Влияния бора на прорастания рапса

 

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..3

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………5

1.1 Физиологические функции  бора и цинка в растениях………………………..5  

1.2 Содержание бора и  цинка в почвах различных типов………………………...8

1.3 Влияние высоких концентраций бора на живые организмы и бороустойчивость растений……………………………………………………………………...10

2 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И  УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ….13

2.1 Ботаническая характеристика  и биологические особенности  рапса ярового13

2.2 Климатические и погодные  условия…………………………………………..15

2.3 Почвенные условия…………………………………………………………….19

2.4 Методика проведения  исследований………………………………………….20

3  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ…………………………………………….24

3.1 Влияние различных концентраций цинка на прорастание семян рапса ярового…………………………………………………………………………………..…24

3.2 Влияние высоких концентраций бора на прорастание семян рапса ярового27

3.3 Влияние высоких  концентраций бора в почве  на величину надземной массы  рапса………………………………………………………………..………………..29

3.4 Поступление  бора в надземную массу рапса в зависимости от его концентрации в почве………………………………………………………………………30

3.5 Влияние высоких  концентраций бора на содержание  кальция и соотношение Са:В……………………………………………………………………………….…33

3.6 Влияние цинка на бороустойчивость рапса………………………………….37

4 БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ РАПСА НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ………………………………………….….……42

5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ  БЕЗОПАСНОСТЬ………………………………………..45

6. БЕЗОПАСНОСТЬ  ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ…………………………………50

ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………...60

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………..…62

ВВЕДЕНИЕ

         

    Актуальность темы: Исследованиями установлено, что значение микроэлементов, в частности бора и цинка, в жизни растений многообразно. Они участвуют в сложных биохимических реакциях, повышают устойчивость растений к болезням и неблагоприятным условиям внешней среды, способствуют росту урожайности культур и улучшению качества продукции. Очень важна роль бора и цинка в процессах оплодотворения и плодообразования. Генеративная функция растений не может быть успешно реализована в отсутствии бора и цинка в питательной среде. /15/

    Бор относится к наиболее важным для растений элементам. Его значение специфично в жизнедеятельности растений, благодаря значительной роли в фенольном обмене. С развитием учения о микроэлементах была выявлена его важная физиологическая роль в живых организмах и показана необходимость поддержания концентраций в определённых пределах для обеспечения условий нормального существования растений и животных. Основное внимание при этом было обращено на выявление территорий с малым содержанием бора, изучение борной недостаточности и отыскание путей к её устранению /15/.

     Рапс – ценная масличная и кормовая культура, источник высококачественного растительного масла и кормового белка. При возделывании культуры необходимо учитывать её биологические особенности и требования к почвенным условиям. Известно, что на юге Западной Сибири в частности в Омской области большие площади занимают почвы с избыточными концентрациями бора. Площадь почв с борным засолением составляет около 2 млн. га не считая за соленных и солонцеватых зональных почв. При этом бороустойчивость рапса до недавних пор не была изучена. Все почвы черноземного и солонцового рядов содержат низкие концентраций цинка, в то время как капустные  имеют повышенную потребность в этом элементе. Кроме того, имеются данные о том, что цинк может влиять на устойчивость растений к избытку бора в среде. Связи с этим была поставлена цель.

    Цель исследований: Дать оценку действия различных доз бора и цинка на продуктивность рапса ярового на лугово-чернозёмной почве.

В задачи исследований входило:

− установить влияние высоких концентраций бора и цинка на прорастание семян рапса;

− изучить влияние высоких концентраций бора и цинка на величину надземной биомассы рапса и поступление в неё микроэлемента;

− установить зависимость  бороустойчивости рапса от содержания цинка в почве;

     В основу дипломной работы положены данные вегетационных и лабораторных опытов, проведенных в 2009, 2010, 2012 гг.

 

Научная новизна работы:

• впервые установлено влияние высоких концентраций подвижного бора  в почве на поступление его в растения и урожайность рапса ярового;
• изучено влияние цинка на поступление бора в надземную массу растений рапса в условиях борного засоления почвы;
• дана сравнительная оценка влияния на рапс цинка в форме ацетата и сульфата.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Физиологические функции бора и цинка в растениях

 

      Бор относится к наиболее важным для растений микроэлементам. Его недостаточное содержание в питательной среде приводит к полной гибели двудольных растений уже в самом раннем возрасте. В отличие от элементов-металлов бор не входит в состав ферментов и не является их активатором, но его значение сугубо специфично в жизнедеятельности растений, благодаря уникальной роли в фенольном обмене. Бор участвует в обмене ауксинов, активизирует процессы образования сахаров в листьях и способствует их передвижению по проводящей системе. Он влияет на нуклеиновый обмен, увеличивает содержание аскорбиновой кислоты и витаминов группы B /26/.

