АГРОХИМИЯ, 2007, № 3, с. 57-60
Агроэкология =
УДК 631.432:58111:633.31
ИЗУЧЕНИЕ БИОГЕННОЙ МИГРАЦИИ ВЕЩЕСТВ В ФИТОЦЕНОЗЕ ЛЮЦЕРНЫ
© 2007 г. Т. Я. Гехаев
Грозненский государственный нефтяной институт им. М.Д. Миллионщикова 364051 Грозный, пл. Орджоникидзе, 100, Россия Поступила в редакцию 27.08.2006 г.
Исследование конденсатов эвапотранспирации в фитоценозе люцерны показало, что в среднем они содержали различные ионы минеральных питательных веществ: КН+ - 0.30, К+ - 0.10, - 0.38, Са+ -
0.32, Mg+ - 0.20, С1- - 0.60, 804 - 0.44, НС03 - 1.70, Ш3 - 0.12, Н2Р04 - 0.04, в сумме - 4.20 мг/л.
ВВЕДЕНИЕ
Переход ионов солей в атмосферу с эвапо-транспирационными парами рассматривается как одно из звеньев солевого обмена в системе почва-растение-атмосфера.
В настоящее время установлено, что при испарении растворов соли мигрируют вместе с парами воды, причем эта миграция избирательна [1-4]. Причиной избирательной миграции авторы считают сорбционные процессы в поверхностной пленке раствора. Полагая, что процессы адсорбции на оболочке воздушного пузырька и на твердых адсорбентах следуют одним и тем же законам, можно объяснить избирательный переход различных катионов и анионов.
Перенос молекул воды через устьичные щели при транспирации происходит, главным образом, не в газовой фазе, а в адсорбированных слоях на поверхности устьичных пор [5].
По данным Немерюка [4], пары, выделяющиеся из растений при транспирации, представляют собой сложную дисперсную систему, состоящую из молекул воды, газообразных веществ и ионно-солевых частиц величиной порядка 10-8 см. Суммарное содержание всех исследованных ионов в коденсатах транспирационных паров колеблется в пределах 6-19 мг/л.
Экспериментальные данные, полученные Май-рамуковой [6] в условиях полевых опытов, также свидетельствуют о выносе минеральных веществ в виде ионов различными культурными растениями при транспирации.
Цель работы - исследование потерь минеральных веществ с парами воды в атмосферу растениями люцерны в процессе их вегетации в условиях орошения.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Для решения поставленной задачи были проведены исследования на поле люцерны Урус-Мартановского госсортучастка Чеченской Республики на маломощном карбонатном черноземе в течение вегетационного периода 1993 г.
Конденсацию паров, испаряющихся из почвы и растений, проводили по методу Немерюка [7] под колпаками, представляющими собой каркас (70 х 80 см) из алюминиевых угловых планок высотой 105 см, покрытых плотной полиэтиленовой пленкой. Наверху колпака на специальной площадке помещается конденсатор паров, а полиэтилен скрепляется липкой пленкой для изоляции внутренней части прибора от окружающей среды. Конденсатор снабжен тремя карманами для сухого льда, которым они заполняются извне после установки прибора. Пары испаряющейся воды конденсируются в виде инея на внутренней части карманов, сообщающейся с воздухом под колпаком. Колпаки накрывали 0.56 м2 почвы.
Для сбора жидкого конденсата имеется специальный сборник, из которого вода после таяния инея выводится через трубку с резиновым наконечником с зажимом. Такая установка позволяет вести опыты продолжительное время на одном и том же месте. Время проведения опытов условно разделено на день (от 600 до 1800 ч) и ночь (от 1800 до 600 ч) для удобства сопоставления данных, полученных в светлое и темное время суток. Жидкие конденсаты после измерения объема хранили в полиэтиленовых сосудах. Химический анализ конденсатов проводили в короткий срок, в течение 7-10 сут после их сбора.
