Изучение физико-химических свойств и питательного режима торфо-цеолитовых субстратов при выращивании томатов в защищенном грунте

• Автор: Корчагина, Лариса Модестовна
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 208 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1. Литературная часть
1.1. Минералогия и месторождения природных цеолитов
1.2. Физико-химические свойства цеолитов
1.3. Использование цеолитов в полеводстве
1.4. Цеолиты в овощеводстве защищенного грунта
1.4.1. Субстраты защищенного грунта и минеральное питание
растений
1.4.2. Использование природных цеолитов для формирования
тепличных субстратов
2. Экспериментальная часть
2.1. Задачи и методика исследований
2.2. Влияние компонентного состава на физико-химические свойства субстратов и условия питания растений
2.3. Оценка продуктивности торфо-цеолитовых субстратов
при выращивании тепличных томатов
2.3.1. Влияние цеолитового компонента на урожайность томатов, накопление биомассы рассады и качество полученной продукции
2.3.2. Потребление томатами элементов минерального питания
в зависимости от компонентного состава субстратов
Выводы
Список использованной литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день возможности существующих технологий
производства овощных культур в защищенном грунте во многом ограничены дефицитом природных компонентов, необходимых для формирования
высокопродуктивных субстратов, поэтому поиск новых видов заменяющих материалов является важнейшим звеном интенсификации тепличного производства. В качестве питательного субстрата в нашей стране широко применяется верховой торф низкой степени разложения. Однако его естественные ресурсы ограничены и из-за несоответствия между
существующим спросом и добываемым количеством тепличные комбинаты испытывают постоянный недостаток торфа и трудности в подготовке субстратов. В защищенном грунте практикуется альтернативный способ использования торфа, основанный на его частичной замене различного рода минеральными материалами. Выбор цеолитового компонента неслучаен, ибо среди всех известных заменителей цеолитовые туфы выделяются своими огромными запасами, относительно невысокой стоимостью и специфическими свойствами. Цеолитовые туфы обладают выраженной катионнообменной способностью, селективностью к крупным катионам, играющим важную роль в питании растений (ЫН4', К+), выступают природными носителями калия и магния.
Производимая замена должна быть экономически и экологически оправданной, поэтому разработка торфо-цеолитовых субстратов требует изучения целого ряда вопросов, связанных с оптимизацией их компонентного состава, минерального питания растений, комплексной оценкой продуктивности и безопасности полученной продукции.

1. ЛИТЕРАТУРНАЯ ЧАСТЬ
1.1. МИНЕРАЛОГИЯ И МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ
Химический состав, кристаллическая структура и классификация
природных цеолитов
Природные цеолиты являются одной из самых многочисленных групп силикатов, насчитывающих порядка 50 видов минералов, но только шесть из них: клиноптилолит, морденит, эрионит, шабазит, ферьерит и филлипсит обладают большими запасами и необходимыми для практического использования свойствами [192, 205,237].
Цеолиты - каркасные алюмосиликаты, в структуре которых имеются пустоты и каналы, занятые крупными катионами и молекулами воды, имеющими значительную свободу движения, что приводит к ионному обмену и обратимой дегидратации [128]. Первичная строительная единица каркаса цеолитов - тетраэдр, его центр занят кремнием или алюминием, а в вершинах расположены четыре атома кислорода, одновременно принадлежащие двум тетраэдрам. Совокупность тетраэдров образует непрерывный каркас, отрицательный заряд которого, возникающий при замене Б14+ на А13+, компенсируется катионами щелочных и щелочноземельных металлов. Они легко замещаются и называются обменными, в отличие от каркасных (тетраэдрических) атомов 81 и А1, при обычных условиях не участвующих в обмене [128].
В идеальном случае химический состав цеолитов выражается формулой:
Мх/п[А1х81у02(х+у)] рН20,

раствор, проявляющийся при использовании NtLi+ и Nа+-про изводных цеолитов, очевидно, связан с тем, что в процессе насыщения содержание обменного кальция в них значительно снижалось.
Положительное действие смеси NILt+ - клиноптилолита с апатитом (North Carolina) установлено Barbaric R. et al. [203]. Ее внесение не вызывало отклонений в развитии растений сорго, накопление сухой массы линейно возрастало с увеличением соотношения цеолит: апатит от 0 до 0.75.
Необычный аспект использования модифицированных туфов представили американские исследователи. Национальное аэрокосмическое агентство США (NASA) уделяет большое внимание созданию циклических систем жизнеобеспечения в условиях освоения космоса и полноценная растительная пища является важным компонентам таких систем. Поэтому усилия ученых направлены на создание субстрата с высоким запасом питательных элементов, обеспечивающим получение нескольких урожаев сельскохозяйственных культур без обновления и внесения удобрений. В проведенных исследованиях наибольшей продуктивностью обладает субстрат, содержащий кварцевый песок и 25, 50, 75, 100% клиноптилолит-апатитовой смеси 5:1) но объему. Цеолит в нем представлен NH/ и К+ - модифицированными формами, соотношение между которыми составляет 3:1. Снабжение субстратов элементами питания происходит в результате постепенного растворения апатита с выделением кальция, последний вовлекаясь в реакции ионного обмена вытесняет в раствор сорбированный калий и аммоний [208, 209, 218].
Цеолиты - инактиваторы тяжелых металлов и токсичных элементов
Техногенная деятельность человека, интенсивная эксплуатация химического и металлургического производства приводит к формированию мощных загрязняющих потоков. Аэрозольные выбросы над крупными