Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АКТИВНОСТИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ И СИМБИОТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОСЕВОВ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АКТИВНОСТИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ И СИМБИОТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОСЕВОВ"



МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ им. К. А. ТИМИРЯЗЕВА

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ СЕМЯН

ЗЕРНОВЫХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АКТИВНОСТИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ И СИМБИОТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОСЕВОВ

На правах рукописи

ГУЛАМ Хайдер

УД К 633.353:635.651:631.531.12:581.557

(Специальность 06.01.09 — растениеводство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1983

Работа выполнена в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Г. С. Посыпанов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. М. Пенчуков; кандидат биологических наук, доцент М. Н. Кондратьев.

Ведущее предприятие — Всесоюзный научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур.

Защита диссертации состоится . . . 1983 г.

час. на заседании Специализированного совета К-120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская ул., 49. Сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией мог- . с ломиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разос"^- имШлЯ- . 1983 г,

Ученый секретарь. Специализированного совета;__ доктор биологических наук / Е. Е. Крастина

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОШ

В связи сосгркм дефицитом растительного белка все большее значение в мире приобретав? зерновке бобовые ^льтуры. Наря-

ду с тем, что в их семенах содержится много полноценного по аминокислотному составу белка, они могут формировать белок без затрат дорогостоящих и дефицитных азотных удобрений.

. Известно, что фиксация атмосферного азота идет с болкгми затратами энергии* получаемой при окислении продуктов фотосинтеза. В сзязи с этиь представляет теоретический и практический интерес выявление взаимосвязи этих физиологических процессов.

В то ге время в ндучной литературе встречаются единичные сведения по отдельным аспектам этого вопроса.

В течение 4 лег в лабораторных, вегетационных и половых опытах с соей, фасоль», горохом и люпином желтым мы изучали связь интенсивности фотосинтеза, дыхания растений с активность» симбиоза в зависимости от условий выраэдвания. Диссертационная -работа выполнена в соответствии с планом научных исследований Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева по разделу I темы 4 "Изучить особенности агротехники зерновых бобовых культур в условиях интенсивного земледелия"., » государствен-, ной регистрации 81085536 (0.Ц.032)*

Цель и задачи исследований. Установить наличие связи фо-. «синтетической деятельности посевов с активность» симбиоза я урожайность» зерновых бобовых культур.

В задачи исследований входило изучить: влияние.инокуляции освещенностии азотных удобрений на интенсивность фотосинтеза и дыхания растений; активность китрогеназы в течение суток к в онтогенезе, величину к активность симбиотического аппарата в

зависимости от условий вцрагз1ьания; связь содержания леггемог-лобина, активности нитрогеназы и интенсивности фотосинтеза с накоплением сухого вещества и урожаем семян зерновых бобовых 10"льтур»

Научная новизна. Впорвые выявлена прямая зависимость интенсивности фотосинтеза и дыхания растений от величины и активности симбиотического аппарата зерновых бобовых культур; показана тесная связь меяду содеру-аниеа леггемоглобина, активностью нитрогеназы и интенсивность» фотосинтеза сои и фасоли по фазам развития, а также формированием урожая зеленой массы и семян. Установлено влияние азотных удобрений на активность ^экологических процессов.

Создание благоприятюгх условий для бобоворизобиального симбиоза позволит резко активизировать физиологические процессы в растениях и повысить их продуктивность без затрат азотных удобрений.

Алробаг?!я работы. Результаты исследований доложены и поду- . чиди пологмтельцуо оценку на научных конференциях ТСХА а 1981 н 1902 гг., а также на Всесоозном межведомственном совещания по проблеме болка НШСХ, 1981 г. Диссертационная работа рассмотрена на кафедре растениеводства Московской сельскохозяйственной академии км. К.А.Тимирязева. По материалам диссертации опублкко-. вано 3 статьи.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на страницах машинописного текста, мслочая 39 таблиц и 31 рисунок. Состоит из 6 глав, выводов и предложений производству. Список литературы вклочает<£00 наименований, в том числе -/О-/ зарубежных авторов. Приложения содержат 39 таблиц.

