Введение. Биохимические процессы, протекающие в растениях, в значительной степени зависят от обеспеченности их макро- и микроэлементами. Поражение растений фитопатогенной микрофлорой приводит к нарушению обмена веществ в растениях, что отражается на их химическом составе. Недостаток основных макро- и микроэлементов сказывается как на урожайности, так и на качестве сельскохозяйственной продукции [1].
Методика исследований. Цель наших исследований – установить влияние пораженности картофеля фитофторозом на обеспеченность растений макро- и микроэлементами.
Количество макро- и микроэлементов определяли фотометром “Агровектор ПФ-014” на кафедре агрохимии. В основе работы фотометра лежит принцип диагностики минерального питания растений методом определения фотохимической активности хлоропластов по методике Б.А. Модина, А.С. Плешкова [1]. Эта методика позволяет определить обеспеченность растений азотом, фосфором, калием, кальцием, магнием, серой, бором, медью, цинком, марганцем, железом, молибденом, йодом и кобальтом.
Растительные образцы были отобраны в фазу начала клубнеобразования.
Методика проведения исследования: контроль (здоровые растения картофеля); опыт (растения картофеля, пораженные фитофторозом).
Для анализа использовали три-четыре листа средней пробы, вкладывали их в полиэтиленовые пакетики и не позже чем через 30 мин доставляли в лабораторию кафедры агрохимии (повторность 4-кратная). В лаборатории готовили суспензию хлоропластов. Среднюю пробу листьев растирали в ступке с добавлением на кончике шпателя соды (СаСО3). Суспензию фильтровали через четыре слоя марли в мерный затемненный цилиндр. Через пять минут приступали к анализу. Пипеточным дозатором 0,2 мл суспензии хлоропластов переносили в контрольную пробирку, другим дозатором добавляли туда 0,1 мл красителя Тильманса, хорошо встряхивали и измеряли оптическую плотность на приборе до и после освещения. По разнице оптической плотности двух измерений определяли активность хлоропластов (контроль).
Для определения фотохимической активности суспензии хлоропластов добавляли в пробирку в определенной концентрации питательный элемент и снова определяли активность хлоропластов. Если в сравнении с контролем (без добавления питательного элемента) фотохимическая активность суспензии хлоропластов повышалась, значит, этого элемента в растении недостаточное количество или его избыток.
В связи с тем, что в суспензии хлоропласты не очень стойкие, контрольные измерения необходимо повторять через три-четыре определения, добавляя питательные элементы.
Этот метод позволяет в течение одного-двух часов определить потребность почти всех сельскохозяйственных культур в 12–15 макро- и микроэлементах и использовать для диагностики минерального питания растений.
Результаты исследований представлены в табл. 1, на рис. 1, 2. Из данных табл. 1, представленной диаграммой накопления питательных элементов в растениях картофеля (опыт – растения, пораженные фитофторозом и контроль – здоровые растения) видно, что здоровые растения испытывают потребность прежде всего в азоте, калии, кальции. Это свидетельствует об активном протекании ростовых процессов в растениях. Из этой же диаграммы следует, что растения картофеля испытывают также потребность в магнии, цинке и железе. На данной стадии развития картофеля (фаза цветения и начала клубнеобразовани) идет интенсивное нарастание листовой поверхности, в связи с чем растения испытывают недостаток в элементах, принимающих непосредственное участие в процессе фотосинтеза.
| Макро- и микроэлемент | Контроль | Опыт | ||||
| измерения прибора | % | ДВ* | измерения прибора | % | ДВ | |
| N, кг/га | 2 | 100 | 23 | 0 | 0 | 0 |
| P, кг/га | 0 | 0 | 0 | 4 | 300 | 31,2 |
| K, кг/га | 9 | 400 | 80 | 1 | 0 | 0 |
| S, кг/га | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| Ca, кг/га | 7 | 400 | 35,2 | 1 | 0 | 0 |
| Mg, кг/га | 2 | 100 | 0,3 | 1 | 0 | 0 |
| B, г/га | 1 | 0 | 0 | 2 | 25 | 27,5 |
| Cu, г/га | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| Zn, г/га | 2 | 33,3 | 33,3 | 2 | 14,3 | 14,3 |
| Mn, г/га | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Fe, г/га | 7 | 180 | 180 | 1 | 0 | 0 |
| Mo, г/га | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| Co, г/га | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| (I) J, г/га | 1 | 33,3 | 0,2 | 0 | 0 | 0 |
| * ДВ – количество действующего вещества. | ||||||
Рис. 1. Диаграмма обеспеченности растений картофеля макро- и микроэлементами. Контроль (УНПЦ “Опытное поле” ХНАУ им. В. В. Докучаева, сорт Скарб, 2012 г.)
Рис. 2. Диаграмма обеспеченности растений картофеля макро- и микроэлементами. Опыт (УНПЦ “Опытное поле” ХНАУ им В. В. Докучаева, сорт Скарб, 2012 г.)
* Результаты определения макро- и микроэлементов в растениях картофеля: красная линия (контроль) - содержание хлоропластов на протяжении вегетационного периода; ниже красной линии – недостаточное количество элементов питания в растениях на протяжении вегетационного периода; выше – избыток элементов питания.
Из опытного варианта видно, что у растений, пораженных фитофторозом, возникает потребность в элементах, которые отвечают за их генеративное развитие. Как правило, пораженные растения очень быстро переходят в генеративную форму, образуя соцветия, которые отмирают. Ответственность за генеративное развитие растений несет, в основном, фосфор.
Программа фотометра позволяет оценивать потребность в питательных элементах в процентах. Установлено, что пораженные растения испытывают большую потребность в фосфоре. Кроме того растения, пораженные фитофторозом, для ускоренного развития нуждаются также в боре и цинке. Потребность в этих элементах на приборе соответственно показывает 25 и 14 %.
Выводы. Поражение растений картофеля фитофторозом приводит к нарушению минерального питания растений. В нашем примере это проявилось в недостаточном обеспечении их фосфором, бором и цинком.
- Модин Б.А. Диагностика минерального питания растений: Метод. указания / Сост.: Б.А. Модин, А.С. Плешков. – М., 1988.– 32 с.
- Библиографический список: