XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2022
Целью данной статьи является изучение влияния натрия на развитие растительных организмов, определение последствий его избытка или недостатка.
Объект исследования: вода и прибрежная зона песчаных карьеров «Голубые озёра».
Методы исследования: наблюдение, анализ, описание, оценка содержания хлорида натрия кондуктометрическим методом.
Натрий – это мягкий, белый металл, который легко окисляется на влажном воздухе, поэтому в природе находится только в связанном виде. Натрий составляет 2,63% общего количества элементов, входящих в состав доступной части земной коры. Он широко распространен в биосфере Земли и встречается повсеместно: в грунтовых и поверхностных водах, в почвообразующих горных породах. Наиболее высока концентрация натрия в морской воде. Большинство химических соединений натрия (хлориды, сульфаты) являются легкорастворимыми, вследствие этого обладают высоким показателем доступности для растений. Натрий входит в группу условно необходимых для растений микроэлементов, его содержание в них составляет в среднем 0,02% [4].
является одним из компонентов натрий-калиевого насоса, участвует в транспортировке веществ через клеточные мембраны;
регулирует доставку углеводов в растениях;
способен активизировать некоторые ферменты.
При достаточной обеспеченности растений натрием улучшается их зимостойкость. Недостаточная обеспеченность растений натрием приводит к ухудшению выработки хлорофилла. Также при недостатке этого элемента существует вероятность возникновения хлороза и некроза в листьях растений, а также замедления развития цветов [4].
Избыточные концентрации водорастворимых солей натрия в почве оказывают отрицательное влияние на способность растений адсорбировать из почвенного раствора влагу, также оказывают влияние на различные физиологические процессы в растениях. Отдельной проблемой может быть избыток обменного натрия в почве. Он может привести к распылению или напротив, набуханию почвы. Распылением называется процесс разрушения почвенных агрегатов. Набухание – это увеличение объема почвы при увлажнении. Следствием этих процессов являются трудности с инфильтрацией воды в почву, аэрацией и проникновением корней [3].
Доминантной формой миграции натрия внутри водоемов является растворённое состояние (в виде растворённой соли). В соответствии с общей классификацией природных вод по минерализации озера могут быть подразделены:
на пресные с солёностью менее 1‰;
солоноватые с соленостью от 1 до 25‰;
соленые с соленостью 25-50‰ (озера с морской соленостью);
рассолы с соленостью более 50‰ [1].
Для того чтобы оценить влияние натрия на водную и прибрежную растительность был исследован рекреационный водоём «Голубые озёра«.
« Голубые озёра « на севере г. Кургана представляют собой несколько затопленных песчаных карьеров. Выработка продолжается и сейчас, что приводит к постоянному изменению береговой линии. Карьеры соединяются широкими протоками.
В пробе воды, взятой из данного рекреационного водоёма, количество хлорида натрия равняется 65,32 мг/л, что соответствует 0,06532‰. Следовательно, исследуемый водоём, исходя из приведённой выше классификации, является пресным.
Рисунок 1. ПДК калия и концентрация калия в водоёме
И сходя из норм ПДК, установленных для объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, концентрация натрия в рекреационных водоёмах не должна превышать 200 мг/л [2]. Содержание солей натрия в пробе воды находится в пределах нормы.
В ходе осмотра водной и прибрежной растительности изменение окраса листьев, наличие краевого опала, хлорозов и некрозов не обнаружено (были осмотрены Ива пепельная ( Salix cinerea L.) , Лох узколистный (Elaeagnus angustifolia L.), Вейник наземный (Calamagrostis epigejos L.), Элодея канадская( Elodea canadensis Michx. ) . Распыление или набухание почвы вблизи водоёма также не было выявлено. Это говорит о том, что количество натрия для растительности данного сообщества оптимально.
В ходе исследования вод песчаных карьеров было выяснено, что содержание в них натрия соответствует нормам, в процессе осмотра прибрежных и водных растений внешних признаков недостатка натрия выявлено не было.
Список использованной литературы
«Вода России» — Соли в озёрной воде. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://water-rf.ru/Глоссарий/2661/Соли_в_озёрной_воде, свободный – (23.12.2021).
ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.etch.ru/norma.php?art=4, свободный – (23.12.2021).
Головатый С.Е., Ковалевич З.С., Лукашенко Н.К. ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЕ НАТРИЯ И ХЛОРА НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР. Почвоведение и агрохимия . 2010;(1):148-156.
Источник
Микроэлементы. Натрий
03.02.2017
Физиологическая роль микроэлемента. Натрий (Na) – это мягкий, белый металл, который легко окисляется на влажном воздухе, поэтому в природе находится только в связанном виде. Натрий составляет 2,63% общего количества элементов, входящих в состав доступной части земной коры. Он широко распространен в биосфере Земли и встречается повсеместно: в почвообразующих горных породах, в поверхностных и грунтовых подземных водах. Особенно высокая концентрация натрия в морской воде. Подавляющее большинство его химических соединений (хлориды, сульфаты) относятся к легкорастворимым, поэтому обладают высоким показателем доступности для всех растений.
