Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

Многочисленным исследованиям [1, 2, 3, 5, 8, 9, 13] установлено, что сера входит в состав таких серосодержащих аминокислот, как цистин, цистеин и метионин, ферментов, белков и других веществ. Поэтому сера играет важную роль во многих процессах обмена веществ, как в синтезе аминокислот, белков, жирных кислот и углеводов, также участвует в процессах фотосинтеза, дыхания, роста, развитии и др.

Известно, что увеличение, вносимых в почву, дозы азота без серы приводит к увеличению содержания небелковых веществ и серы в тканях растений, в результате чего возникает серное голодание.

Необходимо подчеркнуть, что обильное питание серой также тормозит протекание физиологических и биохимических процессов в растительном организме [6, 13, 14].

Вышеуказанными исследователями также установлено, что содержание серы в почве, скорость роста, развитие, вид растения и множество других фактором оказывают сильное влияние на потребность растений к внесению данного элемента в грунт.

В целях выявления обеспеченности растительного организма вышеуказанным элементом т.е. серой желательно определение соотношения общего азота к общей сере (Nобщ.:Sобщ.) с учетом тех моментов, что как азот, так и сера входят в состав белковых молекул в строго определенном количестве, которое является характерным для каждого конкретного вида растений.

В связи с этим сера как необходимый компонент белковых молекул оказывает сильное влияние на качество продукта растительного организма.

Многочисленными исследователями установлено, что при уменьшении соотношения азота к сере ниже чем 1:14:16 биосинтез белковых веществ замедляется. В результате этого азот в тканях растений накапливается в форме нитратов, которые приводят к ухудшению качества сельскохозяйственной продукции, в том числе биологически активных веществ в лекарственном растительном сырье [3, 6, 7].

Исследователи [15] отмечают, что при соотношении азота к сере равной 5:1 для питания растений создаются нормальные условия. При этом в растении усиливается синтез хлорофиллов и протеина, а содержание небелкового азота, в том числе нитратов уменьшается. Кроме этого при оптимальных соотношениях азота к сере наблюдается улучшение использования растениями азота и других элементов питания.

Известно, что азотное, фосфорное и калийное питание играет важное значение при возделывании сельскохозяйственных, лекарственных и других культур. Именно поэтому на них делается основная ставка при их выращивании.

Следует отметить, что в процессе жизненного цикла как сельскохозяйственные, так и лекарственные растения, в том числе артишока колючего нуждаются во множестве питательных элементов и сере. Так выявлено положительное влияние серы в получении экологически чистой продукции с меньшим содержанием нитратов [3, 7, 12].

Наряду с другими вышеназванными питательными элементами, сера также принимает участие в синтезе жизненно важных соединений, лежащих в основе получения высоко качественной экологически чистой продукции.

Необходимо отметить, что орошаемые почвы Республики Узбекистан ощущают дефицит в сере, главным образом из-за изменения ассортимента и сокращения серосодержащих минеральных удобрений. Кроме этого динамика содержания серы на орошаемых оазисах почвы данной Республики и ее влияние на растения практически остались малоисследованными. [3,11].

Вместе с тем, необходимость серного питания на лекарственные растения и других культур в получении экологически чистых продуктов широко признаются в мировой науке и практики.

Например, в сельскохозяйственной практике Англии содержание серы в растении в пределах 0,2 % принимается за пороговую величину, указывающую на убыль и необходимость внесения серы в почву. В США обращается особое внимание на соотношение азота к сере, определенно, что оно должно находиться в пределах 0.3–0.6.

Учитывая вышеизложенное, мы задались целью изучить распределение серы в различных органах и коэффициента использования ее артишоком колючим, влияние данного элемента питания в поглощении и потреблении азота растением, а также определение оптимальных соотношений азота к сере, способствующих снижению содержания нитратов в тканях и повышение получения экологически чистой продукции артишока колючего в различных почвенных условиях.

В связи с этим нами были заложены вегетационные и полевые опыты, в которых изучались изменение содержания серы в тканях артишока колючего в течении вегетации и ее влияние на содержание белкового, небелкового и нитратного азота в органах данной культуры. Схема, как вегетационных, а так и полевых опытов приведены в табл. 1.

Опыты проводились на экспериментальном участке кафедры экологии и микробиологии Ташкентского фармацевтического института и на опытной станции Ташкентского Государственного аграрного университета, который расположен в Кибрайском районе Ташкентской области.

Повторность всех видов опытов четырех кратная. Площадь делянки 400 м2 Почва опытного участка – староорошаемый типичный серозем.

Агрохимическая характеристика почвы следующая: содержание гумуса, валового азота, фосфора и калия в пахотном горизонте составило соответственно 1,0; 0,08; 0,13 и 2,5 %, а нитратов, подвижного фосфора и обменного калия соответственно 23,0, 32,0 и 208 мг на кг, почвы. Соотношение С :N-8,2:1.

Содержание серы в органах артишока колючего определят по методике Айдинян. Величины коэффициента использования серы артишоком колючим изучали методом «разности».

Таблица 1

Схема вегетационных и полевых опытов.

Содержание белкового и небелкового азота определяли по Калинину и Ястрембовичу, нитраты по прописи Б.П. Плешкова [10].

Семена артишока колючего высевали 17 марта 2013 г. и 24 марта 2014 г. из расчета 6–8 кг/га. Вносили под артишока колючего азота 150 кг/га фосфора 110 кг/га, калия 75 кг/га и 20 т/га навоза. Осуществляли 16 поливов по схема 4–8–4.

