Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗУЧЕНИЕ ОТЗЫВЧИВОСТИ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ОЗИМОЙ РЖИ НА УРОВНИ ПИТАНИЯ АЗОТОМ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ИЗУЧЕНИЕ ОТЗЫВЧИВОСТИ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ОЗИМОЙ РЖИ НА УРОВНИ ПИТАНИЯ АЗОТОМ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

МІ £ 6 £.

На правах рукописи

ГАЗИ АМЛАХ АЛЬ-АМЛАХ

УДК 633.11 :631.811.1

ИЗУЧЕНИЕ ОТЗЫВЧИВОСТИ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ОЗИМОЙ РЖИ НА УРОВНИ ПИТАНИЯ АЗОТОМ

(Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА — 19Й4

/

Диссертация выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева.

Научный руководитель—доктор биологических наук, профессор Б. А. Ягодин.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор А, Н. Павлов; кандидат биологических наук В. Л. Кри-щенко.

Ведущее предприятие—Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт химизации сельского хозяйства (ВНИПТИХИМ).

Зашита диссертации состоится 1984 г,

в « /ЗГ» часов на заседании Специализированного совета Д 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А, Тимирязева. Адрес: 127550, г, Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА

С диссертацией мо; ознакомиться в ЦНБ ТСХА,

Ученый секретарь Спецн ал изи ров а н но доцент

Л. А. Дорожки на

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основной задачей сельскохозяйственного производства является ускоренное и устойчивое наращивание производства зерна с высокими качественными показателями, Основной путь выполнения этой задачи — повсеместное повышение урожайности при стабильных посевных площадях под зерновыми культурами. Ведущая роль в решении этой проблемы принадлежит интенсивным сортам и минеральным, и прежде всего, азотным удобрениям, не исключая передовой агротехники.

Всестороннее и глубокое исследование проблемы «сорта и удобрения» несомненно является одним из важнейших резервов интенсификации земледелия, что в свою очередь позволит обеспечить возрастающие потребности населения, животноводства и промышленности в высококачественном зерне. Для решения данной проблемы, кроме других мероприятий, необходимо ускорить внедрение в производство новых высокопродуктивных и высококачественных сортов и гибридов зерновых культур. Общеизвестно, что в условиях достаточного увлажнения, а также в районах орошаемого земледелия не удается получать высокие урожаи зерновых культур при применении повышенных норм удобрений в связи с тем, что имеющиеся длинностебельные сорта обладают недостаточной потенциальной продуктивностью, главным образом, вследствие слабой устойчивости к полеганию (Неттевнч, 1976, 1983). Исходя из этого, уже в период создания сорта необходимо дать полную агротехническую характеристику будущего сорта, пользуясь которой можно обеспечивать оптимальные условия питания, позволяющие получать максимально возможный в конкретных климатических условиях урожай,. Для реализации потенциальных возможностей новых районированных сортов, перспективных линии и гибридов важное значение имеет установление агрохимической характеристики этих растений: отношение к реакции среды, нормам и соотношениям макро- н микроэлементов, срокам и способам внесения удобрений, степени использования элементов

дтаннц^^в^^дД.1 ц-д словинх пе-

НЛУЧКДП Г) ь/ПОТЕКА Мог;с с,<_><;г.кадемии и*1 Ц.

Ино №

черноземной зоны первостепенное значение имеют вопросы реакции новых сортов к уровню азотного питания. Известно, что в Нечерноземной зоне и других увлажненных районах, а также при орошении азотные удобрения дают 50—60% общей прибавки урожаев получаемой от минеральных удобрений (МРК) (Смирнов, 1982). Следовательно, установление норм, сроков и способов внесения азотных удобрений под новые сорта имеет важное теоретическое и практическое значение. Как для разработки новых, так [1 теоретического обоснования существующих практических приемов эффективного использования азотных удобрений требуется дальнейшее всестороннее изучение азотного обмена зерновых культур, начиная с процессов первичной ассимиляции азота до формирования белкового комплекса зерна. В связи с этим особую актуальность приобретает исследование ннтратредуктазы — фермента, осуществляющего первый этап восстановления нитратов в растениях. Функционирование нитратредуктазиой системы в значительной степени определяет интенсивность и продуктивность усвоения растениями азота удобрений.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы явилось изучение влияния уровня азотного питания на урожай и качество зерна интенсивных сортов яровой пшеницы и озимой -ржи, В задачу исследований входило изучение следующих вопросов: 1) влияние уровня азотного пнтания на урожай н качество зерна сортов яровой пшеницы и озимой ржи; 2) оценка продуктивности усвоения азота удобрений сортами яровой •пшеницы и озимой ржи; 3) оценка продуктивности усвоения ■азота удобрений по активности ннтратредуктазы; 4) изучение баланса использования-азота удобрений и почвы у изучаемых сортов.

