проведения эксперимента; выявить количественные параметры накопления марганца растениями различных биологических семейств в процессе взаимодействия мелиорантов с почвами.

Материалы, методы и объекты исследования. Объектами исследований служили дерново-подзолистая почва и мелиоранты карбонатной природы ИМ и ДМ. Физико-химическая характеристика почвы следующая: рНт - 4,2; гидролитическая кислотность (Нг) - 5,6 ммоль(экв)/100 г; содержание гумуса - 1,76%, содержание частиц < 0,01 мм - 21,2%.

В микрополевом опыте изучали скорость растворения ИМ и ДМ. Схема опыта включала в себя 3 варианта (таблица 1).

Методика проведения микрополевого опыта была следующая: сосуды без дна ёмкостью 40 литров закапывали в почву на глубину 50 см. В них помещали 40 кг почвы, произвесткованной ИМ и ДМ по полной дозе рассчитанной Нг. Перед известкованием ИМ и ДМ пропускали через сито с диаметром ячеек 0,25 мм. Контролем служил вариант без применения мелиорантов. Продолжительность эксперимента 7 лет. Повторность 4-кратная.

В опыте последовательно выращивали культуры, принадлежащие к семействам бобовых и капустных, отзывчивые на известкование и характеризующиеся высоким уровнем потребления кальция. Чередование культур: рапс, вика, горчица, бобы, горчица, бобы, горчица.

При закладке опыта почва была удобрена азофоской в количестве 48 г/сосуд. Кроме того, перед посевом растений ежегодно применяли по 6 г азофоски на сосуд. Уборку растений проводили в фазу цветения.

Физико-химические показатели почвы устанавливали общепринятыми методами. Содержание непрореагировавших карбонатов в почве микрополевого опыта определяли по методу И.Ф. Голубева. Содержание марганца в растениях определяли на атомно-адсорбционном спектрофотометре после озоления в муфеле.

Результаты исследований. Результаты исследования скорости растворения ИМ и ДМ приведены в таблице 1. Исследования показали, что ДМ по скорости растворения не уступала стандартной ИМ. Спустя год после мелиорации с почвой прореагировало 84,9% от внесённого количества ИМ и 84,5% доломита. Спустя 2 года - 86,5% и 93,1%, а спустя 3 года - 90,8% и 93,4% соответственно.

Следовательно, различия по плотности сложения известковых удобрений при тонком размоле в процессе растворения сглаживаются, а переход большей части кальция и магния мелиорантов тонкого помола в почвенно-поглощающий комплекс занимает 3 года.

Следует отметить, что остаточное количество непрореагировавших карбонатов находили в почве и на 4, 5 и 6-й годы после применения. Их количество по годам исследований изменялось мало и колебалось от 1,9% до 0,4% от внесённого количества. Полное растворение мелиорантов закончилось на 7-й год после применения (таблица 1).

Таблица 1. Динамика содержания непрореагировавших карбонатов (СаСО3 + MgСОз) в процессе проведения эксперимента Table 1. Dynamics of the unreacted carbonates content (CaCO3 + MgCO3) during the experiment

№ п/п Вариант Внесено СаСО3 + Mgœ3, мг/кг Сроки

1 2 3 4 5 6 7

1. Фон (NPK) 0 - - - - - - -

о Фон + ИМ по 1 Нг 2295 346,8 310,2 256,3 44,9 44,4 10 Отс.

2. 15,1 13,5 11,2 11,2 1,9 0,4 Отс.

3. Фон + ДМ по 1 Нг 2295 355,7 15,5 159,2 6,9 150,6 6,6 38,4 1,7 33,0 1,4 30,0 1,3 Отс. Отс.

Примечание: над чертой - мг остаточного количества карбонатов, под чертой - % от внесённого количества.

О 0 12 3 4

О

Годы наблюдений

—экспериментальные данные —•—модель 1.2 -»-модель 1.1

Рисунок 1. Модель растворения стандартной известняковой муки Picture 1. Model of dissolution of standard limestone flour

При построении модели динамики содержания «свободных» карбонатов в варианте опыта со стандартной известняковой мукой (см. рисунок 1) выделяются 2 этапа: на этапе 1 происходит резкое падение показателя (годы 0-1), на этапе 2 наблюдается относительно медленное снижение показателя (годы 1-6). Для каждого из этапов построены отдельные модели: модель 1.1 соответствует этапу 1, модель 1.2 соответствует этапу 2. В точке t = 1 числовые значения моделей совпадают. Таким образом, объединенная формула моделей 1.1, 1.2 представляет собой непрерывную функцию, заданную на промежутке времени (0-6).

