CC BY
24
kormovye ugodya — pashnya» // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo uni-versiteta. — 2014. — № 6 (116). — S. 83-88.
12. Kirilov N.A., Volkov A.I. Priemy vos-proizvodstva plodorodiya dernovo-podzolistykh pochv / / Agrarnaya nauka — selskomu khozyaystvu: sbornik statey: v 3 kn. / VII Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya (2-3 fevralya 2012 g.). — Barnaul: Izd-vo AGAU, 2012. — Kn. 2. — S. 164-165.
13. Kosolapova A.I., Popova S.I., Mikhay-lova L.A. i dr. Agroekologicheskaya rol polevykh sevooborotov v usloviyakh opol-nykh landshaftov Preduralya // Agrarnyy vestnik Urala. — 2012. — № 2 (94). — S. 7-9.
14. Lednev N.A. Kovrigo V.P., Led-nev A.V. Vliyanie udobreniy i siderata na vosproizvodstvo plodorodiya dernovo-podzolistykh pochv // Vestnik Rossiyskoy akademii selskokhozyaystvennykh nauk. — 2012. — № 3. — S. 21-24.
15. Rusakova I.V. Resursosberegayushchie tekhnologii ispolzovaniya rastitelnykh ostatkov // Agrokhimicheskiy vestnik. — 2012. — № 3. — S. 40-42.
16. Rusakova I.V. Vosproizvodstvo plodorodiya pochv na osnove ispolzovaniya vozobnovlyaemykh bioresursov // Agrokhimicheskiy vestnik. — 2013. — № 4. — S. 7-12.
17. Tyslenko L.M., Novikov M.N. Otsenka sredouluchshayushchikh kormovykh rasteniy v sisteme khozyaystvennogo ispolzovaniya vos-proizvodstva plodorodiya pochv // Agrokhimicheskiy vestnik. — 2013. — № 4. — S. 35-38.
18. Safonov A.F. Vosproizvodstvo plodo-ro-diya pochv agrolandshaftov: uchebnoe posobie dlya prakticheskikh zanyatiy. — M.: Izd-vo RGAU MSKhA, 2013. — 90 s.
19. Kuzmenko N.N. Effektivnost dlitelnogo primeneniya raznykh sistem udobreniy v lnyanom sevooborote i ikh vliyanie na iz-menenie zapasov gumusa v dernovo-podzolistoy pochvy // Agrokhimiya. — 2014. — № 4. — S. 35-39.
20. Biologicheskiy azot i ego rol v zem-ledelii / pod obshch.red. E.N. Mishustina. — M.: Nauka. 1967. — 366 s.
21. Gamzikov G.P. Agrokhimiya azota v agrotsenozakh / Ros. akad. s.-kh. nauk, Sib. otd-nie. Novosib. gos. agrar. un-t. — Novosibirsk, 2013. — 790 s.
22. Sokolov O.A., Shmyreva N.Ya., Zavalin A.A., Chernikov V.A. Rol simbio-ticheskogo azota i ustoychivost ego tsiklov pri vyrashchivanii mnogoletnikh trav na sklone // Plodorodie. — 2016. — № 1 (88). — S. 50-52.
23. Mudrykh N.M., Samofalova I.A. Opyt ispolzovaniya rastitelnykh ostatkov v pochvakh Nechernozemnoy zony Rossii (obzor) // Nauchno-prakticheskiy zhurnal Permskiy agrarnyy vestnik. — 2017. — № 1 (17). — S. 88-97.
24. Zhandarova S.V., Sakhnyukova E.N., Morkovkin G.G. Vliyanie odnoletnikh sideratov na dinamiku zapasov mineralnykh form azota v pochve / / Agrarnaya nauka — selskomu khozyaystvu: sbornik statey: v 3 kn. / VIII Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya (6-7 fevralya 2013 g.). — Barnaul: RIO AGAU, 2013. — Kn. 2. — S. 330-331.
+ + +
УДК 636:631.416.9(571.15) А.А. Томаровский, С.Ф. Спицына, Г.В. Оствальд
A.A. Tomarovskiy, S.F. Spitsyna, G.V. Ostwald
СПЕЦИФИКА МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА РАСТЕНИЙ
ЕСТЕСТВЕННЫХ ЦЕНОЗОВ И АГРОЦЕНОЗОВ В ЗОНАХ СУХОЙ И КОЛОННОЙ СТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
SPECIFIC FEATURES OF PLANT TRACE ELEMENT COMPOSITION IN NATURAL AND AGRICULTURAL CENOSIS IN THE ZONES OF DRY AND FOREST-OUTLIER STEPPE OF THE ALTAI REGION
-V-
Ключевые слова: биогеоценозы, агроценозы, Keywords: biogeocenosis, agro-cenosis, trace
микроэлементный состав растений, бор, медь, element composition of plants, boron, copper,
молибден, марганец, цинк, кобальт, коэффици- molybdenum, manganese, zinc, cobalt, biological
ент биологического поглощения, зона сухой absorption coefficient, dry steppe zone, forest-
степи, зона колочной степи. outlier steppe zone.