Научная новизна. Впервые в вегетационных опытах изучена отзывчивость новых сортов яровой пшеницы н озимой ржи на различные уровни азотного питания. Дана оценка продуктивности усвоения различных норм азота новыми коротко-стебельными сортами яровой пшеницы и сортами и гибридами озимой ржи. Установлено, что при соответствующем уровне фосфорно-калийного питания короткостебельный сорт яровой пшеницы «Родина» и короткостебельные сорта и гибриды озимой ржи способны значительно продуктивнее усваивать не только почвенный азот, но н повышенные нормы азота удобрений, причем, в структуре урожая увеличивается количество зерна. Показано, что при внесении высоких норм азота у ко-роткостебельных сортов и гибридов вегетационный период практически не удлиняется. Установлена высокая положительная корреляционная зависимость между активностью ннтратредуктазы н содержанием белкового азота в зерне нспыты-вавшнхся сортов яровой пшеницы н озимой ржи. Показатель

о

взаимозависимости между активностью ннтратредуктаэнон системы и продуктивностью усвоения азота может служить критерием при селекции новых сортов зерновых культур на основании определения активности ннтратредуктаэнон системы. Показано, что коэффициенты усвоения азота удобрений и почвы значительно выше у короткостебельных сортов яровой пшеницы и озимой ржи, чем у длинностебельных сортов злаковых культур.

Практическая значимость. Результаты исследовании могут быть использованы для теоретического н практического обоснования норм и доз азотного питания в полевых условиях при возделывании высокопродуктивных интенсивного типа сортов яровой пшеницы и озимой ржи, а также могут быть использованы в дальнейших исследованиях при изучении питания и обмена веществ и при дальнейшей селекции указанных культур.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных .конференциях в ТСХЛ в.1982 it 1983 гг.

Объем работы. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, состоит из введения, 15 глав, выводов и приложения, содержит 55 таблиц, 62 таблицы в приложении. Синеок .литературы включает *Ш2 наименования, в том числе 177 иностранных.

Условия и методика проведения исследований

Исследования по изучению отзывчивости сортов яровой пшеницы и озимой ржи на уровни питания азотом проводились в вегетационном домике кафедры агрохимии и агрохимической опытной станции нм. Д. Н. Прянишникова. В качестве объекта исследований были выбраны следующие сорта яровой пшеницы: Московская-35, Ленинградка, Ред ривер, Родина и сорта озимой ржи: Октябрьская-65, Восход-2, Чулпан и гибриды селекции НИИСХ ЦРНЗ 214/73, 1859/79 и 1879/79. В опытах использовалась низкоплодородная дерново-подзолистая почва лесной опытной станции ТСХЛ, Почву известковали по полной гидролитической кислотности. Яровая пшеница и озимая рожь выращивались в полиэтиленовых сосудах емкостью 5 кг почвы по 20 растений в сосуде. Повторность опытов 12—14-кратная, при учете урожая — 4-кратная. Всего проведено 4 опыта.

Лзот по фону РК (0,8 г Ра05 и 1 г КгО на сосуд) в дозах 0, 25, 75 и 125 мг/кг почвы вносили до посева совместно с фос-форно-калнйными удобрениями (опыт с яровой пшеницей), а .в опыте с озимой рожью фосфорно-калийиые удобрения РК-фон (1,0 г PaOs и 1,2 г KjO на сосуд) вносили до посева осенью, а азот в дозах—0,50,100 и 150 мг/кг почвы—весной. В качестве фосфорно-калийных удобрении использовали гранулированный двойной суперфосфат и хлористый калий. В качестве

азотного удобрения использовали аммиачную селитру меченую в разных группах 1SNH4N03, NH(N03IS и NH(N03 с содержанием избытка в аммиачной и нитратной группах 20 атом% (суммарное обогащение 1JM — 10 атом%).

Согласно программе исследований в опыте с яровой пшеницей в фазах выхода в трубку, цветения и молочной спелости зерна, а в опытах с озимой рожью в фазы выхода в трубку, цветения, молочной и восковой спелости зерна отбирали в двухкратной повторности растительные образцы и после фиксации и высушивания определяли содержание азота — микрометодом Къельдаля, фосфора — по Труогу-Мейеру, калин — на пламенном фотометре. В свежих растительных образцах определяли содержание нитратного азота при помощи ионселек-тивного .электрода и активность нитратредуктазы методом Мульдера {Mulder, 1959). Белковый азот в зерне определяли по Барнштейну (Петербургский, 1965). Анализ почвы проводили общепринятым» для дерново-нодзолистых почв методами. Общий азот в*почве определяли методом Къельдаля-Иодльбауэра. Минеральные формы азота почвы — в 1 и КС1 вытяжке с восстановлением нитратов но Деварду и последующим отгоном аммония по Къельдалю, Анализ изотопного состава азота проводили на масс-спектрометре МИ-1305. «Математическую обработку результатов опытов проводили методом дисперсионного анализа (Н. А. Плохинский, 1970; Б. А. Доспехов, 1979).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние уровня азотного питания на урожай и качество зерна яровой пшеницы и озимой ржи

