CC BY
40
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 581.1
Т.А. Лушникова, В.А. Сапко
Курганский государственный университет
ВЫДЕЛЕНИЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В ПОЧВАХ БИОЦЕНОЗОВ БОТАНИЧЕСКОГО САДА КГУ
Аннотация
В статье проводится сравнение выделения углекислого газа почвами в различных фитоценозах, находящихся на территории Ботанического сада Курганского госуниверситета.
Ключевые слова: почва, микроорганизмы, растения.
V.A. Sapko, T.A. Lushnikova Kurgan State University
CARBON DIOXIDE EMISSION IN GROUNDS OF BIOCENOSIS IN KGU'S BOTANIC GARDEN
Annotation
The article comprises the comparison of carbon dioxide emission by grounds in different phytocenose, which are situated in the terretory of Kurgan State University's botanic garden.
Key words: ground, microorganisms, plants.
Введение
В формировании почвы и почвенного плодородия большую роль играют растения, животные и микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, грибы), которые вызывают разнообразные биологические процессы, определяющие почвенное плодородие [2]. Одной из важных сторон геохимической деятельности живых организмов является перераспределение газов. Высшие растения синтезируют органическое вещество в ходе фотосинтеза. При этом происходит связывание углекислого газа из атмосферы и освобождение кислорода за счет разложения воды. Между тем запасы углекислого газа в атмосфере ограничены (0,03%). Подсчитано, что при отсутствии пополнения вся углекислота земной атмосферы была бы использована растительностью примерно в 40 лет. Естественное пополнение убыли углекислого газа происходит в значительной степени благодаря активности почвенных микроорганизмов. Благодаря их деятельности выделяется основная часть углекислого газа (80 - 90 %), и только 17% общей продукции углекислого газа образуется за счет дыхания корней высших растений [1]. Различные обитающие в почве грибы в зависимости от скорости роста продуцируют в сутки от 200 до 2000 см3
углекислого газа в перерасчете на 1 га их сухой массы. Например, очень быстро развивающийся гриб Aspergillus niger выделяет углекислого газа 1874 см3/сут на 1 г сухой массы. Бактерии в пересчете на живую массу дышат примерно в 200 раз более интенсивно, чем человек. Углекислота также выделяется корнями растений, хотя в значительно меньшем количестве — около 0,1-1,0 см3/сут на 1 га сухой массы [4].
Цель настоящей работы: определить продуцирование углекислого газа в почвах Ботанического сада Курганского госуниверситета.
1. Метод определения дыхания
Метод определения дыхания основан на учете количества выделяемого микроорганизмами почвы углекислого газа, который поглощается 0,1 н КОН:
2КОН + СО2 = К2СО3 + Н2О.
Избыток щелочи, не прореагировавшей с СО2, оттитровывают соляной кислотой:
КОН + НС1 = KCI + Н2О.
Поскольку основная масса микроорганизмов в почве сосредоточена в верхнем аккумулирующем слое, то исследования по выделению СО2 микроорганизмами проводилось в горизонте Апах (пахотный горизонт) или А1 (гумусово-аккумулятивный горизонт) на глубине 15 - 20 см.
2. Результаты определения «дыхания» почвы
Многие исследователи рассматривают выделение газов из почвы в прямой связи с жизнедеятельностью микроорганизмов. По дыханию почвы судят и о биологических процессах, совершающихся в ней под влиянием микрофлоры. В целом, чем интенсивнее протекают в почве микробиологические процессы, тем больше выделяется углекислого газа. На рис.1 показаны результаты определения интенсивности выделения почвой углекислого газа («дыхание» почвы) в мг СО2/гч. Из данных рисунка видно, что значения этого показателя газообмена во всех почвах изученных фитоценозов были максимальными в наиболее теплый месяц года - июль. В литературе отмечается, что содержание углекислого газа и кислорода в почвенном воздухе меняется по сезонам года. В верхнем слое почвы наибольшее количество углекислоты отмечается в весенне-летний период. С апреля до сентября в средней полосе количество ее доходит до 2 - 4% на глубине 30 - 60 см. Осенью и зимой количество углекислоты заметно падает [3]. Сходные данные были получены и в наших исследованиях (рис.1). Важно отметить, что при этом наблюдалась некоторая специфичность «дыхания» почвы, связанная с природой фитоценоза: интенсивность выделения углекислого газа почвенными микроорганизмами в осенний период сильнее снизилась в почве дубовой аллеи на 56%, березового леса - на 27 %, луга - на 30%, степи - на 20%, болота - на 12 %, пашни - на 9%.