Основными объектами исследований являются данные о поведении микроэлементов в системе почва-растения в период 1990-2006 гг. на территории различных зон Алтайского края. Особое внимание уделено микроэлементному составу естественной растительности и растениям агроце-нозов зоны каштановых почв сухой степи. Для решения вопросов, связанных с поведением микроэлементов в системе почва-растения в агроце-нозах, используются соответствующие данные по природным экосистемам различных почвенно-климатических зон Алтайского края. Вопрос о повышенной значимости тех или иных микроэлементов для растений биогеоценозов и агроцено-зов решен с учетом данных о микроэлементном составе растений отдельных видов, родов и семейств. Для выявления значимости и дефицитности для растений тех или иных микроэлементов используются коэффициенты, отражающие: отношение содержания элементов в золе растений (Р, мг/кг) к его валовому содержанию в почве (^ мг/кг; КБП — коэффициент биологического поглощения) и коэффициент, отражающий отношение содержания микроэлемента в золе растений (Р, мг/кг) к содержанию в почве подвижных форм элемента (п, мг/кг). Установлено, что среднее содержание микроэлементов в естественной растительности в сухой зоне каштановых почв составляет (в мг/кг): ^ — 6; Mo — 0,7; Mn — 60; Zn — 25; ^ — 0,3; B — 5,0. Оно немного меньше, чем в зоне черноземов умеренно засушливой колочной степи. По содержанию в естественной растительности в обеих зонах микроэлементы можно расположить в ряд: Mn, Zn>Cu, B> Mo,Co. По величинам КБП в естественной растительности микроэлементы выстраиваются в ряд: Zn,Mo>Cu,B>Mn,Co. Коэффициенты биологического поглощения в естественной растительности составляют: у цинка в сухой степи — 11,4; в колочной степи — 8,6; у молибдена в сухой степи — 12,4, в колочной степи — 12,8; у марганца в сухой степи — 1,0, в колочной степи — 1,1; у кобальта в сухой степи — 0,4, в ко-лочной степи — 0,5. Средние величины содержания микроэлементов в культурных растениях соизмеримы с величинами содержания их в естественной растительности соответствующих зон.
The research target was the data on the behavior of trace elements in the soil-plant system in the 1990-2006 timeframe in the territory of various zones of the Altai Region. Special attention was paid to the trace element composition of natural vegetation and plants of the agro-cenosis of the chestnut soil zone of the dry steppe. To address the issues related to trace element behavior in the soil-plant system of agro-cenosis, the relevant data on natural ecosystems of various soil-climatic zones of the Altai Region was used. The issue of higher importance of certain trace elements for the plants of biogeocenosis and agro-cenosis was studied taking into account the data on the trace element composition of plants of individual species, genera and families. To determine the importance and deficiency of trace elements for plants, we used the coefficients that reflected the following: the ratio of the element content in plant ash (P, mg kg) to its gross content in the soil (N, mg kg); biological absorption coefficient; and coefficient reflecting the ratio of trace element content in plant ash (P, mg kg) to soil content of mobile element forms (n, mg kg). The following average values of trace element content in natural vegetation of the dry zone of chestnut soils was found (mg kg): Cu — 6; Mo — 0.7; Mn — 60; Zn — 25; Co — 0.3; B — 5.0. The values were slightly smaller than those in the zone of chernozems of temperate-arid forest-outlier steppe. In terms of trace element content in natural vegetation in both zones, the trace elements may be arranged in the following order: Mn, Zn > Cu, B > Mo, Co. In terms of biological absorption coefficient values in natural vegetation, the trace elements are arranged as following: Zn, Mo > Cu, B > Mn, Co. The values of biological absorption coefficients in natural vegetation were as following: zinc — 11.4 (dry steppe), 8.6 (forest-outlier steppe); molybdenum — 12.4 (dry steppe), 12.8 (forest-outlier steppe); manganese — 1.0 (dry steppe), 1.1 (forest-outlier steppe); cobalt — 0.4 (dry steppe), 0.5 (forest-outlier steppe). The average values of trace element content in cultivated plants are comparable with those in the natural vegetation of the corresponding zones.
Томаровский Алексей Анатольевич, к.с.-х.н., доцент, Алтайский государственный аграрный университет. Тел.: (3852) 62-80-31. E-mail: [email protected].
Спицына Светлана Федоровна, д.с.-х.н., проф., Алтайский государственный аграрный университет. Тел.: (3852) 62-84-09. E-mail: [email protected].
Оствальд Галина Викторовна, к.х.н., доцент, зав. каф. химии, Алтайский государственный аграрный университет. Тел.: (3852) 62-84-09. E-mail: [email protected].
Tomarovskiy Aleksey Anatolyevich, Cand. Agr. Sci., Assoc. Prof., Altai State Agricultural University. Ph.: (3852) 62-80-31. E-mail: [email protected]. Spitsyna Svetlana Fyodorovna, Dr. Agr. Sci., Prof., Altai State Agricultural University. Ph.: (3852) 62-84-09. E-mail: [email protected]. Ostwald Galina Viktorovna, Cand. Chem. Sci., Assoc. Prof., Head, Chair of Chemistry, Altai State Agricultural University. Ph.: (3852) 62-84-09. E-mail: [email protected].