Результаты, полученные в вегетационных опытах, показали, что уровень азотного питания оказал существенное влияние на рост и развитие растений, размеры потребления и процессы усвоения азота и, в конечном итоге, на структуру и высоту урожая (табл. 1 и 2). В вариантах без внесения азотных удобрений растения заметно отставали в росте, они сформировали слабый фотосинтетический аппарат, испытывали заметный дефицит азота и давали низкий урожай зерна. При внесении азота в дозе 25 мг/кг почвы в опыт 1 прибавка урожая зерна яровой пшеницы составила 2,8; 2,9; 3,2; 2,8 г/сосуд, а в опыте 2 на 2,3; 2,2; 1,8 2,6 г/сосуд больше, чём у контрольных растений соответственно по сортам Московская-35, Ленинградка, Ред ривер. Родина. Урожай соломы увеличился но двум опытам на 1,7—0,0 г/сосуд. Увеличение дозы азота до 75 мг/кг почвы привело к дальнейшему увеличению урожая зер-4

Таблица 1 Урожай и содержание азота в зерне яровой пшеницы в зависимости от уровня азогного питания

1980 г.. опыт 1

1981 г., опыт '2

к и « * _ Сорта Урожай, г иа сосуд Прибавка урожая зерна Содержание азота в зерне, % на абсолютно сухое вещество

я ^ 5 К я г В « 5 Ч. ^ с зерна соломы г на сосуд % общего белкового

Московская-55 6.0 17,9 2,60 2,20

5,6 13,5 2.40 2,01

0 Ленинградка 5,2 16.5 2,65 2,24

5,4 14,6 2.41 2.05

Ред ривер 4,3 Ы.5 2.90 2.44

3,3 111.1 2,65 2,16

Род»на 6,2 17.5 2,67 227

5,7 12,5 2,53 2,14

Московская-35 8.8 20.1 2.8 46.7 2.82 2,37

7,9 16,7 2,3 41,1 2,50 2.05

25 Ленинградка 8.7 20.4 2.9 55,8 2.85 2.4Ю

7,6 17.9 3,2 59,3 2,52 2,03

Ред ривер 7.5 17.7 3,2 74.4 3,00 2.54

5,1 12,8 54,5 2.Ы) 2,33

Родина 9,0 20.6 2.8 45.2 2,90 2.48

8,3 18,5 2.6 45,6 2,60 2,15

Московская-35 10.4 23.7 4,4 73.3 3.00 2,50

9,4 18,8 3,8 67,9 2,89 2,40

75 Ленинградка 10.2 24,1 5,0 96.2 3.15 2.63

9,6 19,9 4,2 77,8 2,85 2 42

Ред ривер 9.1 21.3 4.8 111.0 3,36 3.11

8,6 15,0 5,3 160.6 3,13 2,70

Роднна 11.3 24,8 5,3 85.3 3.39 2,89

10,7 19,5 5,0 87,7 3,00 2,60

S - Сорта Урождп, г на сосуд Прибавка урожая .lepira Содержание азота в зерне, % на абсолютно сухое вещество

ÍJiS S я ó f-t t- с ie-риа соломы г на сосуд % общего белкового

Московская -33 11,0 27.0 5.0 83.3 3,40 >а io

U.0 23,1 5,4 96,4 3.02 2,И

123 Леллигралка 10.4 23,1 5.2 100,0 3.30 2.87

10.9 24,0 ■ 5,5 101,9 3,02 2,59

Ред ривер 9.6, 23,3 Г>Л 123.3 3.62 3.17

8.9 18,6 3,6 169,7 3,85 3,35

12.8 2Ü.7 6,4 103,2 3.53 3,01

Родина 12.0 23,5 6,3 110,5 3,10 2,97

HCPcs Л,07 1.1

И,38 1,6

т % 4.1 2.0

6,0 3,3

на, а повышение дозы азота до 125 мг/кг почвы привело к незначительному увеличению урожая как зерна, так и соломы по сравнению с вариантом с дозой азота 75 мг/кг почвы.

Существенное влияние на урожай зерна оказали сортовые различия. Показаны значительные колебания (от 3,3 до 12,8 г/сосуд) в урожайности сортов яровой пшеницы. Наибольшие урожаи зерна по всем вариантам как в опыте 1, так и 2 отмечены у сорта НИИСХ ЦРНЗ Родина, а минимум урожая был получен у сорта Ред ривер, Каждое последовательное повышение уровня азотного питания от 0 до 25,75 и 125 мг азота на кг почвы обеспечило достоверное увеличение урожая зерна, сопровождавшееся возрастанием относительного содержания общего и белкового азота. Нашими исследованиями установлено, что наибольшее содержание как общего, так и белкового азота в зерне отмечено у сортов Ред ривер и Родина.

