2. Параметры уравнений связи коэффициентов ...

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
2. Параметры уравнений связи коэффициентов образующей формы и показателей деревьев
Район исследований
Большемуртинский
Эхирит-Булагатский
Модель
a = 0,9998·d0-1
b = 0,035–0,0021·dп + 0,2854·а + 0,00095·d0
c = 1,573–3,742·а + 9,278·b-1,125·(d0/dп)
+ 1,113·Hп + 0,0059·dп
а = 0,913·d0 – 0,9697
b= -0,0026·dп + 0,0021·d0 + 0,319·a
c = 3,910–6,689·a + 11,075·b +
+ 2,366·Hп – 3,031·(d0/dп)
R
1,0
0,785
mx
–
0,011
F
дост.
дост.
0,684
0,992
0,219
–
дост.
дост.
0,689
0,780
0,007
0,162
дост.
дост.
Примечание: R – коэффициент корреляции; m – основная ошибка; F – критерий Фишера; коэффициенты уравнений
значимы, так как р<0,05 при уровне доверительной вероятности 0,954
– Коэффициент b определяется по линейному уравнению множественной регрессии с
входными переменными d0, а, dп.
– Коэффициент c характеризуется слабой связью с входными переменными. Поэтому рекомендуется этот коэффициент определять по уравнению
множественной регрессии с учетом а, b, d0, dп, Нп
в зависимости от лесорастительного района.
– Построение всеобщей модели требует накопления экспериментального материала из
различных районов Сибири.
Литература
– С помощью функции Harris model адекватно
описывается продольное сечение нижней части
ствола по трём точкам: у шейки корня, на высоте пня и на высоте 1,3 метра.
– Коэффициент а моделируется степенным
уравнением по значениям диаметров у шейки
корня.
3. Выравненные значения коэффициента а
по районам исследований
Показатель
дерева
d0
8
16
24
32
40
48
56
60
Район исследований
Большемуртинский Эхирит-Булагатский
Коэффициент а
0,1215
0,1250
0,0621
0,0625
0,0419
0,0417
0,0317
0,0312
0,0255
0,0250
0,0214
0,0208
0,0184
0,0179
0,0172
0,0167
1. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесн. пром-ть, 1982. 550 с.
2. Третьяков Н.В. Методика составления массовых таблиц
сбега и объемов для древостоев ценных пород Северного
Кавказа // Вопросы лесной таксации: сб.тр. ЦНИИЛХа.
Ленинград, 1937.
3. Вайс А.А. Образующая формы продольного сечения нижней части деревьев: мат. интернет-конф. «Леса ХХI века»
[Электронный ресурс]. Режим доступа: http: // www. ftacademy.
ru/internet-conference/.
4. Об утверждении перечня лесорастительных зон и лесных
районов Российской Федерации [Электронный ресурс].
Режим доступа: http://www. forestforum.ru/.
Фитосанитарное состояние растений –
индикатор экологического качества
А.П. Глинушкин, к.б.н., С. А. Душкин, аспирант, А. А. Хайрулинова, соискатель, Оренбургский ГАУ
В 1940–60 гг. диагностирована болезнь ИтайИтай в префектуре Тояма (Япония), вызываемая
сбросом необработанных стоков цинковых рудников. Её симптомы выражаются в размягчении
костей и пиелонефрите, что соответственно приводит к скелетной деформации и дисфункции
почек [4, 5].
Экологическая особенность элементов бывает
различная. Так, медь в химическом отношении
является малоактивным металлом, малоподвижным элементом в почвах, представленным
главным образом валовой формой. Однако все
соли меди достаточно ядовиты. Наибольшее
значение в токсикологии имеют её подвижные
соединения [6].
Последствия отравлений животных и человека, вызванные ТМ, нередко необратимы,
поэтому актуальна оценка экологического состояния производимой растениями продукции.
Источниками загрязнения сельскохозяйственной продукции считаются автомобили, технические, синтетические и перерабатывающие
заводы, комбинаты, а также средства химизации,
применяемые в земледелии и животноводстве.
Тяжёлые металлы (ТМ) практически всегда
входят в состав органических, минеральных
удобрений и химических мелиорантов [1].
Свинец, попадая в организм человека, вызывает интоксикацию и серьёзные заболевания:
свинцовые энцефалопатии, венозный стаз,
пневмосклероз, сердечную гипертрофию, цирроз
печени и др. Негативное влияние кадмия на
животные организмы со временем приводит к
болезням костей, почек, анемии, гипертонии
[2], всех форм рака [3].