Введение
Неравномерное распределение микроэлементов в почвах влияет на их содержание в растениях. Микроэлементный состав растений изучался многими исследователя-
ми [1-14]. В результате было установлено, что микроэлементный состав является систематическим признаком растений и зависит от многих внутренних и внешних факторов, в т.ч. от климата.
Изучение микроэлементного состава растений биогеоценозов и агроценозов различных почвенно-климатических зон Алтайского края дает возможность выявить зависимость его от внешних условий, видового состава и генотипа растений.
Растительность биогеоценозов лучше, чем растительность агроценозов, адаптирована к внешним условиям. Благодаря многообразию видов она использует все возможные механизмы, имеющиеся у растений, для противостояния засухе, заморозкам и другим неблагоприятным условиям произрастания растений. Эта растительность приспосабливается к пищевым ресурсам местности, экономно используя дефицитные элементы и ограждая себя от поглощения элементов, избыточно содержащихся в почве.
Изучение этих вопросов применительно к зоне сухой степи особенно значимо, т.к. здесь в результате освоения целинных, залежных земель и эрозионных процессов практически полностью были утрачены земли с естественной растительностью, что тормозит процесс изучения влияния микроэлементов, содержащихся в ней, на их адаптивность.
Естественная растительность формирует химический состав в соответствии со своими потребностями, предусматривающими осуществление метаболизма с оставлением потомства, в том числе за счет приспосаб-ливаемости к неблагоприятным внешним условиям. Она благодаря многообразию через свой химический состав может отразить предпочтительное отношение видов, родов и семейств растений к отдельным микроэлементам. Изучение этой проблемы необходимо для формирования питательного режима растений в агроценозах, где нарушен круговорот микроэлементов, что увеличивает вероятность их дефицита для растений.
Рассмотрение этих вопросов на фоне специфики внешних условий в различных почвенно-климатических зонах Алтайского края дает возможность выявить закономерности поведения микроэлементов в системе почва-растения в зависимости от климата и те элементы, которые наиболее значимы для растений. Изучение поведения микроэлементов в системе почва-растения применительно к агроценозам с использованием знаний о закономерностях, присущих для биогеоценозов, дает возможность научно обосновать факты достатка, недостатка или избытка микроэлементов для растений и разработать систему микро-
удобрений, оптимизируя питательный режим культурных растений, избегая применения избыточных микроэлементов, обеспечивая экономическую целесообразность и экологическую безопасность.
Объекты и методы исследований
Основными объектами исследований были архивные данные и данные авторов статьи о поведении микроэлементов в системе почва-растения в период 1990-2006 гг. на территории различных зон Алтайского края. Особое внимание уделялось микроэлементному составу естественной растительности и растениям агроценозов зоны каштановых почв сухой степи.
Теоретической основой данной работы является общеизвестный факт нарушения биологического круговорота химических элементов при переходе природной экосистемы в экосистему агроценоза.
Для решения некоторых вопросов, связанных с поведением микроэлементов в системе почва-растения, были использованы соответствующие данные по природным экосистемам различных почвенно-климатических зон: зоны каштановых почв сухой степи и подзоны черноземов обыкновенных и выщелоченных колочной степи. Вопрос о повышенной значимости тех или иных микроэлементов для растений биогеоценозов и агроценозов решался с учетом данных о микроэлементном составе растений отдельных видов, родов и семейств. Для выявления значимости и дефицитности для растений тех или иных микроэлементов были использованы коэффициенты биологического поглощения, представляющие собой отношение содержания элементов в золе растений (Р, мг/кг) к его валовому содержанию в почве (^ мг/кг; коэффициент, отражающий отношение содержания микроэлемента в золе растений (Р, мг/кг) к содержанию в почве подвижных форм элемента (п, мг/кг).
Результаты исследований
Данные о микроэлементном составе естественной растительности зоны каштановых почв сухой степи и подзоны черноземов обыкновенных и выщелоченной ко-лочной степи представлены в таблице 1.
Растения естественных экологических систем за тысячи лет подверглись естественному отбору, который участвовал в создании форм, адаптированных к данным поч-венно-климатическим условиям и способных давать потомство даже при экстремальных условиях.
