| 9Аня | Дата: Вторник, 12 Марта 2013, 21:24 | Сообщение # 1 |
Сообщений: 3
Статус: 
| ВЛИЯНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ ЗЛАКОВЫХ РАСТЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ ПШЕНИЦЫ)
Долгое время считалось, что для нормального роста и развития растений помимо так называемых «органогенов» - углерода, водорода, кислорода и азота - необходимы только шесть минеральных, или зольных, элементов: фосфор, калий, кальций, магний, сера и железо.
В дальнейшем была обоснована необходимость для роста растений помимо указанных десяти еще целого ряда микроэлементов. К ним в первую очередь относятся бор, марганец, цинк, медь и молибден.
С помощью микроэлементов, используемых в качестве биостимуляторов роста и развития злаковых растений с учетом мест их произрастания и физиологических потребностей, можно значительно увеличить урожайность злаковых, в частности пшеницы.
Микроэлементы содержатся в растениях в незначительных количествах. Однако недостаток, как и избыток многих микроэлементов, вызывает, неблагоприятные последствия для роста и продуктивности растений, что сказывается на обеспечении человека и животных полноценным питанием определенного качественного состава. В связи с этим проблема снабжения растений микроэлементами все больше приобретает общебиологическое значение.
Целью нашей работы стало исследование влияния меди, марганца и цинка на рост и развитие злаковых культур на примере пшеницы.
Материал и методы
Опыты проводили при постоянной температуре воздуха. Всего было посажено 250 семян. Растения обрабатывали растворами сернокислой меди, марганца и цинка в концентрации 0,1 г/л по металлу. Отбор проб осуществляли по мере вступления растений в новую фазу развития.
Микроэлементы определяли методом атомно-абсорбционного анализа на атомно-абсорбционном спектрофотометре «Нй^Ы 180-50». Метод основан на количественном анализе по спектрам поглощения, находящимся в определённой функциональной зависимости между концентрацией элемента в поглощающем слое и одним из параметров, характеризующим линию поглощения.
У пшеницы имеются критические точки роста и развития, когда она особенно сильно нуждается в микроэлементах. Растения могут иметь не один, а два или несколько критических периодов, связанных с их потребностью в том или ином химическом элементе. Если одним из критических периодов являются ранние этапы роста, то очень перспективным оказывается метод предпосевной обработки семян в растворах микроэлементов. Если же таких периода два - один на более раннем этапе развития, другой на
более позднем, - то наиболее эффективным может оказаться сочетание метода предпосевной обработки семян и внекорневого питания этим элементом. Нам удалось проследить рост и развитие растения до фазы колошения. За это время был выявлен один критический период в развитии пшеницы, когда она нуждается в меди и цинке - фаза кущения. Эта фаза характеризуется закладкой и развитием вегетативных органов: побегов (придаточных корней и боковых побегов), а также узла кущения. Заключительный этап фазы всходов - это критический период в развитии пшеницы, когда растение нуждается в повышенном содержании марганца в почве. Этот период наблюдался на 8 день опыта.
Количество микроэлементов, потребляемых растением на определенной стадии развития, объясняется фазами вегетации выращиваемой пшеницы. Первые отборы проб (в 1, 3 и 4 день после обработки семян микроэлементами) состоялись на фазе всходов, когда развитие проростков пшеницы происходит за счет использования запасных питательных веществ эндосперма, а также необходимой почвенной влаги для превращения их в усвояемую форму. Вероятно, поэтому на этой стадии проросток не нуждается в дополнительной подкормке микроэлементами. На 4 день у всходов появились корешки, благодаря которым растение смогло усваивать из среды все необходимые компоненты. С этого момента начинается постепенное увеличение концентрации в растении изучаемых микроэлементов. До образования корешков большая часть микроэлементов поглощалась пшеницей в основном из эндосперма. С появлением корней питание развивающегося растения в основном происходит за счет минеральных и органических веществ почвы.
Через несколько дней после всходов растения пшеницы образуют 3-4 листа. С этого момента рост стебля и листьев замедляется и начинается фаза кущения. Процесс кущения представляет собой образование побегов из подземных стеблевых узлов. Эта фаза приходится на 17 день опыта. В процессе роста и развития растение начинает поглощать микроэлементы из почвы все в большем количестве. Это объясняется возрастающими потребностями растения, которые связаны с интенсификацией роста, повышенной активностью обменных процессов и фотосинтеза.
На 17 день после отбора проб растение было помещено в неблагоприятные условия (прекращен полив, укорочен световой день и т. д.), т. е. было нарушено его полноценное развитие. Последние пробы были отобраны на 54 день, когда растение вступило в фазу выхода в трубку. Эта фаза характеризуется удлинением междоузлий главного побега. Если фаза кущения заключается в образовании новых морфологических единиц (придаточных корней, боковых побегов) и сопровождается замедлением роста стебля и листьев, то фаза выхода в трубку сопровождается активными ростовыми процессами. На фазе кущения развивается узел кущения - своеобразная кладовая растения, где накапливается основное количество питательных веществ, главным образом углеводов. Установлено, что гибель узлов кущения неизбежно приводит к гибели всего растения [1], поэтому на этой фазе так важно, чтобы растение получало достаточное количество необходимых веществ из окружающей среды. Фаза выхода в трубку обычно сопровождается снижением количества исследуемых микроэлементов.
Применение сернокислой меди в концентрации 0,1 мг/л меди привело к интенсификации роста растения на всех стадиях развития по сравнению с контролем и составило примерно 9 % к концу опыта. На фазе всходов (первые три точки отбора проб) развитие проростков пшеницы происходит за счет питательных веществ эндосперма.
