M IECZYSŁAW KOTER, ANNA KRAUZE, DANUTA DOMSKA
BAD AN IA NAD ZAW ARTO ŚCIĄ M IKRO ELEM EN TÓ W W ROŚLINACH U PR A W N YC H
W O JEW Ó D ZTW A O LSZTYŃ SK IEG O
CZĘŚĆ IV. ŻELAZO
Instytut Chemizacji Rolnictwa WSR w Olsztynie
Na znaczenie żelaza w życiu roślin i zw ierząt wskazuje nie tylko jego fizjologiczna rola [2, 3, 6, 13, 15, 16, 20], ale również stosunkowo duża zaw artość tego składnika w roślinach, m ieszcząca się w granicach od kil ku do 1000 i więcej m g/kg s.m. [4, 11, 13, 17]. Minimalna zaw artość że laza potrzebna do syntezy chlorofilu u roślin zielonych wynosi 20 ppm [14]. Objawy niedoboru żelaza, np. u pomidorów, w ystępują przy 30 ppm, a u truskaw ek przy 50 ppm jego zaw artości w częściach zielonych rośli ny [5, 19]. W licznych przypadkach naw et m im o braku widocznych obja wów zw iązanych z niedoborem żelaza może on znajdow ać się w roślinie w niew ystarczających ilościach, co pociąga za sobą w yraźne w ew nętrzne nieprawidłowości w jej rozwoju, a w raz z tym i obniżkę plonów. W e b b i H a l l a s [19] zaobserwowali u truskaw ek, ze mimo niewystępowania sym ptom ów niedoboru żelaza przy jego ilościach powyżej 50 ppm zwięk szenie zaw artości żelaza do 70 ppm wpływało na zwiększenie siły wzrostu truskaw ek. K e l l e r i K o c h [7] stw ierdzili obniżenie pobierania dw u tlenku węgla przy niedostatecznej koncentracji żelaza w środowisku od żyw czym w w yniku zmniejszenia się wielkości powierzchni liści i zmian w budowie tkanki asym ilacyjnej. Zbyt m ałe ilości tego składnika w gle bie m ogą także w yw ołać nadm ierne jego pobieranie i gromadzenie przez niektóre rośliny, np. owies [13].
Potrzeby roślin w stosunku do żelaza są duże, ale w większości przy padków uw aża się, że jego zasoby znajdujące się w glebie są na ogół w y starczające. Żelazo, podobnie jak inne m ikroelem enty, jest pobierane z gleby przez rośliny w postaci związków o niższym stopniu utlenienia. W glebie w ystępują grupy m inerałów łatw o uw alniających i urucham ia jących żelazo, jak bezpostaciowy wodorotlenek żelaza i m inerały żelaziste
3 1 8 M. Koter, A. Krauze, D. Domska
typu limonitu i muskowitu, oraz trudniej rozpuszczalne, jak krystaliczny wodorotlenek żelaza, m uskowit i m ontronit oraz hem atyt i kaolinit. Sto pień uruchom ienia żelaza (udział żelaza wolnego w ogólnej jego zaw ar tości) zależy również od typu gleby [8]. Uwolnione związki żelaza m ogą stać się niedostępne dla roślin w pew nych szczególnych w arunkach. W yższy odczyn środowiska ham uje pobieranie żelaza, które ulega w y trąceniu w trudno dostępne dla roślin wodorotlenki żelaza, przy czym form a F e 3+ w ytrąca się przy dużo niższym pH niż F e 2+. Na glebach sil nie nawodnionych o nieuregulow anych stosunkach w odno-pow ietrznych zostaje zachwiana rów now aga m iędzy F e 2+ i F e 3+, przesuw ając się na korzyść F e 2+ [13, 21]. Niedobory żelaza w ystępują na glebach o reakcji środowiska glebowego od kwaśnego do neutralnego i na glebach alkalicz nych przy dużej obecności m etali ciężkich i takich składników pokarm o w ych, jak wapń i fosforany [1, 3, 5, 12].
W literaturze fachowej spotyka się coraz częściej badania podkreśla jące konieczność stosowania łatwo przysw ajalnych związków żelaza jako składnika nawozowego. Zaleca się przy ty m nawożenie gleby w okresie spoczynku roślin lub na początku w egetacji (w postaci oprysków). W badaniach tych wykazano wyższą w artość związków chelatow ych niż nieorganicznych połączeń żelaza [18]. Konieczność stosowania nawożenia żelazem, a zwłaszcza w formie chelatów, zachodzi na wielu glebach wsku tek wahań w zaw artości dostępnych dla roślin związków żelaza nie tylko w przypadku w ystąpienia objawów niedoboru tego składnika, lecz także w norm alnych w arunkach upraw y m ającej na celu uzyskanie optym al nego plonu.
BADANIA WŁASNE
Przeprowadzone badania stanow ią IV część pracy dotyczącej zaw ar tości m ikroelem entów w roślinach upraw nych woj. olsztyńskiego. M e todyka tych badań została szczegółowo opisana w I części naszej pracy [9]. Żelazo oznaczono w próbkach roślinnych m etodą dw upirydylow ą [10]. O trzym ane wyniki zostały przeliczone i podane w m g/kg s.m.
OMÓWIENIE WYNIKÓW
Przeprowadzone badania nad zaw artością żelaza w różnych roślinach upraw nych zebranych z terenu woj. olsztyńskiego w ykazały, że ilość tego pierw iastka kształtuje się w szerokich granicach. Można przy tym zauw a żyć, że w ystępujące różnice w ilości żelaza istnieją nie tylko* między ga tunkami poszczególnych roślin, ale również w obrębie danego gatunku (tab. 4). Najbogatsze pod względem zaw artości żelaza są liście buraków
cukrow ych (średnio 573,3 mg F e w kg s.m.) oraz tytoniu (średnio 443,9 mg F e w kg s.m .), czyli najbardziej rozbudowane organa asym ilacyjne.
B adane rośliny zbierano z gleb o zróżnicow anym składzie m echanicz nym i różnym stopniu zakwaszenia. Żelazo w glebie, podobnie jak i inne składniki pokarmowe, podlega przem ianom chem icznym , w wyniku któ rych niejednokrotnie pow stają związki trudno dostępne dla roślin [13, 14, 16]. Zjawisko takie może przebiegać zarówno w w arunkach kwaśne go, jak i alkalicznego odczynu gleby. W ystępujące w ahania w koncentra cji żelaza u roślin jednego gatunku świadczą o zachodzących trudnoś ciach przy jego pobieraniu ze środowiska glebowego. U większości roślin zbożowych w ystępują duże różnice w zaw artości żelaza w ziarnie i w sło m ie (tab. 1). Stosunek ilości żelaza w ziarnie i w słomie żyta ozimego, jęczm ienia i owsa w nielicznych przypadkach układa się na korzyść
Fe m g fig S7Tb.~d.T7b. J lJ l TTL
150
100Wpływ odczynu gleby na zaw ar tość żelaza w ziarnie i w słomie
żyta 50
Influence of soil pH on the iron content of rye grain and straw
i n 4,748 5,2
o
Ziarno - Grain
ж
Sfom
a-Straw
7,1 7,5 77- jiH ziarna, m ieszcząc się w granicach 1,2 - 2 , 5 : 1 ; w pozostałych przypad kach w ynosi on 1 : 1 - 2,3. P rzy w yższych ilościach żelaza w ziarnie w ystępuje zazwyczaj niższa jego koncentracja w słomie i odwrotnie. U żyta widoczne są w yraźne zmiany we w zajem nym stosunku w zaw ar tości żelaza w ziarnie i w słomie roślin zebranych z gleb lekkich brunat nych o m ało zróżnicow anym składzie m echanicznym , ale różnym odczy nie gleby (rys. 1). W życie pochodzącym z gleb o w yższym pH znaleziono więcej żelaza w ziarnie niż w słomie, natom iast przy niższym pH od w rotnie. W śród roślin zbożowych najbardziej zbliżone ilości żelaza w y stępują u pszenicy. Stosunek zaw artości żelaza w ziarnie i w słomie
320 M. Koter, A. Krauze, D. Domska
T a b e l a 1 Zawartość ż e la z a w ro ś lin a c h zbożowych
Iro n conten t in g ra in crops
R o ślin a Crop Nr prób k i Sam
Typy i rod zaje gleb S o i l types and kinds
pH w ln KCl pH i n ln KCl Fe w mg/kg s.m . Fe in ppm Stosunek ziarn o t słoma Grain : p le
No. ziarnog ra in słomastraw r a t i ostraw
1 2 3 4 5 6 7
Jęczm ień
B arley Gleby brunatne z:Brown s o i l s developed o f: 1 g lin y le k k ie j l ig h t loam 5 Л 1 3 6 ,8 1 3 6 ,4 1 ï l 2 g lin y le k k ie j l ig h t loam 5 ,9 1 0 6 ,4 8 5 ,6 1 , 5 :1 3 g lin y l e k k ie j l ig h t loam 6 ,0 1 2 6 ,0 1 67,2 1 : 1 ,5 4 piasku g lin ia s te g o mocnego
stro n g ly loamy sand 6 f6 2 2 2 ,5 8 8 ,0 2 , 5 :1 5 piasku g lin ia s te g o mocnego
stro n g ly loamy sand 6 ,6 90,0 1 01,2 1 : 1 ,1 6 piasku g lin ia s te g o mocnego
stro n g ly loamy sand 7 ,0 9 9 ,0 1 5 2 ,0 1 : 1 ,5 7 g lin y l e k k ie j l ig h t loam 7 ,5 103,2 1 6 8 ,0 1 : 1 ,6 8 g lin y l e k k ie j l ig h t loam Czarne ziemie z: Black e a rth s developed o f: 7 ,5 152,0 1 8 9 ,0 1 : 1 , 4
9 piasku g lin ia s te g o lek k ieg o pylastego
s i l t y l i g h t loamy sand 6 ,4 1 4 4 ,0 1 6 2 ,8 1 : 1 ,1 10 g lin y ś re d n ie j p y la s te j
s i l t y medium loam 6 ,8 1 5 1 ,5 1 2 5 ,2 1 ,2 :1 11 g lin y śre d n ie j p y la s te j
s i l t y medium loam 6 ,8 1 2 4 ,6 7 9 ,2 1 ,6 :1 12 piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 6 ,9 90,0 1 25,2 1 : 1 , 4 Owies
Oats Gleby brunatne z:Brown s o i l s developed o f: 13 piasku g lin ia s te g o mocnego
