Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами

Data about application of siliceous natural mineral analcinite in agricultural industry are cited. The content of phenolic compounds under different species of fruit plants is determined, the prospects of analcinite application for decreasing of the content of phenol in soil are shown.

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2011
Hauptverfasser: Kudrenko, I.K., Levon, V.F., Zaimenko, N.V., Moroz, P.A.
Format: Artikel
Sprache:Englisch
Veröffentlicht: M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2011
Online Zugang:https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/495
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Plant Introduction
Завантажити файл: Pdf

Institution

Plant Introduction
_version_ 1860122733833093120
author Kudrenko, I.K.
Levon, V.F.
Zaimenko, N.V.
Moroz, P.A.
author_facet Kudrenko, I.K.
Levon, V.F.
Zaimenko, N.V.
Moroz, P.A.
author_sort Kudrenko, I.K.
baseUrl_str https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai
collection OJS
datestamp_date 2019-12-02T15:41:02Z
description Data about application of siliceous natural mineral analcinite in agricultural industry are cited. The content of phenolic compounds under different species of fruit plants is determined, the prospects of analcinite application for decreasing of the content of phenol in soil are shown.
doi_str_mv 10.5281/zenodo.2544511
first_indexed 2025-07-17T12:43:04Z
format Article
fulltext 93ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 3 © І.К. КУДРЕНКО, В.Ф. ЛЕВОН , Н.В. ЗАІМЕНКО, П.А. МОРОЗ, 2011 УДК 634.1./8:581.524.13:577.118 І.К. КУДРЕНКО, В.Ф. ЛЕВОН , Н.В. ЗАІМЕНКО, П.А. МОРОЗ Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України Україна, 01014 м. Київ, вул. Тімірязєвська, 1 ВИКОРИСТАННЯ АНАЛЬЦИМУ ДЛЯ ЗНИЖЕННЯ ВМІСТУ ФЕНОЛЬНИХ РЕЧОВИН У ҐРУНТІ ПІД ПЛОДОВИМИ РОСЛИНАМИ Наведено дані щодо застосування кремнієвмісного природного мінералу анальциму в сільському господарстві. Ви- значено вміст фенольних речовин під різними видами плодових рослин та показано перспективність застосуван- ня анальциму для зниження вмісту фенолів у ґрунті. У ХХI ст. важливим напрямом аграрного виробництва є органічне землеробство, яке ґрунтується на застосуванні природних за- собів підвищення урожайності сільськогос- подарських культур. У зв’язку з цим на увагу заслуговують мінерали цеоліти. Зав- дяки їхнім унікальним фізико-хімічним властивостям і технологічним якостям цео- літи використовують у багатьох галузях сільського господарства [1, 4, 10, 14, 22]. Цеоліти поширені в районах прояву молодого вулканізму: у США (штати Нью- Джерсі і Колорадо), Індії, Росії (Красно- ярський край, Якутія, Бурятія, Примор’я, Забайкалля, Сахалін, Камчатка), Вірме- нії, Болгарії, Угорщині, Ісландії, на Кубі, в Мон голії, Новій Зеландії, Японії, Украї- ні (Крим і Карпати). Незважаючи на те, що Україна має найбільші запаси цього мінералу в Європі, використовується він поки що мало. Нині відомо понад 30 природних цеолі- тів, але тільки 8 з них (анальцим, шабазіт, кліноптилоліт, еріоніт, фер’єріт, ломонтіт, морденіт і філліпсит), які трапляються пе- реважно в осадових породах, можуть мати промислове значення. Дж. Рабо пропонує називати цеолітами «алюмосилікати з каркасною структурою, в якій є порожнини, зайняті великими іона- ми і молекулами води, котрі характеризу- ються значною рухливістю, що забезпечує можливість іонного обміну і зворотної де- гідратації» [16]. Цеоліти є цікавими об’єктами для науко- вих досліджень: вони є пористими тілами, які мають певну структуру скелета і шпа- рини (внутрішньокристалічні