• . - V: - 5 -

- • СОДЕЕЕАНИЕ РАБ01Н ' . . ,

3 первой главе "Состояние вопроса и постановка'задачи" " (обзор литературы) отражено значение зерновых бобовых культур как источников полноценного белка; описано влияние отдельных факторов среды"на интенсивность фотосинтеза; дыхания, сиыбиоти-ческуо деятельность посевов К формирование урожая; определены задачи исследовашШ. •, • .V-*

Во второй глапе "Место, схе«а, условкя'и методика'просо» десия исследований™ описаны методики, которые были применены в исследованиях по juysescto фотосинтетнческой и скмбиотичесиой .; деятельности посевов сои - сорт Северная 5, фасоли - сорт líoто-льская белая,* гороха посевного - сорт Немчзшовский 766 и люпина . желтого сорт BucTpopactycpiR 4.

Лабораторные опыты были проведены в 1979-1980 гг. в лаборатории искусственного.климата кафедры физиологии растений ТСХА. • Растете сои (I растение в сосуде) выращивали в водной культуре на снося Хогланда с содержанием азота 0,2 нормы прл ocec^cjcioc-ти 5 и 10 тыс.люкс, длине, светового периода;16 час., температуре днем 20°С, ночыэ 18°С. Половину растений в каждом варианте осве-ценности шгокулзгровали активным птаммомризобиуы. Через каждые 10 дней с фазы.3'настоящего листа проводили биометрический анализ, изучали дневной ход фотосинтеза (одновременно на разных " ярусах листьев) и дзшамику дыхания корневой системы.

Вегогарюнные опыты проводили в I980.-IS82 гг> яри есгест-; венной освеценноспи Растёняя сои'и фасоли высевали в сосуды с ; V почвой, взятойс опытного участад. Влажность почвы поддержива-;. ли в диапазоне от 100 до 70Я5ППВ., В 1981-р.'-изучались варианты ;синокуляциейц без иновдяяцня. В Д982 .Г.; в фазу; бутонизации. в половину сосудов с кнокулировашшми инеиноцулированными рас те-

immui сои внесли 600 мг азота на б кг почвя в виде аммиачной селитры. *

Пола вив опыты с четырьвд зерновыми бобовыми культурами проведены на опытной станции полеводства. Площадь учетной делян ки 40 м^, повторность четырехкратная, размещение рендомизирован нов. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая, достаточно обеспеченная фосфором и калием. Содержание гумуса 2,555, легкогидролизуемого азота 5-7 мг на 100 г почвы, рН солевой 6,5. Агротехника культур в опыте общепринятая. Метеорологические условия в годы опытов были раздичтош. 1980 год -холодный к влааный, IS8I год - теплый н засушливый. В 1979 году первая половина вегетации была теплая и сухая, вторая - прохладная и влажная. В опытах проводили следующиеиаблодошш и исследования по общепринятым методикам; агрохимическую характеристику почвы, влажность почпы в динамике, фенологические набдо-дения и учет густоты стояния растений, биометрический анализ растительных проб в динамике, учет урожая по делянкам. Интенсив ность фотосинтеза и дыхшп:я растений во всех опытах определяли с помсщьо инфракрасного газоанализатора ГШ-ЮМБ2. Активнооть нитрогеназы - ацетиленовым методом. Содержание леггемоглобина -по Федорову.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССДЗДОЗАШ

■ ' '

В третьей главе "Интенсивность фотосинтеза, дыхания и активность нитрогеназы сои и фасоли в контролируемых условиях" представлены данные по димаиико количества и массы клубеньков, ОСП и АСП, интенсивности фотосинтеза и дыхашгл корневой системы активности нитрогеназы у сои и фасоли в зависимости от освещенности, инокуляции и внесения азотных удобрений в лабораторных . к вегетационных опытах. Показаны взаимосвязь фотосинтеза, дыха-

ния и азотфиксации, а такяе влияние указанных факторов и процессов на формирование урожая зерновых.бобовых культур.

Лабораторные опыты в водной культуре показали, что увели- . чение освещенности в 2 раза повышает интенсивность фотосинтеза неинокулированных растений на 30£, инокуляция при освещенности 5 тыс.лзокс на 70$, а 10 тыс.люкс - в 2 раза. ..

Установлено также, что инокулированнке растения при осво-;ценности-5 тыс.лпкс имеот интенсивность фотосинтеза в 1,2 раза выще, чем неинокулированнке при освещенности 10 тас.люкс по всем ярусам'листьев. То есть, инокуляция сильнее активизирует интенсивность фотосинтеза, чем двукратное повышение освещенности. Растения, фиксируйте азот воздуха, в 2 раза полнее иеполь-зуог световуо энергии.

