«Мичуринский государственный аграрный университет» дубовик владимир Анатольевич продуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв тамбовской равнины
| Вид материала | Автореферат диссертации |
- Научное обоснование технологии пчеловодства северо-запада россии в условиях возрастающего, 1098.38kb.
- Урожайность и качество зерна гречихи в зависимости от сорта и срока посева в условиях, 414.32kb.
- Семенная продуктивность козлятника восточного в зависимости от способов посева в условиях, 285.38kb.
- «Мичуринский государственный аграрный университет», 463.7kb.
- Влияние биологических факторов Иминеральных удобрений на Продуктивность сахарной свеклы, 335.64kb.
- Кубанский государственный аграрный университет кубанский государственный технологический, 51.16kb.
- Теория, методология и организация системы управленческого учета, 736.43kb.
- «Химическое загрязнение почв» Общая трудоемкость дисциплины составляет, 25.84kb.
- Мичуринский государственный аграрный университет Б. И. Смагин, С. К. Неуймин Освоенность, 2642.45kb.
- Влияние типа телосложения на молочную продуктивность коров крамаренко Н. А. Красноярский, 75.19kb.
5.3. Группировка почв по содержанию химических элементов
Поскольку почва служит основным источником поступления микроэлементов в растения и через них в организм животных и человека, без учета содержания и доступности их в почвах невозможно дать теоретическое обоснование рекомендаций сельскохозяйственному производству по дифференцированному применению микроудобрений под культуры. Поэтому исследование содержания и форм соединений микроэлементов в конкретных почвенно-климатических условиях, изучение путей миграции в ландшафтах, круговорота в системе почва-растение является одной из важнейших задач агрономической химии.
По результат анализа элементного состава пахотного слоя чернозема обыкновенного, аккумуляцию подвижных форм элементов можно расположить по убывающей в следующем порядке: марганец > стронций > железо > бор > свинец > никель > хром > цинк > кадмий > медь > кобальт > молибден. Доминирующими элементами биогенной аккумуляции являются марганец (73,5 – 83,0 мг/кг) и стронций (51,0 мг/кг). Низкую концентрацию имеют цинк (0,7 мг/кг), медь (0,15 мг/кг), кобальт (0,10-0,20 мг/кг) и молибден (0,09-0,10 мг/кг), что позволяет отнести их к лимитирующим. Это следует учитывать при разработке системы применения удобрений.
5.4. Приемы и механизм снижения загрязнения почв
На черноземах обыкновенных к наиболее эффективным и малозатратным агроприемам, повышающим насыщение ППК кальцием и блокирования подвижности ТМ, относятся кальцийсодержащие соединения (карбонат кальция, дефекат, фосфогипс, внесенные по 5 т/га за ротацию севооборота). Уменьшение токсического действия ТМ наблюдается при внесении в почву фосфатов и циолитов. Природные цеолиты характеризуются высокой селективностью поглощения по отношению к ТМ. По нашим, данным внесение цеолита – клиноптилолита в почву в дозе 15 т/га приводит к увеличению емкости поглощения на 15-25%. Последействие этого приема прослеживается в течение 5-7 лет. Внесение диаммонийфосфата приводит к значительной фиксации кадмия.
Изучение взаимодействия ТМ с глинистыми минералами позволило сделать предположение, что для снижения фитотоксичности можно использовать природные цеолиты, которые являются не только хорошими сорбентами вредных веществ, но и источником питательных элементов. Природные цеолиты характеризуются высокой селективностью поглощения по отношению к ТМ. По нашим данным внесение цеолита – клиноптилолита в почву в дозе 15 т/га приводит к увеличению емкости поглощения на 15-25%, последействие прослеживается в течение 5-7 лет. Снижению загрязнения способствует также использование посевов многолетних трав.
Все приемы снижения фитотоксичности почв можно подразделить на предупредительные и приемы по ликвидации уже существующего загрязнения. Основное мероприятие по защите почв и растений от загрязнения ТМ - это предотвращение загрязнения, которое базируется на совершенствовании технологий производства, создании замкнутых технологических систем, на контроле внесения в почву отходов промышленности в качестве удобрений и мелиорантов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Функционирование потенциальных источников загрязнения создает опасность деградации почв. Поэтому в целях сохранения и воспроизводства плодородия почв, повышения их продуктивности необходимы мониторинг плодородия почв, радиологический контроль сельскохозяйственной продукции. На их основе необходимо разрабатывать научно обоснованные проекты и рекомендации по осуществлению мер, направленных на повышение продуктивности земли с соблюдением экологических требований сохранения и воспроизводства плодородия почв, как национального богатства России.
