782.влияние свойств лугово черноземных почв и высоких доз макро- и микроудобрений на содержание и трансформацию в них меди и цинка при много

. МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА т
И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА
• , . . . " ' . На правах рукописи
ДИАЛЛО АЛЬФА УМАР
ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫХ
ПОЧВ И ВЫСОКИХ ДОЗ МАКРО-
И МИКРОУДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ
И ТРАНСФОРМАЦИЮ В НИХ МЕДИ И ЦИНКА
ПРИ МНОГОЛЕТНЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
УЧАСТКОВ ПОД ПЛОДОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ
Специальность 06.01.03 — агропочвоведение
и агрофизика -
; Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
ч . -
МОСКВА 1992
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

v
•У-с
." -V-- ~ V '.
Диссертация выполнена на кафедре почвоведения Москов-
ской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.
Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных
наук, доцент Наумов В. Д.
Официальные оппоненты, доктор сельскохозяйственных
наук, профессор Дерюгин И. П., кандидат сельскохозяйствен-
ных наук, старший научный сотрудник Пастухова А. А.
Ведущее предприятие— Почвенный институт им. В. В. До-
кучаева.
Защита диссертации состоится « и » мая 1992 г. в <zJ
час. на заседании специализированного совета К.120 35 01 в
Московской сельскохозяйственной академии им. К А. Тими-
рязева.
Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый
совет ТСХА.
С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.
Автореферат разослан « £7» апреля 1992 г.
Ученый секретарь
специализированного совета —
- , М. В. Вильяме

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ •
Актуальность^тамц. Экологические проблемы занимают одно из
ведущих мест в ряде задач, стоящих в настоящее время перед сель-
ским хозяйством и среди нихбольшой интерес представляют влия-
. ниенакопления тяжелых металлов на рост и развитие растений в
связи с функциональными заболеваниями плодовых культур. Яблоня, •
•как многолетнее плодовое растение длительное время произрастаю-
щее на одном месте, предъявляет специфические требования к поч-
венно-экологическим условиям, онаболезненно реагирует наизме-
няющуюся обстановку, чтопроявляется в поражении ее такими фун-
кциональными заболеваниями, какрозеточность, хлороз и т.д. От-
расль садоводства по этой причине несет значительные убытки:
урожайность снижается до 6О£, сады в возрасте 10-15 лет утрачи-
вают хозяйственную ценность, присильном поражении происходит
массовая гибель деревьев. Роэеточность тесно связана о почвен-
ными условиями, однако широких комплексных исследований, охва-
тывающих изучение свойств почв и растений до настоящего времени
не проводилось. Известные в литературе данные отражают,как
правило, односторонний подход к изучению этой проблемы. Вместе
о темсопряженное изучение растеняй и условий их произрастания
является теоретической основой для оптимизации размещения товар-
ных насаждений, повышение их.урожайности, борьбы с функцнональ-
!пши заболеваниями. • • : -." • . •
Как известно, из числа причин возникновения розеточности,
самой спорной и важной является нарушение питания растений цин-
ком,с одной стороны, с деугой - повышенный содержанием фосфора
и моди в почве. В настоящее время, несмотря на многочисленные
• • • • ' . . . " ' . . • ' • ' . . • - I -
ЦЕНТРАЛЬНАЯ
НАУЧ ]дя £ ^.",*от
f.'ocit. cor.jJ.ro.oj t!-:aA
n..i. K , A. 'ii ? . ~ ?
Инп. Ma .

исследования, проведенные в этой области, нет четкой концепции
о механизме взаимодействия между цинком и фосфором, с одной
стороны, и с медью - о другой, особенно в условиях их повышен-
ного содержания в почвах. Решение данного вопроса является важ-
ной составной частью изучения системы почва - многолетнее пло-
довое растение. Поэтому научный интерес и практическая значи-
мость диктуют необходимость всестороннего изучения комплекса
свойств почв и растений, прежде всего, в связи с негативной
трансформацией состава и свойств почв под действием агротехно-
генной нагрузки.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось
изучение влияния различных доз и соотношения меди и цинка на
фоне IO-летней дозы совместного внесения фосфора и калия на
рост, развитие и подверженность функциональным заболеваниям
(розеточность) молодых деревьев яблони сорта Ранет Симиренко
на подвое М-9 в шпалерно-карликовоы саду.
В связи с этим поставлены задачи:
- изучить влияние антропогенного загрязнения карбонатных
почв на рост и плодоношение яблонь;
- выявить почвенные факторы к их комбинации, оказывавшие
влияние на заболевание яблонь розеточностью;
- изучить основные закономерности сезонной и многолетней
динамики фосфора, калия, меди и цинка и юс взаимодействия в
минеральном питании яблони.
Научная новизна. Изучены всесторонние аспекты отрицатель-
ного влияния меди и фосфора на питание растений цинком на кар-
бонатных лугово-черноземных почвах в условиях высокого содержа-
ния и различных соотношений микроэлементов {медь, цинк). Опре-
делен характер изменения сорбционных параметров по отношению к
- 2 -

цинку в почвах подверженных антропогенному загрязнению фосфата-
ми и медью. Определены оптимальные соотношения подвижного фос-
фора медь:цинк и фосфор:цинк в карбонатных почвах с использова-
нием метода меченых атомов (проведен опыт с использованием
двойной метки 6
^Zn и 3
тР) и их влияние на развитие растений
яблони. Изучен фракционный состав пинка и меди в условиях ис-
кусственной антропогенной нагрузки карбонатных почв фосфором и1
"1
медью и определен качественный состав плодов яблони в этих же
условиях. '•'-.''• . • _ . '
Практическая значимость работы. Полученные данные будут ' •
использованы для разработки оптимальных параметров физико-хими-
ческих, агрохимических свойств почв степных районов промышлен-""
ного'садоводства для разработки рекомендации по рациональному
использованию почв, внесению макро- и микроудобрений, а также
для разработки мероприятий, направленных на устранение эаболе- -
ваний плодовых культур. Большое народнохозяйственное значение"•
имеет и проблема антропогенного загрязнения садовых почв тяже- •
лыми металлами, содержание которых неуклонно возрастает.в пос-
ледние года в садовых почвах. .• ~-_^ " '•-
• Апробация работы. Основные результаты диссертационной ра- 1
боты докладывались на конференции факультета Агрохимии.и поч-
воведения ТСХА в 1988 г.; на научной конференции молодых_ученых,
и специалистов ТСХА в 1989 г. . '
Публикации. По теме диссертации опубликованы две статьи:
в журнале "Известия ТСХА". к сборнике научных трудов: Состав,'—
свойства и плодородие почв. - U.: ТСХА., - 1990.
Об-ьем и структура работы. Диссертащю:щая работа изложена^
на 215 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы и
35 рисунков. Диссертация.состоит из введения, 5 глав, выводов
'-. • • • - '• '• > • '- • - * 3
;
- . '