С другой стороны, увеличение освещенности инокулпроваиних расгешлй с 5 до 10 тыс.лшсс вдвое увеличивало массу клубеньков.

Таким образом, в этих опытах установлена тесная взакмо-свгзь интенсивности фотосинтеза от наличия клубеньков на корневой системе и массы клубеньков от уровня освещенности во всо фазы развития. :•

В таблице I показана средняя интенсивность фотосинтеза инокулировашой и ноглокулированной сои"и фасоли в вегетационных опытах. У сои з варианте без иноцуляции клубеньки не образовались и интенсивность фотосинтеза в течение всей вегетации была значительно ниш, чем у инокулированных растений» Особенно Ходьбой была разница в конце,вегетации из-за более быстрого старения листьев в варианте без инокуляции.

Уфасоликлубеньки образовалисьина неинокулированных растениях за счет спонтанныхштаммов почвы. Однако интенсивность фотосинтеза до фазы цветения и с.фазы роста' бобов у инокупирован-

них растении была ыео. По-видимому, из-за меньшей активности споигшших стаимов клубеньковых бактерий.

Параллельно о интенсивность» фотосинтеза мы изучали интенсивность дыхания корней сои и фасоли с клубеньками к без клубеньков. - Таблица I .

Средняя интенсивность фотосинтеза кмонулированной (ни) и неинокулированной (ни) сои и фасоли в онто- , генезе. Вегетационный опыт; 1550 г..

Сазы развития

"7 . ТййгёнсПвностьТСирая~масса Вгземя :Ч;1ечо гфотоекктеаа, :клубеньков, :учетов I

: : ин : ни : ин : ни

соя

Бутонизация 6-9 16 18 15 450 0

Цветение 10-9 38 13 9 1140 0

Образование бобов Л1-8 23 8 5 1500 0

Рост бобов 12-18 20 8 4 8-10 0

Налив семян 13-18 22 8 6 2100 900

Полный налив семян 11-18 14 фасоль 8 4 2800 500

Бутонизация до II 21 10 . б . 760 700

Цветение 9-9 19 17 .' 14 1300 680

Образование бобов 10-9 40 9 10 2600 2500

Рост бобов 10-9 39 9 9 2800 2600

Налив семян 12-17 20 6 . 5 2400 2100

Полный налив сеиян 12-6 14 . ''.5 4 1100 1600

Результаты исследований показали| что интенсивность'дыхаикя корневой систеш в значительной мере определяетсяналичием.и ств-пеньо развития клубеньков на корнях. У аиокулированнъпс растений а фазу бутонизации она была в 1,6-2 раза вша, чей у неиноцуди-рованных (рис. 1)яЭгА разница увеличивалась па мере развития

симбиотического аппарата и достигала максимума в фазу налива бобов. Суточный ход интенсивности дыхания корней показывает,

что в ночное время интенсивность дыхания у растений фасоли и сои

ймЧ „ „

с кяубенькадани значительно снижается, а у растений сон без клубеньков она остается практически такой ке, как и днем. Этот факт говорит о том, что с уменьшением поступления углеводов из листьев в кдубеиьки энергетический обмен их, связанный с фиксацией азота, снижается.

Чоткке закономерности установлены при изучении влияния азотных удобрений на фоне инокуляции-и- без нее на интенсивность фотосинтеза сои (табл.:;?). В варианте без инокуляции интенсивность фотосинтеза была:самой низкой.; Лнояуляцня боз азотных удобрений оказызала такое же положительное.влияние на активизации фотосинтеза как и.внесение полной,:Нормы азота без инокуляции. Наибольшей в течение всей вегехеши^мнтенсивность фотосинтеза б1са при внесении азотных удобрений-да'фоио инокуляции.

В конце вегетацяи'симбиотрофнвй•тип питания азотом имел стеостветюо преимущество над,; автотрофным;(ряс. 2). Интенсивность фотосинтеза в варианто ин.-Л/^'была .в 2 раза пса, чем с азотом Соэ инокуляции. Аналогичные данные получены и с фасолью.

У фасоли в связи со спонтанным заражением клубеньковыми . бактериями различия по активности физиологических процессов ме-гду вариантами о ниофлягрей и без инокуляции били иеньсе,- чей у СОИ. _

В течение вегетации кы определяли активность,нитрогеказы кнокулироватшх и неинокулированных растений сок и фасоли. Как показывает данные таблицы 3, наибольшая активность фиксация азота у обеих культур отмечается в фазу, бутонизациии снижается-к

/42 Юл //• суми /+аны ^оачеЛ * ллуЗеиьлвЛ

ло.