На 4 день у пшеницы появились корешки, и с этого момента до 8 дня опытная пшеница прибавила в росте на 3 см больше, чем контрольная. Высота пшеницы резко увеличивается на 17 и 54 день. Контрольное растение вырастает за этот период времени на 23 см, а опытное - на 29 см. Такой большой скачок в росте можно объяснить тем, что на 17 день приходится фаза кущения, которая характеризуется замедлением темпов роста, а последующая фаза - выхода в трубку - активными ростовыми процессами. Таким образом, сернокислая медь в концентрации 0,1 мг/л меди оказывает положительное влияние на интенсивность роста развивающейся пшеницы. Таким образом, с появлением корешков развивающаяся пшеница начинает усиленно поглощать микроэлементы из окружающей среды, что подтверждается увеличением концентрации микроэлементов в изучаемом растении.
Под действием сернокислой меди наблюдается не только активный рост пшеницы, но и интенсивное развитие новых вегетативных органов -корней, листьев, междоузлий. Появление корешков и первых листьев в контрольной пшенице происходило позже, чем в опыте. Даже если появление корешков происходило одновременно и в контрольных, и в опытных образцах, то затем в опытных образцах развитие корневой системы шло несколько быстрее. Так, на 5 день опыта в пробе, обработанной сернокислой медью, у растений было по 4-5 корешков, а в контрольной пробе -по 3-4. Когда появились листья, то их размеры в опытных и контрольных пробах отличались примерно на 1 см в пользу опытных образцов. Все это свидетельствует о том, что подкормка растений микроэлементами обеспечивает ускорение их роста и развития. Такой эффект достигается за счет специфического значения микроэлементов для жизни растения: они входят в состав большого количества ферментов, тем самым активируя процессы дыхания и фотосинтеза.
Для того чтобы лучше проанализировать динамику накопления микроэлементов в пшенице под воздействием сернокислой меди, марганца и цинка в концентрации 0,1 мг/л по металлу, необходимо рассмотреть содержание этих микроэлементов в контрольной пробе (табл.).
Содержание микроэлементов в развивающейся пшенице в контрольной пробе, мг/кг сухого вещества
Сутки после обработки Медь Марганец Цинк
1 5,60 25,30 14,29
3 3,36 13,9 10,49
4 0,79 12,40 8,39
8 1,59 29,10 16,52
17 3,98 21,50 22,89
54 3,15 41,20 22,01
Из таблицы видно, что содержание меди в растениях в первый день выше, чем в последующие дни - 5,6 мг/кг. Затем концентрация меди резко уменьшается до 0,79 мг/кг, а с 8 дня происходит увеличение ее содержания, но количество этого элемента все же не достигает первоначального значения. По аналогичной схеме идет накопление цинка. Динамика марганца в развивающейся пшенице несколько отлична от цинка и меди. Здесь можно отметить его высокое содержание на 8 день, после чего идет спад, а на 54 день наблюдается самое высокое содержание марганца - 41,2 мг/кг.
В контрольной пробе изучаемые микроэлементы в развивающейся пшенице располагаются следующим образом: Мп > 2п > Си. Под действием солей металлов происходит их перераспределение на фазе кущения и выхода в трубку: 2п > Мп > Си. Это говорит о том, что соли металлов выступают в роли антагонистов в отношении марганца и вытесняют его на 2 место после цинка.
Во всех исследуемых пробах по меди и цинку наблюдается следующая тенденция: содержание элементов возрастает, достигая своего максимума на фазе кущения, после чего оно начинает уменьшаться. Для марганца выявлены такие закономерности: как в контрольных, так и в опытных образцах в наибольшей степени он накапливается на фазе всходов и выхода в трубку.
Как отмечалось ранее, эти дни являются критическими периодами в развитии растений, подтверждение этого - резкое увеличение концентрации всех элементов в этот период примерно в 2 раза.
Интенсивность поглощения элементов растением усиливается при подкормке растений сернокислой медью и снижается при обработке сернокислым цинком. При этом скорость роста и развития растения в пробах, обрабатываемых солями металлов, была выше, чем в контроле.
Заключение
Растение извлекает нужный ему элемент из почвы избирательно. Это зависит от потребности растения в данном микроэлементе и от его доступности, которая определяется формой его нахождения в почве. Регуляция форм подвижности микроэлементов в почве может быть очень полезна в сельском хозяйстве, потому как недостаток этих веществ ведет к задержке роста растения, влияет на урожайность и может привести к гибели растения. Избыток же может дать нежелательный эффект и привести к интоксикации растения.
В Астраханской области посевы пшеницы производятся в основном на аллювиальных дерновых почвах. Они характеризуются высоким содержанием подвижной меди - 1,56 мг/кг. Для того чтобы избыток меди не сказался негативно на растении, можно привнести в почву фосфаты, понижающие доступность меди для растений. На песчаных слабогумусирован-ных почвах наблюдается недостаток цинка, поэтому цинк, связанный чаще всего с органическим веществом, можно перевести в более подвижное состояние, обеспечив растению оптимальный уровень питания этим элементом.
Применение сернокислых марганца, цинка и меди, а также своевременное высвобождение этих микроэлементов из недоступной для растения формы или, наоборот, их связывание при их избыточном содержании в почве могут оказать положительное воздействие на рост и развитие злаковых культур, их урожайность и качество продукции. Если на ранних этапах развития злаковые могут обойтись без дополнительных микроэлементов и им хватает собственных запасов, то в фазе кущения они нуждаются в увеличении в почве концентрации этих микроэлементов.
|
|
| |
