Введение к работе
' Актуальность темы. Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года, утвержденными XXVII съездом КПСС, намечено значительное, увеличение производства продовольствия и сельскохозяйственного сырья с целью дальнейшего повышения уровня жизни народа. Для успешного решения этой задачи необходим комплекс мер, в том числе по повышению почвенного плодородия и использованию стимуляторов роста растений.
Одним из факторов плодородия почвы является ее стимулирующая способность, которая может регулироваться введением в почву биологически активных препаратов и оцениваться по интенсивности биологической активности системы почва.— растение. Важнейшим показателем биоло-гнческоїГ" активности- системы почва — растение является интенсивность поглощения ею кислорода. До настоящего времени использование такого способа оценки было ограничено в связи с методическими трудностями. С использованием предлагаемого нами метода измерения скорости поглощения кислорода почвой с корнями нетравмированного растения можно проводить указанные наблюдения в течение рассадного периода растений, когда протекает важнейший этап их формирования. Это дает возможность относительно быстро проводить отбор регулирующих воздействий на стимулирующую способность почвы по величине интенсивности поглощения кислорода системой почва — растение с целью повышения урожая сельскохозяйственных культур.
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований, было установление возможности использования скорости, поглощения кислорода системой почва'—растение для оценки способов регулирования стимулирующей способ-' «ости почвы путем введения в нее препарата Снмбионт-2. В связн.с этим были поставлены следующие задачи:
1) Установить принципиальную возможность измерения' скорости, поглощения кислорода почвой с корнями в месячном возрасте растений.
-Я-2
-
Определить наиболее эффективную дозу- вносимого в почву препарата Снмбнонт-2.
-
Выяснить особенности, действия стимулятора Симбн-онт-2 на различных почвах и грунтах.
-
'Провести измерения стимулирующей активности почвенного раствора при внесении стимулятора Симбионт-2 в почву.
-
Установить связь между колебаниями скорости поглощения кислорода системой почва — растение, вызванными поливом почвы стимулятором Симбионт-2,. и урожаем.
Научная новизна. Впервые изучено поглощение кисло-
рода почвой с развившимися в ней корнями нетравизирован
ного растения.-Это дает возможность оценивать состояние
системы почва—растение в зависимости от .различных воз
действий, в том числе и при введении стимулятора Симби-'
окт-2 в почву, который ранее применялся только для за-
мочки семян. Выявлена наиболее оптимальная концентра-
ция препарата Симбионт-2 для полива почвы с растениями
в фазе проростков. Установлено достоверное взаимодейст
вие питательного раствора (фактора питания) с биостиму
лятором Симбионт-2. По дыханию семян пшеницы обнару*
жено положительное действие внесення в почву стимулято
ра Симбнонт-2 на. усиление стимулирующей активностн-
почвенного раствора. Установлено достоверное влияние вве
дения в почву 2-сантиметровой прослойки сшшкагеля, за- -
моченого в биостимуляторе Снмбионт-2, на поглощение кис
лорода системой почва — растение. —
. Практическая значимость. Предложенный метод дает-
возможность определять оптимальные концентрации биоло-. '
гическн активных препаратов при внесении их в почву 'по
интенсивности поглощения кислорода системой -почва*—рас
тение в рассадный период. Полив тепличных грунтов с про
ростками огурцов раствором стимулятора Симбионт-2 в-
концентрации 0,00001 от исходной в условиях деляночных
опытов способствовал достоверному повышению урожая.
Этот способ применения стимулятора Симбионт-2 поэволя- -
ет повышать урожай растений без капитальных затрат.
Апробация работы и публикации. Результаты иоследо- -
ваний доложены на двух научных конференциях ТСХА (де
кабрь, 19S3 г. и декабрь, 1984 г.) и двух научных конфе
ренциях молодых ученых ТСХА (июнь, 1984 г. и июнь,
1985 г.). По материалам диссертации опубликовано 2 ста--
тьи. -
Объем работы. Диссертация изложена на 157 ст.р, машинописного текста, включает 24 таблицы, 13 уравнений, - 6 фотографий, 2 рисунка. Состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и приложе-'
2. -.--
ннй. Список использованной литературы включает 225 наименований* из них 36 на иностранных языках.