stro n g ly loamy sand 5 ,1 8 9 ,0 1 1 8 ,8 1 : 1 ,5 14 piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 5 ,3 1 4 2 ,0 152,0 1 :1 15 g lin y l e k k ie j l ig h t loam 5 ,4 1 0 6 ,8 - -16 g lin y le k k ie j l ig h t loam 5 ,5 1 4 2 ,4 7 9 ,2 1 , 8 :1 17 g lin y le k k ie j p y la s te j s i l t y l i g h t loam 5 ,7 1 2 4 ,6 9 2 ,4 1 , 5 :1 18 piasku g lin ia s te g o lekkiego
l ig h t loamy sand 5 ,8 1 0 5 ,6 152,6 1 : 1 , 4 19 g lin y le k k ie j l i g h t loam 6 ,3 1 2 4 ,6 132,0 1 :1 20 g lin y le k k ie j l i g h t loam 6 ,7 8 0 ,1 7 9 ,2 1 ! l 21 g lin y l e k k ie j l i g h t loam 7 ,0 8 9 ,0 11 8 ,8 1 : 1 ,5
c .d . t a b e li 1
1 2 3 4 5 6 7
Owies
Oats Czarne ziemie z:B lack ea rth s developed o f: 22 piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 4 ,7 1 7 8 ,0 1 0 1 ,2 1 ,7 :1 23 piasku g lin ia s te g o lekk iego pylastego
s i l t y l i g h t loamy sand. B i e li c a z: P od zolic s o i l develoDed o f: 6 ,4 7 1 ,2 1 6 7 ,2 1 : 2 ,3 24 g lin y l e k k ie j p y la s te j s i l t y l i g h t loam 5 ,2 90,0 123,2 1 : 1 , 4 P szen ica ozima W inter whe at 25 Gleby orunatne z: Brown s o i l s developed o f: g lin y l e k k ie j l i g h t loam 4 ,6 1 0 8 ,0 1 6 3 ,4 1 : 1 ,5 26 piasku g lin ia s te g o nocnego
stro n g ly loamy sand 4 ,8 7 2 ,0 1 1 6 ,1 1 : 1 ,6 27 piasku g lin ia s te g o mocnego
stro n g ly loamy sand 5 ,5 7 2,0 1 4 9 ,6 1 :2 28 g lin y ś re d n ie j medium loam 5 ,5 90,0 1 5 4 ,8 1 : 1 ,7 29 g lin y le k k ie j l i g h t loam 5 ,6 72 ,0 1 4 9 ,6 1 :2 30 g lin y l e k k ie j p y la s t e j s i l t y l i g h t loam 6 ,9 6 3 ,0 9 2 ,4 1 : 1 ,5 31 g lin y le k k ie j p y la s te j s i l t y l i g h t loam 7 ,0 72,0 110,0 1 : 1 , 6 32 piasku g lin ia s te g o mocnego
stro n g ly loamy sand 7 ,0 - 14 9 ,6 -33 g lin y l e k k ie j l i g h t loam Czarne ziemie z: Brown s o i l s developed o f: 7 ,0 6 3 ,0 140,8 1 :2 34 g lin y le k k ie j l i g h t loam 6 ,3 7 2 , С 1 3 6 ,4 1 :2 35 g lin y c ię ż k ie j ■heavy loam 7 , С 6 3 ,0 1 84,8 1 : 2 ,9 36 glin y c i ę ż k i e j heavy loam B i e l i c a z: P od zolic s o i l developed o f: 7 ,1 5 4 ,0 1 2 3 ,2 1 :2 37 g lin y le k k ie j l i g h t loam 5 ,7 11 7 ,0 1 4 6 ,2 1 : 1 ,2 Żyto ozime W inter rye 38 Gleby brunatne z: Brown s o i l s developed o f: piasku luźnego lo o se sand 4 ,7 1 44,0 1 4 5 ,2 1 :1 39 piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 4 ,7 1 0 7 ,8 1 3 6 ,0 1 * 1 ,3 40 piasku luźnego
lo o se sand 4 ,8 7 7 ,0 1 4 9 ,6 1 : 1 , 9 41 piasku luźnego
lo o se sand 4 ,6 11 5 ,5 1 5 6 ,2 1 : 1 ,3 42 piasku słabo g lin ia s te g o
-322 M. Koter, A. Krauze, D. Domska c .d . t a b e li 1 1 2 3 4 5 6 7 Żyto ozime W inter rye 43 Gleby brunatne z : Brown s o i l s developed o f: piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 5 ,0 - 103,2
-44 piasku luźnego
loose sand 5 ,2 6 8 ,4 1 5 8 ,4 1 : 2 ,3 45 piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 7 ,1 1 6 2 ,0 1 3 2 ,0 1 , 2 :1 46 piasku g lin ia s te g o lekk iego
l i g h t loamy sand 7 ,5 1 8 0 ,0 1 1 4 ,4 1 ,6 * 1 47 piasku słab o g lin ia s te g o
weakly loamy sand Czarna ziem ia z: B lack e a r th o f:
7 ,7 1 8 9 ,0 1 1 4 ,4 1 ,6 :1
48 piasku g lin ia s te g o lekk iego l ig h t loamy sand Mada z: A llu v ia l s o i l o f: 7 ,2 6 3 ,0 8 3 ,6 1 : 1 ,3 49 1
piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 6 ,3 1 4 4 ,0 1 1 0 ,0 1 , 3 :1
pszenicy układa się przeważnie w granicach 1 : 2, gdy tym czasem w po zostałych zbożach był on bardziej zmienny, a niekiedy naw et odw rotny. W iększe ilości żelaza w ziarnie pszenicy w ystąpiły w dwóch przypad kach: przy jej upraw ie na glebie bielieowej i na glebie brunatnej silnie kwaśnej, o dużym stopniu uruchom ienia żelaza [8]. Najmniej żelaza zna leziono w pszenicy pochodzącej z niektórych gleb o w yższym odczynie (tab. 1 — próbki 30, 33, 35, 36).
