CC BY
22Е^^™!!,,,,* ЖЭестеик АПК
ЖВ Ставрополья
научно-практическии журнал
УДК 631.82:631.445.52
А. А. Беловолова, Н. В. Николенко, А. И. Подколзин, В. Г. Сычев, И. О. Лысенко Belovolova A. A., Nikolenko N. V., Podkolzin A. I., Sychev V. G., Lysenko I. O.
ВЛИЯНИЕ ИОНОВ СОЛЕЙ И ПИТАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ НА ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВАХ
INFLUENCE OF SALT IONS AND NUTRIENT ELEMENTS ON MINERAL NUTRITION OF PLANTS IN SOLID SOILS
Засоленные чернозёмы Центрального Предкавказья Saline chernozem of Central Ciscaucasia has unfavorable
обладают неблагоприятными свойствами, снижающими properties that reduce the productivity of cultivated plants. Indi-
продуктивность культурных растений. Отдельные культуры vidual cultures can accumulate appreciable amounts of mineral
могут накапливать в своих тканях заметные количества ми- salts in their tissues when growing in saline soil, which can play a
неральных солей при произрастании на засоленной почве, role in phytomelioration of these lands. что может играть роль в фитомелиорации этих земель.
Ключевые слова: ионы солей, засоление, удобрения, Keywords: salt ions, salinity, fertilizers, plants, mineral
растения, минеральные соли, зола, продуктивность. salts, ash, productivity.
Беловолова Алла Анатольевна -
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
кафедры агрохимии и физиологии растений
ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный
аграрный университет»
г. Ставрополь
Тел.: 8-903-418-50-12
E-mail: belovolova.alla@mail.ru
Николенко Наталья Викторовна -
ассистент кафедры агрохимии и физиологии растений
ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный
аграрный университет»
г. Ставрополь
Тел.: 8-903-445-79-37
E-mail: nikolenko0812@mail.ru
Подколзин Анатолий Иванович -
доктор биологических наук, профессор кафедры агрохимии и физиологии растений ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет» г. Ставрополь E-mail: stgau@stgau.ru
Сычев Виктор Гаврилович -
Академик РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, директор
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д. Н. Прянишникова» г. Москва
E-mail: info@vniia-pr.ru
Лысенко Изольда Олеговна -
доктор биологических наук, доцент кафедры экологии
и ландшафтного строительства
ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный
аграрный университет»
г. Ставрополь
E-mail: lysenkostav@yandex.ru
Belovolova Alla Anatolievna -
Ph.D of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Department of Agrochemistry and Plant Physiology
FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» Stavropol
Tel.: 8-903-418-50-12 E-mail: belovolova.alla@mail.ru
Nikolenko Natalia Viktorovna -
Assistant of the Department of Agrochemistry and Plant Physiology
FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» Stavropol
Tel.: 8-903-445-79-37 E-mail: nikolenko0812@mail.ru
Podkolzin Anatoly Ivanovich -
Doctor of Biological Sciences, Professor
of the Department of Agrochemistry and Plant
Physiology
FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» Stavropol
E-mail: stgau@stgau.ru
Sychev Victor Gavrilovich -
Full member (academician) of the Russian Academy of Sciences (RAS),
Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Director FSBSI «All-Russian research Institute of Agrochemistry named after D. N. Pryanishnikov» Moscow
E-mail: info@vniia-pr.ru
Lysenko Izolda Olegovna -
Doctor of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Ecology and Landscape Construction FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» Stavropol
E-mail: lysenkostav@yandex.ru
В Центральном Предкавказье широко распространены чернозёмы, характеризующиеся высокой засоленностью и солонцеватостью. Они обладают весьма неблагоприятными для произрастания культурных растений свойствами. По гранулометрическому составу они
представлены глинистыми почвами, и содержание глинистой фракции в них составляет более 65 %. Эти почвы характеризуются высокой плотностью, составляющей 1,40-1,58 г/см3 при 1,20 г/см3 у зональных чернозёмов. Они имеют высокую адсорбционную способность, определя-
в
естник АПК
Ставрополья
: № 4(28), 2017
Растениеводство
89
ющую максимальную гигроскопичность (13-15 %). Количество недоступной растениям влаги, приводящей к устойчивому завяданию, в солонцеватых почвах колеблется от 15 до 19 %, тогда как на типичных чернозёмах она составляет 12-13 % [1, 2].
При характеристике степени солеустой-чивости отдельных культур в качестве одного из критериев этого свойства исследователи учитывают интенсивность поглощения и накопления ими солей из засоленного субстрата. Такой подход представляет интерес особенно с точки зрения оценки возможности культурных растений в осуществлении фито-мелиорации засоленных земель и необходимости разработки мелиоративных севооборотов [3, 4]. Однако научная литература по данному вопросу содержит крайне мало сведений, которые носят противоречивый характер. Одни авторы считают, что более со-леустойчивым видам растений свойственно менее интенсивное поглощение солей, другие приходят к противоположному выводу. Имеются данные, свидетельствующие об увеличении накопления минеральных солей в растениях только при значительном возрастании их в почве [5, 6, 7].
Количество золы в листьях растений можно считать показателем приспособленности их к засолению. По мнению ряда авторов, чем больше золы, тем лучше растение приспособлено к условиям произрастания.
Были проведены исследования по влиянию минеральных солей на накопление в растениях основных питательных элементов. Растения выращивались и в водных культурах на питательной смеси Гельригеля с добавлением в нее ЫаО! и Ыа2304 в концентрациях, обусловливающих одинаковые величины осмотического давления (2 и 6 атм).
В наших исследованиях более высокой зольностью надземных частей растений на засоленных почвах характеризовались подсолнечник и сорго (табл. 1).
Растения подсолнечника отличались более высоким содержанием сульфат-иона, хлора, кальция и магния. Остальные культуры по на-
коплению золы и отдельных ионов хотя и различались, но заметная зависимость их концентраций от степени солеустойчивости растений не прослеживалась.
Сопоставление минеральной части испытанных культур при их произрастании на слабо- и сильнозасоленных почвах показало, что у подсолнечника и сорго возрастание засоленности сопряжено с увеличением общей зольности тканей на 0,96-3,08 %. У остальных культур такая связь не обнаруживалась, и это дает основание полагать, что у большинства полевых культур биологическое поглощение минеральных солей в сравнении с их запасами в почве незначительно и они не могут играть существенной роли в фитомелио-рации засоленных земель. Вместе с тем проникновение и накопление засоляющих ионов в определенных количествах является одной из причин угнетения роста растений при засолении почвы. Поэтому мероприятия, направленные на сокращение накопления в растениях ионов вредных солей, к которым относится и улучшение режима минерального питания, являются актуальными.
При засолении среды снижается поступление в растения питательных элементов и их утилизация с одновременным возрастанием в них концентраций различных засоляющих ионов.
Выявлено, что даже малые концентрации этих солей снижают накопление в растениях питательных элементов. При этом реакция культур в зависимости от характера соли и уровня их солеустойчивости не однотипна. При возрастании концентрации хлорида натрия содержание в растениях питательных элементов в большей мере сокращается в сравнении с изоосмотической концентрацией сернокислого натрия (табл. 2).
В большей мере снижалось накопление в растениях калия, в меньшей - фосфора. У растений озимой пшеницы отмечены минимальные изменения в содержании азота. Накопление азота и фосфора заметно снижается у кукурузы, характеризующейся чувствительностью к засолению и значительным угнетением роста.