0,025 -|
у 0,02 -
О О
0,015 -
л
ш у
о с
о
X
та х л Ч
0,01 -
0,005 -
I
р!
луг
болото
дендрарии (дубовая аллея)
березовый лес
□ июнь ЕЗиюль О август ЕЭ сентябрь
Рис.1. Изменение «дыхания» почвы в теплый период года
0,025 -|
0,02 -
см О О
0,015 -
л ш
У
о с
о
X
та х л
а
0,01 -
0,005 -
I
август
сентябрь
месяц
□ пашня 03 луг □ степь И болото □ дендрарий (дубовая аллея) Шберезовым лес
Рис. 2. Изменение «дыхания» почвы в фитоценозах Ботанического сада
Интересно отметить, что различные фитоценозы отличались разной интенсивностью «дыхания» почвы (активностью почвенных микроорганизмов). Как видно из приведенных данных (рис. 2), на протяжении всего теплого периода года наибольшей интенсивностью «дыхания» отличалась почва болота, а наименьшей - почва степи. Достаточно высокой интенсивностью «дыхания» отличались распаханная почва и почва луга. Это может быть связано с большим микро-
биологическим разнообразием и высокой активностью микроорганизмов в этих почвах.
3. Результаты определения интенсивности выделения углекислого газа в почвах фитоце-нозов Ботанического сада
Как выше было уже отмечено, основная часть выделившейся из почвы углекислоты является результатом деятельности почвенных микроорганизмов, и небольшая часть от общей продукции СО2 образуется
0
0
за счет дыхания корней высших растений [1]. В этой связи представляло интерес изучить изменение интенсивности выделения углекислого газа непосредственно в почвах. Проведенные исследования показали (рис.3), что наибольшее количество углекислого газа в почвах корни растений и микроорганизмы выделяют в наиболее теплые месяцы года. Однако по-
лученные результаты продемонстрировали, что в этом случае наибольше выделение углекислого газа корнями и микроорганизмами наблюдалось в почвах луга (рис.4). Это может быть связано с формированием больших, разветвленных корневых систем у растений этого фитоценоза именно в гумусово-аккумулятивном горизонте почвы.
0,05 п
0,045 -
0,04 -
0,035 -
0,03 -
0,025 -
0,02 -
0,015 -
0,01 -
0,005 -
пашня
луг
степь
болото
□ июнь
Хй июль
Ш август
1 сентябрь
дендрарий березовый лес (дубовая аллея)
0
Рис. 3. Интенсивности выделения углекислого газа в почвах Ботанического сада
0,05 0,045
« ш
5 0,04
с
ш
«м 0,035 О
0
§ 0,03
«и 5 с о
% ?5 0,025
? О
¡5 о
01 I-
л 5 0,02 I-
о
§ 0,015
£
О
|и 0,01 х
0,005 0
август
КИип
■
сентябрь
□ пашня ¡8луг Нстепь Иболото СЗдендрарий (дубовая аллея) Ш березовый лес
месяц
Рис. 4. Изменение интенсивности выделения углекислого газа в почвах Ботанического сада в теплый период года
Обсуждение результатов
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Наибольшее выделение углекислого газа микроорганизмами происходит в летние месяцы, в частности в наиболее теплый месяц года - июль. В осенний период активность выделения углекислого газа микроорганизмами заметно снижается.
2. Существует специфичность в динамике выделения углекислого газа почвенными микроорганизмами в зависимости от природы фитоценоза.