На первом этапе построения модели произведено логарифмирование данных: из исходного содержания внесённых карбонатов в остаточное их количество после первого года наблюдений и найден логарифм числового значения модели 1.2 при t = 1, далее по двум точкам построен многочлен первой степени методом линейного регрессионного анализа (метод наименьших квадратов), после чего применено обратное преобразование. В результате приходим к модели (1.1):

y(t) = exp(7,738 - 1,872 • t), (1.1)

где y(t) — остаточное содержание СаСО3 + MgC03 в почве, мг/кг.

Модель (1.1) содержит два оцениваемых параметра и построена по двум наблюдениям, поэтому она является точной.

На втором этапе произведено логарифмирование данных 1-6 года наблюдений. Далее методом линейного регрессионного анализа (метод наименьших квадратов) построен многочлен третьей степени и проведено обратное преобразование. В результате модель имеет следующий вид:

y(t) = exp(5,343 + 0,884 • t — 0,387 • t2 + 0,026 • t3), (1.2)

где y(t) — остаточное содержание СаС03 + MgC03 в почве, мг/кг.

Многочлен третьей степени, построенный в модели, хорошо описывает данные после логарифмирования (й2 = 0,94; F = 10,54), коэффициент детерминации и значение Б статистики свидетельствуют о статистической значимости построенной модели на уровне значимости 10% и о хорошем качестве аппроксимации. Построенная модель (1.2) представлена на рисунке 1. Как видно из графика, модели (1.1) и (1.2) в совокупности правильно характеризуют динамику остаточного содержания СаСО3 + MgСОз в почве, мг/кг, на всем промежутке изучения. При этом достигается хорошее качество аппроксимации исходных данных.

В результате аналогичных действий (преобразований) приходим к модели динамики содержания «свободных» карбонатов в варианте опыта с использованием доломита с размером частиц < 0,25 мм (ДМ) (см. рисунок 2).

После логарифмирования данных: исходное содержание внесённых карбонатов в почвах, количество оставшихся карбонатов спустя год после применения и обратного преобразования, приходим к модели (2.1):

у(0 = ехр(7,738 - 1,9294 • О, (2.1)

где у(0 — остаточное содержание СаСО3 + MgСОз в почве, мг/кг.

Модель (2.1) содержит два оцениваемых параметра и построена по двум наблюдениям, поэтому она является точной.

После логарифмирования данных 1-6 года наблюдений приходим к модели (2.2):

у(0 = ехр(5,83 + 0,286 • t — 0,344 • ^ + 0,038 • (2.2)

где у(0 — остаточное содержание СаСО3 + MgСО в почве, мг/кг.

Многочлен третьей степени, построенный в модели, хорошо описывает данные после логарифмирования (й2 = 0,94; F = 11,27), коэффициент детерминации и значение Б -статистики свидетельствуют о статистической значимости построенной модели на уровне значимости 10% и о хорошем качестве аппроксимации. Построенная модель (2.2) представлена на рисунке 2.

2500

ю о

й К о

ю

cö И <и ю

F О

с и <и

s

К

а

*

«

О

О

1

2000 1500 -

и

g 1000 -500

0

0

4

Годы наблюдений

экспериментальные данны

■ модель 2.2 - - модель 2.1

Рисунок 2. Модель растворения доломитовой муки Picture 2. Model of dissolution of dolomite flour

2

б

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8

Как видно из графика на рис. 2, модели (2.1) и (2.2) в совокупности правильно характеризуют динамику остаточного содержания СаСО3 + MgCO в почве, мг/кг, на всем промежутке изучения (рисунок 2). При этом достигается хорошее качество аппроксимации исходных данных.

Данные содержания марганца в тканях растений из различных биологических семейств приведены в таблице 2.