На значительных площадях сельскохозяйственных угодий требуется безотлагательное проведение комплекса реабилитационных мероприятий, направленных на снижение перехода ТМ в продукцию и обеспечение производства нормативно чистой продукции. Необходимо проведение агрохимических мероприятий (внесение повышенных доз калийных удобрений, известкование кислых почв и т.д.), которые снижают переход радионуклидов и ТМ в продукцию.
ГЛАВА 6. РЕГУЛИРОВАНИЕ КАЛЬЦИЕВОГО РЕЖИМА ЯБЛОНИ
У плодовых культур кальций участвует в регуляции обмена веществ (Фауст,1989, Трунов, 2003), оказывая положительное влияние на сохранность плодов (Гудковский, 1990). С учетом этого проводились наши исследования в условиях слаборослого яблоневого сада на чернозёме выщелоченном. Опыты выполнены на Мичуринском госсортоучастке, во ВНИИС им. И.В. Мичурина и в ОПХ этого института. Объектом исследования служили плодоносящие насаждения яблони, сорта: Мелба, Коричное полосатое, Оранжевое, Антоновка обыкновенная, Вишнёвое, Лобо, Жигулёвское, Мантет, Синап Орловский.
В результате было установлено, что активность кальция в большей степени зависит от условий влагообеспеченности вегетационного периода, активности корневой системы, воздействия корней на жидкую и твёрдую фазы почвы и особенностей водного режима в системе “почва-растение”. Этот показатель был выше во влажные годы, резко снижаясь в сухие (рис. 5). Например, во влажном 2000 году активность кальция достигала максимума в конце июня при влажности почвы более 80%НВ и снижалась до минимума при 45%НВ, коррелируя с активностью корневой системы (r=0,66).
Наилучшие условия для кальциевого питания складывались в годы с равномерным и достаточным распределением осадков, обеспечивающих сохранение высоких запасов продуктивной влаги (80%НВ) в течение вегетации. Эти годы выделялись по оптимальным ритмам активности корневой системы, свойственных сортам и сорто-подвойным комбинациям. Сорта различаются между собой по силе воздействия их на активность корневой системы. Как у молодых, так и у плодоносящих растений яблони летнего сорта Мелба и зимних сортов Богатырь и Оранжевое это влияние весьма существенно, а у сортов Коричное полосатое и Антоновка обыкновенная эти различия в среднем за вегетацию в основном невелики, хотя в отдельные периоды их активность различалась (рис. 6). Это связано, прежде всего, с интенсивностью процесса транспирации листьев, который имеет значительные сортовые различия. Так, у первой группы сортов по сравнению со второй этот процесс ниже на 40%, то есть в условиях дефицита влаги в почве у этих растений меньше нарушается водный режим. А при достаточном увлажнении почвы в течение вегетационного периода за счет возникновения большей разницы водного потенциала, создаваемого листовым аппаратом в процессе транспирации, этот показатель выше у сортов Коричное полосатое и Антоновка обыкновенная.
Особенности активности корневой системы плодовых культур определяют их водный режим. Например, оводнённость листьев яблони резко колеблется в течение вегетации: с весны до августа она снижается (с 64-72 до 50-55%), а осенью несколько повышается (до 64%) на фоне соответствующего роста корней.
Было установлено также, что активность корневой системы плодовых культур определяет их водный режим. Так, оводненность листьев яблони резко колеблется в течение вегетации: с весны до августа она снижается (с 64…72 до 50…55 %), а осенью несколько повышается (до 64 %) на фоне соответствующего роста корней. Однако у Антоновки обыкновенной в среднем за вегетацию воды в листьях было больше (64%), чем у сортов Оранжевое (58%), Коричное полосатое (60%) и Мелба (61%) (рис. 7). Это связано с сортовым признаком листьев Антоновки обыкновенной, обладающих более высокой транспирацией.
