Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И РОСТОРЕГУЛЯТОРОВ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений
Автореферат диссертации по теме "ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И РОСТОРЕГУЛЯТОРОВ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ"
ах рукописи
Исайчев Виталий Александрович
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И РОСТОРЕГУЛЯТОРОВ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ
Специальность: 06.01.04 - агрохимия
03.00.12 — физиология и биохимия растений
АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
■Я
Казань - 2004 а К Д^"
Ф"
Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия»
Научный консультант; доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
заслуженный работник высшей школы Российской Федерации
Костип Владимир Ильич
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Новоселов Сергей Иванович; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Гришин Геннадий Евгеньевич; доктор биологических наук, профессор Гордон Лев Хаймовпч
Ведущая организация — Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства
Защита состоится « А2) » 2004 г. в часов на заседании
диссертационного совета Д 220.035.01 при Казанской государственной сельскохозяйственной академии но адресу: 420011, г. Казань, Ферма-2, агрономический факультет, зал заседания ФМСХ
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанской государственной сельскохозяйственной академии
Автореферат разослан « »_
Ученый секретарь диссертационного совета, __/}
доктор биологических наук, профессор $ ^ Зо^/- В.М.Пахомова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЬОТЫ
Актуальность темы. Срсдне-Волжскнй регион занимает одно из первых мест по площади посевов зерновых и бобовых культур в Российской Федерации, однако резервы роста и продуктивности используются еще не в полной мере.
Современные сорта и гибриды сельскохозяйственных культур обладают высоким потенциалом продуктивности и для более эффективных путей повышения аграрного сектора экономики с экологической точки зрения в практику растениеводства следует отнести метод предпосевной обработки семян микроэлементами и регуляторами роста, которые вызывают активизацию метаболических процессов в растительном организме в исключительно малых дозах, способны защитить растение от стрессовых воздействий и патогенов, что является очень важным для формирования урожая (Школьник М.Я., 1974; Власюк П.Л., 1980; Пейве Я.В., 1980; Ягодин б'а„ 1990; Шевелуха B.C., 1999; Гайсин И.А. и др., 1999, 2000; Костин В.И. и др., 1997, 1998, 1999, 2000; Самуилов Ф.Д. и др., 1999, 2000; Кириллов А.Ф., 2001; Дозоров A.B., 2003; Тачан о в И.П., 2003).
В настоящее время возрастает роль исследований по разработке адаптивных технологий возделывания культур с высоким уровнем урожайности, с созданием оптимальных условий для бобово-ризобиалыгого симбиоза, с повышением устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды, снижением псстицидной нагрузки и улучшением минерального питания растений макро- и микроэлементами. Вместе с тем, комплексные исследования с применением микроэлементов, регуляторов роста и биологически активных веществ естест-г .шоп) происхождения для обработки семян сельскохозяйствешгых культур . доводились в условиях лесостепи Поволжья в недостаточной степени. Углубленное изучение данного направления необходимо для обоснования энергосберегающих технологий производства сельскохозяйственной продукции высокого качества и широкого их применения в производстве. Исключительно актуарное значение эта задача имеет в практическом растениеводстве с целью эффективного применения минеральных удобрений с выявлением антагонизма, синергизма, аддитивности и коэффициентов взаимодействия в онтогенезе растений.
Цель и задачи исследований. Изучить влияние предпосевной обработки семян гороха, озимой и яровой пшеницы пектином, микроэлементами и мела-феном для оптимизации продукционного процесса растений, устойчивости к неблагоприятным факторам среды и активизации бобово-ризобиалыгого симбиоза гороха в условиях лесостепи Поволжья.
В соответствии с поставленной целью были поставлены следующие задачи:
- изучить влияние факторов воздействия на
биохимических процессов при прорастании семян ЦНБ МСХА
фонд научной литературы
^ é-dzow
- изучить влияние предпосевной обработки семян микроэлементами и росто-регуляторами па посевные качества семян; опытных культур и активность почвенной микрофлоры;
- выявить влияние используемых факторов на фотосинтетическую деятельность посеиов опытных культур;
- определить динамику формированш и активности снмбиотического аппарата гороха, обеспечивающего наибольшую биологическую фиксацию молекулярного азота в зависимости от обработки семян;
- определить динамику содержания макро-, микроэлементов в течение онтогенеза растений;
- исследовать роль предпосевной обработки семян в развитии адаптационных реакций растений при действии неблагоприятных факторов среды;
- выявить связь некоторых физиологических процессов с урожайностью и качеством продукции и рассчитать коэффициенты взаимодействия между факторами воздействия;
- определить урожайность н качество продукции в зависимости от используемых факторов;
- провести производственную проверку и дать экономическую и энергетическую оценку эффективности изучаемых приемов в технологии возделывания озимой пшеницы, яровой пшеницы, гороха;
- провести широкие производственные испытания в учхозе УГСХА и хозяйствах Ульяновской области.
Научная новизна. Применительно к условиям лесостепи Поволжья на основе многолетних полевых и производственных опытов выявлены оптимальные сочетания микроэлементов и пектина с высоким взаимодействующим эффектом, установлена стимулирующая концентрация пектина и мелафена для обработки семян опытных культур с целью улучшения посевных качеств семян, наибольшего выхода продукции при наименьших затратах материальных и энергетических ресурсов. Впервые изучена физиологическая эффективность пектина в сочетании с микроэлементами на активность бобово-ризобиалыюго симбиоза гороха, на устойчивость озимых культур к неблагоприятным факторам среды, изучены закономерности влияния используемых факторов на поступление макро- и микроэлементов, урожайность и качество сельскохозяйственных культур.
Впервые установлено ростостимулирующее действие пектинов из ЛтагапЛик сгиепшз со средней молекулярной массой 14000-20000 у.е. на яровой, озимой пшенице и горохе, а также был изучен препарат нового поколения мелафеи (меламиновая соль бис(оксиметил) фосфиновой кислоты) в качестве фитогормона, обладающего полифункниональностью действия. Установлены корреляционные связи между физиолого-биохимическими процессами, урожайностью и качеством продукции.
Для определения взаимодействия факторов и выявления антагонизма, синергизма и аддитивности нами совместно с научным консультантом В.И.Костиным выведена формула:
где Каз - коэффициент взаимодействия; УТ — эффект от суммы факторов;
Р2, Гз, Р„ — действие изолируемых факторов; Если > (Б] + + Рз + ... + Гп), то наблюдается положительный синергизм. В том случае, если 1Р > (р! + Р2 - Р3 + ... - Р„), - положительный антагонизм. Если эффект от суммы факторов меньше суммы или разности действия изолирующих факторов, то, соответственно, рассматривается как отрицательный синергизм или антагонизм, хотя сам физиологический процесс может иметь положительный характер. При Км. = 0 наблюдается аддитивность.
Положения, вы нос н мы« на защиту.
- физиолого-биохимическая концепция использования пектина, мелафена и микроэлементов, интегральная схема механизмов по обработке семян сельскохозяйственных культур и формула по определению взаимодействия факторов;
- фотосинтетическая деятельность посевов онытньгх культур, минеральный, углеводный метаболизм, адаптивная реакция растений к неблагоприятным факторам среды, активизация бобово-ризобиалыюго симбиоза, повышение биологической фиксации азота и связь между фнзнолого-биохимическнми процессами, урожайностью и качеством продукции;
- биохимическая, технологическая, экономическая н энергетическая оценка выращенной продукции;
Практическая значимость. Предложенная производству система обработки семян обеспечивает более высокую урожайность сельскохозяйственных культур с хорошими качественными характеристиками зерна и семян. Данный агроприсм — экологически безопасный, малозатратный, повышает экономическую эффективность и конкурентоспособность зернового хозяйства в условиях рынка. Под действием используемых факторов выявлены физнолого-биохимические закономерности в течение онтогенеза, которые могут служить основой для управления процессами жизнедеятельности растений. Следовательно, они являются элементами адаптивных технологий возделываемых культур. Результаты исследований по примененшо используемых факторов прошли производственную проверку и внедряются в хозяйствах Ульяновской и Самарской областях, в учебно-опытом хозяйстве Ульяновской ГСХА и в республике Татарстан. Полученные данные используются в учебном процессе по курсам растениеводства> физиологии и биохимии растений, агрохимии и экологии для студентов агрономического факультета, а также для специалистов сельского хозяйства в институте повышения квалификации И агробизнеса.
Исследования проводились в соответствии с тематическими планами и программами Министерства сельского хозяйства РФ (номера Государственной регистрации № 06.9,200111.65, № 01 Кй0096.82) и являются составной частью плана научной работы Ульяновской ГСХА.