Максимальным уровнем накопления марганца в сельскохозяйственных культурах характеризовались растения, выращенные на кислой дерново-подзолистой почве без известкования. Представители семейства бобовых накапливали марганец в значительно большем количестве, чем капустные. Размах колебаний укладывался в диапазон от 973 (вика 2-го года изучения) до 508,6 (бобы 4-го года изучения) мг/кг воздушно-сухой почвы.

Таблица 2. Содержание марганца в растениях различных биологических семейств, мг/кг

воздушно-сухой массы растений Table 2. Manganese content in plants of various biological families, mg/kg

of air-dry mass of plants

№ Вариант Сроки наблюдений

п/п 1 рапс 2 вика 3 горчица 4 бобы 5 горчица 6 бобы

1. Фон (NPK) 296 973,2 212,8 508,6 236,3 414,0

2. Фон+ИМ по 1 Нг 79,15 72,0 63,9 271,3 68,9 230,0

3. Фон+ДМ по 1 Нг 56,7 68,5 49,7 227,0 57,3 232,9

Считается установленным, что большинство растений испытывает угнетение марганцем при его содержании >500 мг/кг. Таким образом, при выращивании на кислой дерново-подзолистой почве вика и бобы накапливали марганец в количестве, превышающем уровень, обеспечивающий нормальное функционирование растений.

Размах колебаний содержания марганца в растениях семейства капустных укладывался в диапазон от 296 (рапс первого года) до 212,8 (горчица 3-го года изучения (мг/кг) сухой массы растений, т. е. был ниже критического уровня.

Можно считать установленным, что различные виды растений, возделываемые на кислой дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, характеризуются различной устойчивостью в отношении негативного воздействия марганца.

Известкование привело к снижению подвижности марганца. В зависимости от вида культур концентрация марганца в растениях известкованных вариантов снизилась, в 1,7-14,2 раза.

Использование доломитовой муки привело к более значимому снижению подвижности марганца и, как следствие, к меньшему накоплению этого элемента в тканях растений. Исключение составляют бобы 6-го года изучения, которые характеризовались одинаковым содержанием марганца в тканях.

Считается установленным, что критический уровень марганцевой недостаточности для большинства растений находится в пределах 15-25 мг/кг сухой массы. Таким образом, установленное содержание марганца в тканях семейства бобовых и капустных укладывалось

в диапазон концентраций, обеспечивающий нормальное развитие растений. При этом бобы в известкованных вариантах накапливали марганец в количествах, значительно превышающих концентрацию этого элемента как в горчице и рапсе, так и в вике. Подобная закономерность установлена и через 4 года, и через 6 лет после известкования. В данном случае можно говорить о видовых особенностях поглощения марганца растениями. Выводы:

1. Тонкоизмельчённый доломит (ДМ) и известняковая мука (ИМ), внесённые в кислую дерново-подзолистую почву в научно-обоснованной дозе (1 Нг), по скорости растворения не уступали друг другу. Спустя 1 год после мелиорации с почвой прореагировало 84,9% от внесённого количества ИМ и 84,5% ДМ. Спустя 2 года -86,5% и 93,1%, спустя 3 года - 90,8% и 93,4% соответственно. Разложение заканчивалось на седьмой год после мелиорации.

2. В варианте опыта без известкования растения семейства бобовых накапливали марганец в значительно большем количестве (508-414 - бобы и 973 мг/кг воздушно-сухой массы - вика); растения семейства капустных: 212,8-236,3 - горчица и 296 мг/кг - рапс.

3. Известкование способствовало снижению накопления марганца в тканях растений. Применение ДМ при этом было более эффективно, чем ИМ. Содержание марганца в тканях растений из семейства бобовых и капустных после мелиорации укладывалось в диапазон концентраций, обеспечивающих нормальное функционирование растений.

4. Разработаны эмпирические модели скорости разложения мелиорантов карбонатной природы в почве в процессе проведения эксперимента.

Список источников литературы

1. Окорков, В.В. Взаимодействие мелиорантов с поглощающим комплексом кислых почв // Агрохимический вестник. - 2022. - № 5. - С. 45-51.

2. Литвинович, А.В., Берсенева, А.О., Павлова, О.Ю., Лаврищев, А.В., Буре, В.М. Процесс разложения крупных частиц доломита в сильнокислой дерново-подзолистой супесчаной почве. Динамика убыли массы доломита на разных стадиях растворения (по данным лабораторного опыта) // Агрохимия. - 2022. - № 3. - С. 52-60.

