CC BY
55
УДК 634.1:632.15:549.67:57.086.3:543.84
ВЛИЯНИЕ ПРИРOДНOГO ЦЕOЛИТA НА МOРФO-БИOХИМИЧЕСКИЕ ПOКAЗAТЕЛИ ЛИСТЬЕВ КРЬШЮВНИКА
С.М. МОТЫЛЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
М.Н. КУЗНЕЦОВ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. отделом
ВНИИ селекции плодовых культур E-mail: [email protected]
Резюме. В статье приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие положительное влияние природного минерала - цеолита Хотынецкого месторождения на морфологические показатели (периметр клеток верхней эпидермы, количество устьиц) и элементный состав листьев крыжовника в условиях агроэкологического опыта с возрастающими дозами цеолита. При внесении минерала в дозах 8...24 т/га периметр клеток верхней эпидермы увеличился на 6.12 %, число устьиц - на 11.33 %, содержание свинца и меди в листьях достоверно снизилось в 3-7 и 3-6 раз, а фосфора и калия -увеличилось в 1,5-2 и 0,3-1,5 раз соответственно. Ключевые слова: крыжовник, тяжелые металлы, цеолит, морфология листа, элементный состав листа, сканирующая электронная микроскопия, энергодисперсионный микроанализ.
Конец XX века ознаменовался накоплением ряда экологических проблем, связанных с образованием антропогенных ландшафтов, далеких от состояния экологического равновесия. Одним из негативных результатов индустриализации стало загрязнение среды обитания тяжелыми металлами (ТМ). Из-за высокой токсичности необходима разработка мероприятий, снижающих их поступление в продукты питания. В некоторых районах Орловской области отмечены загрязнения окружающей среды отходами производства предприятий металлургической и металлообрабатывающей отраслей [1]. При наличии стационарного источника даже при невысоком уровне загрязнения длительное воздействие повышенных концентраций биохимически активных веществ имеет кумулятивный характер. Использование мелиоративных приемов способствует детоксикации ТМ в экологической цепочке. Поэтому применение местного природного минерала - цеолита Хотынецкого месторождения представляет несомненный интерес. Цеолиты имеют сложный минералогический состав, уникальную структуру и обладают сорбционными, каталитическими, селективными, пролонгирующими, ионообменными и бактерицидными свойствами, что обусловливает их использование в качестве мелиорантов для экологического садоводства. Морфологические особенности и химический состав листьев наиболее полно отражают приспособленность растений к условиям окружающей среды; листья можно рассматривать как адаптивную структуру [2].
Цель нашей работы - изучение влияния цеолита на некоторые морфологические показатели и элементный состав листьев крыжовника в условиях аг-роэкологических опытов с возрастающими дозами этого минерала. Задачи исследований: определение микроструктуры цеолита методом сканирующей
электронной микроскопии; изучение морфологических показателей листа (периметр клеток верхней эпидермы, размер и количество устьиц); определение содержания макро- и микроэлементов в листьях.
Условия, материалы и методы. Стационарный микроделяночный полевой опыт с формой крыжовника ЭЛС 24-15-21 заложен в 2005 г. на опытном поле ВНИИСПК (фоновая территория) и в д. Б.Дум-чино Мценского района (техногенно загрязненная территория, вблизи шлакоотвала металлургических предприятий г. Мценска). Эксперимент проводили на фоне внесения Мд0Рд0К90. Схема опыта включала контроль (без цеолита), использование минерала в
■ ■
k JjdP *
рч 1
V O0&O 15 31 SEi
15kV XiOO.MO o.liirn 0060 12 10 SEI
Рис. 1 Макро (1) и микро (2, 3) структура цеолита. 2 - монтмориллонит, 3 - клиноптилотит, размер каналов 124-80 нм.