W roślinach m otylkow ych, burakach, ziemniakach i rzepaku, podob nie jak w roślinach zbożowych, w ystępują często znaczne rozpiętości w zaw artości żelaza (tab. 2 i 3). Można przy tym zauw ażyć w niektórych przypadkach wpływ odczynu gleby lub składu m echanicznego na kon centrację żelaza. Siano koniczyny i lucerny pochodzące z gliny średniej zaw iera dwukrotnie więcej żelaza niż siano z gliny lekkiej (tab. 2). W m ie szance strączkow ej natom iast przy niewielkim zróżnicowaniu składu m e chanicznego gleby i jednakow ym jej odczynie znaleziono bardzo zbliżone ilości żelaza. Siano traw różni się zaw artością żelaza w poszczególnych pokosach, przy czym więcej tego pierw iastka jest w pokosie II. Duże wahania w nagrom adzeniu żelaza zaobserwowano u buraków cukrowych (tab. 3). Najmniej żelaza znajduje się w korzeniach buraka cukrowego upraw ianego na piasku gliniastym lekkim (w porównaniu do buraków pochodzących z gliny średniej 2,5 raza m niej).
Liście buraka cukrow ego m ają 3 do 8 razy więcej żelaza niż korzenie. Zarówno w korzeniach, jak i w liściach buraków zebranych z gleb o w yż szym odczynie, nie zauważono obniżenia się zaw artości żelaza. W ynika
T a b e l a 2 Zawartość ż e la z a w s ia n ie r o ś l i n motylkowych i traw
Iro n con ten t in hay o f legumes and g ra sse s
R o ślin a Crop Кг próbki Sample No.
Typy i ro d zaje gleb S o i l ty p es and kinds pH w ln KCl i n ln KCl Fe w mg/kg s.m. in ppm Koniczyna czerwona Red c lo v e r 50 Gleby brunatne z; Brown s o i l s developed o f: g lin y ś re d n ie j p y la s t e j s i l t y medium loam 4 ,2 1 9 7 ,6 51 g lin y le k k ie j l i g h t loam 5 ,1 9 1 ,2 52 g lin y le k k i e j p y la s t e j o i l t y l i g h t loam 5 ,1 92,2 55 g lin y le k k ie j l i g h t loam 6 ,0 1 3 6 ,8 5^ g lin y ś re d n ie j medium loam 6 ,3 1 9 8 ,8 55 g lin y le k k ie j l i g h t loam 6 ,4 9 1 ,2 56 g lin y l e k k i e j p y la s t e j s i l t y lig h t loam 6 ,8 1 2 1 ,6 Lucerna A l f a l f a 57 g lin y l e k k ie j l i g h t loam 5 ,5 1 8 4 ,6 58 g lin y l e k k ie j l i g h t loam 6 ,1 1 6 3 ,3 59 g lin y l e k k ie j l i g h t loam 6 ,5 2 1 2 ,8
60 piasku g lin ia s te g o mocnego
stro n g ly loamy sand 7 ,0 1 4 9 ,1 61 g lin y ś re d n ie j
medium loam 7 ,5 3 9 5 ,2
S e rad e la
S e r r a d e lla 62 piasku słabo g lin ia s te g o weakly loamy sand 4 ,5 2 0 7 ,2 65 piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand Czarna ziem ia z: Black e a rth developed o f:
6 ,0 3 3 3 ,7
64 piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 5 ,7 1 5 9 ,6
Mieszanka strączkowa Legume fix t u r e 65 Gleby brunatne z: Brown s o i l s developed o f: piasku g lin ia s te g o lekk iego
lig h t loamy sand 7 ,0 2 7 3 ,6 66 piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 7 ,0 2 5 8 ,6
67 piasku g lin ia s te g o mocnego pylastego
s i l t y stro n g ly loamy sand 7 ,0 2 3 5 ,6 Trawy
G rasses 66 t o r f n is k i low peat 6 ,5 1 3 6 ,8 69 t o r f n is k i