Апробация работы. Результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии (1993-2004 гг.); на научной конференции, посвященной 50-летию КСХИ (Киров, 1994); на Международной конференции, посвященной 150-летию П.А.Костычева (Рязань, 1995); на научно-практической конференции «Проблемы экологии Ульяновской области» (Ульяновск, 1997); на Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсо-э11ергосберегающие приемы и .технологии возделывания сельскохозяйственных культур» (Рязань, 1998); на пятой конференции «Новые перспективы исследования хитина и хитозана» (Москва, 1999); на Ш Международном симпозиуме «Новые нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущнно, 1999); на Международной конференции «Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 1999), на Межрегиональной научно-практической конференции «Экологические проблемы Среднего Поволжья» (Ульяновск, 1999); на III съезде Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 2000), на Всероссийской конференции «Химия и технология растительных веществ» (Сыктывкар, 2000); на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы мониторинга экосистем, антропогенно-нарушенных территорий» (Ульяновск, 2000); на конференциях молодых ученых (Ульяновск, 2001, 2002); па первой Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создание функциональных продуктов» (Москва, 2001); на шестой Международной конференции «Регулятора роста и развития растений в биотехнологиях» (Москва, 2001); на Всероссийской научно-практической конференции «Агр онкологические проблемы сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнет« агроокосистем» (Казань, 2002); на Международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2002); на Поволжской научно-практической конференции «Пути повышения качества зерна и продуктов его переработки» (Самара, 2002); на IV Международной научно-практической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Ульяновск, 2002); на Всероссийской яаучио-практической конференции «Роль средств химизации а повышении продуктивности агроэкосистем» (Уфа, 2003); на Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России» (Ульяновск, 2003); на Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создание функциональных продуктов» (Москва, 2003); на Международной научно-практической конференции «Современ-
пые технологии н системы производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Рязань, 2003); на Международной научно-практической конференции «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Воронеж, 2003); на Всероссийской конференции молодых ученых «Молодые ученые - агропромышленному комплексу» (Казань, 2004).
Под руководством автора защищены 2 кандидатские диссертации.
Публикацпil. Автором опубликовано72 научных работы, из них по теме диссертации 56.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 497 страницах компьютерного текста, состоит из введения, семи глав, заключения, выводов и предложений производству, включает 122 таблицы, 33 рисунка и 107 таблиц в приложении. Список литературы включает 792 наименования, в том числе 143 иностранных авторов.
2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА
Опыты проводили с 1993 г. по 2002 г. в лаборатории, полевых и производственных условиях с твердой яровой пшеницей сорта Безенчукская 139, с мягкой яровой пшеницей сорта J1-503, с горохом сортов Труженик и Таловец 70, с озимой пшеницей сортов Базальт и Волжская 16. Полевые опыты проводились на опытном поле Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии; производственные - в учхозе УГСХА, СПК «Родина» Цилышнского района, ООО «Новая жизнь» Цильнинского района Ульяновской области.
Полевые исследова!шя с твердой яровой пшеницей сорта Безенчукская 139 проводили с 1993 по 1995 гг., с мягкой яровой пшеницей JT-5Û3 с 1996 по 1999 гг., с горохом сорта Труженик с 1996 по 1998 гг., с сортом Таловец 70 с 199S по 2000 гг., с озимой пшеницей сорта Базальт с 1997-2002 гг., сорта Волжская 16-е 1998 по 2002 гг.
Почва опытного участка — чернозем выщелоченный среднемощный сред-несу глинистый со следующей агрохимической характеристикой: по содержанию гумуса она относится к малогумусным - от 4,3 до 4,8%; реакция среды в пахотном слое почвы слабокислая — рНмл. — 5,8-6,5, содержание подвижного фосфора повышенное - 105-150 мг/кг, обменного калия — высокое 137-200 мг/кг. Степень насыщенности основаниями составляет 96,4-97,9%, сумма поглощенных оснований 25,5-27,8 мг.-экв./100 г почвы.
Обеспеченность почвы используемыми микроэлементами низкая, молибденом- 0,1-0,2 мг/кг, марганцем - 25-40 мг/кг.
За годы исследований было проведено пять нолевых опытов по следующим схемам:
Схемы полевых опытов с яровой пшеницей.
Опыт JVs 1 - 1993-1995 гг., сорт Безенчукская 139:
1. Контроль; 2. Мо - молибден (молибдат аммония (КН^МоС!); 3, Мп — марганец (сульфат марганца МпЗОД 4. Молибден и марганец ((ЫН^МоО« + МпЗОД 5. МнгРтоК« - контроль; б. Фон + Мо - молибден ((ИНОзМоО«); 7, Фон + Мл - марганец (МпЗОО; 8. Фон + Молибден + марганец ((ЬГН^гМоСЬ + МП804).
Удобрения вносились под предпоссвную культивацию в дозе применяли рядковое удобрение при посеве в дозе Рн, внекорневые подкормки мочевиной в дозе N30 проводили в фазу начала колошения. Применяемые микроэлементы использовались в связи с низкой обеспеченностью их в почве, а также в связи с применением высоких доз азотных удобрений под твердую яровую пшеницу. Доза удобрений была рассчитана на запланированный урожай 4,0 т/га.
Опыт № 2 -1996-1999 гг., сорт Лютесценс 503:
1. Контроль; 2. Мо — молибден (молибдат аммония (ЫН^МоО.»); 3, Мп -марганец (сульфат марганца Мп304); 4. Молибден н марганец ((N1ІО2М0О4 + Мп504); 5. Пекши; 6. Пектин + Молибден; 7. Пектин + Марганец; 8. Пектин + Молнбдеи + Марганец; 9. ^¿РтоК« - контроль - фон; 10. Фон + Мо - Молибден ((ІМН^МоО^); 11. Фон + Мп - Марганец (МпЗОї); 12. Фон + Молибден + Марганец ((МН^МоО* + МпЗО^); 13. Фон + Пектин; 14. Фон +- Пектин + Молибден; 15. Фон + Пектин + Марганец; 16. Фон + Пектин + Молибден + Марганец.
Дозу удобрений рассчитывали на запланированный урожай 3,0 т/га, в качестве основного удобрения вносили аммиачную селитру, двойной суперфосфат, калийную соль локально перед посевом,
В опыте изучали действие пектина в комплексе с микроэлементами на продукционные процессы яровой пшеницы. Проводили исследования по эффективности применения минеральных удобрений и микроэлементов с применением природного росторегулятора — пектина с концентрацией 0,05%.
Схемы нолевых опытов с горохом.
Опыт № 1 - 1996-1998 гг.,сортТружеиик:
1. Контроль; 2. Ризоторфин (инокуляция семян активным штаммом ризо-бий); 3. Пектин; 4. Пектин + Ризоторфин; 5. Пектин + Молибден; б. Пектин -г Марганец; 7. Пектин + Молибден + Марганец; 8. Пектин + Молибден + Марганец + Ризоторфин.
В опыте были проведены исследования по влиянию пектина, микроэлементов и ризоторфина на симбиотическую и фотосинтетическую активность и формирование урожая гороха.
Опыт № 2 - 1998-200« гг., сорт Тал овен 70:
1, Контроль; 2. Пектин; З.Мелафен Ы0"8%; 4. Пектин + Ризоторфин; 5. Пектин + Молибден; б. Пектин + Марганец; 7. Пектин + Молибден + Марганец; 8. Пектин + Молибден + Марганец + Ризоторфин; 9. Пектин + Молибден + Ризоторфин (пектин + (№ ІО2М0О4 + инокуляция).
В опыте изучались приемы, отраженные в обосновании схемы опыта с горохом сорта Труженик. В данной схеме включен впервые новый препарат -мелафен, синтезированный в ИОФХ им. А.Е. Арбузова ЮГЦ РАН (г. Казань).
Мелафен — меламнновая соль бис(окснметил) фосфиновой кислоты, применяется в качестве регулятора роста и развития растений (патент Ки 2158735 СЛ). Действие препарата подобно действию цитокининов на энергетически 11 и метаболический обмен растений, вызывая эффекты в концентрациях на несколько порядков ниже, чем в применяемые регуляторы роста. Мелафен увеличивает интенсивность фотосинтеза, повышает скорость фотофос формирован и я (особенно циклического фотофосфорилнровання), поэтому этот препарат и был взят для изучения с новым перспективным сортом гороха Таловец 70 в сравнении с другими препаратами.
Схема полевого опыта с озимой пшешшеп.
Опыт 1997-2002 гг., сорт Базальт;
Опыт 1998-2002 гг., сорт Волжская 16:
]. Контроль; 2. Пектин; 3. Пектин ■+ Молибден; 4. Пектин + Марганец; 5, Пектин + Молибден +■ Марганец.
Эта схема предполагает, что в пятом варианте создаются оптимальные условия для повышения устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды, повышения криозахцнтных соединений, улучшения пищевого режима растений озимой пшеницы.
Все годы, в течение которых проходили исследования с яровыми культурами, по характеру увлажненности в период вегетации можно объединить в следующие группы:
1. Годы с влажным весепне-летним периодом: 1994, 1996, 1997,
2. Годы с засушливым периодом в июне-июле: 1998, 1999.
3. Годы с засушливым весенним периодом в мае: 1993,1995,
4. Год с равномерно выпадающими в течение вегеташш осадками (2000).
