Адаптивность и продуктивность аридных агросистем (на примере Калмыкии)

Настинова, Галина Эрдиеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Адаптивность и продуктивность аридных агросистем (на примере Калмыкии)
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Адаптивность и продуктивность аридных агросистем (на примере Калмыкии)"

На правах рукописи

РГо Од 2 О НОЯ 2000

11АСТИНОВА ГАЛИНА ЭРДНЕЕВНА

АДАПТИВНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ АРИДНЫХ АГРОЭКОСИСТЕМ

(на примере Калмыкии)

11.00.11. — Охрана окружающей среды и рациональное

использование природных ресурсов 06.01.15 ■— Агроэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук

Москва-2000 г.

Работа выполнена в Государственном университете по землеустройству и в Калмыцком государственном университете

Научный консультант -

Заслуженный деятель науки РФ лауреат Госпремии СССР, ; доктор географических наук, профессор Хабаров Александр Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Груздева Людмила Петровна доктор географических наук, профессор Тишков Аркадий Александрович доктор географических наук, профессор Брылев Виктор Андреевич

Ведущая организация -

Российский институт мониторинга земель и экосистем

Л у ¿Р

Защита диссертации состоится « ' » июля 2000 г. в «_££__>> час на заседании диссертационного совета Д 120.59.03 при Государственном университете по землеустройству. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного университета по землеустройству. Адрес: 103064, Москва, ул. Казакова, 15, Государственный университет по землеустройству. Отзывы на автореферат ( в двух экземплярах, заверенных печатью) просьба выслать по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан « июня 2000 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, ' //

кандидат технических наук // ¡/¿/ __3-В. Козелкина

ПЩ V

/7 ¿¿3 9Оимл/^Г, о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Интенсификация и экстенсификация аридного землепользования в Калмыкии вызвала широкомасштабные деградационные процессы во всех природных средах. Пастбищная дигрессия, дегумификация, вторичное засоление и ветровая эрозия почв - неполный перечень процессов, объединенных названием «опустынивание». Общим для всех перечисленных процессов является долгосрочное падение продуктивности экосистем.

В Калмыкии, сельское хозяйство которой специализированно на производстве животноводческой продукции, создание прочной кормовой базы имеет первостепенное значение. Наметившиеся тенденции снижения плодородия земли и загрязнение окружающей среды требуют нового подхода в теории и практике землепользования. Сущность такого подхода заключается в создании устойчивых высокопродуктивных агроценозов, обладающих способностью к частичной саморегуляции (Жученко, 1990; Кирюшин, 1995; Миркин, 1997). Идеи, лежащие в его основе, впервые были высказаны Н.И. Вавиловым, В.И. Вернадским, В.Н. Любименко, К. А. Тимирязевым.

Этому подходу в наибольшей мере в аридных условиях отвечают растения, эволюци-онно-географическое происхождение которых позволяет им эффективно использовать ресурсы среды, в том числе, за счет формирования высокопродуктивных фотосинтетических систем (С, - растения).

К числу таких культур относят сорго. С4 - культурой, способной решить проблему белка, в последние годы в стране и за рубежом считают амарант (АшагапЛиз).

Важный принцип конструирования адаптированного агроландшафта - усиление биоразнообразия. Для формирования смешанных агроценозов актуальной является характеристика, показывающая положение вида в агроэкосистеме, определяемая как экологическая ниша.

Мало разработан и вопрос эффективной эксплуатации подобных агроценозов на основе регулярных сведений об их функционировании.

Одной из отраслей орошаемого растениеводства, занявшей прочное место в республике, является рисосеяние. В условиях крайней ограниченности запасов поверхностных вод возделывание риса должно базироваться на применении ресурсосберегающих технологий и подборе солеустойчивых сортов.

Решение этих вопросов необходимо в связи с проблемами адаптивного размещения агроценозов в условиях неравномерного распределения факторов природной среды, рационального землепользования и продовольственной безопасности региона.

Цель и задачи исследования. Основная цель выполненных исследований - разработать приемы рационального землепользования аридных территорий на основе изучения эко-лого-биологических особенностей адаптивного потенциала агроценозов (риса, сорго и амаранта) и определения оптимума их продуктивности.

Исходя из этого, в задачи исследования входило:

1. Комплексно оценить природные условия и эколого-биологические основы адаптивного потенциала и продуктивность фитоценозов.

2. Оценить адаптивные реакции риса и осуществить подбор солеустойчивых сортов, отвечающих требованиям высокой продуктивности и сбалансированности по качеству продукции в условиях использования технологии с укороченным периодом затопления.

3. Обосновать возможность повышения интегрального ресурса адаптивности и продуктивности одно- и двухкомпонентных агроценозов на основе новых доя региона С4 - культур (сорго, амарант).

4. Предложить приемы биомелиорации и рекультивации деградированных и засоленных пахотных земель.

5. Разработать и внедрить контрольно-диагностическую систему эксплуатации и управления продукционным процессом зерновых и кормовых агроценозов.

Защищаемые положения.

1. Комплексная оценка абиотической среды и растительности как сопряженных объектов создания и использования фито- и агроценозов.

2. Теоретическое обоснование и реализация ресурсосберегающих режимов водного и минерального обменов высокопродуктивных агроценозов риса применительно к условиям региона.

3. Концепция и основные принципы создания и адаптивного размещения высокопродуктивных кормовых агроэкосистем на основе культур (сорго и амарант), эволюционно-географическое происхождение которых в наибольшей мере соответствует аридным условиям региона.

4. Новые приемы биомелиорации и рекультивации деградированных пахотных земель.

5. Методическое обоснование и реализация контрольно-диагностической системы эффективной эксплуатации и управления продукционным процессом зерновых и кормовых агроценозов.

Научная новизна. Впервые для аридной территории Калмыкии проведено многоплановое исследование адаптивности и продуктивности одно- и двухкомпонентных агроэкосистем в период действия и последействия неблагоприятных факторов в ритмах естественного хода изменений условий на различных этапах онтогенеза растений. Предложены основополагающие подходы к рациональному землепользованию на основе создания адаптивных высокопродуктивных агроэкосистем, разработаны практические приемы их размещения и эксплуатации, обеспечивающие решение продовольственной проблемы экологически безопасными и ресурсосберегающими способами.

Установлено, что наиболее полная реализация адаптивного потенциала и продуктивного оптимума агроценозов риса на солонцеватых светло-каштановых почвах обеспечивается водным режимом с укороченным затоплением. Определены условия минерального питания и параметры структурно-функционального состояния агроценозов адаптивных сортов риса, обеспечивающих высокую продуктивность и сбалансированность по белку и лизину.

Впервые для региона показана возможность повышения интегрального ресурса агроэкосистем с высоким уровнем фитометрических, фотосинтетических и энергетических параметров формирования урожаев в моно- и поликультуре, созданных на основе С4 - культур эволюционно приспособленных к более жарким и сухим климатическим условиям.

Установлены физиологически значимые показатели и закономерности метаболических процессов, коррелирующие с устойчивостью и продуктивностью агроценозов сорго в зависимости от напряженности метеоусловий и величины стресс-факторов в засушливых условиях. Выявлены наиболее адаптивные экотипы.

Проведена эколого-интродукционная оценка амаранта для аридных условий. Опреде-

лена срсдообразующая роль амаранта, выражающаяся в рассолении засоленных и солонцеватых почв и в улучшении физико-химических свойств почв.

Осуществлен подбор видов для конструирования смешанных агроценозов, отвечающих принципам взаимодополняемости и дифференциации экологических ниш.

Применительно к условиям региона разработана система управления состоянием агро-экосистем на основе оперативного анализа показателей почв и растений в динамике. Проведены первоочередные мероприятия реализации и внедрения контрольно-диагностической системы, обеспечивающей повышение продуктивности и качества получаемой продукции.

Практическая значимость работы. Результаты комплексного многопланового исследования адаптивности и продуктивности одно- и двухкомпонентных агроэкосистем имеют первостепенное значение для разработки принципов управления продукционным процессом и мониторинга в агроценозах, обеспечения продовольственной безопасности, решению проблемы дефицита пищевого и кормового белка наиболее ресурсосберегающими и экологически безопасными методами, рационального землепользования аридной территории Калмыкии и сопредельных территорий со сходными почвенно-климатическими условиями.

Материалы исследований позволили обосновать: ресурсосберегающие, физиологически обоснованные режимы водного и минерального обменов агроценозов риса; приемы конструирования адаптивных высокопродуктивных одно- и двухкомпонентных кормовых агроценозов. Предложенные виды, сорта, гибриды и приемы в производственных условиях могут обеспечить значительное повышение продуктивности и качества продукции, сбалансированной по протеину. Сделан вклад в решение важной проблемы — устранения дефицита кормового белка.

Результаты работы внедрены во Всероссийском Центре «Интерагротех», Министерстве сельского хозяйства Калмыкии, Министерстве охраны окружающей среды Калмыкии, Калмыцком ЦНТИ, Калмыцком НИИСХ, хозяйствах республики. Усовершенствованные и адаптированные автором аналитические методы на основе ИК-спектроскоиии успешно используются в организациях России, Украины, Белоруссии для экспресс-оценки качества сельскохозяйственной продукции. Теоретические и практические разработки автора реализованы в «Проектных предложениях по стабилизации экологической обстановки в Республике Калмыкия» (1996), а также в виде глав и разделов в отчетах. Разработанные автором теоретические положения, методики и программные средства широко используются в курсах лекций, а также при выполнении курсовых, дипломных и кандидатских работ на биологическом и аграрном факультетах КГУ.

Связь темы диссертации с государственными и международными научными программами. Исследования проводились по планам научно-исследовательских работ Калмыцкого государственного университета, являясь составной частью государственных заданий и отраслевых целевых комплексных программ: Минсельхоза СССР «Изучение проблем рисосеяния в Сарпинской низменности» (№ 01.76.0076882,1973-1977 г.г.); «Разработать прогрессивную технологию возделывания риса применительно к природным условиям Сарпинской низменности» (№01.76.0057.503,1976-1981 г.г.); ГКНТ и Минобразования РСФСР «Изучить экологические и физиологические особенности фотосинтеза» (№ 01.86.0076882 1987-1990 г.г.); Агропрома РСФСР «Разработать технологию возделывания амаранта в Кал-

мыкии» (1989-1991); Минсельхоза РК «Качество кормовых культур в различных почвенно-климатических зонах Калмыкии» (1992-1994). В этих работах автор являлся руководителем отдельных разделов или ответственным исполнителем и осуществлял лично проведение экспериментальных работ.

В 1995-96 г.п, по заданию Министерства охраны окружающей среды РК при поддержке Программы по охране окружающей среды (ЮНЕП) при ООН автор участвовал в разработке «Национальной программы действий но борьбе с опустыниванием в Республике Калмыкия» (соавторы Б.В.Виноградов, Н.Ф.Глазовский, Э.Б.Габуншина, О. А.Лачко и др.).

По личной инициативе выполнялись исследования по региональным комплексным программам: «Растительный мир Калмыкии, состояние и экологические особенности в условиях мелиорации земель», «Растительный мир Калмыкии, охрана, рациональное использование и воспроизводство».

Личный вклад соискателя. Разработка программ исследования, планирование и организация полевых и лабораторных экспериментов, все основные исследования выполнены самим соискателем. В отдельных экспериментах, сборе и обработке данных i [ринимали участие коллеги, аспиранты и студенты. Их вклад в работу отражен в совместных публикациях.

Апробация работы. Основные результаты исследований, вошедшие в диссертационную работу, доложены: на 11 и III Международных симпозиумах «Фотосинтез и минеральное питание растений» (Варна, НРБ, 1983,1987), I Международном симпозиуме «Восток-Запад: диалог культур» (Алма-Ата, 1992), Международном конгрессе «Женщины за охрану окружающей среды» (Москва, 1993), Международном симпозиуме «Амарант: биология, агротехника, использование» (Ташкент, 1993), V Международном Конгрессе по исследованию растительного белка» «LeafPro-96» (Ростов-на-Дону, 1996), II и III Международных симпозиумах «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования» (Пущино, 1997; 1999), Международной конференции «Экосистемы Прикаспия XXI веку» (Элиста, 1998), Всесоюзной конференции «Почвенно-агрохимические и экологические проблемы формирования высокопродуктивных агроценозов» (Пущино, 1988), Всесоюзном совещании «Интродукция растений в аридную зону» (Ашхабад, 1989), VII Всесоюзной конференции «Роль ботанических садов в рациональном использовании и воспроизводстве растительных ресурсов» (Ташкент, 1990), VII Всесоюзном симпозиуме «Эколого-по-пуляционный анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование» (Сыктывкар, 1990), Всесоюзном научном совещании «Охрана, обогащение, воспроизводство и использование растительных ресурсов» (Ставрополь, 1990), Всесоюзном совещании «Клеточные механизмы адаптации» (Чернигов, 1991), 1 Всесоюзной научной конференции «Возделывание и использование амаранта в СССР» (Казань, 1991), Всесоюзных научно-практических совещаниях «Проблемы биологии, селекции и технологии возделывания и переработки сорго» (Зерноград 1990, Волгоград 1992), Ш съезде Всероссийского общества физиологов растений (Санкт-Петербург, 1993), Всероссийском совещании «Проблемы изучения аридных экосистем и борьбы с опустыниванием» (Элиста, 1995), II съезде почвоведов России (Санкт-Петербург, 1996), Всероссийской научно-практической конференции «Повышение продуктивности и охрана аридных ландшафтов» (Соленое Займище, 1998), Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы сохранения биораз-

нообразия аридных регионов России», (Волгоград, 1998), Ш-У1 Северо-Кавказских научно-практических школах-семинарах «Механизмы экологической адаптации животных и растений к экстремальным факторам среды» (Ростов-на-Дону, 1984,1987,1989,1990), Межреспубликанской научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии и охраны природы степных экосистем и сопредельных территорий» (Краснодар, 1994), Республиканских научно-практических конференциях (Элиста, 1981 -1993), I Республиканской конференции по охране природы (Элиста, 1995), Республиканском семинаре по реализации «Национальной программы действий по борьбе с опустыниванием» (Элиста, 1997).