324 M. Kater, A. Krauze, D. Domska
T a b e l a 3 Zawartość ż e la z a w ro ś lin a c h okopowych i przemysłowych
Iro n co n ten t in ro o t and. in d u s tr ia l crops
R o ślin a Nr prób
k i T y p y i rod zaje gleb
pH w ln ECl Fe w mg/kg s.m . in ppm Crop Sam ple No. S o i l ty p es and kinds in ln ECl korzen iero o ts l i ś c i ele a v e s 1 2 3 4 5 6 Ziem niaki
P otato es Gleby brunatne z:BroY-n s o i l s developed o f: 70 piasku g lin ia s te g o lekk iego
li g h t loamy sana 5 ,0 - 2 2 2 ,5 71 piasku g lin ia s te g o lekk iego
li g h t loamy sand 5 ,9 - 1 3 6 ,4 72 piasku luźnego
loose sand 6 ,0 - 9 9 ,0
73 piasku g lin ia s te g o lekkiego
lig h t loamy sand 6 ,0 - 1 2 4 ,6 74 piasku g lin ia s te g o lekk iego
l i g h t loamy sand 6 ,0 - 10 9 ,2 73 piasku słabo g lin ia s te g o
weakly loamy sand 6 ,1 - 2 0 0 ,0
Buraki cukrowe
Sugar b e e ts 76 piasku g lin ia s te g o lekk iego lig h t lcamy sand 5 ,8 6 9 ,7 4 3 1 ,2 77 g lin y le k k ie j li g h t loam 6 ,3 8 8 ,2 6 9 0 ,0 78 g lin y ś re d n ie j p y la s t e j s i l t y medium loam 6 ,8 1 1 3 ,4 6 1 6 ,0 79 g lin y ś re d n ie j medium loam 7 ,0 18 9 ,0 8 6 4 ,0 30 g lin y le k k ie j l i g h t loam 7 ,0 130,2 5 6 7 ,6 61 g lin y le k k ie j lig h t loam 7 ,0 9 6 ,6 5 5 0 ,4 82 i ł u cla y Czarne ziem ie z: Elack ea rth s developed o f: 8 ,1 1 2 1 ,8 3 4 9 ,2 83 g lin y c ię ż k ie j heavy loa=. 7 ,0 1 2 6 ,0 4 4 8 ,0 84 g lin y c ię ż k ie j heavy’ loam 8 ,0 10 9 ,2 3 1 6 ,8 85 g lin y c ię ż k ie j heavy loam 8 ,0 123,0 9 0 0 ,0 Rzepak ozimy
W inter rape Gleby brunatne z:Brown s o i l s developed o f: * * * 66 g lin y le k k ie :
lig h t loan 5 ,0 109, 2 1 5 6 ,6
87 piasku g lin ia s te g o lekk iego
li g h t loamy sand 5 ,0 193,2 3 1 9 ,0 88 g lin y śre d n ie j
c . d . t a o e l i 3
1 2 3 4 5 6
Rzepak ozimy
‘.Vinter rape Gleby brunatne z:Brown s o i l s developed o f: 89 piasku g lin ia s te g o lekk iego
l ig h t loamy sand 6 ,5 7 5 ,6 1 87,2 90 g lin y l e k k ie j lig h t loam 6 ,6 1 42,8 1 02,6 91 g lin y ś re d n ie j medium loam Czarna zien:ia z: Black e a rth developed o f: 7 ,0 1С4,2 l ö l , 5 ! 92 g lin y c ię ż k ie j heavy loam ь ,7 с4,С 174,9 Tytoń Tabacco 93 94 - -i •Ч-Т'О , С. 4 4 1 ,6 I * ziarno - g ra in * * słoma - straw !
to prawdopodobnie z faktu, że buraki upraw iane bezpośrednio na obor niku mogą korzystać w większym stopniu niż np. rośliny zbożowe z orga nicznych połączeń żelaza. Zachowanie się tych form żelaza w glebie, jak wiadomo, nie podlega takim wpływom odczynu, jakim podlegają związki nieorganiczne żelaza [13]. W ziemniakach najm niejsze ilości żelaza są w roślinach upraw ianych na słabszej glebie (piasek luźny), gdy tym cza sem w pozostałych znajduje się 1,5 - 2-krotnie więcej żelaza. P atrząc na zaw artość żelaza w rzepaku oraz na rodzaj gleby i jej odczyn nie widać, co zadecydowało o większych lub m niejszych ilościach tego pierw iastka w ziarnie i w słomie rzepaku.
Na podstawie przeglądu uzyskanych wyników widać, że rośliny m ogą gromadzić różne ilości żelaza. Nie ulega wątpliwości, że zależy to nie tylko od układu czynników glebowych i klim atycznych, ale również od gatunku rośliny. Duże w ahania w zaw artości żelaza w poszczególnych roślinach upraw nych potw ierdzają potrzebę ich przeanalizowania pod względem w ym agań w stosunku do żelaza. W św ietle ostatnich badań coraz częściej podważany jest pogląd stw ierdzający, że zaw artość żelaza w glebach jest w ystarczająca dla roślin upraw nych. Żelazo, podobnie jak inne m ikroelem enty, nie zawsze jest pobierane w ilościach optym alnych dla rośliny. Związki żelaza mogą w pewnych w arunkach w ytrącać się w trudno dostępne połączenia lub zostają unieruchom ione w wiązkach naczyniow o-sitow ych i nie dochodzą do innych organów roślin [13]. Uw stecznienie się żelaza w środowisku glebowym zależy od ilości związ ków organicznych i nieorganicznych żelaza, których stopień przysw
ajał-326 M. Koter, A. Krauze, D. Domska
T a b e l a 4 Zawartość ż ela z a w r o ś lin a c h uprawnych województwa o lszty ń sk ie g o
Iro n co n ten t i n crops c u ltiv a te d in th e O lsztyn province
R o ślin a Crop I lo ś ć próbek Pe w mg/kg s.m . Fe in ppm Number o f ziarn o g ra in słomastraw samples wahania
from -to śre d n iaaverage wahaniafr o n -to śre d n iaaverage I R o ślin y zbożowe
Grain crops
Jęczm ień - B arley 12 9 0 ,0 -2 2 2 ,5 1 2 7 ,1 7 9 ,2 -1 8 9 ,0 1 2 9 ,4 Owies - Oats 12 8 0 ,1 -1 7 8 ,0 11 1 ,9 7 9 ,2 -1 6 7 ,0 1 1 7,8 P sz en ic a ozima - W inter wheat 13 5 4 ,0 -1 1 7 ,0 7 6 ,5 9 2 ,0 -1 8 4 ,8 1 3 9 ,7 Żyto ozime - W inter rye 12 6 3 ,0 -1 8 9 ,0 1 2 0 ,2 8 5 ,6 -1 5 8 ,4 12 7 ,5
wahania
from -to śre d n iaaverage I I Siano r o ś l i n motylkowych i traw
Hay o f legumes and g ra sse s
Koniczyna czerwona - Red c lo v e r 7 9 1 ,2 -1 9 8 ,8 1 3 2 ,7 Lucerna - A l f a l f a 5 1 * 9 ,1 -3 9 5 ,2 22 1 ,0 S e ra d e la - S e r r a d e lla 3 1 5 9 ,6 -3 3 3 ,7 2 3 3 ,5 Mieszanka strączkowa Legume m ixture 3 2 3 5 ,6 -2 7 3 ,6 2 5 3 ,9 Trawy - G rasses 2 1 3 6 ,8 -3 0 4 ,0 22 0 ,4 korzen ie ro o ts l i ś c i ele a v e s wahania
from -to śred n iaaverage wahaniafrom -to śre d n iaaverage I I I R o ślin y okopowe i przemysłowe
Root and in d u s t r ia l crops
Ziem niaki - P otato e s 6 9 9 ,0 -2 2 2 ,5 1 4 8 ,4 - -Buraki cukrowe - Sugar b e e t 10 6 9 ,7 -1 8 9 ,0 1 1 6 ,7 3 1 6 ,8 -9 0 0 ,0 5 7 3 ,0 Rzepak ozimy - W inter rape 7 7 5 ,6 - 1 9 3 ,3 * 1 1 8 ,4 * 102,6 - 3 1 9 »O** 2 0 2 ,6 * * Tytoń - Tobacco 2 -
—
4 4 1 ,6 -4 4 6 ,2 4 4 3 ,9* - ziarn o - g ra in * * - słoma - straw
naści jest różny i w różnym stopniu podlega w pływ om czynników gle bow o-klim atycznych [13, 16]. Ponadto, intensyw ne nawożenie m ineralne oraz wysoki poziom wapnowania pod rośliny o dużych w ym aganiach po karm ow ych może spowodować zaburzenia w pobieraniu żelaza, w pły w ając nie tylko na obniżoną koncentrację tego składnika w roślinach, lecz także na wysokość plonu i jego jakość.
upoważniają nas do stw ierdzenia, że zachodzi potrzeba rozw inięcia badań nad stosow aniem połączeń organicznych żelaza typu chelatów przy naw o żeniu roślin. Nawożenie takie naw et przy w ystarczających ilościach związ ków nieorganicznych żelaza, znajdujących się w glebie i potrzebnych do norm alnego rozw oju roślin, w pływ a na w ielokrotne zwiększenie zaw ar tości chlorofilu w roślinie, a tym sam ym na zwiększenie plonów i po praw ienie ich w artości.
WNIOSKI
1. Zaw artość żelaza w zbadanych roślinach mieści się w szerokich granicach od 54,0 do 900 mg/kg s.m.
2. W roślinach zbożowych ilości żelaza w ziarnie w ynoszą od 54,0 do 222,5, a w słomie od 79,2 do 189,0 m g/kg s.m ., przy czym :
— najm niejsze zróżnicowanie w koncentracji żelaza w ystępuje u psze nicy przy stosunku jego zaw artości w ziarnie i w słomie w ynoszącym przew ażnie 1 : 2 ,
— w pozostałych roślinach zbożowych znaleziono większą rozpiętość w zaw artości żelaza, a stosunek jego ilości w ziarnie i w słomie m ieści się w granicach: u jęczm ienia 1 : 1 - 1 , 6 lub 1 , 2 - 2 , 5 : 1 , owsa 1 : 1 - 2 , 3 czy 1 , 3 - 1,8:1 i żyta 1:1 - 2 , 3 oraz 1 , 2 - 1,6:1.