Для растений озимой пшеницы все годы исследований по характеру увлажнения и устойчивости снежного покрова можно объединить в следующие труппы:
1, Год с засушливым осенним, весенним, летним периодами- 1997-1998.
2. Годы с влажными периодами осенью, весной, летом, с устойчивым снежным покровом-1998-1999,2001-2002,
3, Год с влажным периодом осенью, с зимними оттепелями, с равномерно выпадающими осадками весной и летом - 1999-2000.
4. Год с влажным осенним периодом, с продолжительными зимними оттепелями, с засухой в июле -2000-2001.
Агротехника - общепринятая для зоны, норма высева гороха - 1,4 млн., яровой и озимой пшеницы - 5,5 млн.всхожих семян на 1 га, Семена твердой яровой пшеницы обрабатывались 0,5% растворами молнбденовокислого аммония, сульфата марганца из расчета 2 л на 1 ц семян, семена других опытных культур обрабатывались 0,05% растворами пектина, мол ибде ново кисло го ам-
моння и сульфата марганца. Обработку семян гороха мелафеном проводили в концентрации
В опытах применяли пектин с молекулярной массой 14000-20000 у.с., который был выделен в институте органической и физической химии им. Л.Е.Арбузова Казанского научного центра РАН из Amaranthus cruentus. В состав высокомолекулярного полисахарида входит галактуроновая кислота в свободной или этерифицированной форме, а также нейтральные сахара, галактоза, ксилоза, арабиноза, глюкоза, фруктоза. Использовали пектин как в чистом виде, так и с микроэлементами.
Инокуляцию ризоторфином и обработку пектином, молибденовокислым аммонием, сульфатом марганца проводили в день посева гороха.
В опытах проводили следующие наблюдения, учеты и анализы:
Определение энергии прорастания, лабораторной всхожести, массы 1000 семян согласно ГОСТАМ: ГОСТ 12038-84; ГОСТ 12041-82; ГОСТ-12037-81; ГОСТ 12036-85; определение по выделению пектина при прорастании их семян гороха и пшеницы на спектрофотометре КФК-3 в кювете с толщиной слоя 1 см карбозольным методом; активность а- и ß-амилаз но Б.П.Плешкову (1985), Л.И.Ермакову (1987); активность катал азы методом А.П.Баха и А.И.Опарина в изложении Б.П.Плешкова (1985); адсорбцию используемых микроэлементов из раствора — реитгенолюминесцентным методом на спектроскане-005; интенсивность дыхания при прорастании семян - по методу Варбурга в изложении Н.Н.Третьякова (1990); силу роста - методом морфофизиологической оценки проростков по М.И.Капинкевичу, Е.Е.Кристиной (1990); степень набухания семян по У.Руге в изложении О.А.Вальтера и Др. (1957); выращивание водных культур — по Г.А.Обуховой (1977); степень расходования питательных веществ при прорастании семян по О.А.Вальтеру 1957); общую численность и видовой состав бактерий рода Clostridium определяли па картофельных средах № 1 и 3 по методике, описанной в монографии Е,Н.Мишустина, В.Т.Емцева (1974); густоту стояния растений определяли по 2 рядка на учетных площадках в 3-х местах делянки с длиной рядка 111 см во всех повторениях опыта; фенологические наблюдения- согласно методике государственного сортоиспытания (ГОСТ 10842-64); растительные пробы на биометрический анализ отбирали с четырех повторностей каждого варианта по фазам роста и развития растений. Корневую систему откапывали вокруг мсталЛ1гческого цилиндра 25-50 см и отмывали ручным гидропультом. Корни отделяли от стеблей на уровне корневой шейки растений, подсчитывали количество и взвешивали клубеньки в пробе. Учитывали влажность органов растений и брали образцы на химический анализ. По данным биометрического анализа рассчитывали определение сухой массы по Н.В.ПилыциковоЙ (1990), динамику площади листьев - по Н.И.Третьякову, А.С.Лосевой (1990), фотоснптетический потенциал листьев и чистую продуктивность фотосинтеза - по формуле Кидде, Веста и Брнггса (А. А .Ни ч ипоро вич, 1961). Относительную скорость формирования листовой поверхности (RLGR) по формуле RLGR = (1пЛ2 - 1пЛ[) : п, где Ль Л2 - площадь
листьев 13 начале и конце учетного периода, п - число дней в учетный период. Относительную скорость прироста фитомассы RGR рассчитывали по формуле RGR = flnBj — InBj) : rt, где Вь Вг — масса сухого вещества в конце и начале учетного периода, п - число дней в данный период; содержание леггемоглобн-на в клубеньках было определено по методике С,С,Me лик-Саркисян (Г. С. Посыпан об, 1991); сим биотический потенциал и продолжительность бобо-во-ризобиального симбиоза рассчитывали по методике Г.С.Посьтаиова (1991); количество фиксированного азога было определено по активному симбиотиче-скому потенциал}'и удельной активности симбиоза (Г.С.Посыпанов, 199 ] ); азот - по Къельдалю (ГОСТ 13496-93), фосфор - ванадо-молнбдатным способом (ГОСТ 26657-97), калий - методом пламенной фотометрии (ГОСТ 30504-97); активность нитратредуктазы в листьях по Мульдеру, содержание нитратов в зерне - потенциометрическн (ГОСТ-Р50465-93); микроэлементы и тяжелые металлы — атомно-адсорбционным способом; йод - титрометрическим методом; содержание редуцирующий Сахаров в растениях — по Бертрану; определение связанной воды в растительном организме рефрактометрически по А.Ф.Марпнчик в изложении Ф.А.Сказкина и др. (1958); зимостойкость определяли подсчетом перезимовавших жизнеспособных растений на шести площадках по два рядка длиной 286 см на делянки, в 4-х повторениях; для определения прочности механических тканей применяли разрывную машину Р-10, для длинных образцов с А>100 определяли критическую силу по формуле Эйлера в изложении Александрова Л.В. (2002):
где Е - модуль нормальной упругости материала; - минимальный радиус инерции сечения, ми5; ц — коэффициент приведения длины образна ц = 0,5; е - фактическая длина образца, мм.
Для вычисления осевого сжатия брали короткие образцы и определяли предел прочности §пР. = Р/Э, где Р - нагрузка, соответствующая пределу прочности, кН; Б — площадь поперечного сечения образца, мм2; содержание белка по В.Г.Рядчикову (1978 (ГОСТ 10846-74), содержание клейковины и степень гидратации по Б.П.Плешкову (1978), качество клейковины — па приборе ИДК-1, фракционный состав белка - центрифугированием, аминокислотный состав -кислотно-щелочным гидролизом, далее на аминоанализаторе 1.КВ-410, клетчатку — методом Геннеберга и Штоммала (ГОСТ 13496.2-91), крахмал - по методике ГОСТ 26176-91, стекловидность — по ГОСТу 10987-76; расчет аминокислотного скора проводили по формуле;
мгв 1 г испытуемого белка - 100 АК = мг в 1 г аминокислотной шкалы , где АК - аминокислота; содержание незаменимых аминокислот в идеальном белке брали но шкале ФАО/ФОЗ; коэффициент взаимодействия факторов - по В.И.Костину н В.А.Исайчеву; коэффициент биологического поглощения (КБП) = С^з.р./С,п, где С„з.р. и С*п. — содержание элемента х, соответственно, в золе растений и
почве; анализ структуры урожайности но методике ГСИ (1983); оценка энергетической эффективности проводилась по совокупным затратам энергоресурсов на возделывание культур и накоплению потенциальной энергии в урожае основной и побочной продукции (С.И.Казаров и др., 1983, В.В.Коринец, 1985); экономическую оценку рекомендуемых приемов и обработки семян росторегу-ляторамн и микроэлементами рассчитывали по системе натуральных и стоимостных экономических показателей с использованием нормативов и расценок, принятых для производственных условий учхоза Ульяновской ГСХА.
Данные результатов исследований подвергались математической обработке с вычислением средней величины и ее ошибки по Г.Н.Зайцеву (1973), а также методом дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов (В.Л.Доспехов, 1985), на ПЭВМ с использованием Ехсе1-97, ЗшЬиса-б.О,
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Влияние пектина, мслафена и микроэлементов на систему фнзнол о го-биохимические процессов в семенах гороха н зерновых культур при их прорастании н активность почвенной микрофлоры
Для выращивания высоких и устойчивых урожаев с хорошим качеством продукции очень важно получить своевременные, дружные и полноценные всходы оптимальной густоты. Поэтому проблема стимулирования или ингиби-рования прорастания семян и происходящих в них ростовых процессов занимает важное место в современном растениеводстве и агрохимии.
Реакция семян на воздействие всех факторов: физической, биологической, химической природы имеет сходство эффектов. Разница в степени воздействия определяется проникающей способностью, количеством оставляемой в объеме энергии, быстротой дезактивации агента, т.е. подтверждается универсальность реакций (БатыгинН.Ф., Потапова С.М., 1978; Костин В.И., 1998).