порожнини і канали) регулярної геометричної будови. Важливою особливістю цеолітів є мож- ливість зміни хімічного складу кристалів і геометричних параметрів (форми та роз- мірів) внутрішньокристалічних шпарин, тобто їхньої структурної і хімічної модифі- кації. Цього можна досягти, змінюючи або умови прямого синтезу цеолітів, або хіміч- ний склад кристалів цеолітів одного і того самого структурного типу [6]. Завдяки порівняно легкій хімічній моди- фікації цеолітів є можливість здійснювати контрольовані зміни структури і властивос- тей кристалів. Ця обставина робить цеоліти зручними об’єктами для дослідження ад- сорбційних рівноваг, природи адсорб цій них взаємодій, механізму і кінетики каталітич- них реакцій, молекулярно-ситових ефектів, дифузії молекул у тонких порах контрольо- ваних розмірів. Отримані результати мо- жуть бути використані у різних галузях віт чизняної науки [11, 12, 15]. 94 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 3 І.К. Кудренко, В.Ф. Левон, Н.В. Заіменко, П.А. Мороз Цеоліти застосовують у землеробстві для підвищення врожайності різних куль- тур, поліпшення ґрунтів, а також для збе- рігання товарної якості плодів. Кожний плід виділяє етилен, який відіграє роль «біо- логічного годинника», стимулюючи пере- стигання плодів і, відповідно, погіршуючи їхнє зберігання. Обробка плодів цеолітами, які поглинають етилен, запобігає утворен- ню гнилі [10, 18–22]. Застосування анальциму у землеробст- ві ґрунтується на його адсорбційній здат- ності. Ця властивість зумовлює поглинан- ня не лише води, а й окремих сполук. У цьому полягає дія молекулярного сита цео- літів [6]. Додавання цеолітів сприяє аерації ґрун- ту, розвитку кореневої системи і росту всієї рослини. Вони утримують в зоні розташу- вання коріння достатню кількість води — 40–70% від своєї ваги та біологічні елемен- ти, даючи рослинам змогу більш ефективно використовувати живильні речовини ґрун- ту. Цеоліти є своєрідним резервуаром для зберігання найбільш важливих живильних речовин, поліпшуючи засвоєння добрив на 20–40% і знижуючи їхнє вимивання в ґрун- тові води. Невелика кількість цеолітів у ґрунті дає змогу зменшити частоту поливу рослин у чотири рази, тому що ці мінерали, маючи всередині воду, дозовано віддають її рослині [1–3, 14]. Анальцим (500 мг на 500 г ґрунту) як джерело кремнію підвищує по- сухостійкість газонних трав [17]. А.І. Кисіль установив високу ефектив- ність цеоліту при беззмінному вирощуван- ні кукурудзи на дерново-підзолистому ґрунті — середнє збільшення врожаю зе- леної маси протягом 4 років після внесення цеоліту (10 т/га) становило 18,8 % [8]. У Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України встановле- но, що внесенням сорбентів (активованого вугілля та катіоніту КУ-2-8) можна опти- мізувати алелопатичний режим ґрунту при беззмінному вирощуванні плодових дерев та саджанців у розсадниках і подолати ґрунтовтому. У зв’язку з цим заслуговують на увагу цеоліти, як природні сорбенти [13]. Кремній, який міститься у цеолітах, при внесенні у дозі 2–6 г/дм3 субстрату активі- зує фізіолого-біохімічні процеси в росли- нах: стимулює їхній ріст і розвиток, підви- щує адаптаційну стійкість рослин до стрес- факторів, відновлює родючість ґрунтів [7]. Таким чином, цеоліти можна ефективно використовувати як екологічно безпечні природні меліоранти, що сприятиме ресур- созбереженню, поліпшенню властивостей ґрунту, підвищенню продуктивності куль- турних рослин. Мета роботи — дослідити вплив аналь- циму на вміст рухливих фенольних сполук у ризосферному ґрунті з-під плодових де- рев. Матеріали та методи Для з’ясування можливості подолання ґрун- товтоми в