Влияние цеолита Хотынецкого месторождения на некоторые физиологические показатели и урожайность крыжовника

внесение цеолита повышает урожайность на 17 – 30 % в первый год и на 20-50 % во второй . В цеолитах обнаружено более 25 микроэлементов : титан , марганец , ванадий , хром , кобальт , никель , медь , цинк , молибден , свинец , бор , цирконий , скандий , барий , бром , бериллий и др . [10, 11, 12].

Целью исследований было выявить влияние разных доз цеолито - минерального удобрения на максимальную морозоустойчивость , устойчивость к весенним заморозкам и продуктивность крыжовника .

Материал и методика исследований

Исследования проводили в ГНУ ВНИИ селекции плодовых культур . При закладке опыта в 2004 году вносили в почву цеолит из расчета 8, 16 и 24 т / га и минеральные удобрения в виде аммиачной селитры , суперфосфата и сернокислого калия в дозе N₉₀P₉₀K₉₀. В опыте использовали элитную форму крыжовника 24-1521 ( Африканец х Гроссуляр ). Куст среднерослый , компактный , с прямыми побегами . Слабошиповатый . Средняя масса плодов – 2,7 г , максимальная – 4,5 г . Окраска в биологической спелости красная и темно красная . Среднепозднего срока созревания . Устойчив к сферотеке . Зимостойкий . Схема посадки – 0,7 х 3 м .

Морозоустойчивость изучали в лабораторных условиях методом искусственного промораживания по « Программе и методике сортоизучения плодовых , ягодных и орехоплодных культур » (1999). Выбор режимов при моделировании основных повреждающих факторов обусловлен анализом метеоусловий зимнего периода , согласно « Агроклиматическому справочнику Орловской области » и метеоданным ГНУ ВНИИСПК за последние 30 лет .

Искусственному промораживанию подвергали однолетние ветки из расчета 4 шт . на вариант , так как они в первую очередь повреждаются морозами . Заготовленные ветки до проведения испытаний хранили при минус 3-5 ^о C. Критической температурой воздействовали в течение 8 часов .

С помощью сканирующего электронного микроскопа изучали структуру поверхности различных частиц минерала , пыльцу и некоторые параметры листьев крыжовника .

Результаты и их обсуждение

Почва на опытном участке является слабокислой ( рН в среднем от 4,9 до 5,1), что благоприятно влияет на развитие крыжовника . Отличается очень высоким содержанием подвижного фосфора ( от 24,7 до 30,5 мг /100 г почвы ) и средним содержанием обменного калия ( от 11,2 до 13,9 мг /100 г ), что позитивно отражается на развитии корневой системы растений . В варианте , где вносили 24 т / га цеолита на фоне полного минерального удобрения , отмечены наиболее высокорослые и сильноразвитые растения крыжовника .

Микроструктура цеолита . Исследование структуры поверхности различных частиц цеолита ( фракция 0,050,02 мм .) позволило выявить особенности микроструктуры поверхности – наличие слоистых , ячеистых , округлой формы плотно прилегающих друг к другу структур диаметром до 3 мкм , принадлежащих монтмориллониту . Другой тип поверхности более гладкий с множеством пор 80-122 нм , принадлежащий минералу клиноптилолиту . Такая структура частиц Хотынецкого цеолита ( микропористая и слоистая ), характеризует его как нанопористый материал , способный задерживать в порах и на поверхности воду , минеральные удобрения , ионы металлов или их комплексы .

Максимальная морозоустойчивость крыж овника . Анализ результатов искусственного промораживания крыжовника при -40 ^оС после стандартной закалки при -5 и -10 ^оС в течение 5 дней на каждом режиме позволяет заключить , что при указанной температуре повреждаются вегетативные почки и начинают повреждаться основные ткани ( рис .1 и табл . 1).

Распускание почек крыжовника (%) после искуственного промораживания при -40оС

Рисунок 1 – Распускание почек крыжовника

Таблица 1 – Подмерзание крыжовника при - 40 ^оС в январе , баллы

Вариант	Почки	Кора	Камбий	Древесина
Контроль	1,5	1,0	1,0	1,5
N 90 P 90 K 90	1,5	0,5	0,0	1,0
N 90 P 90 K 90 +8 т / га цеолита	2	1,0	1,0	1,8
N 90 P 90 K 90 +16 т / га цеолита	1,5	0,0	0,0	1,0
N90P90K90+24 т / га цеолита	1,0	0,0	0,0	1,0
НСР О 5	0,42	-	-	-

В зависимости от агрохимического фона погибло от 36,2 до 54,8 % почек . На контрольном варианте распускание почек крыжовника составило 45,2 %. Внесение полного минерального удобрения в дозе N 90 Р 90 К 90, а также N 90 Р 90 К 90 совместно с цеолитом способствовало повышению морозоустойчивости почек . Максимальное количество почек (63,6%) сохранилось на варианте , где использовали 24 т / га цеолита на фоне N 90 Р 90 К 90. У распустившихся почек отмечено повреждение проводящего сосудистого пучка , степень подмерзания по вариантам составила 1,0-2,0 балла .

Воздействие температурой -40 ^оС вызвало подмерзание коры и камбия однолетних веток крыжовника на контрольном варианте и при внесении 8 т / га цеолита на фоне N 90 Р 90 К 90. На остальных вариантах эти ткани сохранились без повреждений . Подмерзание древесины и сердцевины составило 1,0-2,0 балла .