Таблица 1 - Содержание золы и ионов солей в надземной массе растений на засоленной почве
(вегетационный опыт, 45-дневные растения)
Культура Зола, % Содержание ионов, %
СГ Са2+ Мя2+
Подсолнечник 18,78 1,73 0,138 2,24 0,29 0,86
Сорго 19,92 0,54 0,113 0,95 0,34 0,44
Озимая пшеница 13,35 0,36 0,113 0,54 0,23 0,22
Ячмень озимый 13,92 0,43 0,102 0,63 0,24 0,48
Овёс 15,64 0,72 0,114 0,68 0,30 0,58
Кукуруза 15,58 1,07 0,090 0,64 0,28 0,89
Горох 13,86 0,8 0,105 0,98 0,26 1,05
Ж™1^™^..» *>естеик АПК
ЖВ Ставрополья
научно-практическии журнал
Таблица 2 - Влияние натриевых солей на накопление питательных элементов в надземной массе
растений (45-дневные растения)
Куль- Вариант % на абсолютно сухую массу % к контролю
тура N Р2О5 К2 N Р2О5 К2
го Питательная смесь (контроль) 4,58 1,47 7,13 100 100 100
^ X I ф Питательная смесь + + ЫаС! - 0,3 % 4,07 1,44 5,02 88,8 91,1 70,4
3 с Питательная смесь + ЫаС!" 0,8 % 4,20 1,05 3,78 91,7 71,4 53,0
к го Е X Питательная смесь+ Ыа2Б04" 0,6 % 4,43 1,30 4,49 96,72 88,4 63,0
п О Питательная смесь + Ыа2Б04" 1,2 % 4,29 1,16 4,38 93,45 78,9 61,4
Питательная смесь (контроль) 3,88 1,55 6,78 100 100 100
* I Питательная смесь + + ЫаС!" 0,3 % 3,40 1,44 4,88 87,6 92,9 72,0
ш I ^ Питательная смесь + ЫаС!" 0,8 % 3,22 1,02 3,96 83,0 65,8 52,4
о и ч: о Питательная смесь + + Ыа2Б04" 0,6 % 3,46 1,38 3,90 89,2 89,0 57,5
с Питательная смесь + Ыа2Б04" 1,2 % 2,80 1,24 3,76 72,2 80,0 55,4
Питательная смесь (контроль) 6,33 1,69 5,47 100 100 100
го п Питательная смесь + ЫаС!" 0,3 % 4,28 1,44 3,32 67,7 85,2 60,7
> Питательная смесь + ЫаС!" 0,8 % 4,09 1,30 3,32 64,6 76,9 60,7
* > Питательная смесь + Ыа2Б04" 0,6 % 4,59 1,38 2,93 72,5 81,6 53,6
Питательная смесь + + Ыа2Б04" 1,2 % 4,07 1,29 3,30 64,3 76,3 60,3
В вегетационном опыте на солонцовой почве снижение накопления элементов также отмечено у кукурузы, и оно более выражено по азоту и калию. В растениях озимой пшеницы и подсолнечника здесь наблюдалось повышенное
содержание азота и фосфора. Увеличение содержания азота и фосфора в растениях озимой пшеницы и подсолнечника на удобренном фоне составляло соответственно 76,1; 55,5 % и 84,5; 46,7 % (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние удобрений на накопление питательных элементов в растениях
на солонцовой почве
Культура Вариант % на абсолютно сухую массу % к контролю
N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
Озимая пшеница Контроль (несолонцовая почва) 2,18 0,36 4,19 100,0 100,0 100,0
Контроль (солонцовая без удобрений) 2,31 0,45 3,97 105,9 125,0 94,7
Солонец + N р, 3,84 0,56 5,60 176,1 155,5 133,6
Солонец + N р2 3,62 0,70 5,47 166,0 194,4 130,5
Подсолнечник Контроль (несолонцовая почва) 1,61 0,30 6,08 100,0 100,0 100,0
Контроль (солонцовая без удобрений) 1,72 0,40 6,62 106,8 133,3 108,9
Солонец + N р, 2,97 0,44 5,87 184,5 146,7 96,5
Солонец + N р2 3,10 0,65 6,30 192,5 216,7 103,6
Кукуруза Контроль (несолонцовая почва) 2,21 0,35 5,75 100,0 100,0 100,0
Контроль (солонцовая без удобрений) 1,97 0,34 5,02 89,1 97,1 87,3
Солонец + N р, 3,49 0,42 4,32 157,9 120,0 75,1
Солонец + N р2 3,66 0,60 4,45 165,6 171,4 77,4
в
естник АПК
Ставрополья
: № 4(28), 2017
Растениеводство
91
Существенное повышение содержания фосфора в растениях отмечено при внесении удобрений в соотношении Ы:Р =1:2. У растений озимой пшеницы и кукурузы на этом фоне продолжалось возрастание накопления азота.
Увеличение концентраций питательных элементов, и в особенности фосфора и калия, на
фоне удобрений у растений кукурузы менее выражено в сравнении как с озимой пшеницей, так и с подсолнечником.
Это, очевидно, связано с особенностями минерального питания кукурузы на начальных этапах онтогенеза и более выраженным ее угнетением на солонцовой почве.
