Влияния бора на прорастания рапса

 

                                                                             Продолжение таблицы 4

200	15,3	38	-20
300	11,7	29	-29
500	6,7	17	-41
НСР05	1,8

 

Анализируя данные таблицы, мы видим, что с увеличением концентрации Zn в растворе  уменьшается число проросших семян растений. Раствор с концентрацией цинка 20 мг/л вызвал уменьшение количества проросших семян на 8 % по сравнению с вариантом на контроле. Концентрации растворов ацетата цинка 100, 200, 300 и 500 мг/л снизили прорастание семян рапса на 16, 20, 29 и 41 % соответственно. Эти данные показывают, что в фазу прорастания семян растения довольно чувствительны к высоким концентрациям элемента. Предельно допустимые концентрации цинка в растворе для семян рапса составляют 20-50 мг/л.

       В то же время по результатам опыта, установлено, что применение растворов ацетата цинка всех исследуемых концентраций оказывает ингибирующее действие на развитие зародыша семени в начальный период. Длина ростка и корешка семян уменьшалась с увеличением концентрации микроэлемента в растворе.  При концентрациях 20-50 мг/л длина проростка снижалась на 33-39 %, корешка на 47-60 %  таблица 4.

Таблица 4 – Влияния цинка на биометрические показатели проростков семян рапса (лабораторный опыт, 2012 г.)

 

Длина, см	Концентрация  цинка, мг/л							НСР0,5
	0	20	50	100	200	300	500
ростка	3,3	2,2	2,0	1,1	0,9	0,9	0,5	0,45
корешка	3,8	2,0	1,5	0,4	0,4	0	0	0,31

      Дальнейшее увеличение концентрации элемента приводило к прямо пропорциональному снижению биометрических показателей. Например, в варианте с концентрацией цинка 20 мг/л длина проростков снижается на 33 %, в варианте с концентрацией цинка 100 мг/л – на 70 %, а в варианте с максимальной концентрацией цинка 500 мг/л – на 84 % по сравнению с контролем.

       Аналогичная закономерность наблюдается при изучении длины корешка, т.е. наибольшая величина данного показателя отмечается на контроле, а в вариантах с концентрацией цинка 300 и 500 мг/л корешки отсутствуют рисунок 1.

 

 

Рисунок 1 −Зависимость  длины проростков рапса от концентрации цинка в растворе (лабораторный опыт, 2012г.)

 

Таким образом, проведенные исследования показали необходимое участие цинка в  процессах начального роста растений, а также его токсичность в зависимости от его концентрации.

 

 

3.2 Влияние высоких концентраций бора на прорастание семян рапса

ярового

 

       Поскольку высокие концентрации подвижного бора в почве могут оказать определённое влияние на прорастание семян, нами был изучен этот вопрос в специальных лабораторных опытах.

      В опыте 2009 г  при проращивании семян рапса использовали растворы буры, концентрация бора в которых изменялась от 2 до 20 мг/л. Следует отметить, что ПДК бора для поливной воды составляет 0,5-0,7 мг/л. Результаты лабораторного опыта  представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 – Зависимость количества проросших семян рапса от концентрации бора в растворе (лабораторный опыт, 2009 г.)

  

     Данные опыта показали, что с увеличением концентрации бора до 15 мг/л количество проросших семян рапса изменилось незначительно. Только раствор с концентрацией бора 20 мг/л вызвал уменьшение количества проросших семян на 10 % по сравнению с вариантом на контроле.

         В лабораторном опыте  2010 г использовали очень высокие концентрации элемента: от 20 до 1000 мг/л таблица 5.

    Таблица 5 – Влияние высоких концентраций бора на прорастание семян рапса (лабораторный опыт, 2010 г.)