25101.5 •

Маесл - 6 мг/р&ст.

Нл^еньмоб нет

,•""••.•**......•

е.......

Часы

32

Рис I Сутлн&и мод интенсабноста Вьнания анолулидобоннои (I) и не с/но-рулцроЬ&нчоы (2) юи 6 /р&щ 1х/тонилщи рри осЬгщвнности. /Огрге. уьоле. атыгп, - /Ял о г. г.

10 (1 12 »5 '1 15 *>ЧсХЫ

Рис. 2 ичтенсиЗнмгт ратосинюела иноч^лцройамясй ("•*) и

*еш*ояули0о£ачноа (н^ сои 3 с шагтюм (^О и ¿¡и амта(лЬ)

6 Фа$у натаял солреВания £а<}оА* ^/«лю^^мм опьмп, /9&3 г.

мг СО,/В»*. час

Оптант. ЦЛетекав о£р<и. &К Рйсп ¿¡¡¿об Яалиа 1е/*>»

(Ье.З С*Я}£! интемси^осупгл а>атосим*пези О) с алтьбмостыо нигт^озвна^ы (Э) и. содержание** л4ггеыагло#и*а($)сои. лг

Таблица 2

Средняя интенсивность фотосинтеза (ыг C0¡ ,/дм2 час) инокулированной и неинокулированной (Ж) и без азота (Ууо) по фазам разв

сои

»,, .. „аз азига \jyr¡¡ но фазам развития. I ционный опыт, I981-1982 гг.

азотом Вегета-

Сазы развития

Пог-яппТ" ТИмокулйроБаП-ТНБПчокулйро-нпДййй?:Числ0 :__аа* :ванная____

суток ;7461,011: ГК \ >1 !

Цветение

Образование бобов Рост бобов

3 настоящий лист

(Бутонизация

Цсотетш

Образованно бобоа Рост бобов Начало созревания

1981 год

10-19 13 20 -J.6 _20 0

350 "Í300 0 0

13-20 9 _13 6 5 4

600 1790 6 "с

— § _ У 6 2

ííoo 2100 5 .0

1982 «да

10-16 15 ■34 28 25 18

0 0 0 ■G

9-15 14 ' —25 21 20 17

200 220 0 5

8-14 19 26 __16 19 13

320 1020 "о 5

9-16 20 21 —13 17 10

360 1100 0 290

9-16 17 .10 _8 § 3

950 2580 0 370

9-16 24 10 _6 3 I

930 2230 i 290

Примечание: в знаменателе - масса сырых клубеньков, мг/растение

фазе образования бобов. Нитрогеназная активность в варианте неинокулированной сои обусловлена свободнокивуцими аэотфиксато-рами.

Предположен;« о том, что у фасоли в варианте без инокуляции по»шяенная интенсивность фотосинтеза и дыхания обусловлена меньшей активностью спонтанных штаммов подтверждается данными активности нитрогеназы.

Различная активность физиологических процессов в разных вариантах лабораторных и вегетационных опытов обусловила неоди-наковуо продуктивность растений (табл. 4).

Таблица 3

Сиксагшя азота воздуха (мт // час) инокулировашшх (им) и неинояулированных (ни> растений сои и фасоли по фазам развития. Вегетационный опыт, i960 г.

Саза развития

Соя : 0 а с о л ь

"Г*

mí Г пи ; ин : >ш

ТП~1гГ :—---:П5~ГР:---:RâT~r

на :сирых: на : на :cupux: на :сырых сосуд : клубе: сосуд: сосуд :к.тубе: сосуд :кдубе-_:ньков:п__i : нькоа: n i : ньков _

Бутонизация 1,28 - 0,56 1,04 - 0,55

Цватонив 1,25 1,66 0,50 0,92 1,22 0,30 0,90

Образование бобов 0,79 0,10 0,49 0,23 0,20 0,15 0,09

Примечание: в сосуде одно растение; анализ проводился в 12 часов*

Усиление освсщешюстй увеличило ссист^о продуктивность растения в 1979 году на 25%, в 1980 году - в 2 раза. Шюкуляцяя при освещенности 5 гыо.лохс в 1979 году сказала гаков хо действие, как и двукратное усиление освещенности. Наибольшая масса сеикн в оба года подучена при помляенной освещенности н инокуляции.

Таблица 4 ■неиноку-

г____________сои пси пааноп освеиенн!