Соотношение специфичности и универсальности в реакциях устойчивости демонстрирует рис 1. Каждый из факторов взаимодействует с соответствующими элементами субклеточной структуры (специфичность) или запускает одну из сигнальных систем, и система будет выведена из нормального режима (Удовенко Г.В., 1979. Таким образом, реакция происходит на уровне клетки по принципу «все или ничего» (универсальность).
Специфичность реакции Универсальность реакции
ФАКТОР п +......—--
Рис. 1, Специфичность и универсальность устойчивости растительного организма при действии стрессовых факторов: «+» - звенья в цепи метаболиче-
Одинаковый эффект
ских процессов, чувствительные к воздействию; «-»- процессы, на которые а1-ент не влияет.
Наши исследования по обработке семян пектином, мелафеном, микроэлементами согласуются с теорией 11.Ф.Батыгнна (1978), по которой воздействие этих факторов приводит к усилению начальных окислительных процессов ц предварительному накоплению эффекторов-триггеров.
Мы склонны рассматривать стимуляцию как результат ответной защитной реакции организма на действие любого раздражителя, в том числе и химического (рис. 2).
Рис. 2. Механизмы действия предпосевной обработки семян различными химическими факторами
В практике семеноводства нами впервые обнаружено ростосгим у лиру тощее действие пектинов АтагапИгш сгиемиз со средней молекулярной массой 14000-20000 у .е . на горохе, озимой пшенице, яровой пшенице. В результате изучения физиологического влияния пектина амаранта на семена различных сельскохозяйственных культур нами было обнаружено, что прорастающие семена сами способны выделять эндогенные пектины и процесс выделения их носит автоколебательный характер..
Процесс выделения пектинов семенами озимой пшеницы сорта Базальт характеризуется б-образ ной кривой в координатах: количество выделяемого пектина — время. Время «лаг-фазы» при температуре 20°С составляет около 4 часов, происходит интенсивное выделение, а затем наступает равновесие, характеризующееся равновесной концентрацией: 1,4 г пектина на 1000 г семян (рис. 3).
Время, час
Рис. 3. Зависимость концентраций пектина от времени выдержки в воде озимой пшеницы сорта Базальт (длина волны 520 им)
Детальное исследование процесса выделения пектинов из семян горохз при прорасташш показало, что процесс выделения имеет з-образный вид и амплитуда его уменьшается за 7 часов (рис, 4).
Рис. 4. Зависимость концентраций пектина от времени выдержки гороха сорта Таловец 70 в воде (длина волны 520 им)
Слизи семян гороха являются В-галакто-О-ма) ¡панами; в зависимости от источника выделения соотношение моносахаридов в этих полисахаридах различно, однако их молекулы построены по одному плану: они содержат цепи (I), состоящие из Р(1-4)-связанных остатков маннозы, к которым (1-6)-связями присоединены через разные интервалы боковые цепи, состоящие из одного остатка а-И-галактозы. Некоторые слизи этой группы содержат в небольшом количестве остатки О-галактопиранозы в виде состоящих из одного моносахарид«ого остатка боковых цепей:
4)-р-0-МапрЧ 1 ■ б
1
а-О-ваІр
> 4)-р-0-Мапр-(1-
- 4)- р-0-Мапр-( 1 —»4)-р -Е)-Мапр-( 1 — 4>р-Э-. б Т
а-О-ваІр (1)
Другая группа нейтральных слизей (ассоциированных с кислыми полисахаридами) выделена из семян пшеницы и состоит то вы со коразветв ленных а-арабино-О-ксиланов, Эти слизи (2) построены из (Ц1 -4)-связанных остатков О-ксилозы, к которым через нерегулярные промежутки присоединены а-(1-3)-связью остатками а-Ь-арабішо-фуранозы:
4)-р-Б-Ху1р-(1-
■*4>р-О-Ху1р-0-3 Т
а-Ь-АгаГ
+4)-р-О-Ху]р-0-
+4)-р.О-Ху1р-{1-3
Т
а-Ь-АгаГ
+4)-р-0-Ху1р-
(2)
Структуры образующих молекулу пектина моносахаридов могут отличаться друг от друга, как конфигурацией функциональных групп, так и кон-форманией пиранозпых колец и ориентацией а-связей. Химические и физиче-
ские свойства пектинов, их биологическая активность определяется не только химическим составом и последовательностью мономерных звеньев в главной и боковых цепях (первичной структурой), но и конфигурацией (вторичной структурой) и взаимной ориентацией макромолекул (третичной структурой).
В наших исследованиях установлен положительный эффект предпосевной обработки на скорость адсорбции микроэлементов в семена с участием пектина. При набухании семян происходит массовый ток используемых катионов марганца и анионов молибдата, т.е. данные ионы получают возможность активного транспорта через оболочку семян в эндосперм у зерновых и семядолей гороха с массовым потоком воды. Об этом свидетельствуют данные, полученные при использовании рентгено-томинесцентного метода на спектроска-не-0,05 (табл. 1).
Таблица 1
Адсорбция молибдена И марганца в семена гороха и зерновых культур при _их обработке водным раствором микроэлементов, мг/кг_
Вариант Мзрганец Молибден
Горох (сорт Таловец-70)
Контроль (НіО) 19,22-10,89 1 1,41±0,08
Мп+Мо 54,90±І,76 1 3,72±0,11
Пектин+ Мп +Мо 68,7б±1,92 і 3,83±0,12
Яровая пшеница (сорт Л-503)
Контроль (Н20) 47,59±1,17 2,01 ±0,77
Мп+Мо 102,Зі 1,24 4,85±0,92
ПектинМп +Мо 108,811,37 4,93 А 0,8 8
Озимая пшеница (сорт Базальт)
Коїпроль (IЬО) 44,7*1,14 3,12±1,10
Мп+Мо 200,7± 1,3 7 4,72±1,21
Пектин+ Мп +Мо 208,7±1,30 5,11*1,19
Пектин усиливает процесс адсорбции, в связи с чем содержание марганца в семенах гороха увеличивается на 25,2%, молибдена на 2,9%, соответственно у яровой пшеницы сорта Л-503 - па 6,3% и 1,6%, у озимой пшеницы сорта Базальт - на 3,9% и 8,3%. Это связано с тем, что при иабухашш семян эндогенные пектины начинают из семени переходить в раствор, а экзогенные, наоборот, переходят в семена и активно переносят ионы, т.е. пектин как бы выполняет роль переносчика.
Под воздействием пектина, микроэлементов и мелафена изменяется степень набухаемости семян при их прорастании.
Максимальное поступление воды наблюдается после шести часов намачивания семян в варианте Пектин+Мо+Мп, что выше контроля у гороха на 7,0%, яровой пшеницы — на 8,8%, озимой пшеницы — на 6,3%. Активное поступление воды в семена происходит потому, что пектин, имеющий углеводную
природу-, является хорошим пролоигатором, обеспечивающим длительное воздействие микроэлементов па поверхности семян и в растительных тканях.
В семенах гороха под влиянием пектина и мелафена в отдельности происходит некоторое снижение степени набухаемости по отношению к контролю, но с применением микроэлементов молибдена и марганца в среднем за динамику намачивания данный показатель возрастает на 1,3-2,7%, а при совместном их использовании — на 5,4%, Среди используемых факторов при воздействии на набухаемость семян гороха пектином и микроэлементами проявляется положительный антагонизм действия с Кв = 0,72.
"У зерновых культур проявляется несколько иная зависимость по действию данных веществ на процесс водопоглощения семени.
У озимой пшеницы сорта Базальт в среднем набухаемость в опытных вариантах увеличилась по отношению к контролю на 0,4-5,1%. В варианте сочетай к ого действия пектина и солен микроэлементов наблюдается водопоступле-пие в большей степени. Характер взаимодействия проявляется в форме отрицательного синергизма с К„ = -0,37. Результаты исследований показали, что у семян яровой пшеницы максимальное поступление воды проявляется в вариантах сочетанного действия молибдена и марганца, а также с применением данных солей с пектином и, что выше контроля на 5,5-9,6%,
Основным показателем глубоких физиолого-биохимических процессов в прорастающем зерне является активность амилаз, которые расщепляют гранулы крахмала с .образованием декстринов и Сахаров. Предпосевная обработка семян используемыми факторами увеличивает активность амилаз по отношению к контрольному варианту. В семенах твердой яровой пшеницы в варианте Мо+Мп происходит интенсивный гидролиз крахмала в течение указанных суток из-за высокой активности а+Р-амилаз, которая была выше кошроля на 2-е сутки на 61,5%, на 3-й сутки —на 52,7%, па 4-е сутки - на 38,2%, на 5-е сутки -па 36,2%, на 6-е сутки - на 12,5%.
Анализируя активность амилаз в динамике с использованием пектина и микроэлементов установлено, что высокая активность как у яровой, так и у озимой пшеницы приходится на 3-й сутки и достигает максимума в варианте Пектин+Мо+Мп, что выше контроля на 10,6% у яровой пшеницы, на 7,8% - у озимой пшеницы. В дальнейшем происходит снижение активности амилаз под воздействием используемых факторов из-за активного гидролиза крахмала при прорастании семян изучаемых культур.