Таблица 1
Среднее содержание микроэлементов в естественной растительности сухой степи и колочной степи Алтайского края, мг/кг
Растения Микроэлементы
Си Мо Мп Zn Со В
Сухая степь
Типчак, ковыль 5 0,3 80 15 0,3 8
Пырей ползучий, костер безостый, тонконг, житняк 5 0,3 50 20 0,2 3
Полынь, лапчатка 9 1,0 130 30 0,4 10
Люцерна степная, астрагал 6 1,0 50 20 0,2 10
Камыш, осока 6 0,9 60 17 0,2 5
Колочная степь
Типчак, ковыль 6 0,5 85 19 0,3 6
Пырей ползучий, костер безостый, тонконог, житняк 6 0,5 60 30 0,3 6
Полынь, лапчатка 10 1,0 100 30 0,4 10
Люцерна степная, астрагал 7 1,0 50 20 0,2 10
Камыш, осока 9 0,5 60 40 0,2 8
Многолетняя адаптация видов растений к неблагоприятным условиям произрастания осуществляется за счет различных механизмов с участием микроэлементов. Микроэлементы, концентрируясь в тканях растений, повышают их вязкость, упругость и водоудерживающую способность, следовательно, и устойчивость растений к засухе, заморозкам и другим неблагоприятным условиям произрастания [15-17].
Микроэлементный состав растений формируется эволюционно и передается по наследству. Он зависит от генотипа и своеобразен в каждой почвенно-климатической зоне.
Судя по пределам колебаний и средним величинам (табл. 2) естественная растительность сухой степи по сравнению с ко-лочной степью характеризуется несколько более низким содержанием меди и цинка.
На территории сухой степи преобладают (65-75%) злаковые (типчак, ковыль).
Из разнотравья здесь встречаются полынь, лапчатка, гвоздика, а на пониженных местах — морковник, гранатник, осока, камыш. Из бобовых распространены астрагал и люцерна степная. В среднем на территории сухой степи содержание составляет (в мг/кг): меди — 6; молибдена — 0,7; мар-
ганца — 60; цинка — 25; кобальта — 0,3; бора — 5,0. На территории колочной степи эти показатели немного выше: меди — 7 мг/кг; молибдена — 0,8; марганца — 80; цинка — 25; кобальта — 0,5; бора — 7 мг/кг.
Относительно повышенное содержание некоторых микроэлементов в естественной растительности колочной степи по сравнению с сухой степью связано с более влажными гидротермическими условиями и тем, что в колочной степи среди злаковых значительно шире распространено разнотравье: горечник, зопник, гранатник, тавол-жанка и бобовые: вика и мышиный горошек, характеризующееся относительно высоким содержанием некоторых микроэлементов.
В зоне сухой степи самым высоким содержанием меди и марганца характеризуются лапчатка и полынь (меди — >9 мг/кг; марганца — >80 мг/кг). В зоне колочной степи многие растения из разнотравья содержат меди — >8 мг/кг (горечник, зоп-ник, гранатник, таволжанка, полынь, гвоздика). Содержание марганца >80 мг/кг наблюдается у таволжанки, полыни и гвоздики.
Таблица 2
Содержание микроэлементов в естественной растительности зон сухой и колочной степи,
мг/кг
Зона Микроэлементы
Си Мо Мп Zn Со В
Сухая степь 4-8 6 0,2-1,0 0,7 40-180 60 8-40 25 0,1-0,4 0,3 1-12 5,0
Колочная степь 5-9 7 0,4-1,0 0,8 50-200 80 10-50 27 0,2-0,6 0,5 5-15 7,0
Примечание. *Числитель — пределы колебаний, знаменатель — среднее содержание.
В обеих зонах по сравнению с другими микроэлементами наблюдается повышенное содержание марганца — >80 мг/кг, цинка — >35 мг/кг, меди — >8 мг/кг.
Интенсивность поглощения микроэлементов и значимость каждого из них для растений можно определить с помощью КБП — коэффициента биологического поглощения (табл. 3). Величины КБП, зависящие от валового содержания элемента в почве и золе растений, могут изменяться в зависимости от внешних условий. Так, при сопоставлении данных о КПБ микроэлементов естественной растительностью зон Алтайского края было выявлено, что эти показатели в зоне сухой степи по сравнению с колочной степью более высоки по меди, цинку, кобальту и бору (табл. 3). Активизацию поглощения растениями можно связать с сухостью климата в этой зоне, что способствовало повышению потребности растений в этих элементах, увеличивающих устойчивость растений к неблагоприятным условиям произрастания. В колочной степи в связи с более влажными условиями по сравнению с сухой степью наблюдалось более высокое содержание в почве подвижных форм (п, мг/кг) меди, молибдена и марганца. Это отразилось на коэффициентах (Р/п), характеризующих отношение элемента в золе растения (Р, мг/кг) к содержанию в почве его подвижных форм (п, мг/кг).
Преобладание «Р» над «п» говорит о высокой значимости элемента и возможной его дефицитности для растений в связи с высокой потребностью. Судя по величинам
Содержание микроэлементов и коэффициенты биологи
«Р/п», наиболее дефицитными для растений естественных ценозов могут быть цинк, бор и молибден.
Поведение микроэлементов в системе почва-растение в естественных условиях в значительной степени объясняет их поведение в агроценозах.
Данные о содержании микроэлементов в растениях агроценозов представлены в таблице 4. На территории зоны сухой степи наблюдается высокое содержание меди у подсолнечника — 7-12 мг/кг, марганца у гречихи — 110-120 мг/кг; цинка у семян подсолнечника — 28-40 мг/кг и зерна гречихи — 30-40 мг/кг; кобальта у соломы гречихи — 0,4-1,0 мг/кг; бора у семян подсолнечника — 10-30 мг/кг и зеленой массы подсолнечника — 20-30 мг/кг.