плодових садах у 2009–2010 рр. проведено дослідження впливу анальциму на кількість рухливих фенольних речовин, які є основним алелопатичним чинником ґрунтовтоми [13], у ґрунті під деревами персика, абрикоси і горіха волоського. Про- би ґрунту з ризосфери відбирали з гори- зонту 30–40 см у квітні, червні, жовтні та листопаді. Контролем був ґрунт, на якому плодові дерева не зростали. Ґрунт темно- сірий опідзолений. Повітряно-сухі зразки ґрунту подріб- нювали, просіювали крізь сито з діаметром отвору 3 мм, насипали в чашки Петрі, до- давали анальцим у вигляді водної суспензії (1 : 500) і залишали на 5 діб. Сумарний вміст фенольних сполук у ґрунті визначали за загальноприйнятими методиками [5, 9]. Пов- торність досліду — 4-разова. Результати та обговорення У першому досліді порівнювали вміст фе- нольних сполук у прикореневому шарі ґрунту з-під плодових дерев до та після внесення анальциму (таблиця). 95ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 3 Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами З наведених даних видно, що залежно від культури зменшення рівня фенольних сполук після обробки ґрунту анальцимом відбувалося різною мірою. Так, фенольних сполук персика поглиналося з ґрунту біль- ше, ніж фенольних сполук горіха. Це пояс- нюється тим, що якісний склад фенольних сполук персика і горіха значно відрізняєть- ся. У персика однією з основних фенольних сполук є нарингенін, у горіха — юглон. У ґрунті з-під дерев абрикоси ідентифікова- но п-оксибензойну, протокатехову, ванілі- нову, о-кумарову, п-кумарову, флоретино- ву, ферулову кислоти [13]. Хімічна будова, реакційна здатність, дипольні моменти, лі- нійний розмір молекул цих сполук різні, що зумовлює неоднакову здатність до ад- сорбції поверхнею анальциму. Наявність у кристалічній будові аналь- циму координаційно ненасичених іонів алю- мінію зумовлює хемосорбцію фенольних сполук завдяки утворенню хелатних комп- лексів між деякими фенолами та іонами алюмінію. Між юглоном і атомом алюмінію утворюються лише донорно-акцепторні зв’яз- ки. Для утворення хелатного комплексу не- обхідною умовою є наявність двох донорних функціональних груп в орто-положенні ароматичного ядра. Юглон має хіноїдну бу- дову, тобто донорні замісники розташовані в пара-положенні один проти іншого, тому хелатний комплекс не утворюється. Дослідження з внесенням анальциму в ґрунт, проведені навесні (квітень 2010 р.), дали позитивні результати щодо зменшен- ня вмісту фенольних сполук у насадженнях: у горіха — на 40 %, у абрикоси — на 38 %, у персика — на 73 % (рис. 1). Протягом вегетаційного періоду 2010 року продовжували визначати сумарний вміст фенолів під старими та молодими особинами абрикоси, горіха волоського та персика. Оскільки різні культури мають життєвий цикл різної тривалості, то стари- ми деревами вважали рослини горіха віком 60 років, персика — 25 років, абрикоси — 50 років, а молодими — 4–6-річні дерева. Таким чином, проводили порівняння не лише між різними видами, а й між різними віковими групами. Дослід, проведений у червні, під час най- більш інтенсивного росту рослин, показав, що під старими деревами абрикоси і перси- ка накопичувалось фенолів у ґрунті більше (відповідно 2,2 та 2,3 мг/100 г), ніж під моло- дими особинами (1,7 та 1,2 мг/100 г). Під ста- рим деревом горіха волоського цей показник становив 1,3 мг/100 г, під молодим — 2,3 мг/100 г ґрунту (рис. 2). Можливо, це пов’язано з тим, що основне тло фенольного забруднення дає коріння, яке у старих де- рев розташовано на більшій глибині, ніж у молодих. Основним джерелом фенольних Вплив анальциму на вміст фенольних сполук у ґрунті з-під плодових дерев (жовтень 2009 р.), мг/100 г Культура Варіанти досліду без анальциму з анальцимом Горіх волоський 5,54 4,96 Персик 4,38 2,92 Абрикоса 8,32 6,57 Рис. 1. Вміст фенолів у прикореневому шарі ґрунту з-під різних видів плодових рослин у квітні: 1 — горіх; 2 — персик; 3 — абрикоса; 4 — контроль — до обробки анальцимом — після обробки анальцимом 96 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 3 І.