Объекты исследований. В качестве объектов исследований были использованы почвы: 1) чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистый, пахотный горизонт 0—25 см; 2) чернозем типичный малогумусный среди есугл инистый, пахотный горизонт 0—30 см; 3—4) торфоблоки для выращивания рассады растений; 5) рассадная торфосмесь. Краткая характеристика их физических и химических свойств представлена в таблице 1.
Таблица 1 Краткая характеристика использованных почв
Общая гористость, % к объему почвы
* Полная влагоемкость.
В таблице 2 представлена обеспеченность растений элементами питания в использованных почвах.
Таблица 2
Обеспечение растении элементами питания в использованных почвах (с учетом внесенных питательных растворов), мг/100 г сухой почвы
'При проведении исследований использовались растения огурцов (гибрид ТСХА-211) и томатов (сорт Премьер), которые рекомендованы для возделывания в защищенном
грунте, а также семена пшеницы (сорт Мнроновская-808, элита).
Методика проведения исследований. Исследования были проведены в лабораторных условиях путем постановки модельных опытов, в которых изучали влияние двух или трех-факторов (биостимулятора Симбионт-2, питательного раствора, растения) на интенсивность поглощения кислорода системой почва — растение в рассадный период. Для проверки влияния введения стимулятора Симбионт-2 в почву на урожаи огурцов было проведено два проверочных деля-. ночных опыта в теплицах.
Для работы с месячными растениями огурцов и томатов модифицированный аппарат Варбурга (Н. Н. Игнатьев, 1972) не пригоден. Поэтому был использован прибор для измерения скорости поглощения кислорода почвой и корнями нетравмировзнного растения (Заявка на изобретение „N» 3768370/30—'15, приоритет от 12.07.1984 г., решение о выдаче а. с. от 29.01.1986 г.). Он позволяет проводить многоразовые измерения с одним и тем же объектом, исключив операцию отрезания стебля перед опытом. Измерения проводили при температуре воды в ванне аппарата Варбурга 25С. Объемы кислорода приводили к 0С и нормальному давлению. Одновременно измеряли дыхание почвы без растений. Скорость поглощения кислорода выражали- в миллилитрах на 1 кг абсолютно сухой почвы за 1 час Окончательные результаты измерений представлены в таблицах округленными согласно правилу, приведенному- у В. ІО. Урбаха (1964). Повторность измерений — 6-кратная.
Определение физических и химических свойств исследуемых почв проведено общепринятыми методами (Практикум по почвоведению, 1980). Для черноземов содержание подвижных форм азота определено в водной вытяжке (аммиачный .— с помощью реактива Несслера, нитратный — с использованием дисульфофеноловой кислоты), а фосфора и калия в вытяжке 0,5 и уксусной кислоты по методу Чи-рикова (Агрохимические методы неследования почв, 1975), Агрохимические анализы торфяных почв проведены по методике, принятой в овощеводстве защищенного грунта (Методические указания ..., 1973). Подвижные формы элементов питания определялись в водной вытяжке: нитратный азот с использованием дисульфофеноловой кислоты, аммиачный азот с помощью реактива Несслера, фосфор с помощью смешанного реактива. Повторность определений 2—4-кратная. Агрохимические анализы тепличных грунтов тсолхоза «Память Ильича» и п/х «Березовое» Московской области, при проведении полевых опытов, были сделаны
Московской областной агрохимической лабораторией по обслуживанию защищенного грунта.
