Значение фтора в жизнедеятельности растений (часть 4)
Многие исследователи отмечают, что наибольшим накопителем фтора являются растения чая, в листьях которых количество его достигает нескольких сот миллиграммов на 1 кг сухого вещества. Попытку увязать содержание фтора в растениях с условиями их произрастания сделал Махле с сотрудниками (Machle a. Largent, 1943), однако он не смог обнаружить какой-либо зависимости между содержанием этого элемента в растениях и почве. Макинтайр с сотрудниками (Macintire e. ah, 1942) на основании многолетних исследований считает, что повреждение сельскохозяйственных растений на университетских фермах в штате Теннесси было результатом поглощения растениями фтора из воздуха (дымовые выбросы близ расположенного суперфосфатного завода), а не из почвы. В его опытах добавление фторидов в почву даже в значительном количестве не приводило к сколько-нибудь заметному увеличению содержания фтора в надземной части растений.
Однако данные, полученные другими исследователями, убеждают нас в том, что почвенные и другие условия несомненно играют определенную роль в поглощении фтора растениями. Так, индийские ученые (Majumder, Cupta, Kehar, 1960) установили, что семена зерновых культур значительно различаются по содержанию фтора (от 2 до 10 мг/кг сухого вещества) в зависимости от места произрастания. Номмик (Nommik 1953) на примере озимой пшеницы сорта Эрго показал, что количество фтора в зерне бывает различным в разных местностях Швеции (0,38—1,38 мг/кг). Бреннан и другие (Brennan е. аl., 1950) выращивали томаты в песчаной культуре при различных концентрациях азота, фосфора и кальция. Фтор в виде фтористого натрия вносили ежедневно в течение 13 дней по 50 мг/л питательного раствора. Наибольшее количество фтора в листьях было отмечено при средних уровнях азота и кальция и высоких уровнях фосфора в питательном растворе. Так, при концентрации 14 мг/л азота содержание фтора в листьях достигало 74 мг/кг сухого вещества, а при концентрации азота 112мг/л — 540 мг/кг. По данным Р.Д. Габовича (1957) и Макинтайра (Macintire, 1949), растения в небольшом количестве способны усваивать фтор из суперфосфата.
Важную роль в поглощении фтора растениями играет кислотность почвы. В опытах Принса и других (Prince e. al., 1949) увеличение кислотности глинистой почвы способствовало накоплению фтора в листьях (в мг/кг сухого вещества):
Этот же автор отмечал влияние разных доз фтора на рост растений томатов (рис. 69).
Многими исследователями установлено, что фтор в большом количестве поглощается листьями растений из атмосферы, особенно вблизи крупных промышленных центров, а также заводов алюминиевой, эмалиевой. стеклянной промышленности, заводов по переработке фосфатной породы, по производству стали, кирпича, глины, вблизи доменных печей (Bredemann, 1956; Габович, 1957; Garber, 1963; Hluchau, Mayer, Abel, 1964). В результате этого содержание фтора в растениях может возрастать в 10—100 раз и достигать даже нескольких сот миллиграммов на 1 кг сухого вещества.
Влияние фтора на рост, развитие и урожай сельскохозяйственных растений изучено еще недостаточно. В СССР этим вопросом занимались Е.В. Бобко с сотрудниками (1940), Всесоюзный институт сахарной свеклы (ВНИС), М.Л. Колобова (1955) и др. Е.В. Бобко изучал влияние фтористого кремния и фтористого натрия на рост и развитие льна и овса на подзолистой почве. Добавленный в почву фтор (в дозах до 32 мг/кг почвы) не оказал никакого влияния на растения. Ho данным ВНИСа, фтор, внесенный в виде фтористого натрия, в сочетании с фосфором, увеличивал урожай и сахаристость сахарной свеклы. При этом высказывалось предположение, что влияние фтора на растения обусловлено тем, что он мобилизует внутренние запасы фосфорной кислоты в почвах путем связывания полуторных окислов, а также стерилизует почву. В опытах М.Л. Колобовой фтор, внесенный в почву (чернозем) в виде фтористого натрия и фтористого кальция, увеличивал вес корней сахарной свеклы и ее сахаристость.
В зарубежной литературе первые указания о влиянии фтора на урожай сельскохозяйственных культур относятся к 1916 г. Готье и Клаусман (Gautier, Claysmann, 1916) отмечали, что под влиянием фтора улучшался рост и повышался урожай горчицы, бобов, капусты и картофеля, а у лука, свеклы и репы наблюдалось снижение урожая даже при внесении в почву небольших количеств фторидов. Бреннан (Brennan е. аl., 1950) в опытах с томатами показал, что токсичность фтора зависит от условий корневого питания растений (в частности, азотом, фосфором и калием).
На цитрусовой опытной станции Калифорнийского университета изучалось влияние фтора на рост и образование плодов у апельсиновых деревьев, выращиваемых на питательном растворе (Brewerе. al., 1959). Деревья накапливали значительное количество фтора из питательного раствора, что сопровождалось снижением их роста и урожая плодов. При концентрации фтора в питательном растворе 100 мг/л растения погибали. В опытах с песчаными культурами Kalanchoe pinnata фтористый натрий, добавленный в дозах 0,5*10в-3—2,5*10в-3 мг на сосуд, активировал рост растений; при дозе фтора 2,5*10в-3 мг высота их увеличивалась в два раза.
Особый интерес представляет исследование влияния фторо-фосфорных удобрений на сельскохозяйственные растения. Японские ученые (Schinhachi, Akira, 1958) считают, что фтор, содержащийся в суперфосфате, может при определенных условиях оказывать токсическое действие на растения. Это же подтверждается и опытами польских ученых (Boratynski, Turuna, 1961), где на песчаной почве фтор, содержащийся в термофосфате, снизил урожай белой горчицы на 13%, ячменя — на 11, овса — на 14% (под контрольные растения вносили термофосфат, лишенный фтора). Если в известковых почвах хотя бы 10% общего количества фтора находится в форме CaFe2, то весь вносимый фосфор превращается во фторный апатит. Этим можно объяснить недостаток фосфора на почвах с очень высоким содержанием P2O6 (Gorski, 1961).
