Научный журнал
Научное обозрение. Биологические науки
ISSN 2500-3399
ПИ №ФС77-57454

ЗНАЧЕНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ СЕРЫ В ПОЛУЧЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ПРОДУКТА АРТИШОКА КОЛЮЧЕГО

Абзалов А. 1 Джураева М. 1 Назаркулов М. 1
1 Ташкентский фармацевтический институт
Исследованиями выявлены, что на оптимальных вариантах, где соотношение азота к сере равны 1:0,25 и 1:0,30 содержание нитратного азота в листьях и других органах растений артишока колючего снижается в два раза. Как отмечают авторы по содержанию нитратного азота растения последних двух вариантов как в типичном сероземе, так и луговой почве, близки друг к другу и с точки зрения экономической эффективности оптимальным соотношением азота к сере для типичного серозема считают равной в 1:0,20, а для луговых почв 1:0,25. В связи с этим, как утверждают авторы, внесение серы в почву в оптимальных дозах способствуют снижению содержания нитратного азота в тканях растений артишока колючего, соответственно получению экологически чистой продукции данной культуры. Следует отметить что как в типичном сероземе, так и луговой почве с повышением дозы вносимых в почву серы так же увеличивается его вынос из почвы, особенно в луговой почве, чем в типичном сероземе.
типичный серозем
светлый серозем
луговые почвы
азот
сера
цистин
цистеин
метионин
ферменты
белки
фотосинтез
рост развитие
1. Абзалов А.А. Значение серы в питании и повышении продуктивности хлопчатника Ж. «Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана». – Алматы, 1999. – № 6.
2. Абзалов А.А, Эргашев А., Хамраев М. Значение серы в получении экологически чистого продукта растений. «Орол денгизи хавзасининг сахроланиш жараенида тупрок унумдорлигини тиклаш, ошириш ва улар мелиорациясининг долзарб муаммоллари» илмий – амалий анжумани маърузалар туплами (25–26 ноябр). – Ташкент, 2002.
3. Абзалов А.А. значение серы в питании валерианы лекарственной. Материалы научно-практической конференции. «Актуальные проблемы образования, науки и производства в фармации». – Ташкент, 2005.
4. Айдинян Р.Х. Содержание и формы соединений серы в различных почвах СССР и ее значение в обмене веществ между почвой и растениями // Агрохимия. 1964. – №10.
5. Войнова-Райкова В., Амперов Г. Микробиология и плодородие почвы. – М.: Агромпромиздат», 1987. – №4.
6. Маслова И.Я. Роль серы в использовании яровой пшеницей высоких доз азотного, фосфорно-калийных удобрений // Агрохимия.
7. Мосолов И.В. Физиологические основы применения удобрений. – М.: Колос, 1979.
8. Мосолов И.В., Воллейдт Л.П. Влияние серы на урожай сельскохозяйственных культур, удобрение и урожай М., Т. 57, 1957.
9. Петербургский А.В. Агрохимия и физиология питания растений. – М.: Россельхозиздат, 1971.
10. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. – М.: Колос, 1985.
11. Таддеси Р.Г. Эффективность применения серы под хлопчатник в зависимости от уровня минерального питания // Интенсивная технология возделывания хлопчатника в УзССР: Труды ТашСХИ, 1988.
12. Толстоусов В.П. Удобрение и качество урожая. – М.: Колос, 1974.
13. Ягодин Б.А. Сера, магний и микроэлементы в питании растений // Агрохимия. – 1985. – №11.
14. Elaton S.V. Influence of Sulphur Defficiency on the Metabolism of the sunflower. Botan // Gaz. – 1941. – Vol. 102.
15. Flake I. et al. Do you know your fertilizers // Farm Chenicals. – 1983. – Vol. 146, №3.

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.

Номер варианта

Соотно-шение

N:S

Годовая норма удобрений

Вегетационные опыты г/сосуд

Полевые опыты

N

P

K

S

N

P

K

S

1

1:0,00

6

5

3

-

100

80

50

-

2

1:0,10

6

5

3

0.6

100

80

50

10

3

1:0,15

6

5

3

0.9

100

80

50

15

4

1:0,20

6

5

3

1.2

100

80

50

20

5

1:0,25

6

5

3

1.5

100

80

50

25

6

1:0,30

6

5

3

1.8

100

80

50

30

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.