При внесении азота в дозе 50 мг/кг почвы прибавка урожая зерна озимой ржл изменялась в пределах 3,6—6,5 г/сосуд в зависимости от сорта. Урожай соломы также был больше, чем у контрольных растений. Увеличение дозы азота до 100 мг/кг

Урожай и содержание азота в зерне озимой ржи в зависимости от уровня азотного питания. 1982, опыт 2

¿ и. Сорта Урожай, г на сосуд Прибавка урожая зерна Содержание азота в зерне, % ira абсолютно сухое вещество .

5Й І и с зерна соломы г па сосуд % общего бел ко* вого

0 Октябрьская-65 Восход-2 Чулпан Гибрид 214/73 Гибрид 1859/79 Гибрид 1879/79 5.6 7.7 7,3 6,9 6,0 7.0 11.8 10,3 9.2 9.3 8,7 9,0 — — i 1.89 1,73 1,85 1.77 1.83 1.90 1,51 1,43 1,41 1,40 1.10 1,56

50 Октябрьская-65 Восход-2 Чулпан Гибрид 214/73 Гибрид 1859/79 Гибрид 1879/79 9,2 М .9 13.0 И .6 12,5 12,0 18,8 22,2 18,3 19.1 18.3 17,6 3.6 4,2 5.7 4.7 6.5 5,0 63,2 51,5 78,1 66,1 108,3 7.1,4 2,35 2,00 2,30 2,16 2.10 2,30 1,88 1.64 1,87 1.71 1,70 1,87

100 Октябрьская-65 Восход-2 Чулпан Гибрид 214/73 Гибрид 1859/79 Гибрид 18-79/79 10,8 13,0 15.2 11,7 14,5 15.3 23,2 23,7 17,7 19.6 19.4 18.5 5.2 5.3 7,9 7.8 8.5 8,3 92,9 68,8 103.2 113,0 141,6 118,6 2.67 2,40 2,56 ** 32 2.60 2.68 2,13 1,98 2,08 1,91 2,05 2,15

150 Октябрьская-63 Восход-2 Чулпан Гибрид 214/73 Гибрид 1859/79 Гибрид 1879/79 11,2 14,1 17.3 17.0 16.4 17.1 26.4 25.7 20,2 20.5 19.6 19.8 5,6 8,4 10,0 10,1 10,4 10,1 100,0 109,1 137,0 146,4 173,3 144,3 2,95 2,78 3.03 2,90 2.75 2,90 2.30 2,26 2.38 2 27 2І29 2.31

НСРсз Ш % 8 » 3,8

почвы привело к значительному увеличению урожая зерна ржи и прибавка урожая зерна составила 5,2; 5,3; 7,9; 7,8; 8,5; 8,3 г/сосуд соответственно по сортам Октябрьская-65, Восход-2, Чулпан, Гибрид 214/73, Гибрид 1859/79, Гибрид 1879/79, при этом урожай соломы оставался практически иа уровне варианта с меньшей дозой азота (50 мг/кг почвы). Повышение дозы азота до 150 мг/кг почвы привело к дальнейшему увеличе-

нию урожая зерна, а урожай соломы, особенно у короткосте-бельных гибридов практически не изменялся. Отзывчивость сортов озимой ржи на уровне азотного питания была неодинакова. Высокими урожаями характеризовались короткосте-бельные гибриды и сорт Чулпан. Повышение уровня азотного питания от 0 до 50, 100 и 150 мг/кг почвы значительно увеличило содержание как обшего, так и белкового азота в зерне озимой ржи. На более высоком уровне азотного питания (1Г>0 мг/кг) содержание обшего азота в зерне достигало 2,95; 2,78; 3,03; 2,90; 2,75; 2,90, а белкового азота —2,30; 2,26: 2,38: 2,27; 2,29; 2,31% соответственно по сортам Октябрьская-65, Босход-2, Чулпан, Гибрид 214/73, Гибрид 1859/79, Гибрид 1879/79. Высокое содержание как общего, так и белкового азота в зерне отмечено у короткостебельного Гибрида 1879/79,

Влияние уровня азотного питания на динамику накопления азота яровой пшеницей и озимой рожью

Представляло интерес изучить влияние уровня азотного питания на содержание и накопление азота растениями яровой пшеницы и озимой ржи. Условия азотного питания определяли как общие размеры использования азота растениями, так и потребление данного элемента питания в отдельные периоды вегетации (табл. 3, 4).

Таблица 3

Динамика накопления азота яровой пшеницей

(мг/сосул)

1980 г„ опыт 1

1981 г., опыт 2

Периоды онтогенеза

Сорта Полная спелость зерна

fl X « " я " R h Е . выход о трубку 1 Нн а а =1 ай 5 8 я S3 и я Зоа g с и Sun солома зерно дїі- 5 S О Ц <3

Московская-ЗЗ не 254 344 72 156 228

110 210 201 61 134

Ленинградка 116 229 222 73 138 211

0 -104 217 216 73 130 203

Ред [и id ер 126 218 210 80 123 205

104 '159 150 61 87 148

Роди па 136 270 266 83 .166 2d 4

1,15 216 210 56 144 200

Пе )нааы онтогенеза

Сорта. Полная спелость зерна

2 ь. «Л а Я Ь 5 о8; ;—Г ^ О ^ ^ С * чо о >» х О- о са £ и Щ => Э £ £ ч в 5 « и Оси Коп солома зерно '5 " 14 а о еч 3 ^ о » Й