Таблица. Сравнительная характеристика неко-
торых параметров листьев крыжовника
Фактор В (вариант опыта) Фактор А (место проведения исследований) Средние по фактору В
ВНИИСПК Думчино
Число устьиц на единицу площади, шт./0,123 мм2
NPK 12,4o 14,5o 13,45
NPK+8 т/га цеолита 13,8o 15,oo 14 ,4o
NPK+24 т/га цеолита 1 6,5o 2ol4o 18,45
Средние по фактору 15,43
А НСРo1- ^Po1-
o^^^PoH^) 14,7 16,66 1,7)
Периметр клеток верхнего эпидермиса, мкм
NPK 161, 21 169,16 165,18
NPK+8 т/га цеолита 171 ,o8 179, 7o 175,39
NPK+24 т/га цеолита 18o, 28 187,7o 183 ,99
Средние по фактору 174,85
А НСРo1- ^Po1-
6l31;АВ(НСРo1-11l24) 134,6 1 45,53 3,61)
Содержание фосфора в листьях, %
NPK 1 l26 2l21 1,74
NPK+8 т/га цеолита 2lo1 2l38 2,2o
NPK+24 т/га цеолита 2,45 3l16 2,81
Средние по фактору 2l25
А НСРo1- ^Po1-
o^^^Po^^) 1,9o 2l58 ol2o)
Содержание калия в листьях, %
NPK 4l88 6l28 5,88
NPK+8 т/га цеолита 6l22 7l41 6,82
NPK+24 т/га цеолита 7l41 7,72 7,57
Средние по фактору 6,76
А НСPo1- ^Po1-
0l31;АВ(НСPo1-0l53) 6l17 7,14 ol38)
Содержание меди в листьях, %
NPK 3,7o 3l84 3,77
NPK+8 т/га цеолита 1l1o 1 l57 1,34
NPK+24 т/га цеолита ol61 ol86 o,74
Средние по фактору 1,953
А НСPo1-0l18; ^Po1-
АВ(НСPo1-0l3) 1,8o 2lo9 ol22)
Содержание свинца в листьях, %
NPK 1 l33 1 l35 3,77
NPK+8 т/га цеолита o,44 ol61 o,53
NPK+24 т/га цеолита ol17 ol39 o,29
Средние по фактору 1,5o
А НСPo1- ^Po1-
ol^^^Po^^D o,65 o,45 o,22)
дозах 8 и 24 т/га. Повторность опыта трехкратная, размещение рендомизированное, площадь каждой делянки 7 м2. Размер «защиток» между делянками 2,8 м2. Цеолит и удобрения вносили перед посадкой и заделывали на глубину 15...30 см. В состав Хоты-
нецкого цеолита входит 34 % клиноптилолита и 12 % монтмориллонита - минералов, обладающих высокой сорбционной способностью. Удельная емкость цеолита составляет от 4500 до 6000 см3/г, обменная емкость по Na - 10 мг-экв/г при рН 7. Степень дисперсности частиц 0,05...0,02 мм. Образцы листьев для проведения микроскопических исследований и элементного анализа отбирали в соответствии с рекомендациями и методиками [3,4]. Микроструктуру поверхности цеолита и листьев исследовали на сканирующем электронном микроскопе Jeol JSM 63-90 (Япония). Элементный (зольный) состав листьев определяли методом энергодисперсионной спектрометрии на ЭДС-анализаторе «Мини-куб», совмещенном с микроскопом. Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием программы Excel.
Результаты и обсуждение. Изучение поверхности частиц цеолита с помощью сканирующего электронного микроскопа позволило выявить особенности его микроструктуры - наличие слоистых, ячеистых, округлой формы частиц, плотно прилегающих одна к другой, диаметром до 3 мкм, принадлежащих монтмориллониту. Для клиноптилолита характерен более гладкий тип поверхности, с множеством пор размером 80...122 нм. Макро- и микроструктура поверхности Хотынецкого цеолита (см. рисунок), позволяет говорить о нем как о нанокомпозитном материале, который, распределяясь в почвенном слое, может сорбировать ионы металлов.
Сравнительная характеристика некоторых параметров листьев крыжовника (см. табл.) показала, что с увеличением дозы цеолита, периметр клеток эпидермиса и количество устьиц на единицу площади листа повышаются на 6...12 и 11...33 % соответственно. Выявлено существенное снижение содержания свинца и меди (в 3-7 и 3-6 раз) и увеличение фосфора и калия (в 1,5-2 и 0,3-1,5 раза соответственно) в листьях в вариантах с наибольшими дозами цеолита, последнее свидетельствует об улучшении питательного режима. Достоверны различия и по преимущественному накоплению тяжелых металлов в листьях техногенной зоны (Думчино), по сравнению с фоновой территорией.
Выводы. Таким образом, благодаря особенностям тонкого строения цеолита Хотынецкого месторождения и механизмам прочного закрепления металлов в структуре его кристаллической решетки внесение минерала оказывает положительное влияние на морфо-анатомические показатели листа, оптимизирует поступление калия и фосфора и минимизирует поступление свинца и меди в листья крыжовника.
Литература.
1. Доклад о состоянии окружающей природной среды Орловской области в 1999 году / Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды Орловской области. - Орел: Труд, 2000. - С. 85-67.
2. Шмальгаузен, И.И. Факторы эволюции. - М.: Наука, 1968. - 276 с.
3. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур - Орел.: ВНИИСПК, 1999. - 606 с.
4. ГОСТ 26929-86 «Сырье и пищевые продукты. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов».