3. Литвинович, А.В., Павлова, О.Ю., Лаврищев, А.В., Буре, В.М., Ковлева, А.О. Мелиоративные свойства, удобрительная ценность и скорость растворения в почвах различных по размеру фракций отсева доломита, используемого для дорожного строительства // Агрохимия. - 2016 (а). - № 2. - С. 31-41.

4. Литвинович, А.В., Павлова, О.Ю., Лаврищев, А.В., Буре, В.М., Салаев, И.В. Скорость растворения в почвах мелиорантов карбонатной природы (эмпирические модели динамики растворения) // Агрохимия. - 2016 (б). - № 12. - С. 42-50.

5. Литвинович, А.В., Лаврищев, А.В., Буре, В.М., Павлова, О.Ю., Ковлева, А.О. Динамика содержания обменных катионов кальция и магния в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, мелиорируемой различными по размеру фракциями доломита (эмпирические модели процесса подкисления) // Агрохимия. - 2018. - № 3. - С. 50-61.

6. Alejandro, S., Höller, S., Meier, B., Peiter, E. (2020) 'Manganese in Plants: From Acquisition to Subcellular Allocation', Frontiers in Plant Science, Vol. 11, p. 300. Doi: https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00300.

7. Ijaz, A., Mumtaz, M.Z., Wang, X., Ahmad, M., Saqib, M., Maqbool, H., Zaheer, A., Wang, W., Mustafa, A. (2021) 'Insights into Manganese Solubilizing Bacillus spp. for Improving Plant Growth and Manganese Uptake in Maize', Frontiers in Plant Science, vol. 12. Available at: https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2021.719504.

8. Yu F., Li Y., Li C., Liu K., Li F. (2019) 'The effects of edta on plant growth and manganese (Mn) accumulation in polygonum pubescens blume cultured in unexplored soil, mining soil and tailing soil from the pingle mn mine, China', Ecotoxicology and Environmental Safety. Vol. 173, pp. 235-242.

9. De Oliveira, V.H., de Andrade, S.A.L. (2021) 'Manganese accumulation and tolerance in Eucalyptus globulus and Corymbia citriodora seedlings under increasing soil Mn availability', New Forests, vol. 52, no. 4, pp. 697-711. Doi: https://doi.org/10.1007/s11056-020-09819-w.

10. Литвинович, А.В., Лаврищев, А.В., Буре, В.М., Павлова, О.Ю., Ковлева, А.О., Хомяков, Ю.В. Динамика содержания подвижного марганца в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, мелиорируемой различными по размеру фракциями доломита // Агрохимия. — 2018. — N° 8. — С. 52-63. Doi: 10.1134/S0002188118080100.

References

1. Okorkov V.V. (2022), 'Interaction of meliorants with the absorbing complex of acidic soils', Agrohimicheskij vestnik, no. 5, pp. 45-51. (In Russ.).

2. Litvinovich A.V., Berseneva A.O., Pavlova O.YU., Lavrishchev A.V., Bure V.M. (2022), 'The process of decomposition of large dolomite particles in strongly acidic sod-podzolic sandy loam soil. Dynamics of dolomite mass loss at different stages of dissolution (according to laboratory experience)', Agrohimiya, no. 3, pp. 52-60. (In Russ.). doi: 10.31857/S0002188122030061.

3. Litvinovich A.V., Pavlova O.YU., Lavrishchev A.V., Bure V.M., Kovleva A.O. (2016a), 'Reclamation properties, fertilizing value and the rate of dissolution in soils of various size fractions of dolomite screening used for road construction', Agrohimiya, no. № 2, pp. 31-41. (In Russ.).

4. Litvinovich A.V., Pavlova O.YU., Lavrishchev A.V., Bure V.M., Salaev I.V. (2016b), 'The rate of dissolution of carbonate meliorants in soils (empirical models of dissolution dynamics)', Agrohimiya, no. 12, pp. 42—50. (In Russ.).

5. Litvinovich A.V., Lavrishchev A.V., Bure V.M., Pavlova O.YU., Kovleva A.O. (2018), 'Dynamics of the content of exchangeable calcium and magnesium cations in sod-podzolic light loamy soil reclaimed by dolomite fractions of various sizes (empirical models of the acidification process)', Agrohimiya, no. 3, pp. 50—61. (In Russ.).