•Московская-35 189 334 80 248 328

175 291 287 85 498 283

Лени игралка 193 332 326 90 231 321

170 295 289 00 192 282

Ред рнвер 223 326 319 85 225 310

158 214 236 82 147 229

Роаина 203 ЗЙ7 377 103 261 364

158 324 313 87 216 303

Московская-35 233 368 377 145 1 Э12 +57

196 380 397 113 272 385

73 Ленинградка 254 452 471 14А 321 461

194 337 401 117 274 391

Ред рнвер 273 445 490 160 324 484

170 327 38Э ИЗ 271 384

Родина 331 487 545 161 378 539

207 395 450 121 321 442

Московская-35 329 510 611 224 384 606

229 436 540 109 334 533

-125 Ленинградка 373 536 595 230 343 593

250 496 590 252 329 581

Ред р!шер 353 559 611 253 348 601

221 512 547 195 313 538

459 635 726 270 432 722

328 558 607 1В6 403 596

При учете размеров поглощения азота растениями яровой пшеницы н озимой ржи выяснилось, что основное количество данного элемента растения потребляли до фазы цветения.

Исследования показали, что в зависимости от доз удобрений и сорта обший вынос азота яровой пшеницей увеличился

Динамика накопления азота озимой рожью (мг/сосуд) 1982 г., опыт -1

Периоды онтогенеза

Copra Полная спелость зерна

о , О*» 3fs ^L ы В > о ч «2 1-= ЕС ЕС S 1 ^ ¿i CJ а Я я й 1 Ü т о S а § 5 U ¡5 J щ н со U О о ч к ч я о о а Q с о Й (J п солома зерно ÜS О й| СЗ

0 Октябрьская. 63 Восход-2 Чудпан Гибрид 214/73 Гибрид il'859/79 Гибрид 1879/79 86 £890 ai 80 89 160 164 158 150 160 170 188 192 191 185 179 193 180 187 188 173 165 189 65 52 50 47 47 44 106 133 135 ¡<У> 1Í0 133 171 185163 196 157 177

30 Октябрьская. 63 Вое ход-2 Чулпан ПЙрия 214/73 Гибрид .1350/79 Глбрвд 1379/79 167 173 191 184 175 1&0 340 Ш 360 340 346 350 390 393 418 388 390 307 383 390 417 390 388 389 150 149 113 U2 108 107 223 238 299 250 263 276 373 3&7 412 " 362 37.1 383

100 Октябрьская-63 Восход-2 Чулпан Гибрид 214/73 Гибрид 1859/79 Гибрид 1679/79 185 492 197 189 190 205 419 430 443 427 440 460 490 500 511 498 510 53! 4913 510 517 500 507 543 197 190 \2І Ш 4Є8 120 2S8 312 389 341 373 410 485 502 513 484 501 530

130 Окгябрьская-65 Восход-2 Чу.тпан Гибрид 214/73 Гибрид '1859/70 Гибрид 1679/79 212 227 218 239 214 211 165 527 566 535 492 569 380 637 650 676 612 672 562 640 680 681 619 680 258 239 152 174 157 168 330 392 524 493 451 496 588 6Э1 676 667 608 664

в фазе полной спелости на 1,4—3,6 раза и озимой рожью на 2,1—3,9 раза по сравнению с контролем. Наибольший вынос азота отмечен при высоком уровне азотного питания у сорта Родина и Гибрид 1879/79.

Таким образом, установлено, что сорт Родина и коротко-стебельные гибриды селекции НИИСХ ЦРНЗ как по урожаю зерна, содержанию обшего п белкового азота в зерне, так и по общему выносу азота урожаем не уступали районированным сортам, а сорт Родина н Гибрид 1879/79 в ряде случаев их превышали. ' -

• Изменение активности ннтратредуктазы в листьях яровой пшеницы и озимой ржи в онтогенезе в зависимости от уровня азотного питания

Одним из возможных подходов к диагностике уровня азотного питания и продуктивности использования азота растениями в течение вегетации может служить определение активности ннтратредуктазы в органах растения, т. е. интенсивность включения нитратного азота в обмен веществ растительного организма.

Изменение активности ннтратредуктазы в растениях яровой пшеницы и озимой ржи по фазам онтогенеза находится в зависимости от уровня азотного питания и отражает ход потребления растениями азота (табл. Г>, 6).