В каждом из -проводимых опытов сосуди выравнивались по внутреннему объему и заполнялись одинаковым количеством (в пересчете на абсолютно сухую массу) почвы, которая увлажнялась до 25 пористости аэрации. В зависимости от опыта через 1—5 дней после увлажнения почвы в нее высевали проросшие семена растений (I семя па сосуд). Семена предварительно замачивались 30 мни при температуре 35С в дистиллированной поде или растворе стимулятора, подсушивались 30 мин на воздухе в теин и ставились на проращивание в чашки Петри при температуре 25С. Семена огурцов перед высевом в почву проращивались 24 часа, а семена томатов — 7 суток. Параллельно вариантам с растениями в каждом опыте били использованы варианты без растений. Начиная с -1—7-дневного возраста проростков в течение 4 дней подряд в почву в соответствующих вариантах вносили 35—45 мл раствора стимулятора Снмбнонт-2. Путем полива пористость аэрации доводилась до 20% от объема почвы и гіохієрживалась на этом уровне в течение всего опыта (трехразовым поливом в течение дня). В остальных вариантах поливы в тс же сроки и таким же количеством проводили дистиллированной водой или питательным раствором Кнопа или Алиева. Использование питательных растворов связано с тем, чтобы выяснить роль питания растений в связи с действием стимулятора Симбионт-2..- Количество питательного раствора учитывалось. В соответствующих вариантах в дни полива стимулятором последний разводился в питательном растворе.
При разработке схем опытов была использована методика математического- планирования эксперимента (В. Н. Максимов, В. Д. Федоров, 1969; И. А. Рубанов и др., 1973; Н. Н. Игнатьев, Л. И. Передкова, 1977). Результаты опытов представлены в таблицах и в виде уравнений, предназ-. наченных для работы с кодированными независимыми переменными. В уравнения можно подставлять значении независимых переменных только в кодированном виде. Каждый член уравнения отражает вклад фактора в наблюдаемый выход процесса, а нелинейные члены типа XjX2 отражают взаимодействие факторов. В каждом уравнении над независимыми переменными представлены' их пределы колебаний {нижний -и верхний уровни), а под каждым коэффициентом регрессии — соответствующие им значения фактических критериев Стьюдеита (t$.). Фактические критерии Фишера (F*) для уравнений рассчитывались согласно рекомендациям (И. Д. Политова, 1972). Они характеризуют' достоверность уравнения в целом.
Микробиологический анализ почвы в опыте с типичным черноземом проводили в трехкратной повторності!. На крах-. малоаммиачном агаре (КЛЛ) определяли численность микроорганизмов, использующих минеральную форму азота; на мясопепгонном агаре (МПЛ) .— микроорганизмы, использующие азог органических соединений. Количество микроскопических грибов определяли на подкисленной среде Чапека — Докса (Е. 3. Теппер и др., 1972).
Определение активности фермента каталазы в том же
опыте проводили газометрнческим методом Л: Ш. Галстя-
на (Ф. X. Хаэиев, 1976). -;
Изучение стимулирующего действия растворов биостимулятора Снмбнонт-2 и почвенных растворов (выделенных из торфа с помощью шприца) проводили по дыханию семян пшеницы. Для этого 3 г семян замачивались 10—20 сёк в 7 мл исследуемого раствора, подсушивались 1 час на'' воздухе в тени и проращивались в чашках Петри при температуре 25С. Измерение интенсивности поглощения кислорода проросшими семенами проводили через 24 часа на аппарате Варбурга на манометрах с коническими сосудиками. Перед закрытием кранов на манометрах сосуды 30 мин выдерживали в ванне для доведения их до постоянной температуры 25С. Экспозиция опыта затем составляла 15 мин. Скорость поглощения кислорода выражали в миллилитрах на 1 кг абсолютно сухих семян за 1 час. Повторность измерений — 6-кратная.-
Стимулирующая активность почвенного раствора изу
чалась также по дыханию системы почва — растение (пос
ле замочки семян огурцов в почвенных растворах и выра
щивания огуречных растений в стеклянных стаканчиках
объемом 40 мл). Интенсивность поглощения кислорода поч
вой с корнями семидневных проростков и без них (в конт
роле) определяли на аппарате Варбурга с использовани
ем .модифицированного сосудика (Н. Н. Игнатьев, 1972)-.
Перед измерением надземную часть растений срезали, а
стаканчики с почвой и корнями ставили в .модифицирован
ные сосудики аппарата Варбурга. Сосудики в ванне дово
дились до постоянной температуры 25 С в течение 1 часа.
Экспозиция опыта составляла 1 час. Повторность опреде
лений— 6-кратная. Скорость поглощения кислорода вы
ражали в миллилитрах на I кг абсолютно сухой почвы за
1-. час. *