6. Alejandro, S., Holler, S., Meier, B., Peiter, E. 2020. 'Manganese in Plants: From Acquisition to Subcellular Allocation', Frontiers in Plant Science, vol. 11, p. 300. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00300.

7. Ijaz, A., Mumtaz, M.Z., Wang, X., Ahmad, M., Saqib, M., Maqbool, H., Zaheer, A., Wang, W., Mustafa, A. (2021). 'Insights into Manganese Solubilizing Bacillus spp. for Improving Plant Growth and Manganese Uptake in Maize', Frontiers in Plant Science. Vol. 12. Available at: https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2021.719504.

8. Yu F., Li Y., Li C., Liu K., Li F. (2019) 'The effects of edta on plant growth and manganese (Mn) accumulation in polygonum pubescens blume cultured in unexplored soil, mining soil and tailing soil from the pingle mn mine, China', Ecotoxicology and Environmental Safety. Vol. 173, pp. 235—242.

9. De Oliveira, V.H., de Andrade, S.A.L. (2021), 'Manganese accumulation and tolerance in Eucalyptus globulus and Corymbia citriodora seedlings under increasing soil mn availability', New Forests. Vol. 52, no. 4, pp. 697-711, https://doi.org/10.1007/s11056-020-09819-w.

10. Litvinovich A.V., Lavrishchev A.V., Bure V.M., Pavlova O.YU., Kovleva A.O., Homyakov YU.V. (2018), 'Dynamics of the content of mobile manganese in sod-podzolic light loamy soil reclaimed by different-sized fractions of dolomite', Agrohimiya, no. 8, pp. 52—63. (In Russ.). Doi: 10.1134/S0002188118080100.

Cведения об авторах

Литвинович Андрей Витальевич - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры почвоведения и агрохимии имени Л.Н. Александровой, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», SPIN-код: 7226-2723. AuthorID: 129711. Манаков Павел Сергеевич - младший научный сотрудник испытательной лаборатории экологического контроля объектов окружающей среды, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», SPIN-код: 8460-1796. Researcher ID: GXH-3935-2022.

Буре Владимир Мансурович - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры математической теории игр и статистических решений, федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет», SPIN-код: 1656-4993. AuthorID: 15814. Researcher ID: J-4889-2013.

Information about the authors

Andrey V. Litvinovich - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Professor at the Department of Soil Science and Agrochemistry named by L.N. Alexandrova, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University", SPIN-code: 7226-2723. Author ID: 129711. Scopus author ID: 10041934800, Researcher ID: P-2784-2016.

Pavel S. Manakov - Research Assistant at the Testing Laboratory of Environmental Control of Environmental Objects, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University" SPIN-code: 8460-1796. Researcher identification number: GXH-3935-2022.

Vladimir M. Bure - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor at the Department of Mathematical Game Theory and Statistical Solutions, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University", SPIN-code: 1656-4993. Author ID: 15814. Researcher ID: J-4889-2013.

Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Статья поступила в редакцию 16.04.2023; одобрена после рецензирования 10.07.2023; принята к публикации 16.08.2023.

The article was submitted 16.04.2023; approved after reviewing 10.07.2023; accepted after publication 16.08.2023.

Научная статья УДК 634.75 Код ВАК 4.1.4

doi: 10.24412/2078-1318-2023-3-18-25

ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ САДОВОЙ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ

Наталья Анатольевна Савенок1, Сергей Викторович Жемякин2

1 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196601, Россия; agrarian1@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-7160-5918 2Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196601, Россия; svzhem@gmail.com; https://orcid.org/0009-0004-0399-6082

Реферат. Земляника (F.grandiflora Ehrh.) имеет большое преимущество перед другими плодово-ягодными культурами: дает урожай на следующий год после посадки, отличается высокой урожайностью, раньше других плодов и ягод в зоне возделывания поступает к потребителю на стол и пользуется неограниченным спросом у населения, широко используется для переработки, для заморозки и является высокорентабельной культурой. Отличная способность адаптации земляники садовой к различным почвенно-климатическим районам позволяет успешно ее выращивать, получать высокие урожаи ягод и размножать растения вегетативным способом. Земляника является одной из

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.