и рекомендаций производству, списка испольлованной литературы,
включающего 141 источник, в том числе 52 иностранных авторов.
Приложение включает li$ таблиц.
ОБЪЕКТЫ И ЫЕТОДИКА ИССДВДОВЛНИЙ
Ооъектом исследований являются лугово-черноземные карбо-
натные грунтовоглееватые тяжелосуглинистые почвы на древнеаллю-
виальных отложениях Крымской Опытной Станции Садоводства (КОСС).
На данных объектах был заложен вегвтационно-полевой опыт, где
смоделированы условия, которые создастся в почве при избыточном
количестве основных фосфорных и калийных удобрений.
Методика исследования состояла в теоретической разработке
проблемы, в проведении аналитических исследований, постановке
модельных опытов, статистической обработке получаемых данных.
В проведенных исследованиях использовались разноооразные
методы, направленные для разностороннего изучения взаимодейст-
вия фосфора, меди и цинка в данных почвах. При изучении статики
и кинетики сорбции цинка почвами использовался метод меченых
атсшов с применением радиоактивного изотопа с
-£п.
В модельном опыте по изучению влияния фосфора и меди, на
поступление и распределение цинка в растениях кукурузы приме-
нялся метод двойной метки; 8 данном случае одновременно изуча-
ли как поведение меченого цинка (^Sn), так и радиоактивного
фосфора (^Р), что дало возможность непосредственно выявить
взаимодействие данных элементов в изучаемой системе почва-рас-
тение, а также и роль меди в характере данного взаимодействия.
В полевом опыте применялись, в основном, общепринятые ме-
тодики: фосфор и калий определялись по Мавигину; подвижные
формы микроолементов по Крупскому и АлександроЕой; фракциотшй
_ 4 -

состав микроэлементов - методом экстракции, набором вытяжек с
возрастающей экстрагирующей способностью из одной навески поч-
вы. Анализы почв проведены следующими методами: гумус по
Тюрину; гранулометрический состав поКачинскому; обменные осно-
вания (Са, Me) по Шмуку; валовое содержание элементов - рент-
гено-флоресценсным методом. Детально'в соответствующих главах
диссертационной работы рассмотрены схемы'и условия проведения
полевого и модельных опытов. '
I. Влияние фосфора и меди на сорбции цинка
Из числа комплекса факторов, способствующих развитип цин-
ковой недостаточности у ряда агрокультур, на первый план Еысту-
паот антропогенные факторы - внесение фосфорных удобрений без'
учета потребности яблони и интенсивное применение медьсодеряа-
•дих фунгицидов под плодовыми таеяждешяют. _ ,
'Несмотря на имеющийся иэлитературных исто*гн:псов материал,
указывающий на антагонизм между повышенным содержанием фосфора
и меди в почве Е поступлением цинка в растения, практически . •
отсутствует экспериментальные дачные, отразкагооте наиболее вак-
нкй аспект по-гвшшо-хкмичэских исследований, а именно, характер
изменения сорбцвенчтд параметров по отношении к цкнку в почпах, .
подпоржгн.чых ачтропогеянону загр-язненио фог.?ягсуя и .медьп. В
v . • . • • - • '•
сь.:ч. с v-v.oi и оСразцах почв: лугово-иерпо^-э^пй, Kap'r>HanJOft
(i'iT>^-an пач.'п) и в черноземе выщелоченном с гентрг-ттим седер-
sas;;.i.M'"Г.ОДР!Г«:->ОГС фосфора (1000 мг/кг) и меди (ЬОО мг/кг), изу-
чались нокстегие сорб;^:сн:г1С СРСЙСТВЭ, в Ч1сг;:ссти, статика
сорбц;1и, ккгетика cOyoivWT и тстоппиЛ семгм ц""<ка .^-динамйчег-•
к и х у с л о в и я х . •_••..• . • ' . ••.. ..-.-•.
Статлка сорбции тстпяд. В целом, изотерь*ы ccpdL5:;i щшяа

для всех почв имеют выпуклый характер, что указывает на нор-
мальные условия сорбции цинка в исследуемых почвах.
Визуальное сопоставление эчсперимрнтальных изотерм для
исследуемых почв показывает некоторое различие в условиях сорб-
ции для чернозема выщелоченного и лугово-черноземной карбонат-
ной почвы. Для последних характерны более высокие значения sp
при низких концентрациях в растворе и снижение сорбции по срав-
нению с черноземом выпелоченныы при увеличении концентрации цин-
ка в растворе. Исходя из типового различия почв можно предполо-
жить, что данное различие вероятнее всего связано с наличием
свободных карбонатов в лугово-черноземной почве и сорбция цинка
в определенной степени будет регулироваться произведением раст-
воримости почвенных карбонатов.
Для более детального изучения механизмов сорбции проведена
математическая обработка полученных экспериментальных изотерм.
Графически в логарифмическом виде представлены изотермы сорбции
цинка. Обращает на себя внимание четкое разделение изотермы на
две равнозначные компоненты: А - в области концентрации от 0,005
до 0,1 мг/мл и Б - в области концентрации от 0,1 до Г мг/мл. В
связи с этим эмпирические константы К и т уравнения йрейндлиха
были рассчитаны для каждой из компонент изотермы. Общий сравни-
тельный анализ констант для двух компонент показывает, что наи-
более интенсивно сорбция происходит до концентрации цинка в"
растворе равной 0,1 мг/мл, с увеличением концентрации цинка в
растворе от 0,1 до I мг/мл константы К и Кр (константа равнове-
сия » Щ) снилаются примерно на порядок. Таким образом, при
высоких концентрациях цинка соответствующих дозам 500 мг/кг
почвы сорбционное равновесие сдвигается в сторону увеличения
равновесной концентрации цинка в растворе, в то ке время, исчо-
- 6 -