Сравнительные данные по интенсивности дыхания семян с использованием изучаемых факторов для обработки семян показали, что используемые Препараты регулируют энергетический метаболизм проростков яровой пшеницы, обладают физиологической активностью, создавая благоприятный энергетический баланс.
Пектин ц микроэлементы, увеличивая скорость процесса дыхания, необходимы для запуска и регуляции физиологических программ. Сам процесс потребления кислорода проростками данной культуры имеет волнообразный ха-
рактер. В первые сутки потребление кислорода наблюдается в большей степени в варианте Нектин+Мо+Мп и выше контроля за первый час на 12,4%, на второй час - на 5,5%. Следует отметить, что под действием отдельных факторов происходит некоторое снижение н ингибирование процессов дыхания, в т.ч. и на 2-е сутки в начальное время одного часа. 11а третьи сутки интенсивность дыхания достигает максимума, особенно в вариантах пектина с микроэлементами и была выше контроля за первый час на 3,6-22,3%, на второй час - на 15,0-23,3%. Максимальные показатели по дыханто па третьи сутки наблюдаются в варианте Пектии+Мп.
На основании корреляционного анализа установлена тесная связь по типу параболы между процессами дыхания я каталазной активности в семенах (г| = 0,56-0,59, Д = 31,1-35,9%) и набухаем остью семян = 0,62-0,74, Д = 37,954,9%).
Индикатором интенсивности и продуктивности общего обмена является катал аз пая активность при прорастании семян.
Результаты нанпгх исследований показали, что наибольшая активность каталазы наблюдается у яровой пшеницы к концу вторых суток прорастания, а у озимой пшеницы - на начало третьих, а затем происходит инактивация данного фермента. Максимум физиологической активности данного фермента совпадает с максимальными значениями амилазы и дыхания в данное время прорастания семян, что безусловно влияет позитивно на метаболизм в растительном организме.
В дшпюе время в варианте Пектии+Мо+Мп активность каталазы выше контроля у яровой пшеницы на 8,2%, у озимой пшеницы-на 15,9%.
Первоначальные изменения, возникающие в семенах после обработки, приводят к процессам, связанным с интенсивностью и направленностью обмена. Эти процессы, осуществляемые на ранних стадиях развития растення в период его наибольшей пластичности и восприимчивости, могут оказать решающее влияние на прохождение дальнейшей стадия развития взрослого организма.
Под влияиием данных веществ происходит увеличение энергии прорастания семян яровой пшеницы на 4,9-13,0%, озимой пшеницы — на 5,2-5,6%, гороха — на 5,0-12,6%. Лабораторная всхожесть семян повышается на 2,2-4,1%, сила роста увеличивается на 4,3-5,0%, полевая всхожесть повышается на 6,012,0%. В результате этих процессов происходит переход проростков от гетеротрофного типа питания к автотрофному.
Установлена положительная корреляция лабораторной всхожести с полевой (г = 0,62-0,85), соответственно и энергии прорастания (0,72-0,84) у твердой яровой пшеницы сорта Безенчукский 139.
Пектин, мелафен и микроэлементы стимулируют ростовые процессы в проростках опытных культур, а именно: увеличивается длина ростка яровой пшеницы н гороха па 9,4-9,9%, озимой пшеницы - на 36,6%, увеличивается
длина зародышевых корешков яровой пшеницы н гороха па 2,5-5,0%, озимой пшсшшы - па 27,5% (рис. 5,6).
На основании математической обработки установлено, что в 1996 г. взаимосвязь между урожайностью и полевой всхожестью яровой пшеницы сорта Л-503 была сильнее по сравнению с последующими годами исследований (Я=0,62-0,б4). В другие годы корреляционное отношение между полевой всхожестью и урожайностью находилось на уровне 0,5-0,55, исключение составил 1997 г на минеральном фоне Я=0,34, т.е. математическая обработка показывает, что урожайность на 50% зависит от полевой всхожести данной культуры.
§ 10
0,5 0,1 0,05
Концентрация, % □ Пектин В Мо+Мп В Пекткн+Мо+Мп
Рис, 5. Влияние пектина и микроэлементов на длину зародышевых корешков яровой пшеницы сорта Л-503, см
Концентрация, % □ Пектин ПМо+Мп НПектин+Мо+Мп
Рис. 6. Влияние пектина и микроэлементов на длину проростков яровой пшеницы сорта Л-503, см
Паши исследования показывают, что пектин существенно стимулирует размножение бактерий рода СЛозШсПшп и ризосфере озимой пшеницы. Предпосевное замачивание семян озимой пшеницы в растворе пектина в концентрациях 0,01%, 0,05%, 0,1% и микроэлементов (Мо+Мп) 0,05% увеличивают численность маслянокислых бактерий с 68,0 на контроле до 130,0-1250,0 тыс. в 1 г почвы в зависимости от концентраций пектина, высокие концентрации которого увеличили численность маслянокислых бактерий на 1-1,5 порядка. Более высокая контрастность наблюдалась в видовом составе бактерий рода С1о$1пс1шт. Комплексное применение амарантового полисахарида в концентрациях 0,05%, 0,1% с микроэлементами повышало численность С1.раз1епапиш до 360-375 тыс./г почвы. Меньший уровень варьирования в численности клеток О.ЬШупсшп от 78,0 тыс. на 1 г на контроле до 360,0-420,0 тыс./г в различных вариантах с пектином. В большей степени положительно реагировали на обработку семян пектином ацетобутяловыс бактерии, численность их возрастала с 7,2 на контроле до 180,0-270,0 тыс./г ризосферной почвы.
Суммарная численность пектинолитических бактерий была выше на обработке с пектином в концентрации 0,1% и составила 77,2 тыс./г ризосферной почвы, что в 5,3 раза выше контроля.
Таким образом, анализ внутренних факторов, определяющих рост и развитие растений, а также их изменения в результате предпосевной обработки семян показывает^ что в основном эти изменения интерпретируются и фиксируются в процессе прорастапня. Микроэлементы п фиторегуляторы усиливают первичные ростовые процессы, способствуя ускоренному переходу растений от гетеротрофного типа питания к автотрофному, что очень важно в условиях неустойчивого увлажнения лесостепи Поволжья.
3.4. Продукционные процессы сельскохозяйственных культур в зависимости от предпосевной обработки семян росторегуляторами
н микроэлементами
Одним из наиболее подвижных показателей роста и продукционного процесса является развитие листовой поверхности. Предпосевная обработка используемыми препаратами способствует увеличению ассимилирующей, поверхности листьев яровой пшеницы за вегетацию на неудобренном фоне на 20,1-21,6%, на удобренном - на 16,7-25,3%, озимой пшеницы - на 24,1-55,6%, гороха на 10,4-12,4%.
Формирование урожая зависит не только от площади листьев, но и от времени их функционирования, в связи с этим был рассчитан фотосинтегиче-ский потенциал (ФСП). Этот показатель изменялся в зависимости от площади листьев и продолжительности их функционирования по годам исследований и периодам онтогенеза. Фотосинтетический потенциал является обобщающим показателем, характеризующим эффективность действия всего комплекса технологических приемов.
Обработка семян повышает фотосш ¡тстнчес к ï riî потенциал листьев яро-вон пшеницы на фойе без удобрений на 19,1-20,8%, на фоне с минеральными удобрениями - ira 23,6-53,1%, озимой пшеницы на 6,8-34,8%, гороха на 17,018,4% (тибл.2).
Сформированный фотосинтетическиц потенциал может работать с различной активностью. Для характеристики интенсивности формирования листьев нами была рассчитана относительная скорость формирования листового аппарата (RLGR), которая показывает увеличение ассимиляционной поверхности листьев в расчете на единицу площади их за сутки.
Установлено, что активный рост листьев зерновых культур наблюдается до фазы выхода в трубку, когда наряду с ростом старых листьев происходит образование новых. Темпы формирования листового аппарата в течение вегетации данных культур замедляется, па это указывает снижение RLGR в период колошения н молочной спелости.
Таблица 2
Влияние пектина и микроэлементов на фотосшггетический потенциал листьев озимой пшеницы, мдн.мг*дп./га (среднее 1999-2001 гг.)
Варианты Фенологические фазы
выход в трубку | колошение молочн. спелость | 2 ФСП
Сорт Базальт
Контроль 0,127 0,306 0,306 0,739
Пектин - 0,179 0,406 0,372 0,957
П+Мо 0,165 0,364 0,335 . 0,864
П+Мп 0,232 0,532 0,449 ■ 1.213
П+Мо+Мп 0,209 0,430 0,385 1,024
Сорт Волжская 16
Контроль 0,184 0,503 0,444 1,131
Пектин 0,196 0,556 0,457 1,209
П+Мо 0,265 0,713 0,547 1,525
П+Мп 0,240 0,627 0,470 1,337
П+Мо+Мп 0,258 0,624 0,489 1,371
Микроэлементы на неудобренном фоне яровой пшеницы Безенчукская 139 повышают иИХЖв фазу кущения на 5,05*10 -14,2-Ю"5 смг/см2 за сутки. 11а удобренном фоне .в данную фазу происходит равномерная относительная скорость формирования листовой поверхности как на контроле, так и в опытных вариантах, но с переходом растений к репродукции наблюдается гибель листьев с увеличением данного показателя в вариантах с микроэлементами па 31,839,7% в фазу молочкой спелости. На неудобренном фоне данный процесс на-
чинается в фазу колошения в связи с тем, что используемые факторы ускоряют отток метаболитов в колос.