52
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Тяжёлые металлы также опасны и для растений. Установлены следующие физиологические
изменения в растениях под действием ТМ –
количество и размеры листьев, подвижность и
ориентации устьиц, способность к саморегуляции, скорость растяжения клеток, формирование
новых боковых корешков, водопроницаемость,
соотношение размеров корня и побегов и т.д.;
увеличиваются – плотность устьиц, свертывание
листьев, старение и опадание листьев, эластичность клеточных стенок, степень лигнификации,
скорость отмирания кончика корня; варьируют –
механизмы жаростойкости, количество и распределение воска в кутикуле, покой и способность
регулировать скорость роста, водные потенциалы
листа и корня, интенсивность транспорта ионов.
Показано, что в основе токсического действия
ТМ может лежать их денатурирующее действие
на метаболически важные белки [6]. Многочисленны данные о влиянии тяжёлых металловзагрязнителей на цвет листьев, так называемый
хлороз. Однако он может быть вызван у растений
вирусами, микоплазмой, бактериями и другими
организмами.
Кадмий в 2–20 раз токсичнее других ТМ.
Характерным признаком кадмиевого токсикоза
является покраснение листьев, стеблей, черешков.
Кадмий вызывает нарушение в снабжении растений фосфором и азотом. Он также подавляет
поглощение корнями калия, кобальта, задерживает передвижение железа в надземные органы [2].
При непосредственном консультационном
участии проф. А.В. Ряховского мы провели серию
определений содержания ТМ в зерне и соломе
яровой пшеницы, производимой по различным
опытным вариантам (при определении наиболее
эффективных методов и приёмов для выработки технологий эффективной защиты растений
от возбудителей болезней и неблагоприятных
факторов окружающей среды), и выявили, что
применение различных средств защиты вызывает
неодинаковое накопление ТМ в зерне. Нами
установлено, что не от всех средств защиты
можно с уверенностью ждать улучшения этих
показателей, особенно при серьёзных поражениях растений различными болезнями или их
различном качественном уровне болезненного
состояния (табл. 2).
В основной своей массе применение средств
защиты – мера вынужденная. Мы полагаем,
что существует вероятность накопления ТМ в
продукции (зерне) выше предельно допустимых
концентраций. В 2007 г. достоверно установлено на одном из комплексных опытов при
многофакторном различии превышение норм
по одному из восьми определяемых элементов,
относящихся к группе ТМ [7].
В целом следует отметить, что даже применение протравителей семян вызвало накопление
в зерне ТМ. Только два препарата ежегодно
улучшали зерно по показателям – это химический ТМТД Плюс и биологический Бинорам.
Их применение способствовало низкому накоплению ТМ при защите яровой пшеницы
гербицидами. Использование только гербицидов
нередко носит характер ухудшающего фактора
для продуктивности яровой пшеницы в степных
условиях Южного Урала. Кроме пшеницы, в
производственных условиях также отмечено
увеличение ТМ в зерне других зерновых культур
выше предельно допустимых концентраций.
Мы связываем эти факты с негативным воздействием гербицидов на защищаемую культуру.
Так называемое стресс-состояние, в котором нередко находятся защищаемые растения, не что
иное, как болезнь антропогенно-химического
происхождения. Как следствие, в результате болезни у растений наблюдается снижение урожая,
длины растений.
Сведения о том, что применение гербицидов вызывает повышенное накопление ТМ,
отсутствуют. Также нет данных о повышении
содержания ТМ в зерне при применении протравителей семян.
Для углубления изучения состояния проблемы
были проведены исследования по накоплению
1. Предельно допустимые концентрации тяжёлых металлов в продуктах растительного
происхождения, мг/кг (по Dueeh, 1984 и др. источникам)
Элемент
Hgх)
Cdх)
Pbх)
Cu
Zn
Fe
Ni
Cr
Sn
Al
Примечания:
Хлеб
0,01
0,02
0,2
5,0
25,0
50,0
0,5
0,2
–
20,0
Зерноххх)
0,03
0,1/0,3
0,5/5,0
10,0/30,0
50,0/100,0
100,0/-/1,0
-/0,5
–
–
Овощи
0,02
0,03
0,5
10,0
10,0
50,0
0,5
0,2
200,0
30,0
х)
Фрукты
0,01
0,03
0,4
10,0
10,0
50,0
0,5
0,1
200,0
20,0
Сокихх
0,005
0,02
0,4
5,0
10,0
15,0
0,3
0,1
100,0
10,0
Почвахххх)
2,1
0,3
6,0
3,0
23,0
–
4,0
6,0
–
–
наиболее токсичные ТМ, содержание которых подлежит первоочередному контролю;
в консервированных продуктах;
ххх) числитель: предельно допустимые значения; знаменатель – временные максимально допустимые уровни;
хххх) подвижные соединения металлов.
хх)
53
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
2. Накопление ТМ в зерне яровой пшеницы в зависимости от применения
защитных препаратов (средние данные за 2005–2007 гг.)