 

Концентрация  бора, мг/л	Среднее количество проросших семян, шт.	Количество проросших семян, %	± к контролю
0	46,7	78	_
20	41,0	68	-10
50	33,3	56	-22
100	25,3	43	-35
1000	0	0	-78
НСР05	3,9

     

      Данные показывают, что количество проросших семян рапса снизилось при концентрации B в растворе 20 мг/л, а при концентрации 50 мг/л уменьшилось на 22 % по сравнению с контрольным вариантом. Концентрация раствора буры 100 мг/л снизила прорастание семян рапса на 35 % . При этом на проростках  рапса были чётко видны признаки угнетения от бора в виде пожелтения и хлороза. Очень высокое содержание бора (1000 мг/л) привело к гибели семян. Эти данные показывают, что в фазу прорастания семян растения довольно устойчивы к повышенным концентрациям элемента. Однако содержание бора 20 мг/л уже оказывала угнетающее воздействие. Предельно допустимые концентрации бора в растворе для семян рапса составляют 10-15 мг/л, доза 1000 мг/л являлась для семян летальной рисунок 3.

 

Рисунок 3 – Влияние высоких концентраций бора на прорастание семян

                    ярового рапса (лабораторный опыт, 2010 г. фото М. Дружининой)

 

3.3 Влияние  высоких концентраций бора в  почве на величину

надземной массы рапса

 

      Как указывалось в обзоре литературы, исследования по влиянию высоких доз бора на рапс не проводились. В то же время в Омской области большие площади почв имеют избыточные для ряда сельскохозяйственных культур концентрации бора.

     Для изучения влияния бора на рапс в 2009-2010, 2012 гг. году были проведены вегетационные опыты, в которых выращивали культуру при искусственном борном засолении лугово-чернозёмной почвы. Дозы бора изменялись от небольшой (2 мг/кг) до высоких и очень высоких (5-25 мг/кг).

      Результаты опыта показали, что с увеличением концентрации бора в почве до 25 мг/кг, величина надземной массы растений в фазу 4-5 листьев не изменялась, а в варианте B₁₅ даже увеличивалась в таблице 6.

  

 

Таблица 6 – Влияние высоких концентраций подвижного бора в лугово-

чернозёмной почве  на величину надземной массы рапса  ярового (вегетационный опыт, 2009-2012 гг.) 

Вариант	2009 г		2010 г		2012 г
	Надземная масса		Надземная масса		Надземная масса
	г/сосуд	%	г/сосуд	%	г/сосуд	%
0	4,71	100,0	3,43	100	5,13	100
B2	4,43	94,1	-	-	-	-
B5	5,15	109,3	3,87	112,8	5,44	106
B10	4,98	105,7	3,44	100,3	-	-
B15	5,93	125,9	-	-	6,63	129,2
B20	4,81	102,1	3,95	115,2	-	-
B25	-	-	3,49	101,7	-	-
HCP05	0,59	-	0,56	-	0,57	-

 

    Результаты показали, что с увеличением концентрации бора в почве до 15 мг/кг происходило  увеличение надземной массы рапса. В варианте В₁₅ биомасса его в разные годы была выше на 26 - 29 % по сравнению с контролем.

   Таким образом, в вегетационных опытах было установлено, что рапс обладает высокой устойчивостью даже к сильному борному засолению почвы. Поэтому  при возделывании его на почвах с высоким содержанием бора  урожайность культуры не будет снижаться.

 

3.4 Поступление  бора в надземную массу рапса  в зависимости от его

концентрации  в почве

 

      Бор является элементом с высоким потенциалом накопления в растениях. Как показано Э.Д. Орловой,  Ю.А. Азаренко /26/ концентрации микроэлемента в растениях, выращиваемых при высоких дозах бора, резко возрастают, т.е. бор является элементом с безбарьерным типом поглощения растениями. Поступление бора в растения рапса было изучено в опытах 2009  и 2012 гг.

       Для характеристики поступления элемента в растения были рассчитаны коэффициенты накопления (КН) как отношение содержания микроэлемента в надземной массе растений варианта  с применением бора к содержанию элемента в растениях на лугово-чернозёмной почве таблица 7.