На территории зоны колочной степи высокое содержание наблюдается меди у семян подсолнечника -7-12 мг/кг и у зерна гречихи — 7-12 мг/кг; марганца у зерна и соломы гречихи — 100-190 мг/кг; цинка у зеленой массы кукурузы; кобальта у зерна гречихи — 0,5-1,0 мг/кг; бора у подсолнечника 6-26 мг/кг. По содержанию в сухом веществе естественной растительности (в мг/кг) микроэлементы расположились в ряд: Мn>Zn>Cu, В>Мо,Со.
Интенсивность накопления микроэлементов растениями и коэффициенты биологического поглощения показали, что по величинам КБП (табл. 5) в обеих зонах по всем культурам микроэлементы располагаются в ряд: Zn,Mo>Cu,B>Mn,Co. Такой же ряд характерен и для естественной растительности обеих зон.
Таблица 3
в естественной растительности ческого поглощения (КБП)
Показатели Микроэлементы
Cu Mo Mn Zn Co B
Сухая степь
Содержание (/) в сухом веществе растений, мг/кг 6 0,7 60 25 0,3 5,0
Содержание в золе растений (Р), мг/кг 96 11,2 960 400 4,8 80
Валовое (N) содержание в почвах, мг/кг 25 0,9 980 35 13 45
Коэффициент биологического поглощения (КПБ= Р/N) 3,8 12,4 1,0 11,4 0,4 1,8
Содержание в почве подвижных форм (n), мг/кг 4,0 0,05 80 1,0 2,8 0,5
Р/n 24 224 12 400 1,7 160
Колочная степь
Содержание (/) в сухом веществе растений, мг/кг 7 0,8 80 27 0,5 7,0
Содержание в золе растений (Р), мг/кг 112 12,8 1280 432 8,0 112
Валовое (N) содержание в почвах, мг/кг 44 1,0 1200 50 17 80
Коэффициент биологического поглощения (КПБ= P/N) 2,6 12,8 1,1 8,6 0,5 1,4
Содержание в почве подвижных форм (n), мг/кг 5,3 0,08 100 1,0 2,4 0,5
P/n 21,1 160 12,8 432 3,3 224
Таблица 4
Содержание микроэлементов (мг/кг) в сухом веществе культурных растений зон сухой степи и колочной степи Алтайского края
Культуры Микроэлементы
Си Мо Мп Zn Со В
Сухая степь
Пшеница (зерно) 5-9 7 0,4-0,8 0,6 38-60 45 25-37 30 0,1-0,3 0,8 1,0-2,0 1,8
Пшеница (солома) 3-5 4 0,1-0,6 0,3 45-65 55 20-30 25 0,2-0,5 0,3 1,0-4,0 3,0
Кукуруза (зеленая масса) 6-10 8 0,1-0,5 0,3 60-90 80 20-40 30 0,1-0,4 0,2 2,0-6,0 4,0
Подсолнечник (семя) 7-12 10 0,2-0,6 0,4 40-80 60 28-40 35 0,2-0,5 0,3 10-12 11
Подсолнечник (зеленая масса) 6-10 8 0,3-0,7 0,5 50-100 80 20-30 25 0,3-0,8 0,5 20-30 25
Гречиха(зерно) 5-10 8 0,3-0,7 0,5 110-190 150 30-42 36 0,3-0,8 0,5 5-16 9
Гречиха (солома) 4-10 6 0,2-0,6 0,4 100-200 190 26-37 31 0,4-1,0 0,7 4-15 8
Овес (зерно) 5-9 7 0,4-0,8 0,6 40-60 55 20-45 34 0,2-0,4 0,3 2-3,5 2,5
Овес (солома) 4-8 6,5 0,4-0,6 0,5 50-70 60 20-40 30 0,3-0,5 0,3 2-4,3 3,2
Колочная степь
Пшеница (зерно) 4-8 6,5 0,2-0,6 0,4 60-100 80 16-40 25 0,2-0,6 0,4 0,6-1,0 0,8
Пшеница (солома) 3,6-7 5,8 0,3-0,5 0,4 70-100 90 15-35 21 0,3-0,7 0,5 0,7-1,2 1,0
Кукуруза (зеленая масса) 3,5-9,0 7,0 0,3-0,7 0,5 80-120 100 20-50 40 0,5-1,0 0,8 0,8-1,4 1,2
Подсолнечник (семя) 7-12 10 0,2-06 0,4 40-80 60 20-43 32 0,2-0,5 0,3 6-20 12
Подсолнечник (зеленая масса) 6-10 8 0,2-06 0,4 50-100 80 15-36 25 0,3-0,7 0,5 5-26 15
Гречиха(зерно) 7-12 10 0,6-1,0 0,8 90-180 140 30-48 37 0,4-0,8 0,6 8-12 10
Гречиха(зерно) 7-11 9 0,5-0,9 0,7 100-190 160 27-45 30 0,5-1,0 0,8 7-13 1,0
Овес (зерно) 5-9 7 0,3-0,7 0,5 40-60 50 18-39 25 0,3-0,7 0,5 0,8-1,2 1,0
Овес (солома) 4-7 5 0,2-0,7 0,4 45-70 60 18-30 20 0,3-0,8 0,6 0,9-1,5 1,3
Пределы колебаний КБП говорят о том, что в колочной степи эти показатели более низкие, чем в сухой степи, что можно связать с относительно высоким содержанием микроэлементов в почвах и почвообразу-ющих породах зогы черноземов умерено засушливой колочной степи (табл. 5).