Усиление мороза до -42 ^оС привело к гибели от 87,1 до 92,5 % почек . При этом живых сохранилось 7,512,9 %, степень подмерзания распустившихся почек составила 3,2-3,7 балла , т . е . повреждения необратимые . Подмерзание коры и камбия было средним – 2,0-3,0 балла , древесины и сердцевины сильным . При таких повреждениях в процессе отращивания отмечено отмирание верхушек однолетних приростов .

Искусственное промораживание цветущих веток крыжовника при -5 ^оС в течение 2 часов вызвало гибель пестиков и существенное подмерзание тычинок . Исследование пыльцы с помощью сканирующего электронного микроскопа позволило выявить разное количество деформированных пыльцевых зерен в зависимости от фона минерального питания . На контрольном варианте без удобрений и промораживания отмечено 40 % ( рис . 2.2.) неполноценных пыльцевых зерен . После воздействия критической температурой их количество возросло до 85 % ( рис . 2.1). При внесении 16 т / га цеолита на фоне полного минерального удобрения заморозкоустойчивость пыльцы повысилась , количество жизнеспособных зерен составило 27 % ( рис . 2.3).

Параметры листьев крыж овника . Все физиологические процессы в растении нормально протекают лишь при оптимальном его обеспечении водой . Вода не только растворитель , но и активный структурный компонент клетки . Она облегчает взаимодействие между молекулами , служит субстратом для фотосинтеза , участвует в дыхании и многочисленных гидролитических и синтетических процессах . Для поддержания водного баланса необходимо , чтобы расходование влаги листьями компенсировалось ее поступлением через корни . Основную роль в испарении воды растениями играют устьица . Поэтому интенсивность транспирации в значительной степени зависит от количества устьиц и степени их открытости . В нашем опыте количество устьиц на единицу площади варьировало в зависимости от агрохимического фона от 12,4 до 16,5 штук ( рис . 3, табл . 2).

Рисунок 2 – Общий вид и размеры пыльцевых зерен

Контроль ( без цеолита и удобрений ) после промораживания при -5⁰ С ; 2 – Контроль ( без цеолита и удобрений ) без промораживания ; 3 – N₉₀P₉₀K₉₀+16 т / га цеолита после промораживания при -5⁰ С

Таблица 2 – Сравнительная характеристика некоторых параметров листьев крыжовника

cd Й с о н и cd S & m	яа S в а я S НН § в	2 ч ^ о к к	2 2 cd КС	2 ч о м м	cd S Р 2 G д m	2 ч & о м м
N 90 P 90 K 90 ( контроль )	12,4	-	14,65	-	161, 21	-
N 90 P 90 K 90 +8 т / га цеолита	13,8	+11,3	16,17	+10,4	171,08	+6,1
N90P90K90+16 т / г а цеолита	15,7	+26,6	17,19	+17,3	175,02	+8,6
N 90 P 90 K 90 + 24 т / га цеолита	16,5	+33,1	18,05	+23,2	180, 28	+11,8
НСР О 1	1,70	-	1,460	-	3,610	-

Рисунок 3 – Особенности эпидермальной структуры листа крыжовника (1 – периметр клеток верхней эпидермы, 2 – размеры устьиц нижней эпидермы, 3 – устьице)

Добавление в почву 8 т / га цеолита на фоне полного минерального удобрения не отразилось на данном показателе . Дозы цеолита 16 и 24 т / га способствовали увеличению числа устьиц на 26,633,1%. При этом достоверно отличалась длина устьиц на всех вариантах с цеолитом . Прибавка к контролю составила 10,4-23,2 %. Отмечено также увеличение периметра клеток верхнего эпидермиса на 6,1-11,8 %.

Урожайность является комплексным показателем , который отражает в целом адаптивный потенциал растений в конкретных условиях возделывания . В нашем опыте на контрольном варианте ( без удобрений и цеолита ) урожайность крыжовника составила 24,4 ц / га , при внесении минеральных удобрений урожайность повысилась на 12,7 % ( табл . 3).

Таблица 3 – Урожайность крыжовника , ц / га

Варианты ( А )	Годы ( В )		Среднее по фактору А НСР О 5 = 6,6	% к контро лю
	2007	2008
Контроль	21,2	27,6	24,4	-
N 90 P 90 K 90 .	24,8	30,2	27,5	+12,7
N90P90K90+ цеолит 8 т / га	31,1	39,3	35,2	+44,3
N90P90K90.+ цеолит 16 т / га	35,6	43,2	39,4	+61,5
N90P90K90.+ цеолит 24 т / га	40,2	49,6	44,9	+84,0
Среднее по фактору В НСР О 5 = 4,21	29,8	37,2	33,5	-

При добавлении к минеральным удобрениям от 8 до 24 т / га цеолита урожайность крыжовника составила 35,2-44,9 ц / га . Прибавка к контролю составила 44,3-84,0 %. Математическая обработка не позволила выявить достоверное отличие по урожайности между вариантами с дозой цеолита 16 и 24 т / га . Поэтому с экономической точки зрения целесообразно вносить 16 т / га цеолита .

Выводы

• 1.    Использование цеолита Хотынецкого месторождения совместно с полным минеральным удобрением на серых лесных почвах способствует улучшению условий минерального питания , что положительно отражается на росте , развитии и адаптационных возможностях крыжовника к

• 2.    Внесение 16 т / га цеолита на фоне N₉₀ Р ₉₀ К ₉₀ обеспечивает максимальную морозоустойчивость коры и камбия до -40 ^оС , выживаемость 27 % пыльцевых зерен и повышение урожайности на 61,5 %.

температурным стресс - факторам зимнего и вегетационного периодов .

докл . и выст . на межд . науч .- метод . конф . – Орел , 1821 июля 2000. – Орел : изд - во ВНИИСПК , 2000.