Номер варианта

Соотношение N:S

Дозы серы, кг/га

Фазы развития

Бутонизация

Цветение

Созревание семян

листья

стебли

бутоны

листья

стебли

бутоны

листья

стебли

бутоны

Типичный серозем

1

1:0,00

0

0,110

0,076

0,116

0,130

0,069

0,135

0,067

0,067

0,140

2

1:0,10

10

0,125

0,081

0,118

0,140

0,074

0,139

0,075

0,071

0,150

3

1:0,15

15

0,135

0,084

0,120

0,146

0,077

0,142

0,090

0,074

0,158

4

1:0,20

20

0,140

0,087

0,119

0,159

0,081

0,143

0,112

0,076

0,160

5

1:0,25

25

0,150

0,096

0,124

0,166

0,084

0,147

0,115

0,078

0,163

6

1:0,30

30

0,153

0,095

0,125

0,166

0,083

0,148

0,116

0,079

0,167

Луговая почва

1

1:0,00

0

0,090

0,073

0,119

0,135

0,075

0,142

0,070

0,070

0,143

2

1:0,10

10

0,115

0,080

0,122

0,146

0,082

0,145

0,078

0,077

0,154

3

1:0,15

15

0,122

0,083

0,124

0,152

0,083

0,148

0,096

0,081

0,162

4

1:0,20

20

0,134

0,084

0,125

0,164

0,087

0,150

0,121

0,081

0,165

5

1:0,25

25

0,137

0,092

0,128

0,172

0,90

0,156

0,125

0,085

0,168

6

1:0,30

30

0,142

0,093

0,127

0,174

0,091

0,157

0,124

0,087

0,170

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.

Номер варианта

Соотношение N:S

Дозы серы, кг/га

Фазы развития

Бутонизация

Цветение

Созревание

Общий азот

Белковый азот

небелковый азот

нитратный азот, мг/л раствора

Общий азот

Белковый азот

небелковый азот

нитратный азот, мг/л раствора

Общий азот

Белковый азот

небелковый азот

нитратный азот, мг/л раствора

Типичный серозем

1

1:0,00

0

3,25

2,05

1,20

22

2,96

1,91

1,05

17

2,05

0,93

1,12

7

2

1:0,10

10

3,41

2,12

1,29

19

3,27

1,93

1,34

16

2,12

0,98

1,14

6

3

1:0,15

15

3,46

2,14

1,32

16

3,31

1,95

1,36

15

2,17

1,03

1,14

6

4

1:0,20

20

3,51

2,18

1,33

14

3,36

1,97

1,39

14

2,24

1,07

1,17

5

5

1:0,25

25

3,54

2,19

1,35

13

3,38

1,99

1,39

12

2,31

1,10

1,21

4

6

1:0,30

30

3,51

2,17

1,34

12

3,37

1,97

1,40

12

2,33

1,11

1,22

4

Луговая почва

1

1:0,00

0

3,11

1,97

1,14

20

3,32

2,23

1,09

15

2,24

1,02

1,22

6

2

1:0,10

10

3,17

2,01

1,16

18

3,41

2,28

1,13

14

2,28

1,05

1,23

5

3

1:0,15

15

3,21

2,02

1,19

15

3,45

2,29

1,16

13

2,33

1,07

1,26

5

4

1:0,20

20

3,25

2,04

1,21

14

3,48

2,32

1,16

12

2,37

1,08

1,29

4

5

1:0,25

25

3,32

2,06

1,26

12

3,51

2,34

1,17

11

2,41

1,10

1,31

3

6

1:0,30

30

3,35

2,08

1,27

11

3,52

2,35

1,18

10

2,44

1,12

1,32

2

Таблица 4

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

Номер варианта

Соотно-шение N:S

Типичный серозем

Луговая почва

Надземные органы

Корни и корневище

Всего

Надземные органы

Корни и корневище

Всего

1

1:0,00

2,435

1,356

3,791

5,786

2,743

8,529

2

1:0,10

3,653

1,854

5,507

6,867

3,156

10,023

3

1:0,15

3,875

1,936

5,811

6,754

3,438

10,192

4

1:0,20

4,339

2,035

6,374

6,986

3,876

10,862

5

1:0,25

4,393

2,070

6,463

7,238

3,935

11,173

6

1:0,30

4,408

2,086

6,490

7,274

4,008

11,282

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.


Библиографическая ссылка

Абзалов А., Джураева М., Назаркулов М. ЗНАЧЕНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ СЕРЫ В ПОЛУЧЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ПРОДУКТА АРТИШОКА КОЛЮЧЕГО // Научное обозрение. Биологические науки. – 2017. – № 3. – С. 5-9;
URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1066 (дата обращения: 09.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074