- В варианте без внесения азота (PK) и варианте с меньшей дозой азота {25 мг/кг почвы) отмечается низкая активность ннтратредуктазы в листьях яровой пшеницы в фазе выхода в

Таблица 3

Изменение активности ннтратредуктазы п листьях яровой пшеницы на.отдельных этапах развития в зависимости от уровня азотного питания (нА1 нитрита за 30 минут на 1 г сырой массы)

1980 г.. опыт I

1981 г., опыт 2

Доза азота мг/кг почвы Сорта Выход D трубку Цветение (Молочная спелость зерна

Московская-33 33 14 4

И 17 3

0 Ленинградка 30 23 3

34 13 4

Ред рнв-ер 28 16 3

36 20 I

Родина 48 26 Г>

51 28 5

Мое к о век а я-33 64 61 10

72 81 8

Ленинградка 49 33 9

39 42 6

Ред ривер 37 39 3

47 38 4

Родина 60 62 10

91 !)4 6

Доза зо-та мг/кг почвы Сорта Выход в трубку ' Цветение .Молочная спелость зерна

Московская-Зо ' , 116 170 12

80 186 14

75 Ленинградка 307 357 15

54 311 17

Pea ривер 236 218 20

87 189 15

Родша 228 360 13

92 210 16

Московская-35 - 227 259 24

190 233 14

123 Лени игралка 326 369 18

83 300 19

Ред рнвер 239 370 34

94 275 17

Родина 285 381 26

196 351 26

трубку, а к фазе цветения резко снижается н к фазе молочной спелости зерна практически.исчезает. В варианте без внесения азота (РК) и варианте с дозой азота 50 мг/кг почвы активность нитратредуктазы в' листьях озимой ржи поддерживалась на относительно высоком уровне в фазе выхода в трубку, к фазе цветения заметно' снижалась и практически исчезала к периоду восковой спелости зерна. Более высокий уровень активности нитратредуктазы отмечается в других вариантах с большими дозами азота. Высокий уровень активности фермента в листьях яровой пшеницы' приходится на фазу цветения, а в листьях озимой ржи — на фазу выхода в трубку. К фазе молочной спелости зерна в вариантах с двумя наибольшими из испытывавшихся доз азота произошло резкое снижение активности нитратредуктазы. Однако следует отметить, что активность фермента при этом сохранилась на достаточно высоком уровне, особенно в листьях озимой ржи.

Активность нитратредуктазы зависит не только от видовых особенностей растений и всех условий внешней среды, но и от сортовых особенностей культур.

Результаты наших исследований показывают значительные различия между сортами возделываемых культур по величине активности фермента. Наибольшей активностью фермента, на.

Изменение активности нитратредуктазы в листьях в онтогенезе озимой ржи в зависимости от уровня азотного питания (нМ нитрита за 30 минут на 1 г сырой массы) 1982 г., опыт 1

Доза Начало молочная восковая

азота і Сорта выхода в цветение спелость спелость

мг/кг трубку зерна зерна

ПОЧВЫ

Октябрьская-63 111 24 8 4

Восход-2 98 20 б 4

0 Чулпан 106 20 5 3

Гибрид 214/73 81 17 6 Л

Гибрид 1859/79 113 30 4 3

Гибрид 1*879/79 120 31 13 6

Октябрьская-65 181 89 33 5

Восход-2 156 72 19 5

50 Чулпан 166 76 30 12

Гибрид 214/73 158 78 24 10

Гибрид 1869/79 ■149 73 18 5

Гибрид '№79/79 172 88 31 13

Октябрьская-65 200 136 58 14

Восход-2 177 120 40 13

100 Чулпан 208 135 55 18

Гибрид 214/73 198 120 42 '13

Гибрид 1859/79 169 127 51 15

Гнбркд (1679/79 216 147 68 18

Октябрьская-65 213 135 61 16

Восход-2 191 130 47 11

150 Чулпан 233 :148 75 20

Гибрид 214/73 196 134 52 14

Гибрид 1659/79 217 142 68 17

Гибрид №79/79 233 148 76 23

всех стздиях роста озимой ржи характеризовался Гибрид 1879/79, а также сорт Родина и Ленинградка.

В связи с тем, что нитратредуктаза — индуцируемый нитратами фермент большое значение имеет определение взаимосвязи между активностью фермента н содержанием в листьях нитратов. Рассчитанный нами коэффициент корреляции между содержанием нитратов в листьях яровой пшеницы н уровнем активности фермента составляет +0,89 и -1-0,76.

В опыте с озимой рожью коэффициент корреляции между содержанием нитратов в листьях н уровнем активности фермента составляет +0,89. Следовательно, величина активности нитратредуктазы находится в прямой зависимости от концентрации нитратов в листьях, которая в свою очередь, определяется уровнем азотного питания и возрастом растений.

Найдена высокая положительная корреляция между активностью ннтратредуктазы в-отдельные фазы онтогенеза и количеством белкового азота в зерне яровой пшеницы (табл. 7),

Таблица 7 .

Коэффициент корреляции между активностью ннтратредуктазы в онтогенезе яровой пшеницы (по всем сортам) и содержание белкового азота в зерне

Перноды онтогенеза

Номер опыта выход в трубку цветение молочная спелость

1-й 2-й- +0,84 +0,62 +0,85 +0,42 +0,81 +0,90

Коэффициент корреляции между активностью ннтратредук-тазыв отдельные фазы онтогенеза и содержанием белкового азота" в зернё'озимон 'ржи в опыте 4 (табл. 8) указывает на определенную зависимость между активностью фермента в листьях и содержанием белкового'азота в зерне.

