Поведение кобальта в системе почва - растения и эффективность кобальтовых удобрений в условиях алтайских равнин и предгорий

• Автор: Протопопова, Лилия Геннадьевна
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 234 с. : ил

Введение
Проблема микроэлементов со временем приобретает все большее и большее значение для специалистов различных областей знаний современных биологических наук. В настоящее время учение о микроэлементах характеризуется в экологическом, биохимическом и медицинском аспектах.
Исследования по проблемам микроэлементов в почвоведении, агрохимии, растениеводстве и кормопроизводстве позволяют решать важную социальную задачу, связанную с продуктивностью сельскохозяйственных культур и животных.
Микроэлементы (марганец, цинк, медь, кобальт, бор, молибден) принимают активное участие в осуществлении важнейших физиологических и биохимических процессов в живом организме. Недостаточная или избыточная насыщенность ими почв, растений, рационов человека и животных может сопровождаться появлением микроэлементозов со всеми вытекающими последствиями. Продуктивность организмов базируется на интенсивности обмена веществ, которая регулируется активностью ферментов, и в значительной степени определяется обеспеченностью их микроэлементами, в том числе и кобальтом.
Исследования сотрудников АГАУ показали, что очень часто корма в условиях алтайских равнин и предгорий, используемые в рационах животных, обеднены кобальтом (Грачев, 1969; Поляков, 1963; Григоренко, 1963). Это сопровождается снижением активности ферментов и гормонов, в состав которых он входит или которые он активирует (кобамидные коэнзимы, коэн-зимная форма витамина В12, фосфатаза, каталаза, полифенолоксидаза, леци-тиназа, аргиназа, глицилглициндипептидаза, альдолаза и др.), отрицательно влияет на кроветворение и обмен веществ (Ковалевский,1991). При его дефиците в организме человека и животных развиваются патологические процессы. Среди них распространены ослабление биосинтеза витамина В]2, резкая анемия, истощение организма.

Вопрос о недостатке кобальта в рационах животных не может решаться без учета знаний о содержании его в системе: материнская порода - почва-растения. При выращивании растений необходимо знать оптимальные концентрации микроэлементов в питательной среде и допустимые их отклонения, в пределах которых не происходит уменьшения роста и ухудшения развития растений.
Микроэлементный состав растений зависит от специфики микроэле-ментного состава ландшафта. Установлено, что зональные геохимические процессы приводят к резкой неоднородности содержания кобальта в растительности. Одни и те же виды растений имеют различную интенсивность биологического накопления кобальта, в значительной степени зависящую от содержания в почве его подвижных форм. Этот вопрос должен решаться на каждой из территорий на фоне специфики поглощения кобальта из почвы растениями различных систематических групп.
Вопрос о влиянии содержания кобальта в почве на поступление его в растения на территории алтайских равнин и предгорий изучен недостаточно подробно. В частности, не обозначены те уровни содержания его в почве, которые соответствуют максимальному накоплению его растениями, и те содержания его в растениях, при которых наблюдаются физиологические барьеры. Остаются открытыми вопросы о режиме накопления кобальта в почве, о наиболее важных факторах, определяющих этот процесс, и о возможности целенаправленно его регулировать. В связи с этим особую значимость приобретает выявление различных биогеохимических ситуаций поведения кобальта в системе: материнская порода - почва - растение не только на уровне отдельных почвенно-климатических зон, но и почвенных районов алтайских равнин и предгорий с использованием принципов биогеохимического районирования В.И. Вернадского (1934).
Концепция биогеохимического районирования химических элементов строится на раскрытии связей в закономерностях содержания, миграции, распределения и концентрации элементов в системах биосферы. При этом

биогенный цикл химических элементов указывает на единство организмов с геохимической средой. Сопоставление экстремальных геохимических ситуаций с развитием краевой патологии человека и животных, особенностями концентрирования химических элементов растениями позволило В.И. Виноградову (1967) сформулировать понятие биогеохимических провинций. Алтайские равнины и предгорья - биогеохимическая провинция с достаточно высоким валовым содержанием и недостатком в почве подвижных форм кобальта, что можно считать одной из причин недостаточного содержания кобальта в кормах. Поэтому изучение поведения кобальта в системе материнская порода - почва - растения - корма представляет определенный теоретический и практический интерес, который связан также с неясностью жизненной необходимости кобальта для растений и с экологической безопасностью повышения содержания его в почвах и кормах. Кобальт относится к токсичным элементам, и содержание его в биологических объектах необходимо контролировать в рамках мониторинга загрязнения природной среды.
Недостаток кобальта в рационах сельскохозяйственных животных иногда может иметь место и при достаточном его содержании в почве. Этот недостаток можно назвать вторичным. В этой связи в биогеохимических исследованиях все большее значение приобретает изучение факторов, способных вызвать вторичные нарушения микроэлементного обмена растений. Для объяснения этого факта представляется необходимым установить основные закономерности, связанные с содержанием кобальта в растениях и почве, а также определить степень влияния комплекса ведущих почвенных факторов на содержание в почве подвижного кобальта и на интенсивность его поступления в растения.
Установление количественных характеристик факторов, определяющих содержание кобальта в растениях, позволит прогнозировать на перспективу как фактические уровни содержания микроэлементов в растениях, используемых в качестве корма для животных, так и характер их изменений. Это

тральной части которых появляются глубокостолбчатые солонцы. В нижних частях склонов здесь иногда наблюдается формирование комплексных образований, основными компонентами которых являются лугово-каштановые солонцевато-солончаковые почвы, чередующиеся с лугово-степными и луговыми солончаками.
Почвенный район № 2 (Славгородский) - район каштановых и светло-каштановых почв. Сложен древними озерно-аллювиальными слоистыми песчано-супесчаными хрящеватыми отложениями. Почвенный покров этого района слагается каштановыми легкосуглинистыми, реже суглинистыми почвами. Почвы этого района в различной степени эродированы. По пониженным же элементам рельефа почвообразование развивается в условиях лугового и лугово-степного режимов. Здесь распространены сложные комплексы различных солончаков, солонцов, болотно-луговых, лугово-каштановых и других почв с более резко выраженными чертами современного засоления суль-фатно-хлоридного, хлоридно-сульфатного и содового типа. Почвообразующими породами солончаков служат озерно-аллювиальные и аллювиальные отложения. Наибольшее количество солонцов приурочено к древним аллювиальным и озерно-аллювиальным террасам, ложбинам и озерным котловинам. Механический состав солонцов и солончаков преимущественно легкий.
Зона черноземов засушливой и умеренно-засушливой колочной степи расположена на территории Приобского плато и подразделяется на подзону черноземов южных засушливой степи и подзону обыкновенных черноземов умеренно засушливой и колочной степей. Почвы подзоны черноземов южных описаны рядом авторов (Базилевич, Шаврыгин, 1959; Панфилов, 1973). Для большинства южных черноземов характерно изменение механического состава с глубиной, что связано с перемещением иловатых частиц внутрь и возможным выдуванием их из верхнего горизонта. Верхняя часть почвенного профиля этих почв, по сравнению с каштановыми, более оглинена. Это связано с их широтным расположением, а также с большей продолжительностью