дя из реальных количеств цинка в-данных почвах, которые в ос-
новном ниже 500 ьтг/кг, сорбциониый процесс будет описываться
компонентой первого порядка (А)'," значения констант К и Кр кото-
рых достаточно велики (табл.1). * . •
Таблица I
Эмпирические константы уравнения Фрейндлиха s -off
изотерм сорбции цинка почвами опыта . .,
Область
Ср
От 0,005
ДО 0'1 .
мг/нл
От 0,1
до Д,0
мг/мл
Константа
К '• ;
и . .
Кр(Ср=0,005)
К : - - . ' ' • • ' • '
Кр(Ср=1,0)
IK ,
257,2
1,03
257,2
10,5
0,51
10,0
IP
270,4
1,00
225,9
7,8
0,48
1Cu
109,9
0,86
221,4
8,2
0,55
8.2
121,5
0,91
219,2
6.7
0,51
б.?
2К
181,3
0,78
943,9
5,5
0,37
5,5-"
2O'u
181,3
0,81
962,9
5,8
0,40
5,8 •
При сравнении эмпирических констант К и ш чернозема выщело-
ченного ( Ш ) и лугово-черноэемной карбонатной почвы (2К) видно,
что, как в области низких, так и в области высоких концентраций
цинка, в растворе;
константы К и ш. лугово-черноземной почвы
всегда нике, чем у чернозема выщелоченного, примерно в 1,5-2.ра-;
'за. В то же время, при концентрации цинка в растворе, соответст-_
вующей дозе цинка 25 мг/кг(Ср=0,005) константа равновесия••—-—'
(Кр • ^2) лугово-черноземной почвы в 4 раза выше, чем соответ-^
ствуишиЯ показатель чернозема выщелоченного. • .
Кинетика сорбции и изотопного обмена гдмка в дина!Д1ческих
условиях. Визуальное сопоставление кинетических кривых позволя-
ет разделить их-на два группы: для чернозема выщелоченного и
для лугово-черноземной почэы. . . . •
. Для'чернозема выщелоченного кинетические кривые:
сорбции
выпуклый вид, а для лугово-черноземной карбонатной они
- . 7 -•'

приближаются к прямой линии. Последнее указывает на преоблада-
ние однотипного механизма сорбции цинка в этой почве, вероятнее
всего образованию гидрокарбонатов и карбонатов цинка.
Скорость сорбции цинка (JI)для лугово-черноземной почвы
(2К) примерно на 15,2 ниже, чем .у чернозема шщелоченного. Внесе-
ние меди-в данные почвы практически не изменило значений U? )
скорости сорбции цинка, а для чернозема выщелоченного скорость
сорбции цинка находится в определенной зависимости от содержания
фоо{ч>ра и меди. • •
Изотопны.! обмен цинка о чept^oзe^4в выщелоченном находится в
прямой зависимости от внесения фосфора и меди. Так, повышенное
содержание данных элементов в почвах примерно в 1,5-2 раза снижа-
ет скорость изотопного обмена (табл. 2 ) . .•••.-..
. Таблица 2 .
; Кинетические константы изотопного.обмена цинка
Вари-
ант
' e x I0~1
-Iсек •
.i
Изотопный обмен ' .
sa время, 60 мин
ВО мин ;
. . . . , * ' •
сорбир.
Равновесное с'остояние
Еремя установ-
ления раьмов.,
№1Н.
% ИЗОТОПНО
го обменно
го цинка
IK
IP
1С
1С +Р
ы2С
7,4.
3,7'
4,2
4,0
-2,0
2,4
^G.-IO
0,32
0,2о
• 0,25
0,54
0,4b
, 90 .
.•••'•6b ...
• 72
/ v&.. .'• 4 6
Ь2 .
100
1 4 0 " "'•'.'
140
. 140
IbO
IOO
&b
• ' • ' . { ? ? • "
97
9U
, 70..
70
В целом, анализ экспериментальных характеристик сорбции цин-
ка иэучаеь&ши образцами почв дает основание сказать; что процесс
сорбции цинка лугово-черноземными карбонатными почвами вероятно
определяется.наличием карбонатов и гидрокарбонатов кальция, что
проявляется в более низкоП скорости сорбции и изотопного обмена

по сравнению с черноземом выщелоченным, имеющим практически пря-'
молине|Чный характер кинетики сорбции и образование около 30£ не-
обменных форм сорбированного цинка. В черноземе выщелоченном
сорбционный процесс находится в определенной зависимости от со-
держания в них фосфора и меди. Так, внесение-в данные почвы повы-
шенных количеств- фосфора (1000 мг/кг) и меди (300 мг/кг) несколь-
ко снижает,количество сорбированного цинка и скорость его погло-
щения; с другой стороны, наблюдается снижение скорости изотопного-
обмена, хотя количество изотопнообменного цинка остается на уров-
не 98% от сорбированного ^п.' '
, 2.;Влияние меди и фосфора-на поступление цинка в проростки
«укурузы.и распределение его в органах растений .
Из г* '^ратурных данных установлено проявление цинковой не-
достаточности при невысоком содержании цинка в почве и повышен-
ном содержании фосфора,и меди; в то же время не установлено, дей-
.ствует ли нарушение соотношения -данных элементов при достаточно •
. высокой обеспеченности почвы доступным цинком, т.е. носит ли дан-
ный механизм Хоптимальное соотношение — и -^й.) универсальный
• . „ • • • * п *•» .
характер? Решение данных вопросов даст возможность прогнозировать
развитие цинковой недостаточности, где за основу будет положена
градация оптимальных соотношений изучаемых элементов с учетом,ти-
повых особенностей почв. . . .
В связи с этим нами было изучено в модельном опыте влияние
различных доз фосфора и меди на поступление и распределение цинка
в растения с использованием двойной метки ( 2п к
?)• Опыт про-
водился на лугово-черноземной карбонатной почве (схема и методика
описаны в диссертац'.ш). ' • ' .
Влияние:
мдди..Внесение как цинка, так и меди не оказало су-
щественного влияния на обаую биомассу проростков кукурузы, что