Лабораторный

Вариант

пг/растение:гуРастенле '1мян« 56

1979гI1980г:1979г!1980г!1979г:1980|1979г:1980г

1Ш б .7 1,79 2,75 0,50 0,54 28 20.

ни 6 6 1,75 2,60 0,40 0,50 23 191

ин 8 . 9 2,22 3,53' 0,90 1,20 41

ни 7 7 2,15 3,40 0,50 1„00 23 29

&> тыс;локс 10' гыо.лпкс

Аналогичное действие на сеиенкуо продуктивность растений оказала инокуляция о вегетационных опытах с соей (табл. 5).

"•Таблица. 5.

Структура урожая инокулированной (ин) и неинокупированно п («и) сои с азотом (л/т) и без азота (А/п)\ Вегетационный опыт, 1901-1932 гг.

Васаант ^ШШхЛГ^ЕШсгеиие______%______

:1981 г:1982 г:1981 г:1982 г: 1981 г:.1902г:1901 р:1932 г

■ч 22 20 8,98 8,17 5,00 5,17 56 63

II 5,90 5,24 3,16 . 3,17 54

»»„ 16 17 7,93 6,98 4,43 4,33 56 62

■ч. 7 7 3,53 1.60 . 1,23 1,23 45 35

При инокуляции масса семян возрастала а 2-2,7 раза. Азотные удобрения, внесенные под неииохулированные растения, увеличивали семзш<уп продуктивность в 2,8-3,5 раза. Наибольшая масса семян была сформирована в варианте с азотом на фоне инокуляции за счет использования обоих источников азота. Биологический азог в этом варианте повысил массу семян с растения на П-Щв.

- 14 -

В проведенных ранее кафедрой растениеводства полевых опытах при благоприятных:условиях симбиоза внесение полной нормы азота на фоне инокуляции, как правило, не повышало урожайность семян зерновых бобовых культур, но увеличивало накопление вегетативной массы. Повышение семенной продуктивности растений в наших вегетационных отш-ах может быть объяснено или недостаточны« развитием симбиотического аппарата ¡¿та лучхеЛ освещенностью растений в вегетационном опыте, чем в полевом при более могшем развитии вегетативной массы.

Таким образом," инокуляция, внесение минерального азота, улучкение светового режима, повышая интенсивность фотосинтеза, увеличивая листовуз поверхность, обеспечивает наибользуо семенную продуктивность сои к -фасоли. Действие инокуляции наиболее полно раскрывается при отсутствии в почве спогзфхчных клубеньковых Зактери{1, когда данный вид бобовых высеян впервые.

В,, четвертой. главе ""Эотосинтотическая и сямбиотйческая деятельность посевов'зерновых бобовых культур в полевых условиях" описаны рост и развитие сои, фасоли, люпина и гороха в зависимости от условий вегетационного периода, а также влияние метеорологических условий на формирование и деятельность фотосинтетического и симбиотического аппарата.

Наибольгее влияние на все физиологические процессы растений оказали напряженность температуры и влажность почвы.

Во влажном.1980 году, продолжительность активного симбиоза • у всех культур была близкой и составила 77-90 дней, однако величина активного симбиотического потенциала существенно различалась. У сои и фасоли:он ¿ыя около 30;тыс.кг дней/га, у люпина -; 44,8 тыс.единиц,: а у, гороха - в:12 раз" меныпе,. чем углюпина-(табл. б). Недостаток влаги в' 1981году.снизил АСП люпина всего

на 31%, сои к фасоли в 5-6 раз, а гороха - в 41 раз. Таким об-

менее

разом, наибеяе« чувствителен к недостатку влаги симбиотический

5сиее.

аппарат люпина желтого и наименее - гороха.

Таблица б

Показатели фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов зерновых бобовых культур. Полевой опыт, 1979-1981 гг.