Основные положения работы докладывались и обсуждались на заседаниях научно-производственного семинара на базе павильона «Корма» ВДНХ СССР (1990); НТС Агро-прома РСФСР, (Москва, 1990); НТС Агропрома КАССР, (Элиста, 1993); секции «Физиологии и биохимии растений» Санкт-Петербургского общества Естествоиспытателей, (Санкт-Петербург, 1992); кафедры физиологии растений МГУ, (Москва, 1993); кафедры ботаники и физиологии растений КГУ (Элиста, 1980-1998); ученого совета биологического факультета КГУ (Элиста, 1980-1998).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 70 работ. Результаты работы защищены 3 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части (5 глав), выводов, предложений производству и библиографии, включающей 386 наименований, из них 55 на иностранных языках и приложения. Работа изложена на 271 странице машинописного текста, содержит 41 рисунок, 36 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Проблемы адаптивности и продуктивности аридных агроэкосистем

Данная глава посвящена анализу проблемы адаптации и повышения продуктивности аридных агроэкосистем.

Установлено, что оптимум продуктивности мезофитов (С3-растений) в аридных регионах обеспечивается приведением условий их возделывания в агроклиматическое соответствие и преодолением свойств растений, ограниченных лимитирующими факторами. Перенесение технологий возделывания ряда этих С3-культур (пшеницы, риса) из районов с более благоприятными условиями в жесткие, специфические — невсегда оправдано, так как значительно возрастают энерго- и ресурсозатраты.

Д ля повышения продуктивности экосистем в аридных регионах целесообразно использовать ксерофиты с С4-типом фотосинтеза (сорго, амарант), генезис которых в наибольшей степени соответствует этим условиям. Подробно рассмотрены их экологические особенности и адаптивные преимущества.

Районируемые и вновь создаваемые сорта должны сочетать в себе желаемую комбинацию хозяйственно-ценных признаков с высокой адаптивностью к меняющимся условиям среды. Поэтому следует провести анализ реакций рекомендуемых растений в период действия и последствия на неблагоприятные факторы среды.

Биоклиматический потенциал территории Калмыкии определяет возможность получения высоких урожаев. Однако, несовершенство подбора адаптивных видов, сортов, гибри-

дов, систем земледелия не обеспечивает полное использование природно-климатических ресурсов разных ландшафтно-географических районов Калмыкии.

Глава II. Объекты и методы исследований Объекты исследования. Объектами исследования являлись одновидовые и смешанные агроценозы и их компоненты. В работе использованы растения разного эколого-геогра-фического происхождения, типа фотосинтеза и устойчивости к неблагоприятным факторам среды из ВНИИ риса, ВНИИ сорго, из мировых коллекций ВИР (Россия), института Родала (США). Основной экспериментальный материал представляли растения: рис (Oryza sativa L.) — сорта Краснодарский-424, Кубань-3, Кубань,-9, Солнечный, Златый; сорго (Sorghum mellitum Snowd.) — сорта Сарваши, Ставропольское-32, Ставропольское-36, Сахарное-85, гибрид Ставропольский кормовой, амарант (Amaranthus cruentus L.)—амарант багряный, сортообразцы Низкорослый и Высокорослый. В отдельных опытах использованы—пшеница (Triticum aestivum L.)—сорт Ленинградка, кукуруза—(Zea mays L.) — гибрид Молдав-ский-320, сорго—Сахарное-32.

Задачи работы решались путем проведения полевых моно- и многофакторных опытов в сочетании с наблюдениями за изменением метеоусловий, атакже вегетационных и лабораторных опытов и теоретических обобщений полученных результатов.

Методика полевых опытов. Схема расположения участков полевых опытов представлена на рис. I. Почвы участков наиболее типичны для соответствующих природных районов. Применяемые методы: географических посевов, учащенных сроков посева, иарал-

Волгоградская область А - участки исследований

Д Q - мстсопучкты

( Па Illa

V ) о Ростовская J область fe __1 . 1 >—У ^v Ив Год N 1 116 о\ Астраханская \ область •9111b j

Ставропольский\^»s. край О /Шг i?

Республика Дагестан / «W Каспийское sj море

Рис. 1. Картосхема природного районирования (Бананова В. А., Горбачен Б.Н., 1977) и расположения опытных участков Области: I — Кумо-Манычская впадина; II— Ергенинская возвышенность; ///—Прикаспийская низменность; Районы: 1а — Западно-Минычский; 16 — Восточно-Манычский; Па — Североергепинский: НО — Среднеергенинский: 1ш — Южносргенинский; Illa — Северо-Западный; 1116 — Юго-Восточный; Ule — Черноземельский; П1г— Приморский

лельных или сопряженных полевых наблюдений, математической статистики, математического моделирования.

Закладку опытов, фенологические наблюдения, анализ состояния и биометрический учет урожайности агроценозов проводили в полном соответствии с требованиями постановки полевых опытов и методикой исследования агроценозов. Было заложено более 200 (не менее 3-5 лет для каждой культуры) опытов. Размещение делянок производилось рен-домизированными блоками с учетной площадью делянок третьего порядка не менее 50-100 кв.м., в отдельных случаях - 10-50 кв.м.

Фенологические наблюдения велись постоянно: за начало фазы принималось насту пле-ние сё у 10% растений, массовое - у 75%. Для каждого срока учетных и лабораторных анализов в одно и то же время суток (10 часов) отбирался статистически однородный материал: растения имели сходную морфологию и скорость роста.

Часть опытов была проведена в производственных условиях. Для риса изучали режимы орошения, дозы и формы внесения удобрений. Возрастающие дозы удобрений вносили в два приема - 2/3 как основные и 1/3 в подкормку перед кущением. Режим орошения -укороченное затопление.

При разработке технологии возделывания амаранта определялись: сроки и способы посева, норма высева. При переработке на корм амаранта изучали особенности традиционных и прогрессивных (с применением химических консервантов) способов заготовки и хранения кормов.

Методика вегетационных опытов. Вегетационные опыты проводились в контролируемых условиях светокультуры с использованием фитотрона (ВКШ-73). Растения выращивали в сосудах емкостью 10 кг сухой почвы или песка.

Влажный субстрат для риса создавали согласно методике Н.С. Тура (1972) - в промытый от солей, а затем прокаленный песок помещали семена риса и насыщали его до полной влагоемкости водой или растворами хлористого натрия. Затопление - путем дополнительного слоя воды или раствора в 5 см.

При изучении засухоустойчивости С4-видов опытные растения подвергали воздействию засухи путем прекращения полива и доведением влажности почвы до 40% от полной влаго-емкости (ПВ). В контрольных сосудах влажность почвы поддерживали на уровне 60% от ПВ.

Лабораторные методы анализа. Дефицит кислорода для 7-8 дневных проростков пшеницы и риса создавали помещением в атмосферу азота, соответственно на 1 и 3 суток и 3 и 7 суток. Выбор экспозиций определен в соответствии с жизнеспособностью проростков в условиях полного анаэробиоза. Для анализа использовали корни проростков сразу после аноксии и после выдерживания на воздухе в течение 4 и 8 часов. Контрольные растения постоянно находились в условиях нормального кислородного режима.

Раннюю диагностику устойчивости растений к стресс-факторам, определение основных показателей прорастания семян, роста, развития, водного обмена, этапов онтогенеза проводили по общепринятым методикам. Для работы использовались общепринятые инструментальные методы изучения растений: интенсивности дыхания, активности ферментов — алкогольдегидрогеназы (АДГ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), нитратредуктазы (НР), изо-

ферментного состава, содержания органических, веществ, синтеза белка с использованием ингибиторов (актиномицина и бластицидина—S-Kji-S).

Аминокислотный состав растений определяли на автоматическом анализаторе Ш-1200Е (ЧССР). При анализах использовали катеонит «Хромекс-КВ-51 ». Определение содержания пролина проводили с нингидриновым реактивом.

В основу определения скорости продукции сухой биомассы, динамики формирования площади листьев были положены принципы В. Блэкмана(1919)и A.A. Ничипоровича(1961). Для оценки биопродуктивности использовали математический анализ роста. Коэффициенты усвоения ФАР (КПД) агроценозов вычисляли по приросту сухого вещества.

Общепринятые методы анализа использовали и для определения химического состава и питательности растений и кормов. Расчеты обменной энергии кормовых растений производили в соответствии с уравнением энергетической питательности кормов. Широко использовали методы физико-химических анализов почв (Агрохимические методы исследования почв, 1964; 1965; Ринькис, 1977; Аринушкина, I960; Кауричев, 1980), в том числе метод Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТы 2123-74,2613-84) для определения гумуса, метод Мачигина в модификации ЦИНАО (ГОСТы 2143-75,26205-84) для определения подвижных форм фосфора и калия.

Обработку экспериментальных данных, определение взаимосвязей между различными показателями функционирования растений в модельных опытах и в агроценозах на основе регрессионного анализа проводили с применением специальной программы прикладной статистики Stadia на ПЭВМ. Достоверность средних арифметических из 4-6-кратных по-вторностей 3-4 лабораторных или полевых многолетних единичных или массовых опытов (около 1000 за весь период исследований) определена при уровне значимости Р=0,95.

Усовершенствование аналитических методов. В процессе работы появилась необходимость в более совершенных, оперативных методах многокомпонентного анализа в одном образце химического состава растений, почв и качества пищевой и кормовой продукции. Применительно к региону эта задача решалась путем разработки методов анализа исследуемых объектов на основе инфракрасной спектроскопии (ИКС), которые широко применялись в дальнейших исследованиях.

Для получения спектров диффузного отражения использовали спектрофотометр ИК-4250 фирмы NIRSystems (США, СССР, Индия), совместимый с компьютером IBM PS/AT 286. Проведены специальные исследования для метрологической характеристики ИК-ме-юда на однородных по видовому признаку партиях растительных и почвенных образцах в воздушно-сухом состоянии, размером частиц не более 1 мм (не менее 50), отобранных из разных природных зон, что определяло большой разброс определяемых химических показателей и является необходимым условием выборки данных. Определение исследуемых показателей проводили на основании градуировки прибора путем введения данных, полученных стандартными методами аналитической химии. По результатам определения показателей рассчитывалась ошибка анализа, не превышающая 5%. В качестве критериев достоверности средней разницы применяли t-критерий Сгьюдента.

Глава III. Характеристика комплекса природных условий

Калмыкия расположена на юго-востоке европейской части Российской Федерации. Представляя ландшафты 3 природных зон: степной, полупустынной и пустынной и имея площадь в 75,9 тыс.кв.км., она занимает большую часть аридных земель всего Северо-Западного Прикаспия (79,4 %). Меньшую часть их составляют правобережье Астраханской области и юг Волгоградской области (20,6%).

Дана комплексная оценка природных условий и растительности по географическим районам республики как сопряженных объектов использования и создания фито- и агроце-нозов.

Изучение этого региона, исследователями различных профилей сопровождалось картографированием, была разработана серия тематических карт (Цаценкин, 1936; Цаценкин и др. 1951 ;Болышев, Бирюков, 1967; Классификация ..., 1967; Федюков, 1969;Доскач, 1971, 1979; Агроклиматические ресурсы ..., 1974; Бананова, Горбачев, 1977; Зонн и др., 1981; Хар-ченко, 1982; Системы..., 1982; Кулешов, Губайдулин, 1984; Кулешов, 1985).

В работе принято за основу ботанико-географическое районирование В.А.Банановой и Б.Н.Горбачева (1977) и В.А.Банановой и Л.Н.Кулешова (1985), которые дополнены данными других исследователей (Болышев, Бирюков, 1967; Харченко, 1982 и др.), а также материалами личных исследований.

Для каждой природной зоны представлены основные климатические показатели: сумма эффективных температур, осадки (годовые и за теплый период), коэффициенты гидротермические и увлажнения.

Подробно рассмотрены неблагоприятные процессы—поздние весенние и ранние осенние заморозки, суховеи, сильные ветры и пыльные бури. Установлено, что для Калмыкии присуще нарастание и усиление засух.

Почвенный покров. Анализ почвенного покрова дан с привлечением материалов И.А. Щеглова (1930), И.П. Герасимова (1939), В.А. Ковды (1946), Андреева (1961), H.H. Болы-шева(1972), В.Н. Джиджикова и др. (1972), Л.П. Будиной (1974), A.B. Хабарова (1978), Л .Н. Ташниновой (1980), Филина (1992) и др.

Почвы Калмыкии представлены различными типам. Наиболее плодородные черноземы, темно-каштановые и каштановые почвы занимают небольшую территорию лишь в Кумо-Манычской впадине. Эти типы почв в системе богарного земледелия обеспечивают устойчивое решение продовольственной проблемы. Вместе с тем, они нуждаются в улучшении путем внесения удобрений, рациональной обработки, оптимальных севооборотов и возделывания культур-мелиорантов. Почвенный покров Ергенинской возвышенности состоит из четко выраженных комплексов светло-каштановых почв, солонцов и лугово-каштановых почв. Первый тип является, в основном, господствующим компонентом. Солонцеватость или засоленность светло-каштановых почв обусловливает определенные трудности при возделывании на них сельскохозяйственных культур и диктует необходимость тщательного подбора растений при соблюдении всех агротехнических мероприятий. В Прикаспийской низменности доминирующее положение занимают бурые полупустынные почвы, контактирующие с лугово-бурыми полупустынными и солонцами различной гидрологии или массивами песков барханных и частично закрепленных растительностью и солончаками. Бурые псшупу-

стынные почвы эрозионноопасны из-за легкого гранулометрического состава, а низкое содержание органических и минеральных веществ, в совокупности с засолением, делают их малопригодными для возделывания сельскохозяйственных культур. Эта зона является границей возможного богарного земледелия. Предсгавленые материалы всесторонне характеризуют почвенно-кпиматические условия для наиболее адаптированных представителей типичной растительности отдельных природных районов.