3. Наиболее высокой интенсивностью «дыхания» почвы отличается болото.
4. Наибольшее количество углекислого газа в почвах корни растений и микроорганизмы выделяют в наиболее теплые месяцы года.
5. Продуцирование корнями растений и микроорганизмами углекислого газа в почве зависит от природы фитоценоза. Наибольшее выделение углекислого газа корнями и микроорганизмами наблюдается в почвах луга.
Список литературы
1Андренюк Е.И., Иутинская Г.А., Дульгеров А.Н. Почвенные микроорганизмы и интенсивное землепользование. -Киев: Наукова Думка, 1988. - 192 с.
2.Кефали В.И., Сидоренко О.Д. Физиология растений с основами микробиологии. - М.: Агропромиздат, 1991. -335с.
3.Красильников Н.А. Микроорганизмы почвы и высшие растения. - М.: Изд-во Академии наук СССР, 1958. - 464 с.
4.Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и плодородие почвы. - М.: Изд-во Академии наук СССР, 1956. - 248с.
УДК 581.1
Е.А. Степанова, Т.А. Лушникова, В.Е. Толчинская
Курганский государственный университет
ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТА «КОРАДО» НА НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАРТОФЕЛЯ
Аннотация
В статье показано влияние обработки препаратом «Корадо» на рост, урожайность и содержание крахмала в клубнях картофеля сортов Губернатор и Розара.
Ключевые слова: картофель, препарат «Корадо», рост, урожайность, крахмал.
E.A. Stepanova, T.A. Lushnikova, V.E. Tolchinskaya Kurgan State University
INFLUENCE OF THE PREPARATION «KORADO» ON SOME PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL FACTOR OF THE POTATOES
Annotation
In article influence of the processing by preparation «Korado» on growing, productivity and contents of the starch in tubers of the potatoes sort Governor and Rozara is shown.
Key words: potatoes, preparation «Korado», growing, productivity, starch.
Введение
В России картофель называют вторым хлебом. Объем его производства в стране достиг в 2009 г. 31,1 млн т, а посадки занимают более 2,2 млн га. Доля России в мировом производстве картофеля составляет 10%. Средняя урожайность картофеля в России не превышает 10 т/га. Одной из причин этого является ущерб, наносимый вредителями. Из более 50 видов вредителей, повреждающих картофель, наиболее вредоносным и распространенным считается колорадский жук. В последние годы уделяется большое внимание интенсификации агротехники возделывания сельскохозяйственных культур. С этой целью в растениеводстве широко используют удобрения, регуляторы роста и различные пестициды. В агротехнике возделывания многих сельскохозяйственных культур, в частности картофеля, широко применяют инсектициды. Применение этих препаратов способствует предотвращению снижения урожайности культурных растений из-за повреждающего действия вредителей. При этом важно, чтобы используемые препараты были максимально экологически безопасными для человека и окружающей среды.
Цель настоящей работы: изучить влияние инсектицида «Корадо» на рост и биохимические показатели картофеля сортов Розара и Губернатор.
1. Методика исследования
Исследования проводились на базе фермерского хозяйства с. Сычево (Варгашинский р-н, Курганская обл.), Ботанического сада и лаборатории биохимии КГУ. В полевом опыте в каждом варианте растения в количестве 100 шт. высаживались на делянках квадратно-гнездовым методом, расстояние между гнездами составляло 50 см. Размещение делянок проводилось рендамезационным методом в трехкратной повторности. Обработка растворами препарата «Корадо» в рекомендованной по инструкции концентрации проходила в фазу интенсивного роста побегов в период массового появления колорадского жука. Растения контрольного варианта опрыскивались водой. Таким образом, схема опыта включала варианты: 1 -контроль сорт Розара (обработка водой), 2 - сорт Ро-зара (обработка раствором препарата «Корадо»), 3 -контроль сорт Губернатор (обработка водой), 4 - сорт Губернатор (обработка раствором препарата «Кора-