      Роль этого элемента особенно велика в процессе плодообразования, так как он способствует увеличению количества нектара, уменьшает глубину его залегания, усиливает жизнеспособность пыльцы и её прорастание. При недостатке бора в почве у растений наблюдается пустоцвет, опадают завязи и резко снижается урожай семян. Поэтому применение борных удобрений имеет особенно большое значение в семеноводстве. Велико значение бора и в развитии клубеньков на корнях бобовых. Из-за недостатка этого микроэлемента, в первую очередь, страдают молодые растущие ткани – точки роста стебля и корня. При борном голодании у многих растений появляется ряд характерных признаков заболевания: сахарная свёкла поражается гнилью сердечка, переходящей в дуплистость корня, лён заболевает бактериозом; у клевера и люцерны наблюдается пожелтение и покраснение листьев, верхние междоузлия становятся укороченными, происходит массовое опадение цветков и завязей; у томатов отмирает точка роста, опадают цветки, на плодах появляются бурые пятна /26/. Бор не реутилизируется, т.е. не поступает из старых органов в молодые, поэтому признаки борного голодания проявляются, прежде всего, на молодых частях растений – точках роста /18/.

Особенно нуждаются  в боре двудольные растения: подсолнечник, бобовые, корнеплоды, огурцы, томаты, лён и др. культуры. Потребность растений в боре увеличивается при длинном дне и высокой температуре /26/.

Цинк играет важную роль в жизни растений, являясь  составной частью большого числа  ферментов, в частности карбоангидразы (она содержит 0,33-0,34 % цинка), которая катализирует обратимую реакцию расщепления угольной кислоты. Следовательно, велика роль цинка в процессе дыхания. Цинк принимает непосредственное участие в синтезе хлорофилла и оказывает влияние на фотосинтез и углеводный обмен в растениях. При улучшении условий питания растений этим элементом интенсивность фотосинтеза увеличивается, при недостатке же цинка – падает и уменьшается содержание хлорофилла. Роль цинка в образовании ауксинов является очень важной и специфической, отличающей этот элемент от ряда других микроэлементов. При недостатке цинка содержание ауксинов в растениях резко уменьшается. Положительная роль цинка в образовании ауксина связана с тем, что он играет важную роль в синтезе триптофана, одной из важнейших аминокислот, необходимой для образования индолилуксусной кислоты. Отмечена связь цинка с образованием витаминов группы В, а также витаминов С и Р. Улучшение условий питания растений цинком способствует синтезу указанных витаминов /33/.

Цинк влияет на плодоношение, способствует формированию генеративных органов, усиливает ферментативную деятельность в прорастающих семенах. При его недостатке на растениях  могут совсем не образовываться семена. Наибольшая эффективность наблюдается при улучшении питания растений цинком в период цветения – начала образования семян и плодов /17/.

Цинковые удобрения  повышают устойчивость растений к неблагоприятным метеоусловиям.

При внесении высоких  доз фосфорных удобрений снижается  подвижность почвенного цинка и его доступность для растений. Доказано, что к цинковой недостаточности особенно чувствительны кукуруза, соя, фасоль, плодовые культуры. Следует отметить, что содержание цинка в растениях достигает 16-24 мг/кг сухого вещества и зависит от вида, местности произрастания и климата. /17/.

При недостатке цинка растения плохо развиваются, на листьях появляются хлоротичные  бледно-зеленые или белые пятна, а у плодовых наблюдается «розеточная болезнь». На концах ветвей образуются пучки мелких листьев, которые располагаются в форме розеток, а плоды становятся мелкими и уродливыми. При сильном цинковом голодании пораженные ветви отмирают, образуя «суховершинность» дерева. Характерным признаком заболевания кукурузы является побеление верхушек листьев, между жилками которых образуются желтые хлоротичные полосы, а вновь образующиеся листья имеют светлую окраску. Нарушаются  процессы обмена веществ, снижается устойчивость растений к заболеваниям, неблагоприятным условиям внешней среды: недостатку влаги, колебаниям температуры.