Анализ растительности и состояния пастбищно-кормовых фитоценозов дан по природным районам с привлечением материалов Барбот де Марни (1868), А.Н. Краснова (1886), И.К. Пачосского (1892), Г.Н. Высоцкого (1915), И.А. Димо, Б.А. Келлера (1907), П.П. Бе-гучева(1928), И.А. Цаценкина(1935,1936,1954,1957), В.Ф.Максимовой, Т.Н. Щербинов-ской(1952), В.А. Банановой и Б.Н. Горбачева(1977), O.A. Лачко( 1988,1991),Н.М. Бакта-шовой (1994) и др.

Флористический состав представлен 841 видами из 83 семейств. Более 300 видов из них - ценные и перспективные в хозяйственном отношении. Основное «ядро флоры» образовано 10-12 семействами, на долю которых приходится 61 % всего видового состава. Высокая плотность видов семейств Роасеае, Chenopodiaceae, Brassicaceae свидетельствует о давлении аридных условий на развитие флоры Калмыкии, преимущественно, за счет определенного круга растений, приспособившихся к существованию за длительный исторический период. Доминируют экологические типы засухо- и солеустойчивых С4-растений.

Структура растительного покрова гетерогенна, а состав сообществ, формирующих ландшафты неодинаков и соответствует смене условий абиотической среды. Растительные сообщества, представляя собой природные кормовые угодья, составляют 71,2% общей площади территории республики. При этом на долю сенокосов приходится всего 2% общей площади кормовых угодий, а пастбищ - 98%. Естественная растительность отличается различным ритмом развития, разной требовательностью к почвенно-климатическим условиям. Основная черга аридных фитоценозов — приспособленность метаболизма к дефициту влаги. Особенностями биопродуктивности пастбищ является незначительная биомасса, количество которой убывает с усилением аридности территории, высокая сезонная и разного-дичная изменчивость надземной массы. Проблема бесперебойного полноценного кормления животных не может быть решена только за счет пастбищных травостоев. Это связано с ритмикой развития дерновинных злаков, с наличием у них периода летнего полу покоя. Причина такого феноритма и связанная с ней динамика продуктивности — жесткость условий, нарастающая в середине лета (нюнь-июль). В этой связи дефицит в кормах вынужденно решается за счет культур полевого кормопроизводства (пашня).

Основное внимание в работе уделено опустыниванию. Пастбищная дигрессия, дегу-мификация, вторичное засоление, вегровая эрозия - неполный перечень негативных процессов, объединенных названием «опустынивание». Общим для всех перечисленных процессов является долгосрочное падение продуктивности ландшафтов. Пастбищная дигрессия, описанная Г.Н.Высоцким (1915) на Ергенях в начале века, имеет локальный характер. В последние десятилетня она охватила большую часть растительных сообществ республики. От чрезмерного выпаса значительно пострадали более хрупкие экосистемы Прикаспийской низменности, главным образом в районе «Черных Земель». Здесь, но мнению Виноградова с

сотрудниками (Виноградов и др. 1990; Виноградов, 1993), повышенный антропогенный пресс, нерациональное природопользование наложилисьна неблагоприятные циклические, долгосрочные изменения климата (т.н. 35-летний Брюкнеровский цикл).

Итоговые варианты пастбищной дигрессии представлены обедненными флористически и упрощенными по структуре мятликовыми (Роа bulbosa), эбелековыми (Ceratocarpus arenarius) и другими однолетниковыми фитоценозами, имеющими крайне низкую продуктивность и неспособными полно использовать ресурсы среды. Сценарий развития этого негативного процесса отражен в ряде публикаций последних лет (Виноградов, 1993; Зонн, 1995, Лачко, Суслякова, 1997). Оценка состояния естественных кормовых угодий республики показывает, что 23% находятся в средней степени сбоя, а 55% - в стадии сильного и очень сильного. В настоящее время территория экологического бедствия в Калмыкии достигает 278 тыс. га, а окружающая её территория экологического кризиса - 690 тыс.га.

Для предотвращения опустынивания и ликвидации его последствий в Калмыкии, как и во многих аридных регионах мира, применяются пастбищеоборот и фитомелиорация. Проводятся работы по созданию новых пастбищ, особенно в пустынной зоне - посевы ценных в хозяйственном отношении видов: джузгуна, саксаула, тамариска, полыни и др. Фитомелиорация проводится с привлечением как многолетних, так и однолетних растений. В числе последних для повышения КПД фотосинтеза заслуживают внимание растения с С4-типом фотосинтеза.

Глава IV. Оценка адаптивности и продуктивного оптимума агроценозов риса

Региональные особенности природных условий зоны рисосеяния. В Калмыкии начало развития рисоводства связано с признанием Сарпинской низменности в 60-е годы как наиболее перспективной для развития орошения. Приводится характеристика природных особенностей исследуемой территории. Трудные мелиоративные условия, отсутствие естественного дренажа, низкое плодородие и засоленность почв уже в самом начале освоения этой территории существенно осложняли возделывание риса. Негативное действие перечисленных факторов усугублялось необоснованным применением водного режима с постоянным затоплением и привело к вторичному засолению почв, низкой всхожести и снижению продуктивности агроценозов.

В этих условиях обоснованно использовать режим укороченного затопления. Автор, развивая эту идею для условий Сарпинской низменности, изучил экологические особенности районированных и перспективных сортов риса, что позволило не только вскрыть сущность отдельных теоретических вопросов, но и способствовать решению практических проблем.

Ранняя диагностика устойчивости риса к стресс-факторам. Обсуждаются материалы, характеризующие лабораторную и полевую всхожесть, отношение семян сортов риса к влиянию совместного действия засоления с затоплением наранних этапах прорастания. Установлены пороговые условия засоления (0,5% по NaCl) для прорастания семян риса. Наиболее солеустойчивыми из числа новых интенсивных сортов оказались Солнечный и Златый, а менее толерантными к засолению—районированные сорта - Кубань-9, Кубань-3, Краснодаре кий-424.

Закономерной ответной реакцией на совместное действие засоления и затопления является торможение процессов набухания семян риса сорта Солнечный и снижение интенсивности дыхания (рис. 2). Необходимая для индукции дыхания влажность семян (16-20%) до-

- 02

- - Н20

и i 70 е н с 60 и в 28 • 26' В л 24

„" 50 С а ж 22-

: 4о н о 20

д Г 30 т

а 1 20 мг О/г с ь< 10 р 1 1412-

е с й

6 8 10 12 14 16 18 20 Часы набухания

Рис.2. Спязь дыхания и влажности семян риса в различных условиях набухания I -влажный субстрат с водой; 2 - затопление водой;

3 - запюплеиие водой + NaCl; 4 - влажный субстрат с NaCl.

стигается: через 7-9 час набухания во влажном водном субстрате — через 10-12 час - во влажном засоленном субстрате, через 12-16 час - в условиях затопления. При совместном действии засоления и затопления оптимальная влажность семян не достигнута даже через 20 час набухания. По результатам анализа с привлечением материалов ряда авторов (Ерыгин, 1969; Тур, 1969,1990; Тулякова, 1971; Алешин, 1993; Filipp, 1947) установлено, что опытные семена риса характеризуются комплексом адаптивных реакций, обеспечивающих им возможность прорастания в условиях засоления при нормальной аэрации. Неблагоприятные условия снижают скорость мобилизации глюкозы в разной мере (рис.3). Более высокая скорость мобилизации глюкозы в присутствии кислорода обеспечивает процесс прорастания и высокую скорость прироста корней и надземной части. Затопление, особенно совместно с засолением, в большей мере тормозит эти процессы. Неполное окисление Сахаров приводят к накоплению недоокисленных токсических продуктов брожения: этанола и лактата. Следо-

Рис. 3. Изменение количества углеводов в семенах риса в различных условиях набухания.

I-влажный субстрат с водой; 2 - затопление водой;

3 - затопление раствором А'аС1;

4 - влажный субстрат с МаС1.

вательно, семена риса должны быть обеспечены на ранних этапах достаточным количеством кислорода, что особенно актуально при их прорастании на засоленных почвах.

Пути адаптации дыхательного метаболизма риса при гипоксии. По мере роста растений риса у них формируются анатомо-морфолсгические особености, обеспечивающие устойчивость к дефициту кислорода. По результатам сравнительного анализа риса, как представителя гигрофитов и мезофита - пшеницы, установлено, что большая возможность существования риса в условиях дефицита кислорода обусловлена его высокими адаптивными возможностями перенесения недостатка кислорода в зоне корней. Это заключаются в низкой, по сравнению с пшеницей, интенсивности дыхания (рис.4). При дефиците кислорода происходит перестройка обменных процессов, в корнях риса преобладающим становится гликолиз. В корнях пшеницы в ответ на недостаток кислорода лишь кратковременно активируется гликолиз, сопровождающийся накоплением этилового спирта и молочной кислоты, а затем возрастает гексозомонофосфатный (ГМФ) путь дыхания. Обнаруженные адаптивные компенсаторные перестройки дыхания в корнях риса при дефиците кислорода способствуют

120 100 I 80

feo

20 O

0.5 1 2 3 i 0.5 1 2 3

сутки e»T«H

Рис. 4. Интенсивность дыхания корней проростков пшеницы (А) и риса (Б) после выдерживания

их в атмосфере азота, % от аэрируемого контроля

более экономному и эффективному расходованию энергоресурсов. Подобные перестройки ранее обнаружены в колеоптиле риса (Алешин, 1971).

В анаэробных условиях у приспособленных растений риса интенсивность утилизации этанола выше и пути использования его более разнообразны: обращение гликолиза с образованием углеводов, трансформация терминальной части цикла Кребса, накопление аминокислот, связанных с превращением его интермедиатов. При последующей аэрации у риса происходит нормализация обмена. Указанные сд виги в ферментативных реакциях цикла Кребса отчасти возможны и в корнях неприспособленных растений. Однако у последних они, по всей вероятности, не являются адаптивными.

Продолжением исследований стала серия работ, посвященных энзимологии. Часть этих материалов для общего представления приводим на рис. 5-7. Отмеченная направленность пугей дыхания корней проростков риса определяется изменением активности ключевых ферментов гликолиза - АДГ (алкогольдегидрогеназы) и ЛДГ (лактатдегидрогеназы). В результате у риса, в отличие от пшеницы, происходит не накопление, а интенсивная утилизация конечных продуктов гликолиза (этанола и лактата) с образованием углеводов, органических

А - субстрат этанол

Б- субстрат ацетальдегид

400 350 «5 300 | 250

I 200

S 150 i* 100 50 0

□ «.анаэробна

Si ^анаэробиоз +4 ч.аэрации

сутки

Рис. 5. Активность АДГ корней пшеницы (!) и риса (И) после различных условий газового режима,

% к аэрируемому контролю

А - субстрат лактат

Б- субстрат пиру ват

350 350

300 300

250 - -- - - — 250

200 200

150 150

100 --------- РР 100

50 п гЯ 50

0 .. 1 ш., ~г - 0

з а

сутки

□ а-амаэробиоз

ЕЭ б-анаэробиоэ+4 ч аэрации

Рис. 6. Активность АДГ корней пшеницы (I) и риса (II) после различных условий аэрации,

% к аэрируемому контролю

А-субстрат этанол

Б-субстрат ацггапьдггцц

300 2ЭЭ 200 : 150 109 50 0

сугои

О а - Бп-Э гр1 аэрации О б-Н,0 гри анзэрсбияе В в-БпЗ {р1 эезрсбйгае

Рис. 7. Влияние на активность АДГ корней пшеницы (I) и риса (II) при различных условиях обеспечения кислородом, % к аэрируемому контролю

кислот, аминокислот. Явление глюконеогенеза - образование углеводов из неуглеводных компонентов - довольно широко распространенно явление в природе. Оно присуще высшим организмам, обеспечивая их потребности в глюкозе в тех случаях, когда наблюдается дефицит энергоресурсов.

Установлено, что синтетические возможности риса в анаэробных условиях значительно выше по сравнению с пшеницей. Подтверждением этого являются опыты с применением ингибиторов белкового синтеза. В корнях риса при дефиците кислорода имеет место синтез белков, необходимых растению именно в условиях ограниченной аэрации. Таким ферментом является АДГ, активирование которого при гипоксии в корнях проростков риса сопровождается увеличением количества изоферменгов и возрастанием в них общего содержания белка. Это свидетельствует о синтезе АДГ как адаптивного фермента. В отношении ЛДГ можно считать, что активация ее происходит за счет освобождения структурно связанной формы энзима.

Комплексное сравнительное исследование дыхательного метаболизма растений, различающихся но устойчивости к недостатку кислорода в анаэробных условиях, показывает наличие у риса механизмов адаптации, определяющих высокую устойчивость его к недостатку кислорода. Позже было установлено, что поддержание гомеостаза и репаративных процессов у риса обеспечивается стабильностью мембран, осуществлением «сброса» восстановительных пиридиннуклеогидов ЭТЦ (злекгронтранспортной цепью) митохондрий и др.