Влажность почвы вегетационных сосудов поддерживали на уровне 75 % от ППВ.

Нами установлено, что содержание серы в различных органах артишока колючего заметно варьируют в зависимости от возраста растений обеспеченности их данным элементом питания (табл. 2).

Исследованиями установлено, что наиболее содержание серы наблюдается в фазах бутонизации и цветения, а в период созревания семян оно резко уменьшается Более высокое содержание серы в органах отмечено при внесении серы 25–30 кг/га (или при соотношении азота к сере 1:0,20–0,25).

В различных органах артишока колючего контрольных растений обнаружено низкое содержание серы, чем опытных растений.

Данные табл. 2 свидетельствуют о большем содержании серы как в листьях, так и в плодоорганах, чем в стеблях.

Следует отметить, что в фазе бутонизации независимо от уровня серного питания т.е. от соотношения азота к сере (N:S) содержание серы больше в органах артишока колючего выращенной в условиях типичного серозема, чем в луговой почве.

Однако в фазах развития цветения и созревания семян наблюдается обратная картина, т.е. содержание серы в органах артишока колючего больше, выращенного в луговой почве чем в типичном сероземе.

Меньшее содержание серы в органах артишока ключевого в фазе бутонизации объясняется высокой интенсивностью поглощения серы почвенной микрофлорой в тот период, когда луговая почва отличается большей обогащенностью различными органическими соединениями.

Начиная с фазы цветения, наблюдается противоположная картина, т.е. повышение содержания серы в органах растений, выращенного в луговой почве относительно типичных сероземов. Эти данные согласуются с ее содержанием в различных почвенных условиях.

Необходимо отметить, что в фазу созревания семян растений количественные показатели снижаются в значительной степени, что следует объяснить реутилизацией (оттоком) серы из листьев в плодоорганы, корни и корневище.

Таблица 2

Содержание серы в органах артишока колючего в зависимости от уровня серного питания и почвенных условий, %. Полевые опыты, среднее за 2014–2016 гг.

Исследованиями установлено, что с повышением дозы серы, т.е. с увеличением соотношения N:S, независимо от возраста растений и почвенных условий, повышается содержание данного элемента в различных органах артишока колючего.

Это особенно хорошо заметно в тех вариантах, где соотношение азота к сере равна 1:0, 20–1:0, 25 (при дозе серы 20–25 кг/га), которое ярко выражено на луговой почве чем на типичном сероземе.

Это свидетельствует о явно низком содержании в тканях контрольных растений серы, которая может отрицательно влиять на превращение азота в более сложные соединения (белки) и на накопление нитратов в тканях растений, что нарушает получение экологически чистой продукции (табл. 2).

Исследованиями установлено, что с повышением дозы серы (или повышением соотношения N:S) увеличивается содержание общего азота в органах растений (табл. 3).

Следует подчеркнуть, что в листьях и других органах артишока колючего содержание белка по отношению к его общему количеству повышается, а небелковый азот, наоборот снижается, одновременно происходит уменьшение содержания нитратов в листьях и других органах растений.

Установлено, что на вариантах, где соотношение азота к сере равны 1:0,25 и 1:0,30 содержание нитратного азота в листьях и других органах артишока колючего снижается почти в два раза.

Поскольку по содержанию нитратного азота последние два варианта, как в типичном сероземе, так и луговой почве, близки друг другу и с точки зрения экономической эффективности оптимальным соотношением азота к сере для типичного серозема считаем равной к 1:0,20, а для луговых почв 1:0,25.

Таким образом, внесение серы в почву в оптимальных дозах способствуют снижению содержания нитратного азота в тканях растений, соответственно получению экологически чистой продукции данной культуры.

Исследованиями установлено, что в полевых условиях потребление (поглощение) серы в конце вегетации артишока колючего в зависимости от уровня серного питания колеблется от 3.791 до 6,490 кг/га на типичном сероземе и от 8,529 до 11,282 кг/га луговой почве (табл. 4)

Таблица 3

Влияние уровня серного питания на содержание соединений азота в листьях артишока колючего в зависимости от почвенных условий, %. Полевые опыты, среднее за 2014–2016 гг.

Таблица 4

Потребление серы артишоком колючим в фазе созревания семян, кг/га

Примечание. Годовая норма NPK – 150, 110, 75 кг/га.

Следует отметить, что с увеличением соотношений азота к сере (N:S) наблюдается повышение потребления серы артишоком колючим.

Как свидетельствуют результаты наших исследований оптимальным соотношением азота к сере в типичном сероземе можно считать равной к 1:0,20, а на луговой почве 1:0,25.

Необходимо отметить, что с увеличением величины соотношения азота к сере реутилизация серы из надземных органов в корни и корневище также повышается. Это особенно важно в получении большего количества экологически чистой продукции т.е. биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья.

Таким образом, как в типичном сероземе, так и луговой почве с повышением дозы вносимых в почву серы также увеличивается его вынос из почвы, особенно в луговой почве, чем в типичном сероземе.

Выводы

С повышением дозы серы, вносимых в почву, т.е. увеличением соотношением азота к сере содержание, как общего, так и белкового азота в тканях растений артишока колючего возрастает, одновременно происходит снижение нитратов в органах растений, что является особенно важным в получении экологически чистого продукта.

С экономической точки зрения, оптимальным соотношением азота к сере в условиях типичного серозема следует считать равной 1:0,20 а на луговой почве 1:0,25.