Важен цинк и  для здоровья животных. При недостатке его в кормах (менее 25-30 мг/кг сухой  массы) у молодых животных наблюдается замедление роста, выпадает шерсть, наступает бесплодие /27,28/.

Содержание  цинка в растениях зависит  от биологических особенностей самого растения и от содержания подвижных форм этого элемента в почве. /10/.        

         Растворимые формы цинка доступны для растений, и по имеющимся данным потребление цинка линейно возрастает с повышением его концентрации в питающем растворе и в почвах. Скорость поглощения цинка сильно колеблется в зависимости от вида растений и условий среды роста. Большое значение имеет состав питающего раствора, в особенности присутствие кальция.

Корневые системы  часто содержат гораздо больше цинка, чем надземные части, в особенности, если растение выросло на почве, богатой цинком. При оптимальном уровне содержания цинка в почве этот элемент может перемещаться из корней и накапливаться в верхних частях растений /31/.

 

1.2 Содержание  бора и цинка в почвах различных типов

 

Бор. От содержания бора и цинка в почвах в значительной степени зависит продуктивность сельскохозяйственных культур. Известно, что бор в почве находится в виде разнообразных соединений, обладающих различной растворимостью. Легкоусвояемыми для растений формами микроэлемента в почве являются борная кислота и ее соли, растворимые в горячей воде. Труднодоступен или вообще недоступен растениям бор минералов (турмалин, датолит, улексит и др.) и органических соединений /7/.

      Бор в почвах находится в виде разнообразных соединений, обладающих различной растворимостью. Нерастворимые соединения бора – это минералы (турмалин, ашарит, датолит и др.) и борорганические соединения. Усвояемая для растений часть почвенного бора представлена главным образом борной кислотой и её растворимыми солями /27/.

Концентрация  подвижного бора в почвах в течение  вегетационного периода непостоянна. В почвах автоморфного ряда она изменяется под влиянием микробиологических процессов. В почвах гидроморфного ряда динамика содержания бора обусловлена, прежде всего, сезонными изменениями водного и солевого режимов /5/.

В Омской области  наименьшее количество бора содержится в дерново-подзолистых (в пахотном слое 20,0 мг/кг валового, 0,08-0,3 мг/кг подвижного) и серных лесных почвах (20,0 мг/кг валового, 0,40-1,5 мг/кг подвижного), сравнительно много его в чернозёмах (43,3 мг/кг валового, 0,80-2,5 мг/кг подвижного). Максимальное количество как валового, так и водорастворимого бора находится в солонцах (50,0 мг/кг валового, 4,0-22,8 мг/кг подвижного) /27/.

     Хорошая выраженность формы мезо- и микрорельефа на общем равнинном фоне при неглубоком залегании грунтовых вод ведёт к контрастному распределению увлажнения, чёткой дифференциации почв и растительного покрова, интенсивному накоплению бора в засолённых впадинах, вследствие испарения /20/. При содержании бора в почвах > 30 мг/кг (порог концентрации) у растений и животных организмов в аридных условиях наблюдаются явления борного токсикоза.

      Цинк. Цинк в почве может находиться в виде простых солей, а также входить в состав некоторых алюмокисиликатов и минералов: биотит, сфалерит, амфиболы, пироксены. Значительная адсорбция цинка почвенными минералами объясняет его малую доступность для растений. Элемент может быть фиксирован Fe, Al, Mn за счет реакции ионного обмена, а также соосаждения, оклюзии

/ 28/. Элемент легко адсорбируется как минералами, так и органическими компонентами, поэтому в большинстве типов почв наблюдается его аккумуляция в поверхностных горизонтах /8/.

Среднее содержание элемента в почвах по Виноградову  равно 50 мг/кг и изменяется в широких  пределах – от 10 до 300 мг/кг. В пахотном слое (0-20 см) основных типов почв европейской  части СССР содержится 5,57-80,1 мг/кг цинка. В этом же диапазоне находится среднее содержание элемента в почвах других стран. В легких почвах запасы цинка, как правило, меньше, чем в тяжелых. Недостаток цинка в почвах приводит к нарушению обмена веществ, снижению продуктивности растений и качества их продукции.

Установлено, что содержание цинка в почвообразующих породах в очень сильной степени определяет уровень его содержания в формирующихся на них почвах. Отмечается также повышение содержания цинка в почве в связи с увеличением органического вещества в ней, что указывает на биологическую аккумуляцию этого элемента /17/.