Оптимизация водного режима почв агроценозов риса. Впервые для условий Сар-пинской низменности нами выявлены особенности прорастания семян риса в условиях одновременного действия засоления и дефицита кислорода, атакже механизмы адаптации проростков риса к дефициту кислорода, реализованные в особенностях водного режима (укороченное затопление рисового поля, когда отсутствует слой воды в начале и в конце вегетации) для возделывания риса с учетом эколого-географических особенностей указанной территории. Полевые опыты, проведенные на палях совхоза «50 лет Октября» северо-западной части Прикаспииской низменности (сорт риса Солнечный в 1979-1981 гг. и сортЗлатый-1995-1997 гг.), свидетельствуют об эффективности укороченного типа затопления, нежели постоянного. При укороченном затоплении всхожесть и урожайность всех сортов, особенно интенсивных, по сравнению с районированными была значительно выше.

Продукционный процесс агроценозовриса при возрастающем уровне минерального питания. Интенсивные сорта риса нового типа характеризуются высокой продуктивностью за счет повышенной физиологической емкости к азоту, находящемуся в первом «минимуме» из элементов питания на рисовых полях. Исходя из этого, нами определен оптимальный уровень минерального питания интенсивных сортов риса путем изучения отвегных реакций их на возрастающие дозы удобрений, сгруппированные по степени возрастания: низкий уровень — (1Ч12(.Р,)(1; N|20РШ),средний — (М150Р12„>, высокий — (\М1Р|2„Кд и сверхвысокий ~ м2тр.

Анализируя структуру урожайности агроценозов риса Солнечный, обнаружили, что большие количества доступных элементов питания сильнейшим образом стимулируют ростовые процессы растений. Однако, сверхвысокие уровни минерального питания увеличивают пустозерность (табл. 1.). Дисгармоничный рост растений и ухудшение структуры урожая ограничивают возможности повышения качества урожая.

Наилучшее сочетание свойств растений с возможностью образования высокопродуктивных ценозов при условии хорошей обеспеченности минеральным питанием проявляется в формировании оптимальной площади листьев (Ь м), которая для большинства культур близка к 4-5 м2/м2. Условия обеспеченности элементами питания способствуют росту площади листьев в процессе вегетации. К фазе цвегения, когда напряженность физиологических процессов нарастает и особенно четко проявляются донорно-акцепторные отношения между органами, поставляющими органические вещества (листья, стебли), и их потребителями (соцветия, семена), площадь листьев достигает максимальных величин и приближается к оптимальной (табл. 2). Вклад листьев разных ярусов в общую фотосинтетическую активность ценозов неодинаков. Существенные различия влияния возрастающих доз удобрений на формирование площади листьев по ярусам выявлены в фазу цветения. Структура листового аппарата с повышением уровня минерального питания оптимизируется и при дозе в

Таблица 1.

Продуктивность зерна риса при возрастающем уровне минерального питания (среднее а 1979-1981 г.г.)

Вариант опыта Количество стеблей, шт/м2 Высота стебля, см Колосков в метелке, шт

Всего Выполненные Щуплые Пустые

Контроль 296 69,0 51 40 4 7

М|2|)Рчо 396 73,0 76 62 5 9

N12цР| 20 400 74,9 80 67 4 9

М|5(|Р|2» 404 78,2 85 71 4 10

^я^гоКз» 416 81,6 90 73 5 12

М|«|Р|5(|К«] 436 83,4 96 73 5 18

^шРгкоКчо 456 88,4 109 80 4 25

Таблица2.

Формирование ассимиляционной поверхности листьев разных ярусов агроценозов риса Солнечный при возрастающем уровне минерального питания (среднее за 1979-1981 г.г.)

Вариант опыта Фаза кущения Фаза цветения

Общая площадь 1-й ярус 2-й ярус 3-й ярус Общая ппощадь 1-й ярус 2-й ярус 3-й ярус

Контроль 0,92 100 25 45 30 1,80 100 25 45 30

М|21|Рч<| 1.27 100 25 46 29 3.21 100 28 48 24

N1211? 121) 1.37 100 25 46 29 3,60 100 29 48 23

М|5(|Р|2(> 1,55 100 26 45 29 3,80 100 30 49 21

1^|5(>Р|2(|Кз11 1,85 100 24 47 29 4,50 100 35 45 20

1^|юрР|Я)Кы) 1,90 100 24 47 29 4,20 100 38 49 13

1,95 100 24 47 29 4,25 100 40 51 9

Примечание: в числителе - м'/м", в знаменателе - % от общей площади.

^151)^120^31] приближается к «сферическому» типу. При этом фоне плодородия почв посевы риса представляют собой наиболее совершенный ценоз с точки зрения его структуры.

Более высокие уровни минерального питания приводят к сильному у величению площади листьев верхних ярусов, особенно первого. В результате происходит самозатенение листьев, ухудшение освещенности внутри агроценоза, отмирание нижних листьев и вынос деятельного слоя листьев первого яруса в более высокие горизонты. Взаимно затеняемые листья тратят значительную часть продуктов фотосинтеза на рост собственный и стеблевых органов в ущерб росту репродуктивных запасающих органов и заполнению их ценными веществами. Вследствие этого увеличиваются потери на дыхание и снижается интенсивность оттока метаболитов фотосинтеза в репродуктивные органы и в конечном итоге, несмотря на возрастание урожая, ухудшается его качество. Отсюда большая пустозерность при сверхвысоком уровне минерального питания.

Способность растений к усиленному росту в ответ на улучшение минерального питания является благоприятным признаком только до определенного предела. Для среднерос-лого сорта Солнечный он становится обременительным в условиях сверхвысокой обеспеченности азотом и другими элементами, вызывая чрезмерный вегетативный рост растений риса в ущерб репродуктивным органам, ухудшая свойства агроценоза и условий метаболи-зации продуктов их фотосинтетической деятельности.

Качество зерна риса при возрастающем уровне минерального питания. Улучшение обеспеченостью минеральным питанием способствует значительному накоплению в листьях растений риса разных форм азотистых веществ, в том числе свободных аминокислот в фазу кущения. При этом между содержанием аминокислот, активностью ключевого фермента азотного обмена нитратредуктазы (НР) и возрастающим уровнем минеральное питания выявлена прямая корреляция. Незаменимых аминокислот, а также аминокислот наиболее метаболически активных групп меньше всего в варианте с высоким уровнем минерального питания. В растениях риса данного варианта наблюдается большая скорость оттока аминокислот в запасающие органы вследствие динамического равновесия между продуктами углеводного и азотистого обмена (табл.3). При сверхвысоких дозах удобрений ухудшается не только фотосинтетическая работа, но и ассимиляция самого азота: поступая в растения в больших количествах, он недостаточно хорошо перерабатывается в полноценные азотсодержащие соединения (белки) и накапливается в растениях в значительной степени в виде «полупродуктов» - аминокислот и амидов.

Биологическая ценность белков риса является наивысшей среди пищевых злаков, что обусловлено повышенным содержанием незаменимых для человека аминокислот (лизин, триптофан и метионин), которые в белках других зерновых культур находятся в первом минимуме.

Возрастающие дозы минеральных удобрений значительно повышают содержание белка в зерне риса. Это увеличение сопровождается некоторым снижением в них лизина. Темпы снижения содержания лизина при увеличении уровня белка в зерне в ответ на удобрения незначительны лишь до уровня N |511Р|2(|Кда а затем становятся более значимыми. Сопоставляя результаты анализа структуры урожая, особенности продукционного процесса и общий сбор белка и лизина с га площади агроценоза, следует отметить, что уровень минерального

Таблица 3.

Содержание разных групп аминокислот в листьях риса в фазу цветения при возрастающем уровне минерального питания (мг/100 г сухого вещества) (среднее за 1979-1981 г.г.)

Вариант Общая Незаменимые Аминокисло- Аминокислоты Аминокисло-

опыта сумма аминокисло- ты глютами- аспарагиновой ты группы

ты 1Ювой группы группы пирувата

Контроль 68,80 16,80 18,65 17,80 15,55

МшРш 128,27 36,70 35,62 36,43 25,30

N12(^12(1 119,61 35,66 38,78 27,24 23,87

1Ч|5<|Р|2<> 124,09 33,19 49,54 30,28 21,92

N15(>Р 12< > Кзо 87,46 23,29 28,74 24,41 15,78

Ит.Р.мК«, 133,33 38,85 42,15 38,01 23,20

^|»Рш>Кч(> 114,39 32,60 35,03 40,26 24,16

питания Р К ,) наиболее адекватен биологическим потребностям и генетической детерминации метаболизма интенсивного сорта риса Солнечный. Этот уровень в наибольшей мере обеспечивает свойственные сорту вегетационный период, морфологию и структуру растений, а также динамическое равновесие между продуктами фотосинтеза и их метаболи-зацией. При этом формируется оптимальная площадь листьев агроценоза, структура листового аппарата приближается к «сферическому» типу, что обеспечивает высокоактивный фотосинтетический аппарат, большую скорость ассимиляции элементов питания и метаболиза-ции веществ репродуктивными и запасающими органами. Результатом является высокая зерновая продуктивность и сбалансированность по белку и лизину (табл.4).

Таблица 4.

Влияние возрастающих доз удобрений на величину и качество урожая агроценозов риса Солнечный

(среднее за 1979-1981 г.г.)

Вариант опыта Урожай зерна, т/га Содержание белка в зерне, % Содержание лизина в белке, % Общий сбор, кг/га

Белка Лизина

Контроль 1,31 6,0 4,30 78,60 3,77

N 12оРчо 5,56 8,6 4,25 478,16 20,32

N,20? 12(1 5,85 9,5 4,20 555,75 23,34

Г^|5(|Р|2<| 6,50 8,8 4,15 572,00 23,74

N150Р120К3Ц 6,65 9,8 4,12 718,20 29,59

^ноРиоК«! 7,15 10,3 3,70 736,45 27,24

7,32 10,5 3,65 751,75 26,97

Результаты оценки экономической эффективности применяемых уровней минерального питания также подтвердили наш вывод. Рекомендуется наряду с районированными, максимально пригнанными к условиям региона сортами Кубань-9 и Кубань-3, использовать copra риса нового типа (Солнечный, Златый). Адаптивные сорта его на неизменной площади сельхозугодий преобразовывают значительное количество энергии в зерно, позволяя интенсифицировать использование земли: больше к ее единице площади прилагать ресурсов и больше с нее получать зерновой продукции. При ограниченности земельных угодий использование интенсивных сортов нового типа и интенсификация рисоводства—единственно возможные пути увеличения валового производства зерна хорошего качества (табл. 5).

Таблица 5.

Сравнение агроприемов при возделывании риса за 1977-1997 г.г.)

Постоянное затопление, сверхвысокие дозы минеральных удобрений + гербициды Укороченное затопление, оптимальные дозы минеральных удобрений, без гербицидов

Высокий расход семян Низкий расход семян

Высокий урожай, но ниже выход продукции и выше потери при хранении Ниже урожай, но выше выход продукции и ниже потери при хранении

Выше общее содержание белка, но ниже его качество Выше общее содержание белка и его качество

По химико-физиологическим и технологическим показателям хуже По всем показателям лучше

Обнаружены гербициды в продукции Не обнаружены гербициды в продукции

Разработанные мероприятия прошли производственную проверку: при рекомендуемых дозах удобрений в 1984 г. получено 6,56 т/га, а в 1985 г. - 7,66 т/га. В Калмыкии на Малодербетовском сортоучастке на светло-каштановых почвах в среднем за 1981 -1985 г.г. урожайность составила 5,97 т/га. СортСолнечный показал более высокие кулинарные качества крупы, чем широко районированный сорт Кубань-3. С 1981 г. сорт районирован на территории Сарпииской низменности в Калмыкии.

Глава V. Оценка адаптивности и продуктивного оптимума агроценозов кормовых культур

Природные условия места проведения основных опытов. Экспериментальное хозяйство Калмыцкого НИИСХ в поселке Верхний Яшкуль, на территории которого проводились исследования агроценозов сортов 1981-1983 гг. и агроценозов амаранта в 1987-1990 гг., расположено в типичных условиях Центрального района Ергенинской возвышенности. Подробно характеризуется метеобстановка исследуемого периода, отмечается, что за все годы средняя температура вегетационного сезона была выше (на 2-3°), чем среднемного-летняя. Годы проведения исследований различались по увлажнению (засушливые, близкие к норме и благоприятные). Агроценозы создавались на господствующих в регионе светло-каштановых почвах в комплексе (до 50%) с солонцами. Приводится характеристика агрохимических свойств почв опытного участка, их гранулометрический состав и водно-физические свойства, указывающие на их сильную солонцеватость.

Адаптивный потенциал и продукционный процесс агроценозов сорго.

Ранняя диагностика устойчивости сорго к стресс-факторам. В зависимости от генетически обусловленной нормы реакции семян сорго на засоление, обезвоживание, перегрев и степень изменения этих процессов адаптационная способность различных сортов и гибридов различна, что и определяет уровень устойчивости их в период прорастания. Совокупность собственных данных и литературных позволила выделить при ранней диагностике соле-, жаро- и засухоустойчивости наиболее адаптивные сорта—Сарваши, Ставропольс-кое-32 и гибрид Ставропольский-кормовой. Установлено оптимальное (0,5% по NaCl) засоление, к которому семена этих сортов сорго постепенно адаптируются и обеспечивают полную всхожесть с задержкой на 2-3 суток. Пороговым для всех сортов и гибридов сорго является засоление (1 % по NaCl). Эти данные могут помочь решению ряда технологических вопросов, прежде всего выбору территории с экологическими параметрами, отвечающими условию получения полноценных всходов, определению оптимальных сроков посева и глубины заделки семян.