К. Кудренко, В.Ф. Левон, Н.В. Заіменко, П.А. Мороз сполук у ґрунті плодового саду є коренева система: власне кореневі виділення (як нор- мальний фізіологічний процес), відмерлі ко- рені (так званий коренепад), продукти роз- кладання кореневих залишків. У персика активні корені живуть 2–6 тиж. У кінці літа, після закінчення росту кореневої системи, 80–90% дрібних коренів відмирають [13]. В усіх варіантах внесення анальциму забезпечувало значне зниження вмісту фенолів у ґрунті. В цілому сума фенольних речовин у ґрунті зменшилася: у горіха: старе дерево — на 17%, молоде — на 54%; у персика: старе дерево — на 36%, молоде де- рево — на 25%; у абрикоси: старе дерево — на 33%, молоде дерево — на 9%. Значні зміни в алелопатичному режимі спостерігали також у листопаді. Визначен- ня суми фенолів показало, що їхня кількість зростала порівняно з червнем вдвічі і біль- ше разів. Внесення анальциму значно зни- зило рівень фенольних речовин у ґрунті під деревами: у горіха: старе дерево — на 11%, молоде — на 19%; у персика: старе дерево — на 33%, молоде — на 23%; у абрикоси: старе дерево — на 21%, молоде — на 23% (рис. 3). Отже, можна припустити, що внесення анальциму під плодові рослини (персик, абрикоса, горіх волоський) сприятиме змен- шенню ґрунтовтоми в насадженнях. Рівень фенольних речовин, які вважаються основ- ним фактором ґрунтовтоми, знизився після внесення анальциму на 30–80%. Можна рекомендувати анальцим для випробування в плодових садах, що дасть змогу зменшити вміст фенольних речовин та поліпшити алелопатичний режим ґрун- ту. Особливо перспективним є внесення анальциму при беззмінному вирощуванні багаторічних плодових насаджень, саджан- ців плодових культур у розсадниках, зок- рема, з закритою кореневою системою в ємностях з невеликим об’ємом субстрату. 1. Асланов Г.А. Влияние цеолита и удобрений на баланс питательных веществ в почве // Карто- фель и овощи. — 2006. — № 7. — C. 16–17. 2. Асланов Г.А. Влияние совместного приме- нения цеолита и удобрений на урожай и качество люцерны в условиях орошения // Аграрная Рос- сия. — 2007. — № 5. — C. 57–58. Рис. 2. Вміст фенолів у прикореневому шарі ґрунту з-під плодових рослин у червні: 1 — горіх (старе дерево ); 2 — персик (старе дере- во); 3 — абрикоса (старе дерево); 4 — горіх (молоде дерево); 5 — персик (молоде дерево); 6 — абрикоса (молоде дерево); 7 — контроль — до обробки анальцимом — після обробки анальцимом Рис. 3. Вміст фенолів у прикореневому шарі ґрунту з-під плодових рослин у листопаді: 1 — горіх (старе дерево); 2 — персик (старе дерево); 3 — абрикоса (старе дерево); 4 — горіх (молоде де- рево); 5 — персик (молоде дерево); 6 — абрикоса (молоде дерево); 7 — контроль — до обробки анальцимом — після обробки анальцимом 97ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2011, № 3 Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами 3. Асланов Г.А. Влияние совместного приме- нения цеолита с удобрениями на массу корневой системы и химический состав люцерны // Кормо- производство. — 2007. — № 10. — C. 17–18. 4. Брек Д. Цеолитные молекулярные сита. – М.: Мир, 1976. — 781 с. 5. Гродзинский А.М., Горобец С.А., Крупа Л.И. Руководство по применению биохимических мето- дов в аллелопатических исследованиях почв. — К., 1988. — 18 с. 6. Жданов С.