3. W roślinach m otylkow ych (siano) w ystępuje od 91,2 do 395,2 mg Fe/kg s.m.
4. Rośliny okopowe i przemysłowe m ają od 69,7 do 900 mg żelaza. 5. Zaobserwowano wpływ odczynu gleby na koncentrację żelaza w ziarnie i w słomie żyta upraw ianego na lekkich glebach brunatnych.
6. Niektóre rośliny (seradela, lucerna, ziemniaki i buraki cukrowe) upraw iane na glebach o lepszym składzie m echanicznym grom adzą 1,5 -2,5 raza więcej żelaza niż te sam e rośliny pochodzące ze słabszych gleb. 7. W ystępujące wahania w zaw artości żelaza w poszczególnych orga nach roślin upraw nych w skazują na potrzebę prowadzenia dalszych ba dań. W badaniach tych należałoby zwrócić uwagę na nawożenie orga nicznym i połączeniami typ u chelatów naw et przy w ystarczających iloś ciach żelaza nieorganicznego w glebie w celu podwyższenia jakości i wielkości plonów.
LITERATURA
[1] A g a f o n o w a A. F. : Pogłoszczenije i ispolzowanije żeleza rastienijam pri pitanii czerez listja. Akad. Nauk SSSR, Izd. Nauka, Moskwa 1964, s. 139.
328 M. Kater, A. Krauze, D. Domska
[2] A g a f o n o w a A. F., C z a p ł y g i n a N. S.: К waprosu o swjazi mieżdu obiespieczennostju rastienij żelezom i nukleinowym obmienom. Akad. Nauk SSSR, Izd. Nauka, Moskwa 1964, s. 132.
[3] В e r in a D. Ż.: Marganiec i żelezo w poczwach i rastienijach. Mikroele- mienty i urożaj. Akad. Nauk. Łatw . SSR, Inst. Bioł., Izd. Akad. Nauk Łatw. SSR, Riga 1961, s. 205.
[4] G a c e k K. : Zawartość żelaza i manganu w różnych gatunkach roślin. Prz. hodowl. 33, 1964, 11, 28.
[5] G e r l o f t G. C., S t o u t P. R., J o n e s L. H.: Molvbdenum-manganese-iron antagonism in the nutrition of tomato plants. Plant Physiol. 34, 1959, 608. [6] G r z e s i u k S.: Fizjologia nasion. PW RiL, W arszawa 1967.
[7] K e l l e r T., K o c h W. : Der Einfluss der M ineralstoffernährung auf CO->- -Gaswecksel und Blattpigmentgehalt der Pappel. Mitt. d. Schweiz. Anst. forstl. Versuchswesen 38, 1962, 2. 253.
[8] K o n e c k a - B e t l e y K .: Zagadnienie żelaza w procesie glebotwórczym. Rocz. glebozn. 19, 1968, 1, 51.
[9] К o t e r М., K r a u z e A., F i l u s D.: Badania nad występowaniem mikroele mentów w roślinach uprawnych woj. olsztyńskiego. Część I. Miedź. Rocz. glebozn. 18, 1968, 2, 495.
[10] K r a u z e A., D o m s k a D.: Kolorymetryczne oznaczanie żelaza w materiale roślinnym z zastosowaniem <v?-dwupirydylu. Chemia anal. 14, 1969, 679. [11] L i w s k i S.: Zawartość manganu, boru, miedzi, kobaltu, cynku i żelaza w roś
linach łąkowych i bagiennych. Zesz. probl. Post. Nauk roi. 25, 1960, 197. [12] L o c k e L. F., E c k H. V.: Iron deil'iciency in plants: how to control it in
yards and gardens. Home Gdn. Bull. U.S. Dep. Agric. 1965, 7.
[13] N o w o t n y - M i e c z y ń s k a A .: Fizjologia mineralnego żywienia roślin. Warszawa 1965.
[14] O e r t l i J. J., J a c o b s o n L .: Some quantitative considerations in iron nutri tion of higher plants. Plant Physiol, t. 35, 1960, 683.
[15] P e j w e J. W .: Roi mikroelemientow w pitanji rastienij i żywotnych. Bio- chimija 20, 1955, 3, 265.
[16] R u s z k o w s k a M.: Rola żelaza i manganu w fotosyntezie. Post. Nauk roi., 3, 1965, 43.
[17] U z i 1 e w s к a j a P. S.: Sodierżanije miedi, kobalta, żeleza, marganca, joda i nikielja w kormach Uzbekistana. Mikroelemienty w sielskom chozj. i mie- dicinie. Gosud. Izd. Sielsk. Literatury Ukr. SSR, Kijew 1963, 543.
[18] W a l l a c e A.: Role ol1 chelating agents on the availability of nutrients to plants. Soil Sei. Soc. Am. Proc. 27, 1963, 176.
[19] W e b b R. A., H a 11 a s D. G.: The effect of iron supply on strawberry var. Royal Sovereign. J. Hort. Sei. 41, 1966, 2, 530.
[20] W ł a s i u k P. W .: Ispolzowanije mikroelemientow w sielskom chozjajstwie. Sielsk. Biologia 1, 1966, 4, 530.