Показатели : Год ; • Соя ГФасоль [Горох : Люпин

АСП, тыс.кг дн./га 1979 - 5,2 7,2 20,1

1980 28,1 31,1 4,1 48,8

1981 4,8 6,1 0,1 33,5

Иаксимальнаяоплощадь листьев, тыс. иг/га 1979 1980 39,1 48,3 35,9 39,1 35,3 40,5 45.1 46.2

1981 25,1 19,3 28,4 50,0

{СП, тыс.м2/ дн/га 1979 1841 2014 1339 1575

1980 1983 2111 1544 2375

1981 996 1176 1229 2063

Шшсицуи сухого вещества, 1979 60 68 87 107

1980 67 82 55 ИЗ

1981 # 39 37 45 93

ЧИФ, г/м^ сутки 1979 3,3, 3,4 6,5 6,8

1980 3,4 3,4 3,6 4,8

1981 3,9 3,2 4,5 4,5

Установлено, что кривая динамики накопления массы клубеньков изучаемых культур идет почти параллельно кривым площади листьев и накопления сухой массы,

Аэотфшссирующая активность симбиоза у гороха достигает максимума в фазу цветения и далее резко падает, практически прекращаясь в фазу роста бобов. У двгаша максимум интенсивности

; ■ •• -'1б - •,-.* - \:. • азотфиксацяи сдвицут на.фазу образования бобов; а у фасоли -роста бобов - иалива семян. Наибольшее количество азота фикси- , 1рует люпин а наименьшее - горох;.' ;•*'•'*. ' '

•Показатеди'фотосинтетической'деятёльносги посевов аедв©-;'' ¿вых-'бобовых культур изменялись по годам.В;зависимости оттгекяв-(ратуры и влажности почвы.. Наибольшими' они были в 1930 году,:яа-'зденьсими - в 1981 году..Чистая продуктивность фотосинтеза.по '"годам опыта у всех культур была близкой 'за исключением 1979: г.ода .'угороха и люпина. ■ . ","'.. ■ •

Интенсивность фотосинтеза изучаемых культур в полевых условиях зависела от.уровня освещенности, развития симбиотическо-1"го аппарата и фазы развития:растений и подчинялась закономерности»* миысаншм^готгсмдаоюшх :ога»ах.. ~

. « Исследованиями в полевых условиях динамики массы кдубень-ков, содержания леггемоглобина,,активности симбиогичоской азот-фиксации и интенсивности фотосинтеза установлено, что в динамике изменения этих показателей в-онтогенезе.существует тесная связь (рис. 3). У сои до фазы цветет«.резко возрастает содержание леггемоглобина в клубеньках, и активность иитрогенази, ; . увеличивается и интенсивность фотосинтеза.'• Далоо до фазы образования бобов' эти показатели снижаются. Снижение средней интенсивности фотосш«теза.обьпсняотся*увёлпче1шсм плогда! листьев и .. затенением средних и нахяах ярусов. С образованном бобов часть .продуктов,фотосинтеза направляется'в лих и меньго,- в клубенька. Снихёшш энергетической обеспеченности вызывает падение концен- . тршрш леггемоглобина и нитрогеназной активности. В период рос- . та бобов и формирования-семян.эти процессы стабилизируется, а ' ¡; в конце вегетации затухают.','Эта* дашше хввдвтеяьствдвт о тесной "прямой корреляции главных физиологических процессов'а растения.'

- 17 -

В соответствии с активностыэ симбиоза наибольший сбор сухого вещества и урожай зеленой массы обеспечил лопин, наймемь-шй - горох (табл. 7). • • Таблина 7

Урожайность зеленой массы и семян зерновых бобовых культур (ц/га). Полевой опыт, 1979-1981 гг.

Год

Зеленая масса

горох : лопни : соя

Семена

горох Хлолин :фасоль: соя

1979 231 377 320 25,0 21,9 35,0 12,2

1980 252 500 278 , 14,3 31,6 38,5 3,1

1981 202 324 162 20,0 3,2 23,0 18,5 Средняя 228 400 253 19,8 18,9 32,2 11,3

Урожайность семян по годам опытов у всех культур колебалась в боль-лем диапазоне, чем зеленой массы. Так, у сои в теплом 1981 году урожай семян был в б раз выше, чем в прохладном и влажном 1980 году. У лопина желтого, наоборот, наибольшим он был в 1980 году.,Вэ этот же год самый высокий урожай семян получен у фасоли. 1979 год по метеорологическим условиям был средним и все культуры дали достаточно высокий урожай семян.

В среднем за 3 года наибольшую семеннуо продуктивность показала фасоль, в 1,6 раза она была меньше у гороха к лппина желтого и наименьшей у сои сорта Северная 5.

В пятой главе "Изменение химического состава растений и качество урожая" приведены данные по относительному содержание азота,.фосфора и калия в отдельных органах растений в течение вегетации, потреблению и выносу элементов питания урожаем, содержание белка в семенах и сбору его с урожаем в зависимости от изучаемых факторов.