может бить связано какс достаточно высокой обеспеченностью дан-
ных почв доступными формами цинка, таки с тем, чтов фазе,про-
ростков вероятное токсичное действие меди может не проявляться
по отношению к накоплению биомассы. ,
Анализируя количество биомассы различных органов растений,
мы отметили в качестве тенденции снижение биомассы корней. Так,
отношение массы корней к массе листьев снижается от 2 (контроль)
до 1,3-1,5 приувеличении дозы меди. Если данная тенденция к спи-,
жению биомассы корневой системы верна, то мы предполагаем,что
при дальнейшей вегетации растений токсичноо действие меди может
иметь явные'биометрические признаки. :
Рассматривая поглощение цинка в растениях (рис. 1), можно
отметить довольно четкую тенденцию, заключающуюся в снижениина-
копления цинка в немпридостижении определенного соотношения
вносимых элементов (£Я =г2), ' .
При раздельном анализе поступления цинка в органы растения
(корни, стебель и листья) токсичное действие меди проявляется в
определенной степени дифференциально. Так, если снижение поступ-
ления цинка присоотношении ~± ;>.2 для корневой системы непре-
вышает 5-20/5, то длястеблей и листьев поглощение цинка сни-кает- '
ся в 2-2,5 раза. Таким образом, можно сказать, чтоотрицательное-
действие меди напоглощение цинка начинает проявляться стабильно '
при соотношении ^ > 2, причем в условиях высокой обеспеченности
почвы доступными формами цинка (доза цинка = 50 мг/кг). Приэтом
снижается поступление цинка из корневой системы в надземные орга-
ны, т.е. наблюдается нарушение физиологического транспорта цинка
в самом растении. .•' ...'••
Для более детального рассмотрения влияния меди на поступле- .
ние цинка, на основе полученных данных рассчитана удельная актив-
. - • ' • • • • • • • • -
:
' - ю - " . ' • . ' • • . • • ' • • ' • • • • •

4№
зт
Znmn/шн
1
-корни -
1 Си,мг/кг
а / • .S 10 25 - 50 fOO 250 500
Рж t Елияние меок/ на поступление t
6 прорости нунурузы
то
-даю
I 1 -листья
Си.мфмг
Ю 25 50 № .250 500
10 . 25 5О W0 . 2Х 500.
Ри&З Влияние мес?с/ wяо&рфициент
поглощения ipoapopa и цима

ность меченого цинка в органах растений, полученныр р*ч"ьтат
н
полностью сог.-чс^тся с нь-есдеганныч.' выводами.
i!o условиям опыта, одновременно с анализом поступления цин-
ка е проростки определялось .1 поступление меченого фосфора в тех
же образцах. В данном случае фосфор рассматривается и как один
из основных макроэлементов, на поступление котооого в растения
может оказывать определенное влияние медь и, как один из основных
антагонистов цинка, отрицательное действие которого можно усили-
вать.
Графическое представление данных (рис. 2) позволяет вьделить
две четкие закономерности изменения питания растений фосфором при
возрастании дозы меди: при увеличении дозы меди от о до ЬО мг/кг
наблюдается четкая достоверная тенденция к активизации поступле-
ния фосфора; и при дозе меди больше 100 мг/кг, устанавливается об-
ратная закономерность. При этом поступление фосфора в проростки
начинает снижаться и его количество при дозе меди 500 мг/кг на
ЛУ& меньше контрольного1
варианта (рис. li),
Если снижение поступления фосфора при дозах 100 мг/кг можно
рассматривать как явно токсичное действие меди на физиологические
функции растения, то увеличение поступления фосфора при доэах 50-
100 мг/кг нельзя интерпретировать достаточно четко. HOVHO, по-ви-
димому, предположить или положительное влияние меди на процесс по-
ступления фосйора, или рассматривать ее действие кцк токсиканта,
который вызывает нарушение нормальной селективности мембран кле-
ток корневых волосков, что приводит к изменению, в целом, соотно-
. шений поглощаемых элементов. Ири более высоких доэах К> lot) мг/кг)
нарушаются, в це^ом, физиологические функции растения, что прояв-
ляется в угнетении их роста и развития и, каь следствие, имеет
место снижение поступления в растения основных э шчентов питания.