С применением пектина и микроэлементов максимальный на не-
удобренном фоне яровой пшеницы Л-503 в фазу выхода в трубку и выше контроля на 5,4-10,9%, на удобренном фоне - в фазу кущения и выше контроля на 4,7-5,9%, в остальные фазы происходи т уменьшение данного показателя как на контрольных, так и в опытных вариантах.
В растениях озимой пшеницы у обоих сортов закономерность по ЯЬОЛ аналогичная с яровой пшеницей. Максимальный показатель выражен в фазу выхода в трубку у сорта Базальт в варианте Псктип+Мо^Мп, а у сорта Волжская 16 — ввариантсс пектином.
Установлено, что темпы формирования листового аппарата к завершению вегетации снижаются, на это указывает снижение суточных приростов в период колошения до 2,7 раз у сорта Базальт и до 1,9 раз у сорта Волжская 16 в варианте Пектин+Мо+Мп. Следует указать на то, что в опытных вариантах происходит более интенсивное отмирание листьев нижнего яруса, то есть изучаемые нами вещества способствуют активному транспорту ассимилятов в генеративные органы растений.
Одним из показателей продукционного процесса является накопление сухой биомассы в растительном организме.
По всем показателям - сухой массе, площади листьев - получены достоверные различия, что указывает на связь метаболических и формообразовательных процессов в течегше вегетации опытных культур.
В наших исследованиях на основе корреляционного анализа установлена связь между данными показателями: у яровой пшеницы коэффициент корреляции равен 0,94, у озимой пшеницы связь выражена по типу параболы и корреляционное отношение у сорта Базальт равно 0,88, а у сорта Волжская 16 — 0,87.
Предпосевная обработка семян используемыми факторами увеличивает накопление сухой биомассы в растениях яровой пшеницы па неудобренном фоне на 24,3-36,1%, на удобренном - на 44,2-80,5%, озимой пшеницы - на 25,639,3%, гороха - па 4,5-5,4%.
Для установления закономерностей динамики роста и транспорта ассимилятов определяли относительную скорость прироста фитомассы (1ЮК) опытных культур.
Результаты исследований показывают, что в среднем за годы исследований при колошении относительная скорость прироста фитомассы стеблей превышает ИСК листьев. В опытах с яровой пшеницей на неудобренном фоне ИХ}Я стеблей больше НСЛ листьев в 3,44-13,73 раза, на фоне с макроэлементами в 1,04-2,03 раза, в растениях озимой пшеницы у сорта Базальт — до 2,1 раза (Пек-тин+Мо), у сорта Волжская 16 - до 1,9 раза (Пектин+Мо+Мп).
В фазу молочной спелости интенсивность роста стеблей снижается, листья отмирают и прирост фитомассы происходит в основном в репродуктивных органах в связи с активным транспортом ассимилятов от донора к акцептору.
Максимальное накопление КСЛ в колосьях яровой пшеницы Безе и чу к-ская 139 выражено в варианте Мо+Мл на фоне без удобрений — на 11,8 мг/г за сутки, на фоне с макроэлементами - на 7,4 мг/г за сутки. Аналогично в варианте Пектин+Мп в данную фазу озимой пшеницы колосьев возросла до 9 мг/г в сутки у сорта Базальт и до 20 мг/г в сутки у сорта Волжская 16 относительно контроля. Однако следует отметить, что на минеральном фоне яровой пшеницы в варианте Мо+Мп н у обоих сортов озимой пшеницы в вариантах с используемыми факторами интенсивность роста стебля ниже, чем на контроле. Как указывает М.Х.Чайлахян (1958), ослабление вегетативного роста в этот период стимулирует цветение и плодоношение.
Рост и фотосинтез составляют основу единого продукционного процесса, то есть основным показателем фотосинтетичсской продуктивности растений является накопление ими сухой массы в пересчете на единицу листовой поверхности за определенный период, т.е. чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) представляет собой комплексный параметр, который варьирует в зависимости от фаз роста и развития культур и агроэкологических условий.
Под влиянием используемых факторов происходит повышение чистой продуктивности фотосинтеза твердой яровой пшеницы на неудобренном фоне па 3,06 г/м2-сутки, на удобренном - на 4,09 г/м2-сутки, озимой пшеницы - на 4,2-5,5 г/м2'Сутки, гороха — на 0,5-0,8 г/м2-сутки, яровой пшеницы сорта Л-503 на 1,45 г/м2-сутки на фоне без удобрений и на 2,05 г/м2 сутки на фоне с удобрениями.
В наших исследованиях на основании корреляционного анализа установлена связь ЧПФ с урожайностью гороха по типу параболы и криволинейная зависимость имеет корреляционное отношение г; = 0,42.
В растениях озимой пшеницы сорта Базальт коэффициент корреляции составляет 0,62. Аналогичная зависимость ЧПФ установлена от площади листьев озимой пшеницы: у сорта Базальт г = 0,78 в фазу колошения, у второго сорта - в фазу выхода в трубку (г = 0,68), в фазу колошения г - 0,8, в фазу молочной спелости г = 0,48.
Установлена прямолинейная зависимость урожайности от накопления сухой массы у сорта Базальт в фазу выхода в трубку г = 0,78, у сорта Волжская 16 в фазу выхода в трубку г = 0,49, в фазу колошения г = 0,53, в фазу молочной спелости г = 0,93; от площади листьев у сорта Базальт в фазу выхода в трубку г = 0,51, в фазу колошения г = 0,58, в фазу молочной спелости г = 0,63; у сорта Волжская 16, соответственно, г = 0,8, г = 0,86, г = 0,75; от чистой продуктивности фотосинтеза у сорта Базальт в фазу выхода в трубку г = 0,71, в фазу колошения г = 0,71, в фазу молочной спелости г = 0,54; у сорта Волжская 16 в фазу колошения г = 0,94, в фазу молочной спелости г = 0,48.
Таким образом, предпосевная обработка используемыми факторами приводит к стимуляции ростовых и продукционных процессов опытных культур, повышает транспорт ассимилятов при созревании культур, что в конченом итоге приводит к увеличению урожайности сельскохозяйственных растений.
Одним из показателей продукционного процесса для гороха является активизация сим биотического аппарата.
Инокуляция семян совместно с применением пектина и микроэлементов оказывает существенное влияние на величину симбиотического аппарата, максимальные показатели по массе активных клубеньков были выявлены в варианте Пектин+Мо+Мп+Ризоторфин, что выше контроля в фазу стеблевания на 22 кг/га, в фазу бутонизации — на 34 кг/га, в фазу цветения - на 33 кг/га.
В наших опытах клубеньки образовывались на 11-20-й день после всходов в зависимости от метеорологических условий.
Установлено, что в растениях гороха под влиянием пектина, микроэлементов и ризоторфина происходит интенсивное образование красного пигмента - леггемогяобипа (Лб), который обеспечивает кислородом энергетические центры и способствует высвобождению энергии для фиксации азота воздуха. В начале фазы налива семян клубеньки начинают зеленеть за счет перехода дегте-моглобина (Лб) в холеглобин (Хб) и через 2-4 дня клубеньки отмирали.
Благоприятные гидротермическио условия в 1996 и 1997 гг, оказали положительное влияние на продолжительность общего симбиоза гороха, который за эти годы составил 34-36 дней, при этом длительность активного симбиоза — 22-30 дней соответственно. Метеорологические условия 1998 г. характеризовались более высокой среднесуточной температурой (18,3°С) и незначительным выпадением осадков (77,5 мм) в течение вегетационного периода, что оказало негативное влияние па продолжительность общего симбиоза гороха, которая составила 21 день, активного —16 дней.
Наибольший общий симбиотический потенциал (ОСП) и активный сим-биотический потенциал (АСП) па посевах гороха в среднем за 1996-1998 гг. отмечался в варианте Пекпш+Мо+Мп+Ризоторфин, что выше контроля на 581 кг-суток/га и 597 кг-суток/га (табл. 3).
Таблица 3
Общий и активный симбиотический потенциал гороха сорта Труженик, ____ кг-суток/га (1996-1998 гг.) __
Годы К Риз. П П+ П П+ П+Мо П +Мо
Риз. +Мо Мп +Мп +Мп+Риз.