EFFECT OF NATURAL ZEOLITE ON MORPHOLOGICAL AND BIOCHEMICAL INDICES OF
GOOSEBERRY LEAVES
S.M.Motyleva, M.N.Kuznetscov
Summary. Experimental data are given which confirm the positive effect of zeolite from Hotynetz deposit on the morphological indiges (perimeter of the cells of the upper epidermis, number and size of stomata) and element composition of gooseberry leaves in conditions of agro-ecological experiment with increasing doses of zeolite.
Key words: gooseberry, heavy metals, zeolite, leaf morphologi, element composition of a leaf, scanning electron microscopy, energy and dispersion micro analysis.
УДК 634.23:631.53:541.11
ИЗУЧЕНИЕ УКОРЕНЯЕМОСТИ ОТДАЛЕННЫХ ГИБРИДОВ ВИШНИ ДЛЯ ОТБОРА ПЕРСПЕКТИВНЫХ КЛОНОВЫХ ПОДВОЕВ
Ю. К. ВЕХОВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
А. С. ЛЯХОВА, научный сотрудник ВНИИ селекции плодовых культур E-mail: [email protected]
Резюме. Проведена оценка отдаленных гибридов вишни по способности к размножению зелеными черенками для отбора перспективных подвойных форм. Выделены формы (74340, 74336, 74332, 74324), характеризующиеся коротким периодом до начала образования корней (20,3...21,5 дн), высокой степенью корнеобразования (3,4...3,7 баллов), лучшими параметрами высоты и диаметра условной корневой шейки, большим выходом укоренённых растений (60,9...72,2 %).
Ключевые слова: отдаленные гибриды, холодные рассадники, зеленое черенкование, подвойные формы.
Во ВНИИСПК в результате селекционной работы по выведению устойчивых к коккомикозу сортов и подвоев вишни, начатой в 1971 г. под руководством А. Ф. Колесниковой и продолженной Е. Н. Джигад-ло, получены клоновые подвои и подвойные формы. В результате их комплексного изучения в 1999 г. в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве, в качестве клоно-вых и семенных подвоев включены Рубин, ОВП-2, ОВП-3 (полученные из гибридной семьи Золушка х вишня Маака) [1].
Наряду с этими подвоями, коллективом селекционеров под руководством Е. Н. Джигадло в качестве перспективных были выделены формы В-5-88, В-2-180, В-2-230, В-5-172 (сорта Владимирская х ВП-1), Ц-8-101 (ВП-1 х Владимирская).
С 1986 г. во ВНИИ селекции плодовых культур совместно с Крымской опытно-селекционной станцией ВИР ведется селекционная работа с новыми видами вишни. В результате были созданы отдалённые гибриды с использованием сортов вишни обыкновенной и форм восточно-азиатских видов [2].
Многие отдалённые гибриды характеризуются устойчивостью к коккомикозу благодаря участию в комбинациях скрещивания иммунных и высокоустойчивых видовых форм C.sachalinensis, С. serrulata и др. [3]. Кроме того, большинство изученных гибридов хорошо размножается зелёными черенками, поэтому представляет интерес их использование в качестве клоновых подвоев. Например, по результатам исследований, лучшими по укореняемости оказались гибриды, полученные в комбинациях скрещиваний Любская х С. lannesiana №2 (60,0.91,7 %), Памяти Вавилова х С. lannesiana №2 (37,5.94,1 %) , Памяти Вавилова х С. serrulata Hally Гоі^єПо (81,8 %) [2, 4].
Цель наших исследований - оценка отдалённых гибридов вишни по способности к размножению зелёными черенками, выделение перспективных образцов для использования в качестве подвойных форм.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на комплексе биотехнологии ВНИИСПК (в холодных рассадниках с туманообразующей установкой).
Объектами исследований послужили отдаленные гибриды, полученные с использованием сортов вишни обыкновенной (Памяти Вавилова, Любская) и форм восточно-азиатских видов C. sachalinensis 1/75, C.serrulata Hally Tolivetto, C. lannesiana №2, C. sachalinensis Edwin Muller. В качестве контроля использовали районированный подвой ОВП-2 (Золушка х вишня Маака).
При размножении подвойных форм зеленые черенки высаживали по схеме 10 х 5 см (200 шт./м2), глубина посадки 2,5.3 см. Опыты закладывали в трехкратной повторности, по 100 растений в каждом повторении. Заготовку побегов, нарезку черенков, уход, наблюдения и учеты проводили по методике, разработанной в МСХА [5] и согласно «Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» [6]. Экспериментальный материал обработан методом дисперсионного анализа [7] с помощью компьютерной программы ВНИИСПК.
Результаты и обсуждение. Мы установили, что у форм 74336, 74332, 74340, 74324, Ц-8-101, 74326 продолжительность периода до начала образования корней составляет 20,3.22,0 дней (см. табл.), что
Рисунок. Корнеобразование у зеленых черенков через 25 дней после посадки: а) подвойная форма 74336, б) под-войная форма 74332.