Учитывая условность данных утверждения, мы пытались рассмотреть
более узко влияние меди на поступление фосфора и цинка с точки
зрения их взаимовлияния. В связи с 'этим были рассчитаны коэффи-
циенты поглощения и распределения дляцинка и фосфора (рис.3).
Из графика видно,- чтовнесение 'невысоких доз меди (&-25 МР/КР)
практически оказывает идентичное влияние на поступление фосфора
и.цинка, а именно,,наблюдается устойчивая тенденция к постепенно-
му увеличению значений коэффициента поглощения данных элементов
в вышеуказанном диапазоне. Придальнейшем увеличении дозы меди .
• (диапазон 25-100 мг/кг) влияние ее на поступление фосфора и цинка
•- прямопротивоположно. Если поступление цинка в этом диапазоне доз
меди находится науровне*контроля со слабовырачсонноЯ тенденцией
к снижению коэффициента поглощения, "то поступление фосфора резко
возрастает. И,.наконец, третий диапазон концентрации меди (I*100
мг/кг), при котором вновь устанавливается идентичное влияние меди
на поступление.фосфора и цинка, ко с противоположным Ънаком - сни-
.жение значений;'коэффициента поглощения фосфора и цинка, причем по
; сравнению'с контролем наиболее сильное тормошение поглощенияот-
.мечается для цинка,.тогда как.поглощение фосфора остается немного
меньше контрольного варианта. •.. .
:
. Таким образом, установлено, чтотоксичное действие меди на
поступление:цинка,в проростки кукурузы проявляется при соотношении
вносимых элементов •^ ;j.Я. Вероятно, чтодиапазон токсичного дей-
• ствия может-увеличиваться.за счет того,.что медь усиливает.поступ-
ление фосфора в растения. Предположительно, чтопри высоком содер-
.жаниифосфора^в почве токсичное действие меди напоступление цин-
ка может проявляться при;соотношении %£•^ . 1 , : т.е. приболее киз-
яком содержании меди в почве.' . '; '',•...
. . ' В целом, достаточно четкой тенденции по влиянию меди на рас-
' • ' " : ' . ' . . - ' , • • ' ' . ' . ' ' V > v
' - - ' • ' :
' ' ' • - . = • • • • . - ' I 3 - — • • • ' . ' • ' ; • ' • '•'•• ' ' ' '

пределение фосфора.в растение не установлено..Единственна,при
дозе меди равной 100мг/кг, количество фосфора в корнях еозра-
стает по сравнению с другими вариантами, т.е. в том случае, ког-
да наблюдается наиболее активное поступление фосфора в растение.
В отношении цинка установлена явно выраженная закономерность
влияния меди на коэффициенты распределения цинка. Данную законо-
мерность можно характеризовать какизменение значения коэффициен-
та распределения в сторону увеличения при большей дозе меди, осо-"
бенно придозе меди:>- 100мг/кг или ^ >- if. Приэтих условиях
распределение цинка значительно смещается в сторону увеличения
его количества в корневой системе растений.
Исходя из имеющихся данных, можно сделать вывод о том, что/ .
высокое содержание меди в почвах снижает поступление и распреде- .
ленив цинка в растения к, как следствие, может вызывать развитие
цинковой недостаточности, и влиять на изменения питания растений
.фосфором. ' .' . -
Влияние фосфора. В стадии проростков мы не наблюдали сколь^
ко-нибудь заметного влияния фосфора и цинка на накопление биомас-»
сы. Ни в целом по растению, ни прианализе отдельных органов pac-t
тёния. Отсюда следует, что взаимодействие фосфора.и цинка на дан-
ной стадии развития растзник не прослеживается биометрическими
методами. • . •
:
. ' ' . • .
В целом, учитывая проведенный анализ данных, характеризующих
влияние фосфора на поступление и распределение цинка в проростках.
кукурузы, следует шделить Следующие основные закономерности:
. - неблагоприятное действие фес^-ира на питание растений цин- .'
ком может проявляться незагясимо от количества.ци>}К<св почве. Важ-
ная роль в этом, в оеноЕнаы,• ОТЕОДЛТСЯ определенному- соотноиенкю-
фосфора и цинка в почве, от ЬеличинМ которого зависит- ожидаемое
. • • • ' ' • . ' . • - 1 4 - . ' • : ' • • . : . . . :
- • • •

влияние фосфора; ' ' • • .
• * • р
- во всех случаях в интервале отношение — . от I до 25 (до-
- * • ^ п
-
за фос<1>ора 50-1250 и цинка 50 ur/кг) происходит положительное
влияние фосфора на поступление цинка;
Р
- при достижении величины отношьния -V- > о О положительное
* п . • • .
взаимовлияние элементов фосфора и цинка розно меняется на отрица-
тельное по отношению к поступлению цинка в проростки кукурузы;
- отрицательное действие фосфора на поступление цинка заклю-
чается в ослаблении поступления цинка из почвенного раствора в
корневую систему растения, тогда как процессы транспорта его в
надземные органы не нарушаются. .
• ' . • ' ' ' • . ' • ' . • • ' • •
3. Взаимодействие меди и цинка в почвах под
яблоневыми садами •.•
_ Исследования проведенные в ^римской области показывают, что
• • • * '
интенсивность и масштабы поражения розеточностьы яблонь в послед- •
ние годы растут, и в большей степени ото обусловлено за$осфачива-
нием почв. В некоторых случаях содержание подвижного фосфора в
плантажных почвах под садами достигает в слое почвы 0-«;0 см
20-30 мг/100 г по Уачигину и в плантажном (20-60 см) до I5-I? мг/
. 100 г почвы. Наряду с этим .сохраняется устойчивая тенденция к на-
коплению в почвах довольно сильного токсиканта - меди. В резуль-
тате применения медьсодержащих фунгицидов, содержание меди в,пахот-
ном слое почвы достигает от 100-150 до 350-400 мг/кг при ее клар-
ковом содержании 20-40 мг/кг. Как правило, на данных почвах риск
проявления ЦИНКОВОЙ недостаточности.очень велик. •
. На основе данной проблематики кафедрами почвоведения и плодо-
водства ТСХА.проводится серия многолетних полевых опытов, один из
которых мы рассматриваем. Схема опыта описана в диссертации
(гл.2). В данном опыте смоделированы условия, которые создаются в