Высокая оводнённость листьев характерна для Антоновки обыкновенной и в конце вегетации. У сорта Оранжевое в эти месяцы, напротив, меньше воды в листьях, а у сортов Мелба и Коричное полосатое резкий спад оводненности наступает в июне. Более высокий уровень осенней активности корней предшествующего года определяет лучшую оводненность листьев в начале вегетации. В сухой год этот показатель ниже. Год с высокой водообеспеченностью способствует формированию большей поглощающей поверхности корневой системы и повышению содержания воды в листьях. В результате лучше нарастает листовой полог, при этом отмечается и более высокая активность корней в течение вегетации.
В этих условиях также наблюдались различия в водном дефиците листьев у всех сортов. Большим колебаниям из-за высокой активности листьев он подвержен в мае у Антоновки обыкновенной, Коричного полосатого по сравнению с сортами Мелба и Оранжевое. Кроме того, в третьей декаде июня на изменение водного дефицита листьев влияло формирование урожая. Так, у Коричного полосатого он составил 135,4 ц/га; у Антоновки обыкновенной — 97,5; Мелбы - 41,7; Оранжевого - 36,2 ц/га. В июле на фоне влажности воздуха 90-80%, почвы - 80-70% НВ и уменьшения разности водных потенциалов на границе растения и окружающей среды отмечено сдерживание дефицита влаги в листьях. Это было также связано и с завершением роста побегов, приводящим к стабилизации объема испаряющей поверхности крон деревьев и повышению уровня активности корневой системы в этот период. В августе интенсивный рост плодов приводит к повышению водного дефицита листьев, но в послеуборочный период он снижается. В дальнейшем, в осенний период, наблюдается его повышение из-за сдерживания очередной волны роста корней в связи с понижением температуры и влажности почвы. В таких условиях усиливается дифференциация генеративных образований, так как повышается концентрация клеточного сока.
В засушливые годы в августе чётко проявилась общая засуха, сопровождавшаяся снижением относительной влажности воздуха в 2 раза по сравнению с многолетними данными и иссушением почвы на глубине 20 см до 47,6 %, 40 см – 43,6 % и 60 см – 56,8 % НВ. В этих условиях у Антоновки обыкновенной было отмечено преобладание повреждения корней диаметром 2 мм, привитых на китайской яблоне, и 3 мм – на парадизке Будаговского. Процент отмерших корней составил соответственно 7,6 и 42,5; водный дефицит листьев 13,8 и 19,7%. Максимальный водный дефицит составил по листьям 21,0% (Коричное полосатое), корням – 10,8% (Мелба). Всё это свидетельствовало о значительной водной депрессии исследуемых растений, которая различалась по сортам на разных подвоях. Однако улучшение водного режима почвы и воздуха способствует более быстрому восстановлению поглощающих корней у слаборослых деревьев по сравнению с сильнорослыми растениями (табл. 8).
Таблица 8. Влияние мелкодисперсного орошения на физиологическое состояние и кальциевое питание яблони (сорт Жигулёвское)
| Показатели | Варианты | ||
| мелкодисперсное орошение | контроль | ||
| Водоудерживающая способность, % | после полива | 18,70 | 13,36 |
| во время воздушных засух | 17,59 | 25,35 | |
| Активность корневой системы, % | до съёма | 26,1 | 13,0 |
| | после съёма | 33,7 | 25,4 |
| Содержание Са в плодах, мг/100г сырой массы | 5,90 | 4,45 | |
| Содержание кальция в листьях, % | 2,01 | 1,54 |
Другим агромелиоративным приёмом, сохраняющим почвенную влагу и создающим условия для повышения активности корней и кальция, является мульчирование приствольных полос сада. На протяжении четырёх лет исследований (2000-2003 гг.) прирост всасывающих корней был выше при мульчировании (в особенности при использовании древесных опилок) по сравнению с гербицидным паром. Приоритет по насыщенности поглощающими корнями в корнеобитаемой зоне (0…20 см) сохранялся на тех вариантах мульчирования, где благоприятный водный режим почвы (80 % НВ) оставался более длительное время в течение вегетации, разнясь по годам. В прохладные, по сравнению с нормальными, годы активность корней и кальция снижалась из-за пониженных температур. В засушливые годы лимитирующим фактором являлось недостаточное содержание доступной влаги в почве.