ОСП
1996 2232 2579 2593 2748 2733 2778 2902 3007
1997 3572 3789 3705 3915 3815 3910 3985 4033
1998 651 655 665 671 707 699 708 1159
Среднее 2152 2341 2321 2445 2418 2462 2532 2733
АСП
1996 1322 1678 1672 1805 1814 1867 1956 2025
1997 2354 2597 2593 2810 2744 2805 2878 2954
1998 336 384 375 408 427 424 456 784
Среднее 1337 1553 1547 1674 1662 1699 1763 1934
На основании множественной корреляции установлено, что активный симбиотический потенциал имеет тесную связь с массой активных клубеньков в фазу цветения г = 0,97, О = 95,1%, У = -915,08 + 585,4х} (х - масса активных клубеньков в фазу цветения).
По фенофазам гороха в варианте Пектин+Мо^Мп+Ризоторфин содержание Лб было выше хонтроля на 0,5-0,9 мг/г сырых клубеньков.
Для определения симбиотичсской азотфиксашш нами была определена удельная активность симбиоза. В посевах гороха УЛС в г/кг сутки составила: 1996 г. - 32,7 г/кг в сутки, 1997 г. - 33,8 г/кг в сутки, 1998 г. - 31,5 г/кг в сутки. Используя значение АСП и УАС за межфазные периоды и за вегетацию, нами было рассчитано количество фиксированного из воздуха азота в каждом варианте. Количество фиксированною азота за вегетацию равно произведению УАС и АСП (рис. 7).
I 120
* 100
3 80
I 60
| 40-
а,
§ 20-
X
0 0
1 2 3 4 5 6 7 8
□ 1996г. □ 1997г. И1998 г.
1 -Контроль; 2 -Ризоторфин, 3 - Пектин,4 - Пектин + Рл}., 5 -Пектня*Мо, б - Пектин+Мп, 7—Пектин+Мо+Мп, 8 - Пектин + Мо+Мп+Риэ,
Рис. 7. Количество фиксированного азота посевами гороха сорта Труженик,
кг/га, (1996-1998 гг.)
Во все годы исследований независимо от метеорологических условий максимальное значение азота было усвоено в варианте Пек-тин+Мо+Мп+Ризоторфян. В 1996 г. в данном варианте фиксировано 66,2 кг/га, в 1997 г. - 101,1 кг/га, в 1998 г. - 24,5 кг/га. В этом варианте в среднем за 19961998 гг. количество фиксированного азота было выше контроля в 1,44 раза.
На основании множественного корреляционно-регрессионного анализа обнаружена высокая связь между содержанием леггемоглобнна в клубеньках в фазу цветения и фиксированным азотом в почве г = 0,98, П = 94,7%, У = -31,0 + 19,63хз (хэ — содержание леггемоглобнна в клубеньках в фазу цветения).
Таким образом, в региональных условиях лесостепи Поволжья горох формирует недостаточно большой активный симбиотический потенциал из-за короткой продолжительности активного симбиоза. Применение пектина, ризо-торфина и микроэлементов повышает активность симбиоза, увеличивает его продолжительность, что имеет большое значение для продукционного процесса и повышения урожая данной культуры. Результаты наших исследований показали, что под действием используемых факторов усиливается азотфиксацня растениями гороха, что дает основание считать, что данные факторы являются средствами биологизации земледелия лесостепи Поволжья, и они должны быть обязательными при возделывания гороха.
3.5. Флз и оло г о-би о химические процессы в зависимости от обработки семян росто ре гуля торами п микроэлементами
Одним из фундаментальных физиологических процессов в жизни растений является минеральное питание. Накопление питательных веществ является основным показателем качества продукции растениеводства.
Самое высокое содержание азота в фазу всходов твердой яровой пшеницы наблюдается в варианте совместной обработки семян растворами солей микроэлементов молибдена и марганца, что выше контроля на фоне без удобрений на 0,23-0,51.%, а на удобренном фоне - на 0,18-0,54%. Содержание азота у озимой пшеницы в данную фазу увеличивается в большей степени на вариантах с применением пектина и микроэлементов у сорта Базальт на 0,16-0,23% и на 0,19-0,46% - у сорта Волжская 16.
В растениях гороха содержание и потребление азота зависит от условий симбиоза и активности симбиотической азотфиксации, В наших исследованиях установлено, что в вегетативной массе гороха азота содержится больше всего в листьях и клубеньках, меньше в корнях и в стеблях.
Наибольшее содержание азота в листьях и стеблях наблюдается в фазу всходов и стеблевания гороха. V сорта Труженик в листьях и стеблях в фазу стеблевания количество азота увеличивается под воздействием используемых факторов на 0,05-0,16%, у сорта Таловец 70 в фазу всходов концентрация азота в листьях опытных вариантов превышает контроль на 0,04-0,23%. Наилучшие результаты установлены при совместной обработке семян пектином, ризотор-фином и микроэлементами.
В клубеньках гороха максимальное содержание азота в фазу бутонизации - цветения и снижается только при разрушении клубеньков. Начиная с фазы выхода в трубку у зерновых культур и бутонизации — у гороха происходило постепенное снижение содержания азота в фитомассе. Однако следует отметить, что в варианте Мо+Мп в растениях твердой яровой пшеницы содержание азота было выше контроля па неудобренном фоне в листьях па 0,44%, В стеблях — на 0,21%, на фоне минерального питания - на 0,5%, в стеблях - на 0,15%. В фазу выхода в трубку у озимой пшеницы в листьях у сорта Базальт на вариантах с
применением пектина и микроэлементов содержание данного элемента увеличилось в листьях па 0,09-0,15%, в стеблях - на 0,06-0,08%, у сорта Волжская 16 соответственно па 0,08-0,20%, на 0,06-0,10%.
В фазу молочной спелости у зерновых культур и налива семян у гороха происходит интенсивное накопление азота в репродуктивных органах, что, на наш взгляд, очень важно для раннего созревания и формирования зерна и семян с высоким содержанием белка данных культур.
В варианте Мо+Мл наблюдается усиленный отток азотистых соединений как в листьях, так и в стеблях твердой яровой пшеницы на обоих фонах выращивания.
Усредненные данные исследований показали, что количество азота было меньше на неудобренном фоне в листьях на 0,15-0,29%, в стеблях — на 0,060,19%, на удобренном фоне соответственно на 0,27-0,37%, 0,17-0,23%.
В генеративных органах в данную фазу в опытных вариантах происходило увеличение азота. Максимальное количество этого элемента в колосьях было в варианте Мо+Мп на обоих фонах выращивания твердой яровой пшеницы. По сравнению с контролем в данном варианте количество азота было выше па неудобренном фоне на 0,11-0,27%, на фоне с удобрениями — на 0,04-0,08%.
Применение используемых факторов на накопление азота имеет аналогичный характер в растешшх озимой пшеницы и гороха. У озимой пшеницы сорта Волжская 16 по сравнению с сортом Базальт наблюдается усиленный отток азотистых соединений в репродуктивные органы. Отсюда следует, что количество накопившегося азота в колосе в фазу молочной спелости на вариантах с обработкой семян составило 2,28-2,35% при содержании па контроле 2,16% (Базальт); аналогично 2,39-2,49% при содержании на контроле 2,37% (Волжская 16).
В растениях гороха в фазу начала налива происходит интенсивный отток азота в бобы. В данную фазу у сорта Труженик в варианте Пек-тин+Мо+Мп+Ризоторфин количество азота в бобах было выше контроля на 0,13%, у сорта Таловец 70 в фазу налива семян наибольшие значения наблюдаются в варианте Пектин+Мо+Мп, превышая контроль на 0,19%.
В фазу полной спелости количество азота от применения используемых факторов повышается в зерне твердой яровой пшеницы на 0,07-0,18% на фоне без удобрений, на удобренном фоне — на 0,07-0,13%; у озимой пшеницы сорта Базальт - на 0,09-0,15%, у сорта Волжская 16 - на 0,06-0,12%; в семенах гороха сорта Труженик - на 0,15-0,41%, у сорта Таловец 70 — на 0,06-0,22%.
На основании корреляционного анализа установлена положительная связь между интенсивностью дыхания в семенах яровой пшеницы и содержанием азота в фазу всходов и кущения (г = 0,77; 'г = 0,86), а также между содержанием азота в фазу всходов и белком в зерне (г = 0,74),
В наших исследованиях установлено, что обработка семян молибденом и марганцем сочетание интенсивно снижала содержание нитратов в зерне на фоне без удобрений на 1,4 мг/кг, а на удобренном — на 2 мг/кг в зерне твердой
яровой пшеницы. По отношению к контролю в семенах гороха сорта Талоэец 70 в варианте Пектин+Мо+Мп количество нитратов уменьшается на 4-5 мг/кг, у озимой пшеницы сорга Базальт - на 9,16-17,23 мг/кг, а у сорта Волжская 16 - на 5,3-13,7 мг/кг.
Пол воздействием используемых микроэлементов происходит более интенсивное восстановление нитратных соединений, связанное с тем, что эти элементы входят в состав фермента нитратредуктазы, который контролирует восстановление нитратного азота.