почве при избыточном применении фосфорных,и калийных'удобрений^. "
Целью опыта является изучение влияния различных доз и соотноше-
ний меди и цинка на фоне 10-летней дозы (3000 кг/га фосфора и •
IDOO кг/га калия) совместного внесения фосфора и калия на рост,
развитие и подверженность функциональным заболеваниям (розеточ-
ностью) яблонь, изменение и подвижности фосфора, калия, цинка и
меди. Наблюдения проводили в течение 4 лет. = *'•••.• • ,
Изменение подвижности цинка, меди, фосфора-и-калия-в-почве
в зависимости от дозы ци.чка и меди. Внесение фоновых количеств ..
фосфора и калия длясоздания-искусственного зафосфачивания и.ка- ;
линивания почв приводит к следующему: во-первых, содержание под-' •
вижного фосфора и калия резко возрастает; в год]внесения:их ко- '
личество увеличивалось по сравнению с контролем;в "? и; 2 разасо-
ответственно.. В последующие годы их содержание закономерносни-
жается; во-вторых, содержание подвижных форм цинка примерно•на "
• 20% ниже, чемв контрольном варианте и этазакономерность четко . •
прослеживается по годам (с 1$$£пр 19Ь9 гг.). В этих же условиях ,
на 10-12^ ниже и содержание ПОДБ-.ЕГЛЫХ форм меди ..'•
' Приданных изначальных условиях'состояния изучаемых элемен-
тов в почве проводился анализ изменения их подвижности во времени
при различных сочетаниях вносимых дозцинка и меди.
В .связи с большим количеством исходных данных и дляболее
детальноЧ интерпретации,, данные-анализы представлены графически
отдельно длякаядого элемента к го;& наблвдений в диссертации "
(гл.5). Здесь ш выделяем толькл основные моменты.
Влияние различных дознед.: кау
иэмонение подвижности цинка
при разных уровнях вкссен/л цикка. Ь^ссеиие цинковых удобрения . .
в дозах от 50 до оСОнг/кр прилоДит ^ ям.т.гю.черном^' увеличению •.
подвижности цинка в почвлц, л его количество СЛЕ.СО изменяется
- . - • i s - • ' . • • •

в течение четырех летнаблюдений, т.е. большие количества ни фос-
фора, ни меди не приводят к существенному снижению количества
подвижных.форм цинка, особенно при высоких дозах цинковых удобре-
ний. Анализ динамики подвижности цинка в течение 4 летпозволил
выделить характерное взаимодействие цинка и меди. Непосредственно
после внесения меди и цинка в почву количество подьижшх форм цин-
ка находится в прямой зависимости от количества меди, а именно,
чей ш ш е доза меди, тем больше цинка переходит в пэдвик;те формы.
Исходя из данных главы 3 диссертации, можно утьерждать, чтомедь
.препятствует нормальной сорбции цинка, очевидно в силу конкурент-
ного поглощения, в связи с чгмчасть цинка, "вытесняется" в более
подвижные формы. Данный о^ект частично сглаживается в течение
года после внесения элементов в почву в СРЯЗИ с перераспределени-
ем их в П Щ , хотя данная закономерность и сохраняется в течение
последующих летнаблюдений, но у*е в стационарном состоянии.
Влияние различных дозЦинка на изменение подвижности меди
.при разных уровнях внесения неги. .В отношении влияния цинка на
состояние подвижных форм меди во все годы наблюдений отмечается
одна и та же тенденция, заключающаяся в том, чтоувеличение дозы
цинка способствует (и четко прослеживается) увеличению подвижнос-
ти, меди, особенно в условиях высоких доз меди (200-300 мг/кг).
При внесении меди в дозах 50-100.мг/кг подвижность ее ие изменя-
лась в изучаемых почвах, . • • ;.'"•-.
Таким образом, медь, поступающая в данше почвы, в половин-
' ном количестве переходит в формы, извлекаемые ацетатно-аммоний-
-нымбуфером с рН 4,U, чтоможет усиливать отрицательное действие
«еди на плодовые насавдения при систематическом применении медь-
. с о д е р ж а а р - i x п р е п а р а т о в . ' • • ';••..•'• ' • ,
. Влияние цинка и мели на подвижность фосфора и калия. Исхо'дя
' ' • : ' • - . • • • ' < •• ' . ' ' • . " • • " - г ? - ;
. ' • '

. из'полученных результатов, мы.отмечаем, чтонапротяжении 4 лет••
наблюдений не•выявлено"каких-либо взаимодействий калия-с•внесен-
ными цинком и медью.При веех дозах этих элементов содержание под-
'вижного калия находится науровмо.фоновых значений, а некоторые
различия находятся науровне ошибки. '; . . . : - '
Также в течение-4 летнаблюдений не выявлено взаимодействия
фосфора с медью. Увеличение дозы меди от 50до 300 мг/кг не вызы-
-вает каких-либо достовершх. изменений .в содержании подвижных форм
ф о с ф о р а в п о ч в е . . . ., , • ' - ' . ' . ' - . > • •
' В то же время, содержание подвижных форм фосфора находится
в определенной зависимости от количества вносимого цинка; допол- ,
нительное поступление цинка в изучаемые объекты является фактором,
способствующим.увеличению.количества подвииных-форм фосфора. Дан- '
нал зависимость носит довольно устойчивый, но временный характер.' "
,.•• Если учесть,,что по условиям .опыта, количество, фосфора и цин- •
ка в почве достаточно велико, можно предположить,.что в данных
экстремальных условиях возможно образование довольно подвижных
,ассоциатов фосфора и цинка, находящихся в равновесии с более труд- '
норастворимыми формами цинка и фосфора, и чтоприводит к увеличе- •
нию подвижности фосфора в данных почвах. - ", -
Наряду с изучением состояния подвижных форм элементов, проьо-
дился анализ фракционного состава-цинка и меди на всех.вариантах
опыта. Фракционный состав цинка л меди проводился методом окстрак-
ции:элементов из одной навески почвы последовательно вытяжками с
возрастающей экстрагирующей способностью. •... ,
.'. Через 3 года после закладки опыта происходит перераспределение:
внесенного цинка, заключй1о:цеег,т в.переходе цинка.из более доступ-
ных форм в менее доступные,.причем происходит относительная кон-
центрация внесенного цинка в потенциально-доступных формах-(фрак-
- . . ' • . - ' - . " • ' ' • • < ' ' ' : • • ' • - ' & - ' ' ' • • ' - • • • • • ' • • - • . ' • •