Химические анализы конденсатов проводили в лаборатории кафедры неорганической и аналитической химии Грозненского государственного нефтяного института с применением высокочувствительных методов, позволяющих анализировать
растворы с содержанием ионов от 1 до 20 мг/л. Ионы Са2+ определяли с помощью 0.001 н. трило-на в присутствии индикатора мурексида при рН 12.5. Чувствительность метода - 0.1 мг/л, ошибка - около 5%.
Сумму Са2+ + Mg2+ определяли также с помощью трилона, но с другим индикатором - хромогеном черным и аммиачной буферной смесью. Содержание Mg2+ вычисляли по разности. Определение ионов натрия и калия проводили на пламенном фотометре после 10-кратного концентрирования конденсатов путем выпаривания. Количество ионов аммония определяли калориметрически на ФЭК-Н-57 с применением реактива Несслера. Если содержание аммония в конденсате было велико, то его разбавляли водой.
При определении иона хлора применяли мер-куриметрический метод с использованием спиртового раствора. После концентрирования конденсата в 20 раз и более путем выпаривания его в термостойких стаканчиках прибавляли 2 мл этилового спирта. Доведя рН до нужной величины, титровали 0.005 н. раствором азотнокислой ртути, титр которой устанавливали в идентичных условиях. При определении хлора этим методом важное значение имеет величина рН титруемого раствора. Применение смешанного индикатора, в состав которого входят дефенилкарбазон и бром-феноловый синий, позволяет установить в испытуемом растворе необходимый рН, равный 3.03.5 [8].
Сульфатные ионы определяли нефелометри-чески с помощью ФЭК-Н-57. Исследуемый образец конденсата объемом 50-100 мл выпаривали досуха в термостойких стаканчиках. К сухому остатку добавляли 5 мл дистиллированной воды и 5 мл реактива-осадителя, хорошо перемешивали содержимое в стаканчике стеклянной палочкой, по истечении трех минут после этого проводили нефелометрирование. Осадитель - смесь этилен-гликоля, 5%-ного ВаС12 и 96%-ного этилового спирта (3 : 1 : 3). рН этой смеси доводили соляной кислотой до 2.5-2.8. Метод достаточно чувствителен и по точности не уступает другим существующим методам [9].
Ионы НС03 определяли ацидиметрически с обратным титрованием избытка 0.002 н. НС1 и 0.002 н. бурой после 10-минутного продувания воздухом, лишенным углекислого газа. В качестве индикатора применяли метиловый красный. Чувствительность метода высокая - 0.1 мг/л, ошибка - 0.5-3% [10].
Нитратные ионы определяли колориметрически с помощью дифениламина. Нитритные ионы -таким же путем, но с применением реактива Грисса.
Определение дигидрофосфатных ионов также проводили колориметрически с помощью молиб-деновокислого аммония и свежеприготавливае-мого хлористого олова. Образец конденсата концентрировали в 5-10 раз путем выпаривания.
Определение концентрации водородных ионов проводили на ламповом потенциометре со стеклянным электродом ЛПУ-01 [8].
Результаты исследований обрабатывали дисперсионным методом. Математическая обработка результатов исследований показала, что квадратичная ошибка от среднего т в случае определения КН+ колебалась в пределах 0.004-0.111, К+ - 0.002-0.044, - 0.002-0.124, Са2+ - 0.003-0.083, Mg2+ - 0.003-0.040, С1- - 0.004-0.100, 80^ - 0.0060.125, НС03- - 0.015-0.122.
Суммарный расход воды на поле люцерны за весь период вегетации в разных районах колебался в пределах 7500-9000 м3/га. Многолетними опытами Ставропольской ОМС, Сунженского ОМП Чеченской Республики и других установлено, что для получения высокого урожая сена люцерны (100-140 ц/га) за 4 укоса необходимо, чтобы влажность почвы в слое 0-100 см не опускалась ниже 70-75% ПВ. Для поддержания указанного уровня влажности почвы требуется 5-8 поливов оросительной нормой 4000-6400 м3/га [11].