Натрий – элемент, который входит в группу условно необходимых для растений микроэлементов, его содержание в них составляет в среднем 0,02%. Натрий участвует в транспортировке полезных веществ через клеточные мембраны, являясь одним из компонентов т.н. натрий-калиевого насоса. Кроме того, он регулирует доставку углеводов в растениях. Натрий способен активизировать некоторые ферменты, но механизм этого воздействия не изучен полностью. Отмечено, что при хорошей обеспеченности культур натрием повышается их зимостойкость. Недостаток элемента способствует ухудшению образования хлорофилла. Возможно также появление хлороза и некроза в листьях растений, замедление развития цветов.
По своим физиологическим и химическим свойствам натрий близок к калию, но если калий способен почти полностью заменить натрий, то сам он натрием не заменяется. Анализ химического состава растений показал, что количество натрия в культурах приблизительно равно количеству калия, поэтому следует признать натрий таким же полноправным микроэлементом как калий, кальций, сера, фосфор, азот и магний.
Содержание натрия в растениях. Различные виды культур по-разному реагируют на этот микроэлемент. Одни растения могут поглощать натрий в значительных количествах, другие практически не испытывают в нем потребности. Например, шпинат относят к натриефилам. Он очень хорошо реагирует на присутствие натрия в почве. Благодаря этому элементу улучшается водно-солевой обмен в этой культуре. Хлорид натрия является компонентом клеточного сока растений, поэтому он поглощается растениями в больших количествах. Замечено, что томаты тоже хорошо реагируют на натрийсодержащие соединения, но все же их потребность в натрии несколько ниже. Растения, которые практически не нуждаются в этом микроэлементе, называются натриефобами. К ним относятся бобовые. Интересно, что у этих культур строго ограничивается поступление содержащегося в корнях натрия в надземную часть растений.
Количество натрия в растениях находится в пределах 0,001 – 4% (от сухой массы). Среди полевых культур, содержащих наибольшее количество этого микроэлемента, можно выделить все виды свеклы (сахарную, кормовую и столовую), кормовую морковь, турнепс, люцерну, капусту и цикорий. С урожаем кормовой свеклы из грунта выносится натрия до 300 кг/га. Для сахарной этот показатель несколько меньше – до 170 кг/га.
Содержание натрия в почвах. Важным фактором, влияющим на плодородие почв, является их химический состав. Валовое содержание натрия в почвах составляет 1,3%. Основные его запасы представлены различными силикатными труднорастворимыми минералами, – он сосредоточен преимущественно в кристаллических решетках первичных минералов (разновидности натрийсодержащих полевых шпатов, слюды и др.). В обменном состоянии в почвенном растворе натрий входит в состав водорастворимых солей (карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, сульфат натрия, хлорид натрия, нитрат натрия). Благодаря высокой растворимости и подвижности натрий легко выносится из почв при условии достаточной влажности. В случае засушливых климатических условий этот элемент накапливается в грунте, вызывая его засоление.
По количеству поглощенного натрия почвы подразделяют на несолонцеватые (не более 3 – 5% натрия), слабосолонцеватые (5 – 10%), солонцеватые (10 – 20%) и солонцы (более 20%). Если количество натрия в обменном состоянии превышает 5 мг/100г, происходит сильное измельчение почвы, что приводит к разрушению ее структуры и находящихся в ней элементов. Это приводит к тому, что питательные вещества легко вымываются (выветриваются) или не усваиваются растениями по причине токсичности натриевых солей.
Методы регулирования засоления грунтов. Засоление почв связано с повышенным содержанием в них натрия. В зависимости от преобладающего количества натрийсодержащих солей различают сульфатное, хлоридное (наиболее вредное), содовое или смешанное засоление. Любой из этих видов приводит к ухудшению водного баланса в растительных организмах и токсичному влиянию высоких концентраций солей, которые вызывают повреждение мембранных структур и изменение структуры хлоропластов. Рекультивация большей части засоленных (солонцеватых) щелочных почв состоит в устранении избытка натрия. Чтобы улучшить их физико-химические и биологические свойства, применяют гипсование. Для нейтрализации кислотности используют молотые известняки, доломит, гашеную известь. Гидросульфит натрия помогает повысить кислотность грунтов.
Потребность культур в натрии и его взаимодействие с другими элементами. Существует распространенное мнение, что при удобрении почв нет необходимости добавлять натрий, поскольку он распространен в природе в изобилии. Но некоторые культуры (свекла) хорошо воспринимают подкормку натрийсодержащими удобрениями. Недостаток его могут также испытывать растения, выращиваемые по гидропонной технологии на искусственных субстратах или горшочные культуры, выращиваемые в регионах с маломинерализованными водами. В этих случаях единственный источник восполнения дефицита этого микроэлемента – натриевые удобрения. При этом следует учитывать некоторые особенности взаимодействия их компонентов. Так, содержание натрия в растениях значительно повышается при подкормке их азотными и отсутствии калийных удобрений. Фосфор почти не оказывает влияния на количество натрия в культурах, но в комплексе с азотом способен повысить его, а в случае дефицита азота – снизить. Калийные удобрения могут привести к значительному снижению содержания натрия. Для повышения содержания натрия в растениях рекомендуется вносить в почву натриевую селитру. Практикуется также подкормка культур низкопроцентными калийными солями.
Источник