ция I H . H C I ) . Так, содержание ЦИНКА фракции /VH^ Ac (доступный
цинка) снижается с 30&от суммарно экстрагированного в I&67г.-
до 10',? в 1УЗ^ г.; и цинк данноП фракции, и основном, переходит
в потенциально-доступные формы, содержание цинка в которых уве-.
'личивается до 60£ от егосуммарно экстрагированного количества.
Содержание цинка в недоступных формах, в основном, остается на
'прежнем уровне (примерно 30-40,2) .• . .
' Влияние меди на распределение цинка по фракциям проявляется
следующим образом: на вариантах с рысоким уровнем содержания ме--.
ди (300 мг/кг) наблюдается увеличение количества'обменных и орга-
нических форм цинка,, а в других вариантах достоверное изменение
содержания цинка не происходит. "••.'••• .•
;•. . Характер распределения меди по-фракциям косит определенный
••;ступенчатый характер, т.е. отсутствие меди в обменных и органиче-
ских формах, 5% в доступных к примерно по 45^ в.потенциально дос-
• тупны'х и недоступных формах. Распределение неди по фракциям нахо-
;
дится в определенной зависимости отдозы вносимой меди.- Так, вне-
сение меди'в количестве 50 мг/кг приводит к увеличению относитель-
' ного.содержания меди во фракции OHgCOO/Vl'4 (доступные) и I H.HCI
.•(потенциально-доступные формы) и количество меди в этих фракциях
•соответственно,равно 13 и 53^ от.cyi-марно.экстрагированного коли--
••чества меди. Соответственно снижается относительное содержание
'^.мвдч:
во фракции 6 H.HCI (примерно 33.?) '.:••• -"..'.;...-'. .".;
..; •:.'.••.'
г
.;"••:• Дальнейшее:увеличение дозы вносимой ие;;и приводит^ в.основ-
.•'".HOMJ:K относительному;увеличению доля доступных и потенциальнодо-
-•ступных форм -при относительном снижении доли недоступных форм ме-
:
ди."•• Совместное с:медью внесение различных доз'цинка"не; оказало :
..существенного;влияния
1
на соотояние форл('меди;в.'почве.;:.,]•'••.•>.,
:
•'•..• •'
'-:,.;Л; Корреляционная зависимость'яек.1у/-содержанием ПОДРИ^НЫХ Фо'рм
•цинка' в' почве и- НОУОТОРЫМИ xnMmiqcKHN'M и б:^o^^eтpичecь^^^мa пярамет-

рами садового агроценоэа. Наряду с систематическим наблюдением
за изменением подвижности £?г,, Сц , PJ/KJ, К^О и фракционным сос-
тавом цинка и меди, в течение трех лет (1УЬ7-19ЬУ ГГ.) проводился
•комплекс измерения ряда химических и биометрических параметров са-
дового агропекоза в услориях полевого"опыта. В частности, изуча-
лось изменение таких химических показателей состояния почвы, как
активность /УО3, Ca f
, /Viiqи •if*' в почвах опыта. Проведен систе-
матический анализ изменения биометрических показателе;! в зависи-
мости от внесения различных доз меди и цинка. К изучаемым биомет-
рическим показателям относятся: диаметр штамба плодовых деревьев;
высота деревьев; длина побега; суммарный прирост и облнственность
деревьев.
Таким образом, за период наблюдений получен комплексный объем,
данных, характеризующий состояние и изменение плодоеого насаждения
в зависимости от количества меди и цинка, вносимых в почву np:i ш -
соком фоновом содержании фосфора и калия, т.е. агроценоза с силь-
ной антропогенной нагрузкой.
Для обработки всего объема полученных данных и шявленля су-
ществующих взаимозависимостей полученных параметров и доз ш'н::яу.
меди проседен комплексный корреляционшЯ анализ всего i.iacci',:r> д' -
НЫХ. :• . ' . :
'
Анализ коэффициентов корреляция мезду содерка!С1ем подвиг.1
-'-'"
форм цинка в почве и изучаем.;;.™ параметрами садового ягроцсно.-? ••-.
позволяет сказать след^тзчее:
- i:s установлено сучественных корреляционных связеЛ [.ie:w со-
держанием цинка в почве и такими.химическими параметрами,.как под-
•вижность калия, активность /VifJ, /Vu^, Са * и 1С*"; .'.-
- положительная корреляцпанмая Связь отмечается по отнокен;;й
к содертлнию подяиулнх'фос'Гдтов при t;cex дозах ЕКОСКМОЛ меди я
' - ' - г о -' • . ' • • • • .

значение Г варьируется в' зависимости от вариантов опыта и вре-
мени года от 0,50 до О,V7; . •'.'•'..
- существенная положительная корреляционная связь установле-
на между содержанием подвижных форм цинка и ряда биометрических
показателей роста и развития плодовых деревьев, особенно таких,
как облиственность,.суммарный прирост и высота деревьев (Г =0,7-
0,5), но приусловии невысокой дозы меди. . •
• Увеличение количества внесенной меди в почве от 100 до 300
• мг/кг существенно снижает вышеукаланные положительные связи и при-
водит к .тому, чтопридозе меди 300мг/кг^ положительные корреля-
*' Ционные связи между содержанием цинка и биометрическими параметра-
1
ми приобретают отрицательное sHavemie. Из данного '{«.кта следует,
что медь отрицательно сказывается на росте и развитии плодовых
деревьев, и даже высокие дозы цинка на снимают ее отрицательное
д е й с т в и е . . ' . ' ; • • • •'• • • • .
•,._'- 4, Содержание тяжелых металлов и качественный состав
•;'. .. .. аминокислот в плодах '
. 3 связи с условиями опыта искусственно соадавахось повышение
содержания в почвах опыта фосфора, калия, меди и цинка, закономер-
но . вставал вопрос о взаимодействии данлых факторов но толькона:
рост и развитие.растений, но'и на качественний состав продукции,
С ..- Качественный анализ продукции включал в себя:"а) анализсо-
•держания цинка, меди, марганца и^железа в'плодах и семенах яблонь;
, б)анализ качественного состава аминокислот в плодах. По получен-
ным розультатам, которые приводятся в диссертации (гл.5), мы мо-
жем сказать,",что внесение!повышенных количеств цинка и меди нз
повлияло на накопление тяжелых металлов в плодах и в семенахяб-
1
лонь, и' их.содержание ниже предельно,допустимых концентраци?!.
. .'•'•! Об^ая концентрация аминокислот довольно значительно варьи-