Вариант
опыта
Контроль
ТМТД Плюс
Бинорам
Контроль + Банвел
ТМТД Плюс + Банвел
Бинорам + Банвел
Cu
мг/кг
2,91
2,16
2,85
3,60
3,25
3,19
Zn
±, %
–
-25,8
-0,02
119,2
110,5
108,8
мг/кг
28,3
23,7
27,6
25,3
20,4
20,1
Pb
±, %
–
-16,2
-2,5
-10,6
-27,9
-29,0
мг/кг
0,2
0,2
0,22
0,21
0,175
0,13
Cd
±, %
–
0,0
110,0
105,0
-12,5
-35,0
мг/кг
0,043
0,035
0,037
0,035
0,033
0,027
±, %
–
-18,7
-13,9
-18,7
-23,2
-37,2
3. Cодержание ТМ в зависимости от поражения растений болезнями
Вариант опыта
Контроль:
небольные бактериозом
и корневой гнилью
небольные бактериозом,
больные корневой гнилью (1 балл)
больные бактериозом
и небольные корневой гнилью
Небольные бактериозом, больные
корневой гнилью (2 балла)
Больные бактериозом
и корневой гнилью (2 балла)
Небольные бактериозом, больные
корневой гнилью (3 балла)
Больные бактериозом
и корневой гнилью (3 балла)
Cu
Zn
Pb
Cd
мг/кг
±, %
мг/кг
±, %
мг/кг
±, %
мг/кг
±, %
1,82
–
17,3
–
0,13
–
0,017
–
3,37
245,0
24,1
239,3
0,36
377,0
0,13
864,7
2,31
121,2
19,0
209,8
0,13
0
0,22
1394,1
2,33
121,9
21,8
226,0
0,23
277,0
0,32
1982,3
3,6
297,8
22,5
230,1
0,38
392,3
0,19
1217,7
4,1
325,3
36,7
312,1
0,78
700,0
0,032
1982,3
5,1
380,2
33,0
290,7
0,82
730,8
0,35
2158,8
ТМ в зерне в зависимости от болезненного
состояния растений, вызванного конкретно
определяемыми причинами.
Мы впервые определили взаимосвязь заражённости яровой пшеницы возбудителем
кончикового бактериоза, корневой гнилью с
динамикой изменения содержания ТМ в зерне
яровой пшеницы (табл. 3). Так, при заражении
растений кончиковым бактериозом увеличивалось содержание Cu более чем на 30%, Cd – в 12
раз, а количество Zn и Pb при этом находилось в
пределах ошибки опыта. При заражении корневой гнилью (1 балл) содержание всех элементов
увеличивалось: Cu и Zn – в 1,4 раза; Pb – в 2,8
раза; количество кадмия при этом повышалось
более чем в 7,5 раза. При увеличении балла поражения содержание отдельных ТМ увеличивалось,
причем по отдельным элементам в десятки раз.
По нашему мнению, элементы группы тяжёлых металлов вполне могут быть использованы вредными организмами: для ослабления
иммунитета растения перед его интенсивным
заселением; перевода клеточных и других
мембран растения в менее трудную преграду;
блокирования жизненно важных процессов;
переориентировки пути движения метаболитов
или его остановки; дополнительной интоксикации растения продуктами его же метаболических
процессов и т.д.
Наши выводы подтверждаются сведениями
о свинце, меди, цинке и других ТМ, которые
в растениях при повышенном содержании
снижают интенсивность процессов окисления,
фотосинтеза и метаболизма жиров [6].
В итоге, болезненные растения накапливают в
себе химические элементы, относящиеся к группе
ТМ. Также нельзя исключать и факт накопления
биологически активных веществ, опасных как
для растений, так и для животных и человека.
Поэтому фитосанитарная диагностика растений
при их вегетации вполне может выступать как
метод-индикатор для контроля экологического
состояния производимой продукции.
Литература
1. Алексеев Ю.В. Тяжёлые металлы в почвах и растениях. Л.:
Агропромиздат, 1987. 142 c.
2. Ягодин Б.А. Кадмий в системе: почва – удобрение – растение – животные организмы и человек // Агрохимия. 1989.
№ 5. С. 21–23.
3. Бондарев Л.Г. Микроэлементы – благо и зло. М.: Знание,
1984. 144 с.
4. Мур Д.В., Рамамурти С. Тяжёлые металлы в природных
водах. Контроль и оценка влияния. М.: Мир, 1987. 286 с.
5. Эйхлер В. Яды в нашей пище. 2-е дополн. изд.: Мир, 1993.
237 с.
6. Ряховский А.В., Батурин И.А., Березнев А.П., Болотин А.Н.,
Голодников В.П. Плодородие почв Оренбургской области,
использование и эффективность удобрений при возделывании полевых культур. Оренбург: ОАО «ИПК «Южный
Урал», 2008. 252 с.
7. Глинушкин А.П. Пшеница и хлеб: агроэкологическая и
технологическая эффективность защиты яровой пшеницы
в условиях степной зоны Южного Урала. Саратов: ИЦ
«Наука», 2009. 198 с.
54