П., Хвощев С.С., Самулевич Н.Н. Синтетические цеолиты. — М.: Химия, 1981. — 264 с. 7. Заіменко Н.В. Наукові принципи струк- турно-функціонального конструювання штуч них біогеоценозів у системі ґрунт—рослина—ґрунт. — К.: Наук. думка, 2008.— 303 с. 8. Кисель А.И. Влияние цеолита на свойства дерново-подзолистой почвы и урожай кукурузы, выращиваемой бессменно // Земледелие. — 1985. — № 60. — С. 22–27. 9. Ксендзова Э.Н. Прием количественного определения фенольных соединений в раститель- ных тканях // Бюл. Всесоюз. НИИ защиты расте- ний. — 1971. — № 20. — С. 55–58. 10. Мельник Н.В. Ефективність використання мінеральної добавки анальцим в годівлі курок- несучок: Автореф. дис. ...канд. с.-г. наук: 06.02.02 / УААН; Інститут тваринництва. — Харків, 2005. — 19 с. 11. Мельников О.К., Лобачев А.Н. и др. Рост кристаллов из высокотемпературных водных раст- воров. — М.: Наука, 1977. — С. 5. 12. Мирский Я.В., Пирожков В.В. Адсорбенты, их получение, свойства и применение. — Л.: Наука, 1971. — 26 с. 13. Мороз П.А. Аллелопатия в плодовых са- дах. — К.: Наук. думка, 1990. — 204 с. 14. Наконечный А.Г. Агроэкологическое влия- ние защитных лесных насаждений, применения цеолитов и вермикомпостов на свойства серых лес- ных почв и воспроизводство их плодородия в усло- виях Центральной России: Автореф. дис. ...канд. с.-х. наук: 06.01.01. — Орел, 2002. — 18 с. 15. Неймарк И.Е. Синтетические минеральные адсорбенты и носители катализаторов. — К.: Наук. думка, 1982. — 216 с. 16. Рабо Дж. Химия цеолитов и катализ на цео- литах. — М.: Мир, 1980. — Т. 1. — 502 с. 17. Росіцька Н.В. Підвищення стійкості газон- них покриттів за різних умов зволоження // Інтро- дукція рослин. — 2011. — № 2. — С. 104–108. 18. Сендеров Э.Э., Хитаров Н.И. Цеолиты, их синтез и условия образования в природе. — М.: Наука, 1970. — 395 с. 19. Стоилов Г.П. Итоги экспериментальной оценки применения природных цеолитов в расте- ниеводстве // Тр. 4-го болгаро-совет. симпозиума по природным цеолитам. — София: БАН, 1986. — С. 336–345. 20. Цицишвили Г.В., Андроникашвили Т.Г., Кар- дава М.А. Природные цеолиты в земледелии. — Тби- лиси: Мецниереба, 1993. — 128 с. 21. Цицишвили Г.В., Андроникашвили Т.Г., Нес торов Н., Лабутин В.Г. Природные цеолиты в сельском хозяйстве. — Тбилиси: Мецниереба, 1997. — 148 с. 22. Цицишвили Г.В., Андроникашвили Т.Г., Чивадзе Г.О. Природные цеолиты и проблемы окружающей среды. — Тбилиси: Мецниереба, 1995. —192 с. Рекомендував до друку П.Є. Булах И.К. Кудренко, В.Ф. Левон, Н.В. Заименко, П.А. Мороз Национальный ботанический сад им. Н.Н. Гришко НАН Украины, Украина, г. Киев ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНАЛЬЦИМА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ФЕНОЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ ПОД ПЛОДОВЫМИ РАСТЕНИЯМИ Приведены данные о применении кремнийсодер- жащего природного минерала анальцима в сель- ском хозяйстве. Определено содержание феноль- ных веществ под разными видами плодовых растений и показана перспективность применения анальцима для снижения содержания фенолов в почве. I.K. Kudrenko, V.F. Levon, N.V. Zaimenko, P.A. Moroz M.M. Gryshko National Botanical Gardens, National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine, Kyiv USAGE OF ANALCINITE FOR REDUCTION OF THE CONTENT OF PHENOLIC COMPOUNDS IN SOIL UNDER FRUIT PLANTS Data about application of siliceous natural mineral analcinite in agricultural industry are cited. The con- tent of phenolic compounds under different species of fruit plants is determined, the prospects of analcinite application for decreasing of the content of phenol in soil are shown.