• - .-; ■, , ;>;> 18 - . - .•« В лабораторных и= вегетационных-опытах, а также в полевых опытах с соей установлено, что инокуляция резко'увеличивает содержание азота во всех-вегетативных органах и' створках бобов. '. В семенах эти различия меныле. Азотные удобрения, внесенные в 1 варианте, без инокуляции оказывают такое-же влияние на содержание азота в растениях, как и инокуляция. На фоне инокуляции в лабораторных и вегетаадюнных'-опытах" они*еще больше -повышав« содержание этого'элемента в растениях.,/

Содержание азота, фосфора и калия в семенах зерновых бобовых культур изменялось по . годам "в зависимости от активности симбиоза. У сои и люпина наибольшим содержание азота и калия было . при активней симбиозе в 1900 году, аеньпе при ослабленном симбиозе в 1981 году. В этом году содержание фосфора и калия в семенах всех культур было в 2-3,раза меньше, чем'в 1980 году." Аналогичные различия, но более выраженные, были в содержат«! элементов питания в вегетативной массе. ' " . "

Сроди изучаемых культур большей белковой продуктивностью обладает фасоль - в среднем 976 кг/га. В 1931 году сбор белка с семенами сои.и гороха был практически одинаковым и лизь на 1655 эти культуры уступали фасоли.' •

3 состой г-тпро "приведена сравнительная экономическая оцен ка возделывания изучаемых'зерновых бобовых культур в центральных районах Нечерноземной зоны.-Показано,"что наиболее рентабель ной при возделывании на семена является фасоль, условный частый доход от которой составляет 945,6 рубля на I га, наименее рентабельным - гороху который дает чистый доход 32,0 рубля на гек-, ■ тар. Возделывание всех изучаемых культур на семена в эгой'зоне -экономически выгодно. '•'; . , .'• « • •

- 19 -

ВЫВОДЫ

1. Как в полевых, гак ив лабораторных опытах инокуляция резко повышала интенсивность фотосинтеза, более того растения с больней массой клубеньков при той же освещенности имели более высокую интенсивность фотосинтеза, причем эта закономерность сохранялась для всех ярусов листьев; с другой стороны, повышение интенсивности фотосинтеза за счет усиления освещенности в лабораторных опытах увеличивало в 2 раза массу клубеньков на корнях инокулированных растений.

2. Инокуляция сои способствовала лучпему использованию световой энергии, так интенсивность фотосинтеза неинокулированных растений при большей освещенности (10 тыс.люкс) была в 1,2 раза меньше, чем инокулированных при меньшей освещенности (5 тыо. лоха).

3. При благоприятных условиях симбиоза накопление массы клубеньков и увеличение листовой поверхности пдо параллельно и достигало максимума к фазе цветения - начала образования бобов, далее эти показатели снижались к фазе полной спелости. В эту же фазу достигали максимума интенсивность фотосинтеза, содертл-кие леггемоглобина и активность китрогеназы, динамика которых

в течение вегетации описывалась идентичными кривыми, что указывает на тесную связь между этими процессами.

4. Интенсивность дыхания корневой системы в значительной мере определялась наличием и степенью развития клубеньков на корнях. У инокулированных растений в фазу бутонизации она била в 1,5-2,0 раза выше, чем у неинокулированных. Эта разница увеличивалась по мере развития симбиотического аппарата и достигала максимума в фазу налива бобов.

В темповой период, интенсивность дыхания корневой системы

сои и фасоли снижалась. :,• ' ' . . ;

5." Азогнке удобреш!я'повышали интенсивность фотосинтеза • ' как нешокулированных, так и инокулированных растений, увеличи- / .вали,листовуо поверхность, усиливал:'! накопление сухого вещества,' обеспечивали.повышение семенной продуктивности^ Причем,'при не-_ благоприятных условиях'для-симбиоза,'когда действие инокуляции, начинало проявляться-только ,во 2 половше согеташш^ максимальная семенная продуктивность сои,была отмечена при сочегшши инокуляции и внесзн:«я минерального азота; внесенио только* минераль-- ного азота поорало,семенную'продуктивность в 2,8-3,6 раза, ино-

.»огляцияв 2,0-2,4 раза/ , ; •. ; • ■ '„•.'• '.