В южной степи Украины в сухие годы для люцерны (при четырех укосах) средняя оросительная норма должна составлять 6000 м3/га или 80% суммарного водопотребления этой культуры, т.е. 7500 м3/га [12].
Транспирация растений, как составная часть суммарного водопотребления, составляет свыше 60% от общего количества влаги, расходуемой полем многолетних трав. Остальная часть (40%) идет на испарение с поверхности почвы. Суммарное водопотребление люцерны за вегетационный период составляет 10-11 тыс. м3/га [13].
Для создания урожая сена 200 ц/га люцерна расходует около 6000-8000 м3 воды [14].
По данным проведенных опытов, транспира-ционный коэффициент люцерны может быть принят равным 700-900 мм [15].
Средний урожай сена люцерны сорта Синяя гибридная в 1993 г. на Урус-Мартановском госсорту-частке Чеченской Республики составил 160 ц/га. Агротехнический фон был общий для всех испытываемых культур.Опыты по изучению миграции ионов с поля, занятого люцерной, проводили без применения удобрений.
ИЗУЧЕНИЕ БИОГЕННОИ МИГРАЦИИ ВЕЩЕСТВ В ФИТОЦЕНОЗЕ ЛЮЦЕРНЫ Содержание ионов в конденсатах эвапотранспирационных паров люцерны, мг/л
К+ №+ Са2+ Mg2+ С1- 802- Сумма
Дата НС0-3 да3 Н2Р04 катионов анионов ионов рН
День 15.05.93 0.33 0.12 0.42 0.33 0.15 0.62 0.46 1.69 0.13 0.05 1.35 2.95 4.30 5.50
Ночь 15.05.93 0.25 0.10 0.35 0.30 0.13 0.56 0.40 1.61 0.10 0.03 1.13 2.70 3.83 5.45
День 17.05.93 0.30 0.11 0.37 0.35 0.21 0.66 0.45 1.74 0.14 0.04 1.34 3.03 4.37 5.60
Ночь 17.05.93 0.28 0.08 0.34 0.28 0.20 0.58 0.42 1.66 0.09 0.03 1.18 2.78 3.96 5.53
Сутки 20.05.93 0.35 0.09 0.43 0.36 0.26 0.61 0.48 1.78 0.15 0.06 1.49 3.08 4.57 5.64
Сутки 21.05.93 0.29 0.10 0.37 0.30 0.25 0.57 0.43 1.72 0.11 0.03 1.31 2.86 4.17 5.52
Среднее 0.30 0.10 0.38 0.32 0.20 0.60 0.44 1.70 0.12 0.04 1.30 2.90 4.20 5.54
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Средние показатели содержания ионов в конденсатах, полученных над растениями люцерны,
имели следующие значения (в мг/л): - 0.30,
К+ - 0.10, - 0.38, Са2+ - 0.32, Mg2+ - 0.20; С1- -
0.60, - 0.44, НС0- - 1.70, N0- - 0.12 и
Н2Р04 - 0.04 (таблица). Сумма катионов, как видно из приведенных данных, была равна 1.30, анионов - 2.90 и всех ионов - 4.20 мг/л.
Из катионов в наименьшем количестве мигрировали ионы калия. Среднее содержание их в конденсатах было равно 0.10 мг/л, что меньше, чем ионов натрия, в 3.8 раза. В отличие от других культур, в конденсатах, собранных на люцерне, из катионов больше других содержались ионы натрия. Из анионов в наибольшем количестве мигрировали гидрокарбонатные ионы и меньше всех - дигидрофосфатные.
Учитывая, что при выращивании люцерны на сено проводят несколько поливов и скашиваний, которые периодически изменяют испарение, можно считать, что при валовом расходе воды 10 тыс. м3 на долю растений приходи
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.