Наиболее высокие КБП и в той, и в другой зоне наблюдаются в культурной растительности относительно цинка — 13,7-16,9 и 8,0-12,8. На втором месте по КБП стоит молибден — 7,1-14,2 и 6,4-12,8. Самыми низкими величинами КБП в обеих зонах характеризуется кобальт (КБП — 0,3-0,7 и 0,3-0,8). Среди культурных растений наиболее высокими КБП микроэлементов отмечена гречиха. Чуть реже — подсолнечник и кукуруза. В естественной раститель-
ности КБП по цинку составляет в зоне сухой степи 11,4, в зоне колочной степи — 8,6. Высокие КБП цинка и молибдена естественной и культурной растительности говорят об их высокой биологической значимости для растений и о том, что эти элементы могут быть дефицитными для многих растений в изучаемых зонах.
Высокая биологическая значимость цинка и молибдена для растений проявилась также при сопоставлении данных о микроэлементном составе вегетативных и генеративных органов пшеницы и подсолнечника. Было установлено, что семена этих культур по сравнению с соломой содержат больше меди, молибдена и цинка и меньше — кобальта и бора (табл. 4).
Таблица 5
Содержание микроэлементов в золе растений и коэффициенты биологического поглощения
Показатели Микроэлементы
Cu | Mo | Mn | Zn | Co | B
Сухая степь
Яровая пшеница (зерно)
Содержание в золе зерна, мг/кг 112 11,2 720 480 3,2 28,8
Коэффициент биологического поглощения, КБП=Р^ 4,5 12,4 0,7 13,7 0,3 0,7
P/n 28 224 9 480 1,2 57,6
Подсолнечник (семя
Содержание в золе семяни, мг/кг 160 6,4 960 560 4,8 176
Коэффициент биологического поглощения, КБП=Р^ 6,4 7,1 1,0 16 0,4 3,9
P/n 40 142 12 560 1,7 352
Кукуруза (зеленая масса)
Содержание в золе растения, мг/кг 128 4,8 1280 480 3,2 64
Коэффициент биологического поглощения, КБП=Р^ 5,1 5,3 1,3 13,7 0,3 1,4
P/n 32 96 16 560 1,1 128
Гречиха(зерно)
Содержание в золе растения, мг/кг 160 12,8 2240 592 9,6 160
Коэффициент биологического поглощения, КБП=Р^ 6,4 14,2 2,3 16,9 0,7 3,6
P/n 40 256 28 592 3,4 320
Колочная степь
Яровая пшеница (зерно)
Содержание в золе зерна, мг/кг 104 6,4 1280 400 36,4 12,8
Коэффициент биологического поглощения, КБП=Р^ 2,3 6,4 1,0 8,0 0,4 0,2
P/n 19,6 80 12,8 400 2,7 256
Подсолнечник (семя
Содержание в золе семяни, мг/кг 160 12,8 960 512 4,8 192
Коэффициент биологического поглощения, КБП=Р^ 3,6 12,8 0,8 10,5 0,3 2,4
P/n 30,2 160 9,6 512 2,0 384
Кукуруза (зеленая масса)
Содержание в золе растения, мг/кг 112 8,0 1600 640 12,8 19,2
Коэффициент биологического поглощения, КБП=Р^ 2,6 8,0 1,3 12,8 0,8 5,3
P/n 21,4 100 16,0 640 5,3 38,4
Гречиха(зерно)
Содержание в золе растения, мг/кг 160 12,8 2240 592 9,6 160
Коэффициент биологического поглощения, КБП=Р^ 3,6 12,8 1,9 11,8 0,6 2,0
P/n 30,2 160 22,4 592 4,0 320
Высокая биологическая значимость цинка и молибдена у естественной растительности и культурных растений исследуемых зон сопряжена с вероятностью дефицитности их для питания растений.
Высокая степень вероятной дефицитности для растений молибдена и цинка проявилась в коэффициентах, отражающих отношение содержания молибдена и цинка в золе растений (Р, мг/кг) к содержанию в почве их подвижных форм (п, мг/кг). Значительное преобладание в золе растений молибдена и цинка над содержанием в почвах подвижных форм в наших исследо-
ваниях наблюдалось в обеих зонах. В зоне сухой степи отношение «Р/n» для молибдена составило: у яровой пшеницы — 224; подсолнечника (зерно) — 142; зеленой массы кукурузы — 96; гречихи (зерно) — 256. Отношение «Р/n» для цинка в этой зоне составило: у яровой пшеницы (зерно) — 560; зеленой массы кукурузы — 560, гречихи — 592.