Таблица 8

Коэффициент корреляции между активностью ннтратредуктазы в онтогенезе озимой, ржи и содержанием белкового азота в зерне 1982<г., опыт 4

Сорта .... Периоды онтогенеза

начало выхода "в трубку таетенре молочная спелость зерна восковая спелость зерна

Октябрьская-65 +0,97 +0,98 ' +0.99 +0,92

Восход-2 +0,92 +0,95 +0,98 +0,96

Чулпан +0,99 +0.97 +0,99 +0,97

«Гибрид 214173 +0,89 +0,9-3 +0,97 +0,91

'Гибрид 1859/79 - +0,97 +0,98 +0,99 +0,97

■Гибрид 1879/79 +0,99 . +038 +0.98 +0,99

использование растениями яровой пшеницы и озимой ржи азота почвы и удобрений в зависимости от уровня 'с азотного питания

■ В исследованиях по выявлению сортовых особенностей использования азота удобрений, в т. ч. и сортами интенсивного типа, весьма результативно применение стабильного изотопа азота :

Применение аммиачной селитры, меченной в аммиачной и нитратной.группах, позволило определить суммарный коэфг

фнциент усвоёнйя растёниямн' яровой пшеницы и озимой ржи азота из аммиачной селитры.

Установлено, что коэффициент использования меченного ,bN азота аммиачной селитры зависит от доз удобрений. При внесении азота в дозе 25 мг/кг почвы коэффициент усвоения азота удобрений составил 65,8; 67,9; 64,6; 68,4 в опыте 1 и 63,1; 57,3; 59,3; 69,2% от внесенного в опыте 2 соответственно по сортам Московская-35, Ленинградка, Ред рпвер, Родина, а при внесении 75 мг/кг почвы в опыте 1 составил 53,2; 56,5; 61,0; 67,4, а в опыте 2 — 47,9; 47,6; 59,2; 60,0% от внесенного соответственно по сортам. При внесении 125 мг/кг почвы коэффициент усвоения азота удобрений составил 50,7; 53,9; 55,3; 64,8 в опыте 1 и 49,0; 53,3; 54,8; 58,3% от внесенного в опыте

Таблица 9

Использование яровой пшеницей азота почвы и удобрений

мг/сосу т

(г.;'Т„'______ ) 1980 г., опыт I; 198) i\, опыт 2

% от обшего выноса '

Яй R н с Показатели Mocitoe-ская-35 Лсчнш-грзлка Ред ривер Родина

ОЛЫТ 1 опыт 2 опыт 1 опыт 2 опыт -1 опыт о ■ ОПЫТ t опыт 2

0 ■всего, мг 228 195 211 203 205 148 254 200

23 всего,'м г .в т, Ч, ИЗ почвы из удобрений 328 216 283 201 321 236 282 210 310 229 229 15Й 364 278 зад 216

75 82 72 79 71 85 74 72 74 81 68 74 76 86 71 87

25 23 . 26 26 26 32 24 ■29

73 всего, мг -В Т. Ч. ИЗ ПОЧВЫ из удобрении 437 258 385 205 «U 219 391 212 54 179 484 255 3S4 162 530 286 442 217

36 53 180 31 212 53 229 42 222 53 233 49 225 ""¡Л"

44 47 16 46 47 38 47

125 всего, мг В Т. Ч. ИЗ почвы из удобрений 608 291 533 227 393 256 581 250 601 255 538 193 722 317 596 232

48 »17 43 306 13 337 43 333 42 346 58 36 343 44 105 39 364

52 57 57 37 64 56 61

2. Показано, что высокий-коэффициент использования азота отмечен у сорта Родина

Таблица 10 Использование озимой рожью азота почвы и удобрений , - мг/сосуд

Ч от общего выноса.> 1982 г" 0ПЫТ 4

Сорта

° Г Я * л ь- Й Я я § Чье Показатели л чэ(0 Е «я Б га <55 СЧ и о X з а X 14 С - г* £¡2 £ (М зе Гибрид [ 1879/79 |