id oai:ojs2.plantintroduction.org:article-495
institution Plant Introduction
keywords_txt_mv keywords
language English
last_indexed 2025-07-17T12:43:04Z
publishDate 2011
publisher M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv wwwplantintroductionorg/18/88c1503852bef9dd945740e9aaac9618.pdf
spelling oai:ojs2.plantintroduction.org:article-4952019-12-02T15:41:02Z Usage of analcinite for reduction of the content of phenolic compounds in soil under fruit plants Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами Kudrenko, I.K. Levon, V.F. Zaimenko, N.V. Moroz, P.A. Data about application of siliceous natural mineral analcinite in agricultural industry are cited. The content of phenolic compounds under different species of fruit plants is determined, the prospects of analcinite application for decreasing of the content of phenol in soil are shown. Наведено дані щодо застосування кремнієвмісного природного мінералу анальциму в сільському господарстві. Визначено вміст фенольних речовин під різними видами плодових рослин та показано перспективність застосування анальциму для зниження вмісту фенолів у ґрунті. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2011-09-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/495 10.5281/zenodo.2544511 Plant Introduction; Vol 51 (2011); 93-97 Інтродукція Рослин; Том 51 (2011); 93-97 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377769 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/495/473 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle Kudrenko, I.K.
Levon, V.F.
Zaimenko, N.V.
Moroz, P.A.
Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами
title Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами
title_alt Usage of analcinite for reduction of the content of phenolic compounds in soil under fruit plants
title_full Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами
title_fullStr Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами
title_full_unstemmed Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами
title_short Використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами
title_sort використання анальциму для зниження вмісту фенольних речовин у ґрунті під плодовими рослинами
url https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/495
work_keys_str_mv AT kudrenkoik usageofanalciniteforreductionofthecontentofphenoliccompoundsinsoilunderfruitplants
AT levonvf usageofanalciniteforreductionofthecontentofphenoliccompoundsinsoilunderfruitplants
AT zaimenkonv usageofanalciniteforreductionofthecontentofphenoliccompoundsinsoilunderfruitplants
AT morozpa usageofanalciniteforreductionofthecontentofphenoliccompoundsinsoilunderfruitplants
AT kudrenkoik vikoristannâanalʹcimudlâznižennâvmístufenolʹnihrečovinugruntípídplodovimiroslinami
AT levonvf vikoristannâanalʹcimudlâznižennâvmístufenolʹnihrečovinugruntípídplodovimiroslinami
AT zaimenkonv vikoristannâanalʹcimudlâznižennâvmístufenolʹnihrečovinugruntípídplodovimiroslinami
AT morozpa vikoristannâanalʹcimudlâznižennâvmístufenolʹnihrečovinugruntípídplodovimiroslinami