Реализация адаптивных возможностей растений определяется уровнем их устойчивости к комплексу неблагоприятных факторов среды, которые сопутствуют их развитию. Для более достоверной оценки адаптивности изучаемых сортов важно сопоставить полученные результаты с истинным состоянием их в агроценозах в разные по напряженности гидротермического режима годы.

Особенности ответных реакций растений сорго в агроценозах на абиотические факторы среды. По показателям полевой всхожести во все годы исследований выделялись уже отмеченные сорта и гибриды.

Вегетационный период у сорго характеризуется своими особенностями в специфических почвенно-климатических условиях Калмыкии и разногодичным своим проявлением в зависимости от сорта. Наиболее показательны основные характеристики роста, развития и продуктивности агроценозов сорго в год, близкий к норме по увлажнению. Фенологические наблюдения, фиксирующие появление уже сформированных органов плодоношения, оказываются, однако, недостаточными для выяснения процессов формирования и активного вмешательства в ход формирования урожая. Этот недостаток фенологических наблюдений компенсируется наблюдением за прохождением основных этапов органогенеза. Нами в своих исследованиях использованы данные Л.М.Кудиновой (1985), определившей последовательность прохождения этапов органогенеза исследуемыми сортами и гибридами сорго в тех же условиях согласно Ф.М. Купермаиу и Ю.И.Чиркову (1968).

Рассмотрены особенности роста и развития сорго на разных этапах развития. Оно характеризуется большой требовательностью к теплу, поэтому темпы ростовых процессов в наибольшей степени зависят от температуры и влажности. Нарастание температуры в течение вегетации обеспечивает усиление темпов роста всех сортов и гибридов. В соответствии сданными B.C. Шевелухи (1982) максимальная скорость роста у сорго наблюдается при 27-30°С, а резкое ослабление - при температуре ниже 23"С. Максимальные темпы роста растений сорго в наших опытах наблюдаются на седьмом этапе органогенеза, которому предшествуют и сопутствуют наиболее высокие температуры воздуха (26,7-28.8°С). При этом становятся более выраженными и различия в скорости роста различных сортов и гибридов

сорго (5-8 см). Небольшое снижение скорости роста наблюдается на восьмом этапе органогенеза и значительное при более низких температурах (18,7°). Высокие темны роста и конечные показатели высоты растений сорго выявлены для уже выделенных нами методами ранней диагностики более устойчивых сортов Сгавроподьское-32 и Сарваши и гибрида Ставропольский-кормовой.

Растущие органы растений создают мощные центры мобилизации питательных веществ и оказывают большое влияние на интенсивность фотосинтеза, скорость поглощения воды и элементы минерального питания. Доля листьев в общей массе растения падает с 50-70% во время интенсивного роста до 10-20% к созреванию. Доля стеблей увеличивается с 30 до 70%, метелка составляет 10%.

Наибольшие различия в темпах роста в высоту в различные по увлажнению годы обнаружены у менее устойчивых сортов и гибридов. Более устойчивые сорта характеризуются способностью к меньшему снижению интенсивности роста в засушливые годы. Сохранение высоких темпов роста в онтогенезе свидетельствует об успешной реализации ими генетической программы роста и развития, проявляя высокую устойчивость к абиотическим факторам среды.

Засухоустойчивость выделенных нами сортов и гибридов сорго определяется способностью сохранить более узкий диапазон изменений водного режима в ритме развития, обеспечивая гидростабильность тканей. Поскольку существует тесная связь между уровнем водообеспеченности, с одной стороны, и углеводным обменом, с другой, то отмеченные особенности проявляются в общей направленности обмена веществ растений при воздействии неблагоприятных факторов среды.

Использование полученных фактов д ля индикации уязвимости культурной растительности существенно расширяет методическую базу экологических оценок и достоверности прогнозов. Поэтому в ходе оценки степени устойчивости агрофитоценозов на аридных и полуаридных территориях дан прогноз состояния отдельных видов, исходя из их биоэкологических особенностей, принадлежности к основным типам водного баланса, происхождения и привычного местообитания. Прогноз устойчивости по особенностям водного режима (экофизиологическая оценка) достаточно соответствует применявшейся одновременно визуальной оценке по биометрическим и биоморфологическим показателям. Более устойчивыми оказались, как правило, гидролабильные сорта и гибриды, проявляющие себя на исследуемой территории как ксерофиты.

Способность сорговых культур вообще, а в особенности отмечаемых нами сортов и гибридов, поддерживать ассимиляционный процесс на высоком уровне свидетельствует о ксерорезисгентносги их. В этих условиях высокая интенсивность фотосинтеза поддерживается за счет увеличения деятельности канала ФГК-ФЭП и снижения сахарозы. Отмеченные нами особенности ответных реакций различных сортов и гибридов сорго на абиотические факторы среды находят свое отражение в продуцировании растений в агроценозах в целом.

Продукционный процесс агроценозов сорго и его связь с абиотическими факторами среды. Располагая материалами пофазной дневной продуктивности, проанализируем её ритмику для выявления специфики. Ритм суточного продуцирования агроценозов сорго во все годы характеризуется нарастающим темпом и резким спадом к восьмому этапу органогенеза (вымегы-

вание) с последующим нарастанием в фазе цветения и снижением в период созревания, что совпадает с ритмикой роста (рис.8). В условиях аридной зоны Калмыкии именно в период прохождения сорго фазы выметывания (восьмой этап органогенеза) часто отмечается дефицит влаги в почве, на что все сорта и гибриды сорго отреагировали снижением пофазной продуктивности. Разногодичные различия такого прироста биомассы носят однотипный характер, но существенным образом отражают гидротермический режим года. В засушливые годы эти различия более дифференцированы. Различия по этому показателю в зависимости от водообеспеченности года меньше у гибрида Ставропольский кормовой и гибрида Ставропольское-32.

.□ЮЗ .

>?>пы ергаиог>ноа

Рис. 8 Динамика пофазной продуктивности агроценозов сорго в близкий к норме по увлажнению год (1981)

Приостановка роста растений сорго и снижение темпов продуктивности на восьмом этапе органогенеза объясняется большими затратами организма на шестом и седьмом этапах, когда идет формирование цветка и усиленный рост соцветия. Такая жизненная стратегия растений сорго при дефиците влаги в онтогенезе в наиболее важный этап органогенеза определяется проявлением фенотипических реакций, закрепленных на уровне генотипа сорго, и связана с эволюционно-географическим происхождением из засушливых районов Африки. Для сорго характерны фенологические аспекты вследствие сезонной климатической ритмики, проявляющиеся в засушливых условиях Калмыкии приостановкой роста и сбрасыванием нижних листьев.

В отличие от сорго, у кукурузы приостановка роста при резком дефиците воды не закреплена генотипически, что и определяет её неспособность к нормальной вегетации после восстановления водообеспеченности.

Различные сорта и гибриды сорго в различной степени страдают от почвенной и атмосферной засухи, но в благоприятной экологической обстановке их относительно гидростабильный тип водного режима способствует более высокой биопродуктивности.

Для получения высоких урожаев необходимо образование в агроценозах большого, но оптимального по размерам фотосинтетического аппарата-площади листьев. Все copra и гибриды сорго формируют значительную ассисмиляционную поверхность листьев и характеризуются достаточно высокой устойчивостью фотофосфорилирующей активности хло-ропластов.

Годовая выработка органического вещества агроценозами показывает, что дальнейшее накопление биомассы прекращается при достижении растениями предельной высоты и фазы созревания. Более высокой конечной продуктивностью отличаются Ставропольский -кормовой и Ставропольское-32.

Таким образом, оптимальные требования, необходимые для реализации адаптивного потенциала агроценозов сорго, выполняются лишь в годы, близкие к норме. Ярко проявляется дифференциация сортов и гибридов по продуктивности. В более увлажненные годы она носит сглаженный характер, а в засушливые—наиболее отчетлива. В частые засушливые годы причиняемый засухой ущерб от действия почвенной и атмосферной засухи на продукционные процессы растений можно снизить, регулируя минеральное питание, и однократным поливом перед наиболее уязвимым периодом роста и развития сорго на шестом и седьмом этапах органогенеза.

Адаптивный потенциал и продукционный процесс агроценозов амаранта.

Ранняя диагностика устойчивости амаранта к стресс-факторам. Методами ранней диагностика сод с-, жаро- и засухоустойчивости среди них выделен перспективный исходный материал по комплексу признаков при прорастании семян. Наиболее устойчивыми оказались A. cruentus, сортообразцы Низкорослый и Высокорослый. Показана высокая сопоставимость данных лабораторной и полевой всхожести на светло-каштановых почвах в основных опытах.

Морфологические особенности растений амаранта. Предварительными исследованиями установили оптимальную схему размещения растений в агроценозах, при которой происходит максимальное использование водных ресурсов, солнечной энергии и формирование высокого урожая.

Фаза прорастания семян у амаранта считается критической в силу еще более медленного в сравнении с сорго роста и развития. «Дружные» одновременные всходы появляются, когда в период от сева до всходов сумма положительных температур составляет не менее 260-280"С, а сумма осадков - 50-60 мм. При дефиците влаги период прорастания довольно продолжителен, однако всхожесть семян при временном дефиците влаги и при колебаниях водного режима почв при прорастании сохраняется. Способность переносить без видимого вреда временную дегидратацию (иногда многократную) - важная биологическая особенность амаранта, у которого роль запасающей ткани играют семядоли зародыша. Изучение динамики наступления фенологических фаз развития амаранта по В.В. Прокофьеву (1989) показало, что условия Калмыкии соответствуют полному их прохождению всеми изучаемыми видами и образцами с образованием полноценных семян.

Установлены основные возрастные состояния исследуемых образцов и их анатомо-мофологические особенности в условиях Калмыкии.

Сравнение ростовых параметров растений в разные по увлажнению годы показывает, что рост стебля в благоприятный по увлажнению 1987 г. происходит быстрее, особенно в ювенильный и имматурный периоды, в результате чего растения этого более влажного года были в 2,5-3 раза выше, чем в засушливый 1988 г. (52,2 и 154 см — образец Низкорослый; 54,0 и 107 см - амарант багряный; 59,6 и 144 см - Высокорослый). Различия эти связаны с условиями влажности почв в период прорастания. Образцы Низкорослый и Высокорослый при возделывании в условиях хорошего увлажнения на черноземах и темно-каштановых почвах степной зоны Кумо-Манычской впадины достигали высоты до 3 м и более. Эти же показатели были получены и при орошении на светло-каштановых почвах.

В условиях Калмыкии хорошая обеспеченность влагой в начале вегетации способствует мощному развитию не только первичной корневой системы, но и сильному развитию вторичных корней. Роль последних значительно усиливается с появлением 4-5 листа, когда условия увлажнения почв в наших условиях часто ухудшаются. В засушливые годы амарант экономно расходует влагу верхних горизонтов почв за счет более широкого распространения и глубокого проникновения. Глубоко проникающие корни не только снабжают надземные части влагой и поглощают элементы минерального питания, но и способствуют усвоению питательных веществ корнями, расположенными в верхних иссушенных слоях почв.

Продуктивность агроценозов амаранта. Количество сухого вещества, накапливаемого растениями, являясь интегральным показателем фотосинтеза и дыхания, баланса углеводно-белкового обмена, динамики зольных элементов, интенсивности роста органов и растений, в целом различно в агроценозах амаранта во все годы исследований. Скорость накопления сухого вещества агроценозами амаранта имеет нарастающий характер. В первый период их жизни (всходы-бутонизация - четвертый-шестой этапы органогенеза) наблюдается крайне медленный темп роста (рис. 9). К концу вегетации, начиная с фазы цветения, ско-

□ А.сгиеШкБ

□ Низкорослый

□ Высокорослый

этапы органогенеза

Рис. 9. Динамика пофазной продуктивности агроценозов амаранта в близкий к норме по увлажнению год (¡989 г.)

рость пофазной продуктивности несколько снижается, но сохраняется высокий уровень ее до конца вегетации. Показатели пофазной продуктивности отражают потенциальную способность агроценоза к продуцированию и коррелируют с показателями роста. За начальный межфазный период, составляющий примерно 1/3 всего периода вегетации в растениях синтезируется лишь 8-10% сухого вещества. Начиная с фазы бутонизации, процесс продуцирования агроценозами амаранта активизируется (35-50% всей продуктивности) и достигает максимума в период созревания (90%). При этом, когда растения достигнут предельной высоты и фазы созревания, дальнейшее накопление биомассы не прекращается. По величине био-продукгивности сформированного растениями за период от всходов до цветения не обнаружены существенные сортовые различия, в равной мере проявляющиеся в разные по увлажнению годы. Более значимы различия в биопродуктивности, начиная с фазы цветения. Более высокопродуктивны сортообразцы в сравнении с видом А.сгиепШз. Описанные результаты характеризуют биологический урожай.

Таким образом, оптимальные требования, необходимые для реализации адаптивного потенциала агроценозов амаранта, выполняются в годы, близкие к норме.