/6. Наибольшее содержание азотав клубеньках и корнях ино- „ курированных растенийапри'оптимальных условиях симбиоза, приходится на фазу бугбниэацаи-даетеиия; когда "активность китрогена-аы" наивмезая аа'яегвглдаа.;В корнях нейнокулировашшх растений содержание азота бывает в 2 раза меньше;;. При низкой активности симбиоза разница в концентрации отого элемента бывает миногаль-ной. В этом случае внесение минерального азота повитает его содержание, причём в варианте с инокуляцией оно бывает выге, чем •" в варианте без инокуляции. '.* * • " • ,

7. Сравнительное изучение в полевых условиях гороха,лепа-Ч на, фасоли и сси показало, что величина/»'активность гос. «абиотического аппарата отделяется, биологией культуры и ыёгеороло-, ' гическшм условиями года^ -Во влажном 1930 году продолжительность активного симбиоза у всех культу? было: низкой - 77-90 дней,Г;од- ; нако величина активного симбиотического 'потенциала существенно ;' различалась, у сои и фьголия он .составлю'около 30 тыс.' кг дней/:' на I га, у лвпина';~44»8раз меньше, •• чем у лошша; 'Недостаток ^^ ' -

3156, сои и фасоли - в б раз, а гороха - в 41 раз.

8. В среднем за 3 года наибольсий урожай семян получек у фасоли - 32,2 с/га, у гороха и люпина он был в 1,5 раза меньзе. Более стабильной по годам урожайность» семян обладают фасоль и горох. У сои сорта Северная 5 урожайность семян по годам колебалась от 3,1 до 18,5 ц/га.

Во влажном 1980 году наибольшую семенную продуктивность проявили фасоль и люпин, найменыщпо - соя; а в засушливой 1981 году урожайность последней резко возросла, а других культур снизилась.

9. На содержание белка в семенах всех культур оказывали влияние активность симбиотических и фотосинтвтических процессов. В условиях активного симбиоза содержание его в семенах люпина било 38,736, сои - 39,?. При малоактивном симбиозе оно снизилось соответственно до 30 и 3236, На белковость фасоли и гороха метеорологические условия года оказывали меньшее влияние.

Среди изучаемых культур большей белховой продуктивность» обладает фасоль (в среднем 976 кг/га). В 1981 году сбор белка с семенами сои и гороха был практически одинаковым и лииь на 1&Х эг* культуры уступали фасоли.

10.. Сравнительная экономическая оценка возделывания изучаемых культур показала, что « среднем за 3 года наиболее рентабельной в этих условиях является фасоль - рентабельность 276%, условный чистый доход с I га 945,6 руб., к наименее рентабельным горох, у которого эти показателя составили соответственно 1б£ п 32 руб. При благоприятных условиях симбиоза эти экономические показателя резко возрастаета при малоактивном симбиозе - снижается.

РЕКаШ!ДАЦИИ ПЮЮВОДСТВУ . . , • ;

1. Создание благоприятных.условий для бобоворизобиального; симбиоза - инокуляция семян^'-нейтрализация кислкх почв, достаточная обеспеченность-фосфором, калием" и микроэлементами, позволяет активизировать скмбиотическу» й фотосинтетическуи деятельность ,. посевов, повысить использование световой энергии, получить наибольший урожай зерновых бобовых культур высокого качества. . -

2. В услозиях центральных" районов Нечерноземной зоны наиболь-иий урокай зеленой кагсы-дает люпин желтый^ а-семян - фасоль обыкновенная; ■' ч "'.'.' " "...'

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:-

1.: Третьяков H.H.,' Ыоторина M.B.,' Посыпанов Г.С., Козсин Б.И., Джамро Г.Х. К методике "определения;-дыхания корней' и почвы с использованием инфракрасного газоанализатора ГИП-10 1ЕБ2: В сб.: Измене- . ние плодородия почв в условиях интенсивного'использования. М., ТСХД, 1981, с.80-66. ';''•'■ • •/

2.Посыпанов Г.С^*, Джамро Г.Х.' Роль бобоворизобиального сим^. биоза в резении лроблемы растительного белка. В сб.: Производство

и использование растительного белка!'Краснодар,' ВАСХНИЛ, 1981, с.14.

3.. Третьяков H.H., Моторина М.в1», Посыпанов Г.С., Козкин Е.И.; Джамро Г.Х. Энергоемкость стабиоткческой азотфиксации у сои при ... разных уровнях освещенности. Известия ТСХА, М.^Колос, 1982, вып.2,•

.с.18-26. > ь

- ' У .. • ■ , ч - '

; Объем l'/ijtu. . " -Заказ/2,62. :■ ' .. Тираж юо ~~

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127530, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44 ■