Судя по этим данным, цинк и молибден для всех культур этой зоны является наиболее дефицитным для всех культур, как и для естественной растительности. Судя по величинам КПБ и отношению «Р/n», ко-
бальт и марганец для всех культурных растений и естественной растительности в обеих исследуемых зонах являются наименее дефицитными для растений.
Поведение микроэлементов в системе почва-растения в культурных экосистемах в обеих зонах сходно с поведением естественной растительности в природных экосистемах.
Выводы
1. Среднее содержание микроэлементов в естественной растительности в зоне каштановых почв сухой составляет (в мг/кг): Си — 6; Мо — 0,7; Мп — 60; 7п — 25; Со — 0,3; В — 5,0. Оно немного меньше, чем в зоне черноземов умеренно засушливой колочной степи.
2. По содержанию в естественной растительности в обеих зонах микроэлементы можно расположить в ряд: Мп, 7п>Си, В>Мо,Со.
3. По величинам КБП в естественной растительности микроэлементы выстраиваются в ряд: 7п,Мо>Си,В>Мп,Со.
4. Коэффициенты биологического поглощения в естественной растительности составляют у цинка в сухой степи — 1,4; в колочной степи — 8,6; у молибдена в сухой степи — 12,4, в колочной степи — 12,8; у марганца в сухой степи — 1,0, в колочной степи — 1,1; у кобальта в сухой степи — 0,4, в колочной степи — 0,5.
5. Средние величины содержания микроэлементов в культурных растениях соизмеримы с величинами содержания их в естественной растительности соответствующих зон.
6. Коэффициенты биологического поглощения микроэлементов культурными растениями представляют ряд: 7п, Мо>Си, В>Мп, Со. Наиболее высокий КБП всех культур у цинка — 13,7-16,9 в сухой степи и 8,0-12,8 в колочной степи. Наиболее низкие КБП наблюдаются у кобальта — 0,3-0,7 в сухой степи и 0,3-0,8 в колочной степи.
7. Цинк и молибден являются наиболее дефицитными для растений естественных ценнозов и агроценозов.
Библиографический список
1. Виноградов А.П. Основные закономерности распределения микроэлементов между растениями и средой // Микроэлементы в жизни растений и животных. — М., 1952. — С. 7-20.
2. Веригина К.В. Роль микроэлементов в жизни растений и их содержание в почвах и породах. Микроэлементы в некоторых почвах СССР. — М.: Наука, 1964. — С. 27-84.
3. Ильин В.Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. — 229 с.
4. Кабата-Пендиас В.И. Микроэлементы в почвах и растениях. — М.: Мир, 1989. — 439 с.
5. Протасова Н.А. Микроэлементы: биологическая роль, распределение в почвах, влияние на распространение заболеваний человека и животных / / Соросов. образ. журнал. — 1998. — № 12. — С. 32-37.
6. Титлянова А.А. Агроценозы степной зоны. — Новосибирск, 1984. — 184 с.
7. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Оствальд Г.В., Третьяков М.Е. Поведение микроэлементов в системе материнская порода-почва на примере черноземов выщелоченных лесостепи и колочной степи Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2015. — № 6 (128). — С. 44-47.
8. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Оствальд Г.В. Распределение микроэлементов в генетических горизонтах каштановых почв сухой степи и южных черноземов засушливой степи Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2016. — № 4 (138). — С. 58-64.
9. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Оствальд Г.В. Утрата микроэлементов из почвы при дефляции в условиях зоны сухой степи Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2016. — № 11 (145). — С. 43-48.
10. Спицына С.Ф., Томаровский А. А., Оствальд Г.В. Поведение микроэлементов в системе почва-растения пшеницы в различных зонах Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2013. — № 12 (110). — С. 42-47.
11. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Оствальд Г.В. Поведение молибдена в системе почва-растения на территории Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2014. — № 2 (112). — С. 53-57.
12. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Оствальд Г.В. Зависимость содержания цинка в растениях от его содержания в почвах Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2013. — № 9 (107). — С. 20-23.
13. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Оствальд Г.В. Поведение бора в системе почва-растение на территориях сухой засушливой и умеренно-засушливой степи // Вестник Алтайского государственного аг-
рарного университета. — 2015. — № 11 (133). — С. 30-36.
14. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Оствальд Г.В. Проявление синергизма и антагонизма между ионами меди, цинка и марганца при поступлении их в растения // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2014. — № 10 (120). — С. 29-32.
15. Шаронова Т.В. Влияние микроэлементов на некоторые физиологические показатели пшеницы при различной влажности почвы // Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине: тез. докл. VI Всесоюз. совещания. — Л., 1970. — Т. 1. — С. 59-68.