0 всего, мг * * > 171 185 185 169 ■¡57 177

50 всего, мг 337 '387 4,12 362 371 383

в Т. ч. из почвы 177 222 237 210 200 213

51 57 58 58 54 56

из удобрений . 164 ,165 1.75 153 171 170

49 43 42 42 46 46

100 • всего, мг 4а5 5(И 513 484 501 530

в-т. ч, из почвы 214 226 221 21.1 134 2<М

44 45 43 .44 39 38

из удобрений 27,1 276 292 273 307 326

56 55 57 56 61 62

150 всего, мг 588 631 676 667 603 664

в т. ч. из почвы 24,1 250 260 277 222 230

4:1 .40 38 42 37 За

»из удобрений 347 381 416 390 386 434

59 60 62 58 63 65

Уровень азотного питания оказывал значительное влияние на использование растениями озимой ржи и баланс азота удо-бреннй. При внесении азота в дозе 50 мг/кг почвы коэффициент использования азота удобрений составил 65,6; 66,1; 70,0; 66,6; 68,2; 67,8% от внесенного, соответственно по сортам Ок-тябрьская-65, Восход-2, Чулпан, Гибрид 214/73, Гибрид 1859/79, , Гибрид 1879/79, а при внесении 100 мг/кг почвы — 54,1; 55,2; 58,3; 54,5; 61,3; 65,2% от; внесенного,- а в варианте с дозой азота 150 мг/кг почвы —46,2; 50,8; 55,4; 52,0; 51,5; 57,9% от вне. 16

сенного соответственно по сортам Октнбрьская-65, босход-15, Чулпан, Гибрид 214/73, Гибрид 1859/79, Гибрид 1879/79. Наибольший коэффициент использования азота удобрении отмечен у короткостебельного Гибрида 1879/79 по всем вариантам опыта. Таким образом установлено, что при соответствующем оптимальном уровне фосфорно-калнйного пнтапня коротко-стебельный сорт Родина и короткостебельный Гибрид 1879/79 озимой ржи способны продуктивнее усваивать повышенные дозы азота, повышая в первую очередь урожаи зерна, а не соломы, при этом не удлиняя вегетационного периода.

Применение азотных удобрений способствует минерализации органических азотистых соединений почвы, это приводит к увеличению использования растениями почвенного азота.

Из общего выноса азота урожаем яровой пшеницы в вегетационных опытах азот удобрений составил 24—58% и 26—64% соответственно в опыте 1 и 2 (табл. 9) и азот почвы —42—76 и 36—74% в зависимости от сорта и доз удобрений. В опыте 4 с озимой рожью на азот удобрений приходилось ог 42 до 65% от общего выноса азота урожаем, а на азот почвы — ог ЗГ> до 58% (табл. 10). Показано, что короткостебельиын сорт Родина и Гибрид 1879/79 способны в большей степени использовать как азот удобрении, так и почвы, чем остальные сорта.

Выводы

1. Результаты проведенных исследований показали, что сорт Родина и короткостебельные гибриды озимой ржи не только не уступали но урожайности, качеству зерна, уровню активности нитратредуктазы в листьях районированным сортом, но и в большинстве случаев их превышали.

2. Изменение активности нитратредуктазы в онтогенезе яровой пшеницы и озимой ржи находилось в соответствии с общим ходом потребления азота растениями. Наиболее высокий уровень ферментативной активности отмечается в фазу цветения у яровой пшеницы к в фазу начала выхода в трубку у озимой ржи. Высокий уровень активности фермента в листьях озимой ржи показывает, что ассимиляция нитратного азота наиболее интенсивно происходит на ранних этапах развития растений.

3. Уровень активности нитратредуктазы на отдельных этапах онтогенеза у яровой пшеиины и озимой ржи находится в тесной зависимости от количества внесенного в почву азота и размеров его потребления.

4. Высокий уровень нитратов отмечен в листьях молодых растений яровой пшеницы и озимой ржи, находящихся в фазе выхода в трубку. В последующих фазах наблюдается быстрое снижение концентрации нитратного азота в листьях.

Й. Установлена прямая зависимость между уровнем нитратного азота, активностью нитратредуктазы в листьях растений, с одной стороны, и величиной урожая и его качеством, с другой стороны.

6. Установлена, положительная корреляционная зависимость между содержанием нитратов в листьях растений и уровнем активности .нитратредуктазы. Высокая положительная корреляция отмечена между активностью нитратредуктазы в листьях яровой пшеницы на отдельных этапах онтогенеза и содержанием белкового азота в зерне.

7. Установлена прямая корреляция между содержанием нитратов и уровнем активности нитратредуктазы у всех испытываемых сортов озимой ржи в фазу выхода в трубку, цветения, молочной спелости и восковой спелости зерна.

8. Результаты проведенных исследований показывают, что 'уровень активности нитратредуктазы на отдельных этапах ^развития растений может служить достоверным показателем 'интенсивности и продуктивности использования азога удобре-лнй, и в качестве возможного селекционного критерия при создании высокобелковых и высокоурожайных гибридов.

9. Наши исследования показали, что коэффициент исполь; зования растениями |5М азота аммиачной селитры зависит от нормы удобрений и сортовых особенностей яровой пшеницы (47,6—69,2% от внесенного азота) и озимой ржи (46.2—71,2% ^ от внесенного). В целом из аммиачной селитры закрепилось в* опытах с яровой пшеницей 12,7—21,8%. а в опытах с озимой рожью 13,0—24,6%, а потери составили 14,3—29,5% н 11,8— 30% от внесенного азота соответственно в опытах с яровой пшеницей и озимой рожью.

Объем 1'Д п, л.

Заказ 2511.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К, Л. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44