Заблаговременный прогноз продуктивности агроценозов амаранта (максимальных в сезонном разрезе и при помощи агроприемов) возможен с помощью эмпирико-статисти-ческих моделей типа линейных уравнений регрессий. Зная площадь листьев в период максимального роста в начале бутонизации (х), можно определить расчетные величины продуктивности (у):

Агроцепоз Уравнение регрессии г

А. Высокорослый у = 0,017х + 2,99 0,98 + 0,07

А. Низкорослый у = 0,019х + 2,29 0,96 + 0,06

А. сгиепШв у = 0,015 + 1,71 0,95 + 0,06

Экологические основы конструирования смешанных агроценозов. Подбор высокопротеиновых культур и их форм для совместных посевов проведен в связи с реальными ночвенно-климатическими условиями региона. Для этих целей подбирали культуры, обладающие повышенной засухо- и солеустойчивостью, энергетической и протеиновой эффективностью. Многолетние исследования показали, что такой культурой для богарного земледелия является амарант (А.сгиепШз), который может существенно дополнять углеводистые кормовые культуры — кукурузу (гибрид Молдавский-320 и сорго (Сахарное-32). Такое разнообразие может обеспечивать устойчивость агрофитоценозов в широком диапазоне условий внешней среды.

Биоэкологическое обоснование посева культур в смеси имеет важное теоретическое значение. В своих исследованиях мы исходили из правила экологической индивидуальности растительных видов Л.Г. Раменского и правила конкурентного исключения Г.Ф.Гаузе. При подборе растений для посева в поликультуре нами проведен учет показателей трофической совместимости: скорость и форма роста растений, особенности образования листовой поверхности, продуктивность фотосинтеза.

Особенности роста, развития и продукционного процесса компонентов поликультуры. В агроэкосистемах как и в фитоэкосистемах между растениями почти всегда складыва-

ются конкурентные отношения в использовании питания, света и влаги. Наши исследования показали, что осуществляя соответствующий подбор видов культур и агротехнических приемов их совместного возделывания (сроки сева, густота размещения растений) в смешанных посевах амаранта с другими культурами (кукуруза, сорго), отношения приобретают характер взаимодополняемости и носят черты обоюдного влияния друг на друга (мутуализм). В смешанных посевах уже на ранних фазах роста отношения между компонентами, конкурирующими между собой за свет, складываются таким образом, что сначала одни виды (сорго или кукуруза) становятся доминантными, а к концу вегетации доминирующим становится второй компонент (амарант). В смешанных посевах расгения сорго и амаранта отличаются высотой и темпами прироста. Определяющую роль в росте и развитии растений имеет время появления всходов. Всходы амаранта появлялись на 3-5 дней позже всходов сорго. За счет этого растения сорго несколько опережали амарант в развитии и нарастании надземной биомассы. В этот период у амаранта усиленно развивается корневая система.

Важной особенностью растений амаранта является способность в течение всего вегетационного периода образовывать новые листья и сохранять большую облиственность растений в сравнении с сорго. При этом в начале вегетации (фаза выметывания для сорго и бутонизации для амаранта) сравниваемые определяемые показатели имели большие величины у сорго, а во вторую половину вегетации — у амаранта, что и обеспечивает комплемен-тарность роста и развития этих культур в смеси. Соотношение компонентов в смеси по зеленой массе увеличивается по фазам роста растений в пользу амаранта. Это объясняется биоморфологическими различиями. Растения сорго формируют максимальную листовую поверхность несколько раньше, чем растения амаранта. Листовой ассимиляционный аппарат амаранта максимально формируется позднее за счет более продолжительного и большего новообразования листьев. Последнее значительно улучшает условия использования солнечной радиации на протяжении всего периода вегетации. В целом в них формируется большая общая листовая поверхность, а значит и продуктивность.

Определение динамики нарастания продукции, а также изменения соотношения компонентов в смеси дает возможность правильно установить сроки максимальной продуктивности. Наибольший интерес представляют показатели общего азота и белка в смешаных агро-ценозах. Установлена определенная синхронность в накоплении этих соединений с активностью ключевого фермента нитратредуктазы (НР), с максимумами их у амаранта во всех органах, как представителя аспартатной формы С4-фотосинтеза. Характер количественных и качественных изменений разных форм азота у амаранта и сорго указывает на более значимую роль нитратов в связи с их полифункциональностью при адаптации амаранта к гидротермическому режиму аридных регионов. Полифункциональность нитратов и определяет, очевидно, необходимость их более высокой аккумуляции в ответ на стресс, особенно в начальный период вегетации.

Таким образом, адаптивность агроценозов амаранта и сорго в аридных условиях определяется также эффективным азотным обменом. Амарант при этом способен к синтезу более высокого уровня белков.

Исследование путей повышения солнечной энергии с помощью агроценозов является в конечном счете вопросом получения максимальных урожаев в заданной гегарафической зоне.

На рис 10 представлены минимальные и максимальные показатели КПД усвоения ФАР, вычисленные по приросту сухого вещества в различные по увлажнению годы. Для С4-агро-ценозов характерна высокая степень использования света при фотосинтезе. Исследованные культуры, характеризуясь однотипным характером сезонного хода усвоения ФАР, имеют вместе с тем свои особенности, что обусловлено различиями в развитии их фотосинтетического аппарата. Усвоение ФАР агроценозами кукурузы, сорго и амаранта в начале вегетации нарастает медленно, с опережающими темпами у кукурузы.

Рис. К). Сезонный ход коэф-фициентов усвоения па-дающей ФАР в агроценозах кукурузы (I), сорго (2) и амаранта (3), вычисленных по приросту сухого вещества, %

Агроценозы всех изучаемых культур в середине вегетации имеют короткий период с очень высоким значением КПД, достигающим 10-11 % у кукурузы и сорго и 12,5% у амаранта падающей ФАР. Продолжительность этого периода у агроценозов кукурузы составляет 20 дней, у сорго - 25 дней, а у амаранта 30 дней. У амаранта этот период совпадает с максимальными температурами воздуха. Более высокая термоустойчивость его отмечалась ранее. Оптимум температуры для него более высок, чем для сорго и кукурузы. Благодаря более продолжительной работе ассимиляционного аппарата растений агроценозы сорго и амаранта усваивают за вегетацию больше ФАР, чем агроценозы кукурузы.

Максимальные значения КПД усвоения ФАР у агроценозов кормовых растений в середине вегетации свидетельствуют о том, что в этот период агроценозы представляют собой весьма совершенную оптико-биологическую систему. Вслед за этим периодом, сопряженно со снижением ФАР, КПД у агроценозов кукурузы и сорго уменьшается в конце вегетации, что объясняется интенсивным отмиранием нижних листьев и уменьшением площади ассимиляционной поверхности. У агроценозов же амаранта, несмотря на снижение ФАР, КПД к концу вегетации уменьшается незначительно, составляя даже перед самой уборкой 3-5%,

в связи с более высоким уровнем работы фотосинтетического аппарата амаранта, вплоть до конца вегетационного периода.

Для общей продуктивности агроценозов интродуцентов в новых условиях большое значение имеет продолжительность продуктивного периода. В аридных условиях благоприятный для ассимиляции период достаточно продолжителен, также как и в районах происхождения амаранта как представителя С4-расгения. Агроценозы амаранта имеют большую, в сравнении с сорго и особенно с кукурузой, продолжительность продуктивного периода чему благоприятствует достаточное количество света и тепла. Большая длительность продуктивного периода агроценозов амаранта, в сравнении с агроценозами сорго, обусловлена способностью растений амаранта использовать ФАР более эффективно для образования органического вещества.

Усвоение ФАР агроценозами исследуемых кормовых культур не совпадает во времени за вегетационный период, который неодинаков у них по длительности. В период вегетации явление взаимодополнямости проявляется также в том, что конкуренции за свет при совместном возделывании кукурузы, сорго и амаранта практически нет, так как у этих культур несовпадает по времени пик потребности в освещенности. Следовательно, улучшаются условия поглощения солнечной радиации и создается возможность использования их в поликультуре как в двухкомпонентных, так и трехкомпонентных смесях.

Виды, входящие в состав поликультуры, сопряженно функционируют в направлении дифференциации экологических ниш - разделении ресурсов, ритмики роста, развития и обеспечивают более высокий уровень продуцирования. При взаимодополняемости видов полнее используются ресурсы света и влаги.

Биологическая полноценность кормов из амаранта и способы её повышения. Установлена высокая биологическая полноценность кормов из амаранта и увеличение их сбора с гектара при низкой себестоимости. Анализ химического состава и питательности показывает, что растения амаранта, в сравнении с сорго и кукурузой, содержат большее количество переваримого протеина и БЭВ во всех органах. Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином во всех органах достигает 142-178 г, что близко к содержанию в бобовых культурах. По этому показателю амарант превосходит кукурузу и сорго соответственно в 1,5-2 раза. Агроценозы амаранта незначительно уступают сравниваемым культурам по содержанию обменной энергии. Истинная кормовая ценность и эффективность кормов из амаранта с более высоким содержанием протеина значительно выше.

В последнее время во многих хозяйствах России успешно используется амарант для получения силоса. Нами подробно изучены вопросы приготовления силоса из амаранта Низкорослого. Наиболее оптимальные показатели силосуемости амаранта выявлены в фазе плодоношения. Исследование качества смешанных кормов показало, что органические и химические показатели смешанных силосов не уступают контрольному, приготовленного из чистого амаранта в фазе плодоношения молочно-восковой спелости семян, но судя по нашим данным,существенно превосходят силос, приготовленный из сорго и кукурузы. Сравнение качества смешанных силосов с отраслевым стандартом (подсолнечник 1 класса) свидетельствует о значительном увеличении сухого вещества (на 2-3%), сырого протеина (2-3%) и золы (1 -4%) в силосе амаранта.

Нами разработаны способы заготовки и дозы различных химических препаратов, которые позволяют максимально сохранить питательные вещества при заготовке кормов из амаранта. Обработка химическими консервантами оказало существенное влияние на качество силоса: увеличился выход кормовых единиц и содержание переваримого протеина Анализ химического состава силосов с применением химических консервантов показал, что в 100 кг обычного силоса (без обработки) содержалось 2,4 кг переваримого протеина, при этом на 1 к.е. приходилось 150 г его. Высокие коэффициенты переваримости питательных веществ силоса (для протсина-70, белка-50, жира-62, клетчатки-56, БЭВ-70) также свидетельствуют о более высоком сю качестве. Химическое консервирование способствует лучшей сохранности растворимых Сахаров и крахмала. Наблюдается лишь небольшое снижение содержания клетчатки и БЭВ. Наибольшей питательностью отличается силос, обработанный пиро-сульфатом натрия - 0,86 к.е. и 102,4 г переваримого протеина в 1 кг корма,что больше чем в обычном силосе соответственно на 0,12 и 32 г.

Глава VI. Региональные аспекты рационального землепользования

История, современное состояние землепользования и пути повышения продуктивности аридных агроценозов. Подробно рассмотрена история землепользования. Установлено, что принцип подбора культур к почвам испокон веков осуществлялся в рамках крестьянских хозяйств. Земледелие базировалось на рациональном природоохранном использовании аккумулированных осенне-зимних и редких летних осадков и противостоянии дефляции и эрозии почв. Такой способ земледелия, обеспечивая достаточно высокую продуктивность крестьянских полей, мог считаться основой современной ландшафтно-контур-ной системы земледелия. Изменение уклада сельскохозяйственного производсгва (переход с кочевого на оседлый) привело к интенсификации землепользования и развития растениеводства.

Анализ истории природопользования в Калмыкии выявил три кризисные геоэкологические евтуации, различающиеся по площади проявления, глубине и характеру нарушения человеком субстратных и структурно-функциональных характеристик природных геосистем.

Современный экологический кризис отчетливо проявился с середины 70-х гг. текущего столетия и приобрел общерегиональный характер, затронув практически все типы и виды природно-антропогенных ландшафтов во всех природных районах. В последние десятилетия резко усилилась деградация и опустынивание пахотных земель. Преобладание монокультур - один из основных факторов опустынивания. В результате интенсивного хозяйственного освоения пахотных земель аридной зоны её производительность значительно ниже потенциально возможной.

В настоящее время общая площадь сельскохозяйственных угодий региона на 1 ноябр> 1998 г.—6127 тыс. га, а пашни—953 тыс. га или 15,5 %. К пахотнопригодным же в республике относится только 3,5% площади угодий. Это преимущественно земли степной зоны, г на остальной территории вовлекаются в оборот пастбищные земли. За последнее десятиле тие резко возросли площади пашни (с 49% до 75,9% от общей площади) в сухостепной) пустынно-степной зонах с малоплодородными почвами и низким увлажнением.

Такие изменения взаимоувязаны с направлениями растениеводства. Основной отраслью становится производство зерна, значительно снизилось кормопроизводство. В валовом сборе всех видов кормов наблюдается большой дефицит белковых веществ (20-25 %), что снижает продуктивность животноводства. Необоснованное распространение получают техническое культуры (подсолнечник, горчица и хлопчатник), о чем ярко свидетельствуют посевные площади полевых культур по районам республики.

Из-за грубого нарушения норм, способов и сроков полива при рисосеянии и при возделывании кормовых, овощных и бахчевых культур тысячи гектаров ранее продуктивных земель сегодня выведены из севооборота по причине их засоления, заболоченности, снижения почвенного плодородия. В настоящее время площадь эродированных земель в республике составляет более 3,8 млн. га. Нарастают темпы снижения уровня плодородия в различных зонах республики, прогрессируют процессы, приводящие к дальнейшим потерям гумуса, обесструктурированию и обеднению почв основными элементами питания растений.

Анализ структурных изменений земельного фонда показывает, что за сравнительно короткий исторический период (с 1960 по 1995 г.г.) из оборота выведено 192,4 тыс га сельскохозяйственных угодий.

Главная проблема нынешней экономической ситуации - обеспечение населения продовольствием за счет отечественного производства, является условием безопасного существования государства.

Природно-климатические условия при таком подходе целесообразно рассматривать как ресурсы - важнейшие материальные основы развития агропромышленного производства, которые, позволяя реализовать потенциальное и эффективное плодородие почв, в Калмыкии на практике используются недостаточно и без соблюдения основных принципов рационального землепользования и охраны природы.