[21] Z y r i n G., G r i n d e l N. M.: Siezonnaja dinamika okislitielnowostanowitiel- nogo potiencjała i kisłotnorostworimogo żeleza (Fe2^ i F e3+) w diernowo pod- zolistych poczwach. Naucz. Dokł. Wyższej Szkoły Bioł. Nauki 2, 1963, 7.
M . K O T E P , А . К Р А У З Е , Д. Д О М С К А ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОДЕРЖАНИЮ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В КУЛ ЬТУРН Ы Х РАСТЕН И ЯХ ОЛЫНТЫНСКОГО ВОЕВОДСТВА Ч А С Т Ь I V . Ж Е Л Е З О И н с т и т у т х и м и з а ц и и с е л ь с к о г о х о з я й с т в а , В ы с ш а я с е л ь с к о х о з я й с т в е н н а я ш к о л а в О л ь ш т и н е Ре з ю м е Проведенные исследования по содержанию железа в различных культур ных растениях Ольштынского воеводства выявили существование широкого диапазона количественных колебаний — в пределах от 54,0 до 900 мг Fe в кг сухого вещества. Наибольшее количество железа обнаружено в листьях сахар ной свеклы (316,8-900 мг) и табака (441.6-446,2 мг). В зерне хлебов имеется от 54,0 до 222,2 мг Fe, а в их соломе от 79,2 до 189,0 мг F e/кг с.в., в сене бобовых от 91,2 до 395.2 мг Fe, в листьях пропашных и промышленных культур от 102,6 до 900 мг, а в корнях этих растений от 69,7 до 222,5 мг Fe в кг с.в. У хлебных культур повышенное накопление железа в зерне обычно связано с понижением его количества в соломе и наоборот. В некоторых случаях на* блюдалось влияние реакции почвы или ее механического состава на содержа ние железа в растениях. При изменении (сдвиге) реакции почвенной среды была отмечена отчетливая дифференциация концентрации железа в зерне и со ломе ржи, выращиваемой на легких бурых почвах. При возделывании ржи на почвах с более высоким pH много железа накоплялось в зерне, а при более низком pH — в соломе. У пшеницы наибольшее количество железа было най дено в зерне растений культивируемых на сильно кислых подзолистой и бу рой почвах, а наименьшее — в зерне пшеницы собранной с нескольких почв имеющих повышенное pH. Зависимость между механическим составом почвы и содержанием железа в растении проявилась у некоторых бобовых и про пашных культур. И так, сено сераделлы и люцерны, картофель и сахарная свекла на почвах с хорошим механическим составом содержали от 1,5 до 2,5 раза больше железа, чем те же растения выращиваемые на почвах с менее благоприятным механическим составом. Полученные результаты указывают на необходимость ведения дальнейших исследований. Следовалобы при том обратить внимание на применение орга нических соединений железа типа хелатов, даже в случае удовлетворительного содержания неорганического железа в почве, с целью повышения качества и величины урожая. М . K O T E R , A . K R A U Z E , D . D O M S K A
STUDY ON CONTENT OF TRACE ELEM ENTS IN CROPS IN THE OLSZTYN PROVINCE
P A R T IV . IR O N
I n s t i t u t e f o r A g r i c u lt u r a l C h e m is tr y , C o lle g e o f A g r ic u l t u r e in O ls z ty n
S u m m a r y
The investigations on iron content carried out on various crops in the Olsztyn province have proved a wide discrepancy of its content, fluctuating within tha
330 M. Koter, A. Krauze, D. Domska
limits of 54.0 - 900.0 mg/kg d.m. The highest iron content was in sugar beets leaves (316.8 - 900.0 mg) and tobacco leaves (441.6-446.2 mg). The iron amounts in cereal grain fluctuated from 54.0 to 222.2 mg Fe, in straw — from 79.2 to 109.0 mg Fe/kg d.m., in legume hay — from 91.2 to 395.2 mg Fe, in leaves of root and industrial crops — from 102.6 to 900.0 mg and in roots of these crops — from 69.7 to 222.5 mg Fe/kg d.m. Higher iron accumulation in cereal grain was often accompanied by a decrease of this element in straw — and inversely. In some cases an effect of acidity or mechanical composition of soil on iron content was observed. At a change of soil acidity, distinct differences in iron concentration in grain and straw of rye cultivated on light brown soil were found. Rye cultivated on soils with higher pH value showed higher iron content in grain, while on soils with lower pH value — in straw. In wheat the highest iron content in grain was found at cultivation of this crop on podzolic soil or on strongly acid brown soil, while the lowest amounts of this element occurred in wheat grain from several soils with higher pH values. The relationship between mechanical composition of soil and iron content in plant was observed in some leguminous and root crops. Thus, Serradella and alfalfa hay, potatoes and sugar beets cultivated on soils with better mechanical composition showed 1.5 - 2.5 fold higher iron content than the same crops cultivated on soils with worse mechanical composition.
The results obtained suggest the necessity of further investigations. In them particular attention should be paid to application of organic iron compounds of chelate type, even at sufficient inorganic iron content in soil, to increase the quality and quantity of yields.
A d r e s W p ł y n ę ł o w l i p c u 1971 r .
P r o f . d r M i e c z y s ł a w K o t e r
I n s t y t u t C h e m i z a c j i R o l n i c t w a W S R O l s z t y n — K o r t o w o