Эффективным мелиоративным приемом повышения активности кальция и его содержания до уровня потенциального плодородия, а также оптимизации обменной и потенциальной кислотности почвы является известкование. На опытном участке количество обменного кальция составляло 18,31 мг-экв/100г почвы. При известковании в дозе 2/3 НГ – 22,10; 1,0 НГ –23,78; 1,5 НГ –25,03; 2,0НГ – 26,53 мг-экв/100г почвы. Активность кальция при этих дозах составила соответственно 7,80; 8,33; 9,06; 9,58 мМ/л против 6,04 мМ/л в контроле. Кислотность почвы снизилась от слабокислой (рН = 5,14) на контроле до близкой к нейтральной при известковании, где рН повысилась с 5,52 (при дозе 2/3 НГ) до 6,09 (при дозе 2,0 НГ). При максимальных дозах (1,5 и 2,0 НГ) гидролитическая кислотность уменьшилась почти в два раза - от 6,75мг-экв/100г почвы на контроле до 3,37 и 3,13, соответственно.
Внесение высоких доз извести (1,5 и 2,0 Нг) приводило в течение двух лет к снижению водоудерживающей способности листьев зимних сортов (Лобо и Синап Орловский) в среднем на 60 % по отношению к контролю (без внесения извести). В меньшей мере это наблюдалось у деревьев Мелбы и отсутствовало у сорта Мантет. Низкие дозы извести (2/3 и 1,0 Нг) в зависимости от погодных условий оказали разное влияние на водоудерживающую способность листьев. Так, в засушливый вегетационный период 2002 года она была на уровне контроля, а в условиях более влажного 2003 года наблюдалось повышение в среднем на 20 %. В наибольшей степени это проявилось у Лобо и Мелба. У первого сорта увеличение составило 24,4 % при дозе внесения 2/3 Нг; 31,4 % в дозе 1,0 Нг; у второго - соответственно 22,0 и 35,6 %.
Изменение водоудерживающей способности листьев отражалось на их оводнённости (рис. 8). Под влиянием известкования происходило значительное уменьшение содержания общей воды в вариантах 1,5 и 2,0 Нг как в засушливый период 2002 года, когда за август выпало всего 2,1 мм осадков, а испаряющий фон составил 143,1 мм; так и во влажном 2003 году, соответствующий период которого (август) характеризовался количеством осадков 120,3 мм и уровнем испаряющего фона, равным 80,2 мм. Лучшая оводнённость листьев отмечалась при внесении извести в дозе 1,0 Нг. Именно в этом варианте было отмечено наибольшее содержание кальция в плодах, которое во влажный год составило по сорту Лобо 4,43 против 3,88мг/100г на контроле; у сорта Мелба – соответственно 4,14 и 3,29мг/100г. Эти значения корреспондируются с повышением активности корневой системы, которая при дозе 1,0 НГ возросла у сорта Лобо на 20…22%, у Мелбы – 16…20%.
Учитывая необходимость проведения известкования в насаждениях яблони, кальцийсодержащие мелиоранты следует вносить в дозах, не превышающих одну гидролитическую кислотность.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Кальциевый режим почвы определяет физиологическое состояние яблоневого сада: активность корневой системы и водный режим листьев (факторы поглощения и перераспределения кальция). Оптимизация этих факторов приводит к улучшению кальциевого питания, то есть повышению его содержания в листьях и плодах. При помощи орошения можно непосредственно влиять как на водный режим почвы, так и надземной части яблони, что активизирует поглотительную способность корневой системы, тем самым, улучшая кальциевый режим, то есть содержание кальция в листьях и плодах.
Недостаточное обеспечение кальцием и рост гидролитической кислотности черноземов выщелоченных обусловливают необходимость проведения известкования почвы в яблоневых садах. Внесение извести в дозе 1,0 Нг повышает содержание кальция в плодах в среднем на 20 % благодаря росту активности поглощающих корней и повышению водоудерживающей способности и оводненности листьев. Дозы 1,5 и 2,0 Нг, напротив, снижают эти параметры в большей степени у зимних сортов яблони. Очевидно, известкование является непосредственным, а мульчирование - косвенным фактором управления кальциевым питанием через водный режим почвы.