Исходя из современного состояния народного хозяйства Калмыкии, необходимости перехода к устойчивому состоянию и обеспечению продовольственной безопасности региона, в развитии отраслей растениеводства в ближайшие годы должен быть осуществлен переход к адаптивной интенсификации землепользования, внедрению энерго- и материалосбе-регающей политики хозяйствования. Агропромышленный комплекс должен развиваться в направлении многоукладное™ хозяйственно-культурных типов, вытекающих из природно-географических условий Северо-Западного Прикасиия. Важнейшим условием адаптивности сельскохозяйственного производства должно стать эффективное использование многообразных и неравномерно распределенных натерритории региона почвенно-климатических факторов.

Перспективными направлениями при этом могут быть:

— переход к зональной специализации землепользования, обеспечение экологизации применяемых и вновь внедряемых технологий с адаптацией их к почвенно-климатическим условиям региона;

—оптимизация структуры и уменьшение посевных и орошаемых площадей, особенно в восточных районах Прикаспийской низменности, оставив наиболее оптимальное соотно-

шение пашня-луг-лес (в условиях Калмыкии не более 10% пашни); переоценка земель по использованию земель под пашни и пастбища.

— научно обоснованное адаптивное размещение в условиях неравномерного распределения факторов природной среды разных зон максимально пригнанных к ним сельскохозяйственных культур;

—сбалансированное использование врисосеянии адаптивных интенсивных сортов нового типа, обеспечивающих преобразование большего количества внешней энергии в качественное зерно;

—рекультивация деградированных земель, включая использование фитомелиорантов, как дикорастущей флоры, так и нетрадиционных культур, в том числе амаранта;

—расширение посевных площадей наиболее адаптивных в аридных условиях культур с С4-типом фотосинтеза ( сорго, сорго-суданковые гибриды), втом числе нетрадиционных (амарант);

— переход от монокультуры к поликультуре;

—управление продукционным процессом и качеством продукции на всех этапах производства, переработки, хранения и реализации на основе современных методов экспресс-контроля.

Биомелиорация засоленных земель при использовании амаранта. На основании фактического материала многолетних исследований установлена возможность рекультивации и улучшения солонцеватых и вторично засоленных орошаемых земель при возделывании амаранта. Исходя из высокой толерантности растений амаранта к засолению, нами в 19891992 гг. проводилась фитомелиорация засоленных орошаемых земель в производственных условиях ТОО «Первомайское» Восточно-Манычского района с использованием амаранта багряного. Светло-каштановые почвы до опыта имели в горизонте 0-20 см магниево-натри-евое и хлоридно-сульфатное засоление средней степени. Сухой остаток водной вытяжки в слое 0-20 см составлял 0,12 %, а в метровом — 0,25%. Обменного натрия содержалось соответственно 5,2 и 5,8 мг-экв/100 г почвы, рН 8,5 - 8,7. До опытов в слое 0-40 имелось азота 35, фосфора 100 и калия 1900 мг /кг почвы.

При возделывании амаранта прекратилось соленакопление в пахотных горизонтах, а перераспределение солей в почвах идет в сторону преобладания кальциевых и уменьшения натриевых солей. Амарант способен к большому выносу солей и накоплению их в надземной массе (натрия—0,05-0,06%, магния — 2,5-3,0%, хлора—0,02-0,025%, сульфат-иона —0,5-0,6%). Биомасса контрольных культур (кукурузы, сорго) также содержала значительное количество этих ионов: 0,03%, 1,0%, 0,01% и 0,3% соответственно. Количество токсичных солей в надземной массе амаранта и их вынос из почв связан с уровнем содержания их в укосной массе, наличием сухого вещества и величиной урожая. Определено высокое содержание натрия (2-3 кг/га), магния (80-100 кг/га), хлор-иона (1,0-1,2 кг/га), сульфат-иона (25-30 кг/га) в урожае амаранта. Для кукурузы и сорго эти показатели составляли: 1,5 кг/га; 45 кг/га; 0,7 кг/га и 15 кг/га, соответственно.

Другая важная особенность механизма значительного влияния амаранта на химические процессы рассоления почв связана с тем, что из почвенно-поглощающего комплекса (ППК) вытесняются ионы натрия, магния, хлора и гидрокарбонэты. Установлено ППК в тех

же горизонтах катионом кальция: в горизонте А с 14,6 мг/экв в контроле до 25 мг/экв в опыте с амарантом, а в горизонте В с 18,0мг/экв до 23 мг/экв, что значительно улучшило агрегатное состояние почв. В пахотном горизонте к концу вегетации в водной вытяжке снизилось содержание магния, натрия, хлора и сульфат-ионов. В итоге количество солей в пахотном горизонте к концу вегетации амаранта снизилось до 0,08%. Выявлено перераспределение солей кальция нз нижних горизонтов и накопление их в верхних. В биомассе амаранта определено высокое содержание золы ( 15%), а в ней кальция и калия.

Доказана способность амаранта изменять кислотность среды и создавать в зоне, непосредственно прилегающей к корням, более благоприятные условия. Создаваемое при этом равновесие между кислотностью среды и растением способствует улучшению питательного режима почв и оказывает положительное влияние на процесс поглощения, а, следовательно, на использование минеральных элементов, что имеет существенное практическое значение при возделывании его на солонцеватых почвах. Существенно повышается емкость поглощения с 18 мг/экв до 30 мг/экв. Второй момент мелиорирующего действия возделываемых растений амаранта—улучшение структурно-агрегатного состояния почв. Растения амаранта оставляют в пахотном и корнеобитаемом слоях почв значительное количество пожнивных и корневых остатков, улучшая водно-физические свойства, агрохимические показатели и повышая биологическую активность почв.

Система контроля и управления компонентов агроэкосистем и качества продукции. Создана и реализована система оперативного контроля компонентов кормовых и зерновых агроценозов на всех этапах их функционирования, а также при получении и реализации продукции. Особое внимание было уделено созданию информационной базы данных (БД) контроля состояния агроэкосистем и качества сельскохозяйственной и пищевой продукции с использованием компьютерных технологий. Основным источником информации для включения в БД послужили данные собственных аналитических исследований и адаптированные к условиям региона данные А/О «Интерагротех».

Созданная нами региональная БД включает более 50 градуировочных уравнений, представляющих экологический и сертификационный блоки. Экологический блок, представлен наборами почвенных и фитоценотических данных (рис. 11 ). БД служит для оперативного использования, обработки и хранения аналитического материала почвенных и растительных образцов для изучаемого региона и может быть использована для сопредельных территорий со сходными агропроизводственными условиями.

Оперативная информация обеспечивает регулирование величины урожая, установли-вает сроки уборки и прогноз качества продукции. Она используется при диагностике азотного питания зерновых и кормовых культур, позволяя контролировать содержание питательных элементов в вегетативных органах растений. Большое практическое значение имеет возможность диагностики водного режима и других параметров состояния агроценозов,

Результаты исследований этой работы интегрированы в единую систему оперативного контроля компонентов зерновых и кормовых агроценозов и качества их продукции. Реализация её на IBM PS/AT 286 с использованием ИК-анализатора позволила осуществить компьютеризированный оперативный аналитический контроль. Диалоговый режим программного обеспечения представляет большие возможности для анализа, обработки данных и приня-

экологический блок

НАБОР ФНТОиЕРОТТРгеСЮГ* ДАН них

гериоч ыг «п лыгры

НАБОР ПОЧВЕННЫХ ДАННЫХ

| • гумус ] агрохчгмнческая характер} гсп нса почвы | - оомгнмый Са. М(г, К

(р.. 1 - емкость поглощении

* *

- обшиб «ЮТ I I • пиролиттпеск»* КИСЛОТНОСТЬ | I - ПОЛ««ниЛ Р. К

сертифи1саци0нкьт блок

Рис. 11. Схема контроля компонентов зерновых и кормовых агроиенозов и качества их продукции

Примечание1 * - пя озимых культур

тия оперативных хозяйственных решений, т.е. для управления состоянием агроэкосистем на основе мониторинга на всех этапах производства, переработки, хранения, использования и реализации сельскохозяйственной продукции. Разработанная схема, применяемые методы и соответствие их ГОСТам позволяют оперативно осуществлять его. Указанный метод используется для проведения анализов с целью обеспечения правильных взаиморасчетов между организациями производящими, перерабатывающими и реализующими сельскохозяйственную продукцию.

Разработанная система контроля в соответствии со схемой реализована в виде рекомендаций и прошла апробацию в хозяйствах региона. Поэтапный контроль качества продукции дал возможность получить дополнительный резерв увеличения сборов высококачественного зерна с меньшими затратами, увеличить классность. В 1994-1997 гг. проводилась работа по агромониторингу плодородия пахотных почв хозяйства ТОО «Перврмайское» Калмыкии с использованием метода ИКС, результаты которого позволили установить пути повышения плодородия почв в соответствии с состоянием агроэкосистем.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны технологические приемы рационального землепользования аридной территории Республики Калмыкия на основе создания высокопродуктивных агроэкосистем и адаптивного их размещения с учетом условий неравномерного распределения факторов природной среды в полном соответствии в системе «растения-абиотическая среда».

2. Выявлены и теоретически обоснованы преимущества технологий рисосеяния:

—водный режим с укороченным затоплением наиболее адекватен биологическим особенностям культуры риса и экологическим особенностям землепользования (снижение засоления, ресурсоэкономичность);

— наиболее адаптивные к комплексу неблагоприятных условий возделывания сорта риса ((Солнечный» и «Златый» полнее реализуют продуктивный оптимум и сбалансированность по белку и незаменимым аминокислотам при улучшении минерального питания.

3. Многолетними исследованиями впервые для аридных условий Калмыкии установлены возможность успешного произрастания и ареалы распространения новых для региона высокопродуктивных культур (сорго и амаранта) универсального использования.

Сорта (Сарваши, Ставропольское-32) и гибрид (Ставропольский кормовой) сорго районированы в республике и в производственных условиях обеспечивают значительное повышение продукции высокого качества.

Доказана перспективность культивирования амаранта на основе стабильности развития выявленных селективно ценных экотипов (А. сгиепШв, сортообразцы Низкорослый и Высокорослый) в связи с их высокой экологической пластичностью и способностью к адаптации в неблагоприятных условиях существования. В условиях Калмыкии амарант содержит большое количество перевариваемого протеина и БЭВ. Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином достигает 142-178 г, что близко к содержанию в бобовых культурах. Этим показателем амарант превосходит сорго и кукурузу в 1,5-2 раза, обладая высоким количеством основных макроэлементов (Са и Р). Соотношение Са:Р у амаранта составляет 5-17, у сорго— 5, у кукурузы — 2.

Разработаны приемы приготовления высококачественных кормов из амаранта с использованием биологического метода консервирования — силосования. Наиболее благоприятная фаза уборки для приготовления силоса—фаза плодоношения. Существенно улучшить качество силоса и повысить сохранность питательных веществ можно при его изготовлении в смеси с другими культурами—кукурузой, сорго и применением современных консервирующих средств (пиросульфата натрия и КНМК).

Впервые предлагается использование амаранта в смеси с другими культурами, что снижает конкуренцию за ресурсы (воду, свет, пространство), в соответствии с дифференциацией экологических ниш и повышает совокупный эффект продуктивности и сбалансированности по протеину.

4. Предложен прием фитомелиорации путем возделывания амаранта, что позволило улучшить свойства пахотных горизонтов почв за счет прекращения соленакопления, перераспределения солей кальция и натрия в сторону преобладания кальциевых.

Амарант выносит соли из почв и накапливает их в своей массе (содержание натрия до 0,06%, магния — 3,0%, хлора—0,025%, сульфат-иона—0,6%). Отмечено высокое содержание натрия (2-3 кг/га), магния (80-100 кг/га), хлор-иона (1,0-1,2 кг/га), сульфат-иона (25-30 кг/га) в урожае амаранта. К концу вегетации в пахотном слое наблюдалось снижение рН с 8,6-8,7 до 7,6-8,0.

5. Разработана контрольно-диагностическая система оперативного анализа и мониторинга компонентов агроэкосистем (почва, растения), обеспечивающая принятие обоснованных хозяйственных решений для повышения качества продукции. Она необходима для установления правильных взаиморасчетов между производителями, перерабатывающими и реализующими сельскохозяйственную продукцию.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Исходя из оценки современного состояния землепользования, необходимости перехода к устойчивому состоянию и обеспечения продовольственной безопасности региона в ограниченных хозяйственных условиях необходимо использовать альтернативные пути в развитии отраслей растениеводства. Адаптивное размещение агроценозов в условиях неравномерного распределения факторов абиотической среды требует знания экологических особенностей сельскохозяйственных культур (вида, сорта, гибрида) с учетом их географического происхождения. Рациональное землепользование должно осуществляться при неотложном решении основных задач по разработке концепции и методологии нового агроэкологи-ческого адаптивного землепользования на основе экологического микрозонирования и оптимизации размещения агроэкосистем в полном соответствии с биоклиматическим потенциалом территории республики экологически безопасными и ресурсосберегающими способами.

2. Выполненные исследования показали необходимость дифференцированного подхода в рисосеянии исходя из экологии культуры риса при ограниченности водно-земельных ресурсов аридной территории Калмыкии. Особо важное значение имеет внедрение физиологически обоснованных способов и технологий возделывания риса, а именно: а) для более полной реализации фитоэкологического потенциала и адаптивности риса к засолению почв

неуклонно обеспечивать соблюдение водосберегающего способа возделывания риса с укороченным затоплением; б) для получения необходимого количества высококачественного зерна риса целесообразно расширить посевы интенсивных сортов риса нового типа с высокой морфофизиологической реакцией на повышенный уровень минерального питания.