16. Старцева А.Б. Влияние фосфора на обмен веществ, засухоустойчивость и продуктивность яровой пшеницы / / Изв. каз. фил. АН СССР. Сер. Биология. — 1963. — Вып. 9. — С. 59-68.
17. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Оствальд Г.В. Микроэлементный состав зерна яровой пшеницы в зависимости от погодных условий // Вестник Алтайского государственного аграрного университета.
— 2016. — № 7 (141). — С. 37-43.
References
1. Vinogradov A.P. Osnovnye zakonomer-nosti raspredeleniya mikroelementov mezhdu rasteniyami i sredoy // Mikroelementy v zhizni rasteniy i zhivotnykh. — M., 1952. — S. 7-20
2. Verigina K.V. Rol mikroelementov v zhizni rasteniy i ikh soderzhanie v pochvakh i porodakh. Mikroelementy v nekotorykh pochvakh SSSR. — M.: Izd-vo «Nauka», 1964.
— S. 27-84.
3. Ilin V.B. Mikroelementy i tyazhelye metally v pochvakh i rasteniyakh Novosibir-skoy oblasti. — Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 2001. — 229 s.
4. Kabata-Pendias V.I. Mikroelementy v pochvakh i rasteniyakh. — M.: Mir, 1989. — 439 s.
5. Protasova N.A. Mikroelementy: biolog-icheskaya rol, raspredelenie v pochvakh, vliyanie na rasprostranenie zabolevaniy che-loveka i zhivotnykh // Sorosov. obraz. zhurn. — 1998. — № 12. — S. 32-37
6. Titlyanova A.A. Agrotsenozy stepnoy zony. — Novosibirsk, 1984. — 184 s.
7. Spitsyna S.F., Tomarovskiy A.A., Ost-vald G.V., Tretyakov M.E. Povedenie mikro-elementov v sisteme materinskaya poroda — pochva na primere chernozemov vyshche-lochennykh lesostepi i kolochnoy stepi Altayskogo kraya // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2015. — № 6 (128). — S. 44-47.
S. Spitsyna S.F., Tomarovskiy A.A., Ost-vald G.V. Raspredelenie mikroelementov v geneticheskikh gorizontakh kashtanovykh pochv sukhoy stepi i yuzhnykh chernozemov zasushlivoy stepi Altayskogo kraya // Vest-nik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 201б. — № 4 (138). — S. 58-б4.
9. Spitsyna S.F., Tomarovskiy A.A., Ost-vald G.V. Utrata mikroelementov iz pochvy pri deflyatsii v usloviyakh zony sukhoy stepi Altayskogo kraya // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 201б. — № 11 (145). — S. 43-48.
10. Spitsyna S.F., Tomarovskiy A.A., Ost-vald G.V. Povedenie mikroelementov v sisteme pochva — rasteniya pshenitsy v razlich-nykh zonakh Altayskogo kraya // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo uni-versiteta. — 2013. — № 12 (110). — S. 42-47.
11. Spitsyna S.F., Tomarovskiy A.A., Ost-vald G.V. Povedenie molibdena v sisteme pochva — rasteniya na territorii Altayskogo kraya // Vestnik Altayskogo gosudarstven-nogo agrarnogo universiteta. — 2014. — № 2 (112). — S. 53-57.
12. Spitsyna S.F., Tomarovskiy A.A., Ost-vald G.V. Zavisimost soderzhaniya tsinka v rasteniyakh ot ego soderzhaniya v pochvakh Altayskogo kraya // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2013. — № 9 (107). — S. 20-23.
13. Spitsyna S.F., Tomarovskiy A.A., Ost-vald G.V. Povedenie bora v sisteme pochva — rastenie na territoriyakh sukhoy zasushlivoy i umerenno-zasushlivoy stepi // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo uni-versiteta. — 2015. — № 11 (133). — S. 30-3б.
14. Spitsyna S.F., Tomarovskiy A.A., Ost-vald G.V. Proyavlenie sinergizma i antago-nizma mezhdu ionami medi, tsinka i margantsa pri postuplenii ikh v rasteniya // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo uni-versiteta. — 2014. — № 10 (120). — S. 29-32.
15. Sharonova T.V. Vliyanie mikroelementov na nekotorye fiziologicheskie poka-zateli pshenitsy pri razlichnoy vlazhnosti pochvy // Mikroelementy v selskom kho-zyaystve i meditsine: tez. dokladov VI Vse-soyuznogo soveshchaniya. — L., 1970. — T. 1. — S. 59-б8.
16. Startseva A.B. Vliyanie fosfora na ob-men veshchestv, zasukhoustoychivost i produktivnost yarovoy pshenitsy // Izv. Kaz. fil. AN SSSR, ser. biol. — 19б3. — Vyp. 9. — S. 59-б8.
17. Spitsyna S.F., Tomarovskiy A.A., Ost-vald G.V. Mikroelementnyy sostav zerna ya-rovoy pshenitsy v zavisimosti ot pogodnykh usloviy // Vestnik Altayskogo gosudarstven-nogo agrarnogo universiteta. — 201б. — № 7 (141). — S. 37-43.