рует (от 16 до 35 мг/г сух.в-ва), однако не удалось выявить сколь-
ко-нибудь значимую корреляцию между содержанием аминокислот в
плодах и количеством вносимых меди и цинка. •
Сравнительный анализ соотношения заменимых, полузаменимых и
незаменимых аминокислот показывает, что количество незаменимых со-
ставляет порядка 25% от суммы аминокислот, 11,152 приходится на
полузаменимые, • , . ' • ' .
. . . ' вывода . . . .
•Г . ' •• . И РЕКОШЩАЩИ ИГОИЗВОДСТВУ • ч
I. Анализ констант сорбции и изотопного обмена в лугово-чер—
ноземной карбонатной почве показал, что высокое содержание меди
не приводит к сколько-нибудь заметному изменению сорбционных па-
раметров почв по отношению к цинку, в черноземе выщелоченном она
оказывает конкурирующее действие на сорбцию цинка.
' 2. Антагонизм меди и цинка в поступлении данных элементов в
растения проявляется при высокой обеспеченности почв цинком. Ус-
. тановлено, что отрицательное действие меди на поглощение цинка ,
растениями начинает проявляться при соотношении вносимых элемен-
тов £й i» 2 и заключается,.в основном, в снижении поступления цки-
ка из корневой системы растений в надземные органы.
. 3. Медь в дозах, превышающих 50 мг/кг вызывает изменение со-
отношения фосфора и цинка в надземных органах растения, особенно
в листьях, в сторону увеличения фосфора и уменьшение цинка; в ус-
ловиях повышенного содержания фосфора и меди диапазон неблагопри- ^
ятного соотношения ^ •может быть расширен до -|Ц ^ I.
' 4. Взаимодействие фосфора и цинка в условиях выоокой обеспе-
ченности почв цинком (50 мг/кг) имеет различный характер. Во-пер- •
вых, в интервале отношения ••=-• от I до 25 наблюдается положитель-

ное влияние фосфора на поглощение цинка проростками кукурузы;
р
во-вторых, при достижении отношения -з~> *^ положительное взаи-
мовлияние элементов резко меняется на отрицательное по отношению
к поступлению цинка в проростки.
5. Исследование взаимодействия подвижных форм Р, К, 2»ч и
Сц в садовом агроценоэе в условиях повышенной антропогенной наг-
рузки, показали, что внесение меди в исследуемые почвы оказывает
специфическое действие на состояние подвижных форм цинка, способ-
ствует увеличении их содержания. Вытесняющий эффект меди по от-
ношению к цинку, в целом, пропорционален количеству меди.
Ь. Анализ фракционного состава цинка в изучаемых почвах по-
казал, что при внесении его в почву распределение цинка по фрак-
циям сдвигается в сторону увеличения дост!пных форм. Через 4 года
после закладки опыта происходит перераспределение цинка в сторону
увеличения потенциально-доступных форм. В отличие от цинка фрак-
ционный состав меди свидетельствует об устойчивом преобладании ее
доступных форм при внесении возрастающих доз медных удобрений.
7. Установлена тесная положительная корреляционная связь меж-
ду содержанием подвизшого цинка и фосфора в почве; между цинком и
биометрическими показателями (облиственность, суммарный прирост,
высота деревьев) при дозах меди от SO до ICO мг/кг и отрицатель-
ная корреляция - при превышающих дозах меди. Таким образом, вне-
сение повышенных доз меди отрицательно сказывается на росте и раз-
витии плодовых деревьев, высокие дозы цинка не снимают ее токси-
ческого действия.
Ь. Анализ качественного состава плодов яблони показал, что
в принятых условиях опыта (повышенное содержание в почве меди,
цинка, фосфора и калия) и на выбранных объектах (почва лугово-
«.ерноземная карбонатная) не наблюдается сколько-нибудь заметного
- 24 -

снижения качества плодов; во-первых, содержание тяжелых металлов .
( ?«1 Сц , Ре и М • •) ниже предельно допустимых концентраций; во-
вторых, качественный состав аминокислот, как и их общая концент-
рация ь плодах стабильна и не зависит от вышеназванных факторов.
9. В условиях антропогенного загрязнения садовых почв фосфо-
ром, тяжелыми металлами для почвенной и листовой диагностики ре-
комендуется использовать соотношение fj- • -^ ..при решении воп-
росов о целесообразности применения удобрений, фунгицидов, а так-
же разработки защитных мероприятий. • • . "..-•'
По материалам диссертации опубликованы следующие работы:
1. Диалло А., Кукушкин В.К.,. 1!аумов В.Д., Пельтцер А,С. .
Сорбция цинка почвами при внесении фосфора и меди // Известия
ТСХА. •- М.,.1990. - # 3. - С. Ь4-90. .'• . . '
2. Наумов В.Д., Диалло А,, Тарасов В.М., Гаврилюк Н.Е.
Содержание макро- и микроэлементов (Р, К, С , ) в почве ве-
гетационного опыта с яблонеЛ // Сборник ТСХА: Состав, свойства
и плодородие почвы. - М., I&90 С.103-109.

Объем Vji п л Заказ 752 Тираж 100
Типография Московской с-х академии имени К А Тимирязева
127550, Москва И-550, Тимирязевская ул, 44

Бесплатно

782.влияние свойств лугово черноземных почв и высоких доз макро- и микроудобрений на содержание и трансформацию в них меди и цинка при много

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (19)

Similar to 782.влияние свойств лугово черноземных почв и высоких доз макро- и микроудобрений на содержание и трансформацию в них меди и цинка при много

Similar to 782.влияние свойств лугово черноземных почв и высоких доз макро- и микроудобрений на содержание и трансформацию в них меди и цинка при много (20)

More from Иван Иванов

More from Иван Иванов (20)

782.влияние свойств лугово черноземных почв и высоких доз макро- и микроудобрений на содержание и трансформацию в них меди и цинка при много