3. Высокоинтенсивное кормопроизводство в республике могут обеспечить принципиально новые высокоэффективные возможности повышения продуктивности аридных aipo-ценозов разных форм С4-растений (сорго, амаранта), эволюционно-географическое происхождения которых в наибольшей мере соответствует условиям региона исследования. Возделывание кормовых культур в смешанных посевах позволит значительно увеличить сбор кормовых единиц и белка с одного гектара пашни.

4. Организовать широкое внедрение оперативных методов анализа компонетов агро-экосистем в процессе их функционирования и при получении, хранении и реализации проду к-

1ЦШ.

Список основных работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Чирком Т.В., Настинова Г.Э. О репараторной способности дыхания корней проростков пшеницы и риса после воздействия условий анаэробиоза // Вестник Ленинградского университета. 1975. № 3, С. 104-107.

2. Чиркова Т.В., Настинова Г.Э. О путях окисления глюкозы в корнях проростков пшеницы и риса в анаэробных условиях // Физиология и биохимия культурных растений. 1975. Т. 7, № 3, С. 270-274.

3. Чиркова Т.В., Настинова Г.Э. Репарация активности ферментов различных путей дыхания в корнях проростков пшеницы и риса после анаэробного воздействия // Вестник Ленинградского университета. 1976.№9,С. Ш-П8.

4. Чиркова Т.В., Настинова Г.Э. О возможности синтеза некоторых адаптивных ферментов при недостатке кислорода //Физиолого-биохимические и экологические аспекты устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды. Иркутск: Hayка. 1976. С. 120-121.

5. Настинова Г.Э. Особенности дыхательного метаболизма корней проростков пшеницы и риса в условиях различной аэрации // Материалы к изучению культурной и дикорастущей флоры Калмыкии. Элиста, 1976. С. 100-110.

6. Чиркова Т.В., Настинова Г.Э. Особенности метаболизма С14- глюкозы в корнях проростков пшеницы и риса в различных условиях аэрации // Физиология растений. 1977. Т.24, № 2, С.291-297.

7. Чиркова Т.В., Настинова Г.Э., Жукова Т.М. Влияние ингибиторов синтеза белка на содержание белка и активность алкоголь- и лактатдегидрогеназы в корнях пшеницы и риса в разных условиях аэрации // Вестник Ленинградского университета. 1978. № 9, С. 120-129.

8. Чиркова Т.В., Настинова Г.Э., Семенова И.Н. Пути детоксикации продуктов анаэробного обмена в корнях растений, различающихся по устойчивости к кислородному дефициту// Физиология и биохимия культурных растений. 1978. Т. 10, № 5, С.469-475.

9. Настинова Г.Э., ЧирковаТ.В. О возможности синтеза алкогольдегидрогеназы в корнях пшеницы и риса при недостатке кислорода // Физиология растений. 1979. Т. 25, № 1, С.55-63.

10. Настинова Г.Э. Солеустойчивость и метаболизм прорастающих семян риса при возделывании в Сарпинской низменности // Материалы II Республиканской научно-практичес-

кой конференции. Элиста, 1982, С. 51 -55.

11. Настинова Г.Э., Ковалев К.Е. Содержание и состав белков риса в связи с отзывчивостью на условия минерального питания // Экология растений степной и полупустынной зоны. Элиста, 1983, С. 100-110.

12. Nastinova G.E. The role of mineral nutrition in the protein metabolism of rise in the salt conditions // Preceding of the 11 Int. Symposium on mineral nutrition of plants. //Sofia, Bulgaria, 1984, P. 367-372.

13. Настинова Г.Э., Гольдварг Б.А. Анализ некоторых биохимических показателей, определяющих питательную ценность и продуктивность сорго при возделывании в условиях Калмыкии // Биологи ВУЗов РСФСР Продовольственной программе СССР. Элиста, 1985, С.76-85.

14. Настинова Г.Э. Активность нитрагредуктазы риса в связи с условиями минерального i штания // Механизмы экологической адаптации растений к экстремальным факторам среды: Тезисы докладов V Ростовской областной научно-практической школы-семинара. Ростов/ Дон, 1987, С. 217-219.

15. Настинова Г.Э. Углеводный обмен сорго при возделывании в острозасушливых условиях Калмыкии // Механизмы экологической адаптации растений к экстремальным факторам среды: Тезисы докладов IV Ростовской областной научно-практической школы-семинара. Ростов/Дон, 1987, С. 219-221.

16. Настинова Г.Э., Магомедов И.М. Первый опыт возделывания амаранта в Калмыкии. Элиста. Калмыцкий ЦНТИ, 1988. № 16-88,4 с.

17. Настинова Г.Э. Окислительно-восстановительный режим сорго при возделывании в острозасушливых условиях Калмыкии // Тезисы докладов V111 делегатского съезда ВБО. Алма-Ата, 1988, С.216.

18. Nastinova G.E. Nitrogen and carboxydrate metabolism in sorgum under shortage of mineral elements // Preceding of the 111 International Symposium on mineral nutrition and photosynthesis of plants. Sofia, Bulgaria. 1988, P. 33-37.

19. Настинова Г.Э., Ковалев К.Е. Влияние повышенных доз удобрений на урожай, содержание и фракционный состав белка зерна риса сорта Солнечный //Деп. во ВНИИТЭИ Агропром. М. 1989,№118, ВС-89,8 с.

20. Настинова Г.Э. Качество и особенности прорастания семян различных сортов и гибридов сорго, различающихся по солеустойчивости // Экология растений степной и полупустынной зоны. Элиста, 1989, С. 83-92.

21. Настинова Г.Э., Хулхачиева Л.А. Особенности продукционного процесса видов и сор-тообразцов амаранта в связи с условиями минерального питания //Депонировано во ВНИИТЭИ Агропром. М.: 1989, № 432, ВС-89.9 с.

22. Настинова Г.Э. Экологическая пластичность и перспективы возделывания Amaranthus cruentus в полупустынной зоне Калмыкии // Редкие и исчезающие виды растений и флористические комплексы Северного Кавказа: Тезисы докладов научно-практической конференции. Грозный, 1989, С. 63.

23. Настинова Г.Э. Активность ферментов семян сорго, различающихся по солеустойчивости // Технология создания сортов, возделывания и использования сорго. Зерноград, 1990, С. 86-96.

24. Настинова Г.Э. Особенности фотосинтетической продуктивности С,-кормовых агро-ценозов в острозасушливых условиях Калмыкии // Механизмы адаптации животных и расте-

ний к экстремальным факторам среды: Тез. докл. 6-й Ростовской областной научно-практической школы-семинара. Ростов на Дону, 1990. Т. 1, С. 206.

25. Чапанова М.С., Настинова Г.Э. Физиология роста, развития и устойчивости амаранта при интродукции в острозасушливых условиях Калмыкии // Роль ботанических садов в рациональном использовании и воспроизводстве растительных ресурсов: Материалы VII Всесоюзной конференции. Ташкент, 3-5 октября 1990, С. 140-142.

26. Шунгаева А.Б., Настинова Г.Э. Взаимосвязь фотосинтеза и азотного метаболизма разных видов амаранта в острозасушливых условиях // Роль ботанических садов в рациональном использовании и воспроизводстве растительных ресурсов: Материалы VII Всесоюзной конференции. Ташкент, 3-5 октября 1990, С. 146-148.

27. Настинова Г.Э. Сравнительный анализ биохимических свойств сортов и гибридов сорго в острозасушливых условиях Калмыкии // Проблемы и задачи по селекции, семеноводству и технологии производства и переработки сорго в СССР: Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Зерноград, 1990, С. 153-154.

28. Сарангова М.С., Настинова Г.Э. Физиолого-биохимические особенности сортов и гибридов сорго в острозасушливых условиях Калмыкии //Проблемы и задачи по селекции, семеноводству и технологии производства и переработки сорго в СССР: Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Зерноград, 1990, С. 154-155.

29. Настинова Г.Э. Активность ферментов семян сорго, различающихся по солеустой-чивости // Технология создания сортов, возделывания и использования сорго. Зерноград, 1990, С.86-92.

30. Настинова Г.Э. Регуляция внутриклеточной кислотности у С4-растений при адаптации к засухе и засолению // Цитология, 1991, Т. 33, № 5, С. 120.

31. Настинова Г.Э., Хулхачиева J1. А. Особенности роста и развития сортообразцов амаранта при возделывании в Калмыкии // Возделывание и использование амаранта в СССР: Материалы 1 Всесоюзной конференции. Казань, 1991, С.23-33.

32. Настинова Г.Э. Результаты физиолого-биохимического изучения высокобелковой культуры амаранта в осторозасушливых условиях Калмыкии. //Тезисы докладов II съезда Всесоюзного общества физиологов растений, Москва, 1992,11 часть, С. 146.

33. Nastinova G.E. Salt and arid resistance in Amaranth plants // Amaranth, as a food, forage and medicinal culture. (Abstracts of papers presented at the International Simposium), Olomouc, Czech Republik, 1992, August 19-23, P. 19.

34. Настинова Г.Э. Соле- и засухоустойчивость сортовых культур при возделывании в Калмыкии // Проблемы биологии, селекции и технологии возделывания и переработки сорго: Тезисы докладов Всероссийской конференции Волгоград, 1992, С. 149-151.

35. Настинова Г.Э., Ташнинова J1.H. Экспресс-оценка качества и питательности растительных образцов с применением ИК-анализатора // Проблемы биологии, селекции, технологии возделывания и переработки сорго: Тезисы докладов Всероссийской конференции. Волгоград, 1992, С. 147-149.

36. Nastinova G.E. Interconection of photosynthesis and nitrogen change in different Amaranth types in extremely arid condition // Amaranth, biology, agrotecnics and utilisation: Abstracts of papers presented at the International Symposium. Tashcent, 1993, Oktober 6-10, P. 27-29.

37. Nastinova G.E. The comparative analysis of adaptation mechanisms of Amaranth to extremely arid conditions during introdaction in Kalmykia //Amaranth, biology, agrotecnics and

utilisation: Abstracts of papers presented at the International Symposium. Tashcent, 1993 Oktober 6-10, P. 30-32.

38. Настинова Г.Э. Технологическая карга возделывания амаранта в Калмыкии. Элиста: Калмыцкий ЦНТИ, 1993, № 45-93,4 с.

39. Настинова Г.Э. Сравнительный анализ биопродуктивности С4-агроценозов в условиях Калмыкии // Тезисы докладов III Всероссийского общества физиологов растений, Санкт-Петербург, 1993.С.686.

40. Настинова Г.Э., Шунгаева А.Б. Особенности фотосинтеза и азотного обмена разных видов амаранта при адаптации к засухе и засолению // Тезисы докладов III Всероссийского общества физиологов растений, Санкт-Петербург, 1993, С. 773.

41. Настинова Г.Э. Сравнительная экшюго-биологическая характеристика видов амаранта естественной флоры и интродуцируемых в Калмыкии // Актуальные вопросы экологии и охраны природы степных экосистем и сопредельных территорий: Тезисы докладов конференции. Краснодар, 1994. Ч.1,С.69-71.

42. Настинова Г.Э. Приемы рассоления и экспресс-метод анализа солонцеватых почв Калмыкии // Почвенные ресурсы Прикаспийского региона и рациональное использование в современных социально-экономических условиях: Тезисы докладов Международной конференции почвоведов. Астрахань, 1994, С.221 -222.

43. Настинова Г.Э. Агробиологические особенности и продукционный процесс растений амаранта при варьирований условий возделывания в центральной зоне Калмыкии // Экология растений степной и полупустынной зоны Калмыкии. Элиста, 1994, С. 28-47.

44. Настинова Г.Э. Оперативный аналитический контроль агрохимических свойств почв Калмыкии // Экология растений степной и полупустынной зоны Калмыкии. Элиста, 1994, С. 48-64.

45. Nastinova G.E. Some peculiarites of nitrogen exchange in plants in connection with the resistance to arid conditions //Phusical-Chemical basis of Plant Physiology. Pensa, 1996, P. 83.

46. Nastinova G.E. Biochemical appreciation in amaranthus tiling and storage of fodder in arid condition on Kalmykia //Proceeding of the У International Congress on LeafProtein Research. «Leaf Pro», Rostov on Don, 1996. V. 3, P. 108-112.

47. Настинова Г.Э. Применение N1R - системы для совершенствования методов агрохимических исследований // Тезисы докладов И съезда почвоведов России. Санкт-Петербург, 27-30 июня 1996. Книга 1,С.381.

48. Настинова Г.Э. Применение инфракрасной спектроскопии для анализа почв аридных территорий Ii Аридные экосистемы. 1996. Т.2, № 2-3, С. 164-169.

49. Настинова Г.Э., Бораев Х.Б. Приготовление высокобелковых комбинированных кормов из амаранта // Повышение эффективности кормления и разведения сельскохозяйственных животных. Элиста, 1996, С.138-143.

50. Настинова Г.Э. Эюлош-физиологическая оценка амаранта для альтернативного земледелия в сухостегтой зоне Калмыкии II Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования: Тезисы докладов II Международного симпозиума. Пущи-но на Оке, 16-20 июня 1997, Т. 1, С. 109-111.

51. Настинова Г.Э. Создание республиканского ботанического сада в Республике Калмыкия // Проектные предложения по стабилизации экологической обстановки в Республике Калмыкия. Элиста, 1997, С.40-50.

Информация о работе

Настинова, Галина Эрдиеевна
доктора химических наук
Москва, 2000
ВАК 11.00.11

Автореферат

Похожие работы