 

Таблица 7 – Содержание бора в надземной массе рапса в зависимости от дозы применения микроэлемента (вегетационные опыты, 2009, 2012 гг.)

                                        

Вариант	2009 г.		2012 г.
	Бор в растениях, мг/кг	Коэффициент накопления бора, КН	Бор в растениях, мг/кг	Коэффициент накопления бора, КН
0	60,6	1,0	85,0	1,0
В2	121,2	2,0	−	−
В5	189,6	3,1	326,8	3,8
В10	290,8	4,8	−	−
В15	−	−	650,3	7,7
В20	542,3	8,9	−	−

    

    Результаты исследований показали, что содержание бора в надземной массе рапса на лугово-чернозёмной почве было довольно высоким, что связано со значительной потребностью микроэлемента культурой. Концентрация  бора в растениях возрастала при увеличении его доз в 2-9 раз.

     Концентрации микроэлемента в надземной массе достигали очень высоких значений (291-650 мг/кг). При этом, однако, снижение биомассы культуры не наблюдалось. Следовательно, концентрация бора в рапсе 540-650 мг/кг в фазу 4-5 листьев не являлась токсичной. Корреляционный анализ показал наличие сильной зависимости поступления бора в биомассу рапса от концентрации его в почве: r=0,85 , n=8 . Тесная корреляция между содержанием бора в почве и растении характеризует его как элемент с высоким потенциалом накопления рисунок 4.

 

 

Рисунок  4 – Влияние высоких доз бора на поступление его в надземную массу рапса (2009, 2012 гг.)

 

    Таким образом, рапс, как и другие исследуемые культуры, способен накапливать высокие концентрации микроэлемента при борном засолении почвы в условиях оптимального увлажнения. Однако во взрослых растениях, имеющих большую массу, содержание элемента будет значительно меньше. На основании проведенного опыта установлено уравнение регрессии, связывающее содержание бора в растениях (у, мг/кг) с его дозой в почве (х, мг/кг) в формуле (1).

                   

 у= 27,31х + 88,73 (r=0,85)                                             (1)

 

     Анализ уравнения свидетельствует о том, что увеличение дозы бора в почве на 1 мг/кг вызывало возрастание его количества в растительной массе в фазу 4-5 листьев на 28 мг/кг.

 

3.5 Влияние  высоких концентраций бора на  содержание кальция и

соотношение Сa:B

 

        Поступление бора в растения и их устойчивость к токсическому воздействию элемента зависит от содержания кальция в питательной среде и биомассе растений. Кальций очень важен для нормального развития растений. Он влияет на обмен углеводов и белковых веществ. Потребность в кальции проявляется в самые ранние сроки роста, он необходим для построения растения. Отсутствие кальция подавляет переработку и усвоение запасных питательных веществ (крахмала, белков), которые используются проростками, молодыми листьями и растущими побегами. Это может привести к усыханию молодых растущих частей растения и затем к гибели всего растения /37/.

    Кальций регулирует водный баланс, связывает кислоты почвы, обеспечивает нормальные условия для развития корневой системы растений, улучшает растворимость многих соединений в почве. Он способствует поглощению растениями важных элементов питания, влияет на доступность растениям ряда макро- и микроэлементов. При увеличении количества кальция в почве возрастает поступление в растение ионов аммония, молибдена, но снижается подвижность марганца, цинка, бора. Недостаток катионов кальция в почве приводит к повышению кислотности почвенного раствора (если только почва не засолена — не содержит избыток натрия). Повышенная кислотность почвы ухудшает рост корней и их проницаемость. Кальций участвует в других важных биохимических процессах растения: способствует транспортировке углеводов в растениях; укрепляет стенки клеток и скрепление их друг с другом; способствуют развитию корневой системы; необходим для развития листьев; повышает устойчивость растений к некоторым заболеваниям; стимулирует активность клубеньковых бактерий, фиксирующих азот из воздуха.