Литература
1. Беловолова А. А., Громова Н. В. Влияние засоленных почв на урожайность зерна озимой пшеницы // Эволюция и деградация почвенного покрова : сб. науч. ст. по материалам V Междунар. науч. конф. (Ставрополь, 19-22 сентября 2017 г.) / СтГАУ. Ставрополь, 2017. С. 198-199.
2. Влияние применения удобрений на показатели плодородия почвы и урожайность сельскохозяйственных культур в условиях СПК «Россия» Арзгирского района / Е. В. Голосной, М. С. Сигида, Н. В. Громова, В. И. Радченко // Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском федеральном округе : сб. тр. 81-й науч.-практ. конф. (Ставрополь, 12-15 апреля 2016 г.) / СтГАУ. Ставрополь, 2016. С. 3940.
3. Беловолова А. А., Фурсова А. Ю. Влияние засоления почвы и удобрений на водообмен и фотосинтез озимой пшеницы // Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в СевероКавказском федеральном округе : сб. тр. 81-й науч.-практ. конф. (Ставрополь, 12-15 апреля 2016 г.) / СтГАУ. Ставрополь, 2016. С. 5-7.
4 Беловолова А. А. Формирование урожайности озимой пшеницы на среднезасо-ленных почвах // Эволюция и деградация почвенного покрова : сб. науч. ст. по материалам IV Междунар. науч. конф. (Ставрополь, 13-15 октября 2015 г.) / СтГАУ. Ставрополь, 2015. С. 175-178.
5. Дорожко Г. Р., Власова О. И., Цховре-бов В. С. Развитие земледелия Ставрополья // Эволюция и деградация почвенного покрова : сб. науч. статей по матер. V Междунар. науч. конф. (Ставрополь, 19-22 сентября 2017 г.) / СтГАУ. Ставрополь, 2017. С. 249-251.
6. Агеев В. В., Подколзин А. И. Длительные стационары - основа теории и практики агрохимии // Агрохимический вестник. 2005. № 4. С. 5-7.
7. Айсанов Т. С. Роль систем удобрений в повышении качества зерна озимой пшеницы // Пища. Экология. Качество : сб. тр. XIII Междунар. науч.-практ. конф. (Красноярск, 18-19 марта 2016 г.) / Красноярский ГАУ. Красноярск, 2016. С. 36-38.
References
1. Belovolova A. A., Gromova N. V. Influence of saline soils on productivity of grain of winter wheat // Evolution and degradation of soil cover : coll. science. iss. on the materials of the V International Scientific Conference. Stavropol, 2017. P. 198-199.
2. Influence of application of fertilizers on fertility indices of soil and productivity of agricultural crops in conditions of SPK «Russia» in Arzgirsky district / E. V. Golosnoy, M. S. Sigida, N. V. Gromova, V. I. Radchenko // Modern resource-saving innovative technologies of cultivation of agricultural crops in the North Caucasian Federal District. Stavropol, 2016. P. 39-40.
3. Belovolova A. A., Fursova A. Yu. Influence of salinization of soil and fertilizers on water exchange and photosynthesis of winter wheat // In the collection: Modern resource-saving innovative technologies of cultivation of agricultural crops in the North Caucasus Federal District. Stavropol, 2016. P. 5-7.
4. Belovolova A. A. Formation of productivity of winter wheat on medium saline soils // Evolution and degradation of soil cover : coll. sci. Art. by mater. IV Intern. sci. Conf. SSAU. Stavropol, 2015. P. 175-178.
5. Dorozhko G. R., Vlasova O. I., Tskhovrebov V. S. The development of agriculture in the Stavropol region // Evolution and degradation of the soil cover : coll. sci. articles. V Intern. sci. conf. SSAU. Stavropol, 2017. P. 249-251.
6. Ageev V. V., Podkolzin A. I. Long-term hospitals - the basis of the theory and practice of agrochemistry // Agrochemical bulletin. 2005. № 4. P. 5-7.
7. Aisanov T. S. The Role of Fertilizer Systems in Improving the Quality of Winter Wheat Grain // Food. Ecology. Quality: coll. of iss. XIII Intern. scientifi c-practical. conf. / Krasnoyarsk SAU. Krasnoyarsk, 2016. P. 36-38.