В наших исследованиях это подтвердилось, на разных фоках выращивания яровой пшеницы активность данного фермента имеет неодинаковую зависимость. На фоне минеральных удобрений активность нитратредуктазы в 1,62,2 раза выше во всех вариантах опыта по сравнению с контрольным фоном.
Высокая активность нитратредуктазы в фенофазах всходы, кущение, выход в трубку наблюдается в варианте Мо+Мп на обоих фонах выращивания. Под воздействием данного сочетания в перечисленных выше фенофазах активность фермента увеличивается на неудобренном фоне в 1,13-1,18 раза, а на удобренном - в 1,1-1,14 раза. В фазу колошения происходит выравнивание активности данного фермента на обоих фонах выращивания. Установлена корреляционная взаимосвязь между активностью нигрзтредуктазы и содержанием азота в листьях данной культуры по фенофазам (г = 0,6-0,8) (рис. 8, 9).
Всходы
Кущение
Выход в трубку
Колошение Мол. спелость
---Мо
.....Мп
-Мо+Мп
Рис. 8. Динамика нитратредуктазы в листьях яровой пшеницы сорта Безенчукская 139 на неудобренном фоне, Нмоль МСЬ/г сырого вещества за 1 час (ср. 1993-1995 гг.)
Всходы
Кущение
Выход в трубку
Колошение Мол,спелость
-Мо
---Мп
-МоШп
Рис. 9. Динамика нитратредуктазы в листьях яроаоц пшеницы сорта Безенчукская 139 на удобренном фоне, Н'мольМОУг сырого вещества за 1 час (1993-1995 гг.)
.Для формирования урожая любой культуры необходимо интенсивное фосфорное питание, так как за счет фосфора протекает энергетический процесс.
Обработка семян молибденом и марганцем сочетанно увеличивает содержание фосфора в фазу всходов и кущения твердой яровой пшеницы на фоле без удобрений соответственно на 0,12-0,16% и на 0,14-0,46% на фоке с удобрениями на 0,15-0,21% и на 0,11-0,16%. V озимой пшеницы сорта Базальт в вариантах Пектин+Мо и Псктнн+Мо+Мп количество фосфора максимально повышалось в фазу всходов в 1,1 раза по сравнению с контролем, а у сорта Волжская 16 в варианте с пектином - в 1,13 раза, в остальных опытных вариантах - в 1,1 раза. В фазу кущення содержанке фосфора в опытных вариаіггах увеличилось в 1,11-1,18 раза у сорта Базальт и в 1,05-1,14 раза у сорта Волжская 16 по сравнению с контрольным.
В течение роста п развития гороха содержание фосфора в клубеньках увеличивается сравнению с листьями и стеблями, так как процесс снмбиотиче-ской азотфнкеащга сопряжен с окислительным фосфорилированием, а фосфорные соединения являются поставщиками энергии в начальные периоды роста гороха,
У сорта Труженик в фазу стеблевания проявляется максимальное содержание фосфора и больше контроля в лиегьях на 0,17%, стеблях — на 0,11%, корнях - на 0,17%, клубеньках - на 0,14%.
В фазу всходов у сорта Таловец 70 высокое содержание фосфора было в большей степени в вариантах: мелафен 1-10"®%, Пектин+Ризоторфіш, Пек-тип *Мо+Ризоторфіні, что выше контроля в 1,12 раза по сравнению с контролем.
Установлена прямая зависимость между содержанием фосфора в фазу всходов и накоплением белка в зерне твердой яровой пшеницы (г = 0,71-0,81).
Необходимо отметить, что урожайность озимой пшеницы зависит от содержания азота и фосфора в начале вегетации (фазы всходов и куще1тия). Корреляционно-регрессионный анализ показывает связь урожайности сорта Базальт и содержания в растениях азота и фосфора в фазу всходов - 0,47,
Установлена прямолинейная связь урожайности от накопления азота и фосфора в фазу кущения у сорта Базальт - К. = 0,61; У = 11,29 + 0,99х) + 51,88x2; У сорта Волжская 16-К.= 0,54; У = 91,94 - 26,76x1 + 50,49хг.
Расчеты показывают, что по содержанию азота и фосфора в растениях в начальные фазы онтогенеза можно прогнозировать их урожайность.
Нами установлено, что в фазу колошения озимой и яровой пшеницы количество фосфора больше в листьях, чем в стеблях во всех вариантах, а в фазу молочной спелости происходит отток данного элемента из вегетативных органов в репродуктивные органы.
Содержание фосфора в колосьях твердой яровой пшеницы в фазу молочной спелости увеличивается в 2,1-2,6 раза по сравнению с листьями и стеблями, у озимой пшеницы сорта Базальт по сравнению с листьями — в 2,6 раза, со стеблями - в 2,2-2,6 раза, а у сорта Волжская 16 соответственно в 2,5-2,6, 2,2 и 2,3 раза.
Аналогичная картина наблюдается в растениях гороха в фазу налива семян. У сорта Труженик в фазу начала налива семян в варианте Пек-тип+Мо+Мп+Ризоторфин в бобах фосфор увеличивается в большей степени, по сравнению с контролем на 0,22%, У сорта Таловец 70 проявляется аналогичная закономерность, в данном варианте в бобах количество фосфора в 1,1 раза было выше контроля.
В фазу молочной спелости в колосьях твердой яровой пшеницы па обоих фонах выращивания в варианте Мо+Мп количество фосфора увеличивается максимально в 1,15 раза по сравнению с контролем. Предпосевная обработка семян пектином с микроэлементами увеличивает содержание фосфора в колосьях обоих сортов озимой пшеницы в 1,4 раза.
В отличие от азота и фосфора, входящих в состав различных органических соединений в растениях, калий содержится почти целиком в ионной форме и частично в виде растворимых солей в клеточном соке в адсорбированном состоянии на структурных элементах клетки и поступает в растения в виде катиона, повышает гидрофильность цитоплазмы, влияет на образование и передвижение углеводов, синтез белка, регулирует актцвпость других элементов питания
По всем опытным культурам с учетом обработки семян используемыми факторами установлено, что на всех вариантах поступление калия в растения имеет сходный характер с наибольшим его содержанием в начале вегетации и с постепенным уменьшением при созревании.
Таким образом, обусловленные взаимосвязи под воздействием используемых факторов для обработки семян способствовали наилучшему протеканию пищевого режима в растениях опытных культур, в связи с этим создаются
предпосылки к повышению продуктивности и формированию зерна и семян с хорошим качеством.
Наряду с изучением азотного, фосфорного и калийного питания под действием пектина, мелафена и микроэлементов для обработки семян зерновых культур и гороха изучение поступления и накопления микроэлементов в растениях имеет важное значение, поскольку их недостаток или избыток в кормах и продуктах питания приводит к нарушению процесса обмена веществ в организме, а нередко и к заболеваниям животных и человека.
Поскольку элементный химический состав растений наиболее строго контролируется в репродуктивной части, то по содержанию микроэлементов в зерне уже трудно судить, достаточно ли их было в почве в течение вегетацнц, В наших опытах были проведены исследования по изучению содержания микроэлементов в растениях в течение онтогенеза.
Степень накопления микроэлементов в растениях озимой пшешщы по фенофазам варьирует и после зимнего периода, в фазу весеннего кущения наблюдается уменьшение содержания Ре, Мп, Си у сорта Базальт н Ре, Мп, Си, Со - у сорта Волжская 16 по сравнению с фазой всходов. За время весенне-летней вегетации озимой пшеницы у обоих сортов максимальное содержание Ре и Си наблюдается в листьях в фазу колошения, ) и Со - й фазу молочной спелости. Следует отметить, что в фазу колошения в листьях и стеблях озимой пшешщы у обоих сортов резко снижается содержать молибдена но сравнению с предыдущими фенологическими фазами (кущение, труб кован не) с интенсивным накоплением данного микроэлемента в генеративных органах. В фазу молочной спелости у обоих сортов озимой пшеницы значительная часть микроэлементов Ре, Мп, Си уменьшается.
В растениях гороха содержание железа, марганца, молибдена по фенофазам имеет тенденцию к снижению во всех вариантах опыта, содержание Тп^ Си, Со колеблется по фазам роста и развития гороха. Необходимо отметить, что увеличение содержания йода происходит только в биомассе, в репродуктивных органах содержание данного элемента уменьшается.
По степени накопления в листьях озимой пшеницы обоих сортов с фалы всходов до фазы колошения был составлен ряд: Ре>Мп>2п>Си>Мо>1>Со, в фазу колошения и молочной спелости элементный ряд микроэлементов в листьях пригашает следующий вид: Ре>Мл>2п>Си>Мо>Со>1, В стеблях и колосьях, а также и в получаемой продукции озимой пшеницы элементный ряд микроэлементов у обоих сортов имеет аналогичный вид, как и в листьях в фазу колошения.
Наши исследования показывают, что в растениях троха по степени накопления в биомассе с фазы всходов до фазы цветения изучаемые микроэлементы составили ряд: Ре>Мп>Мо>2п>Си>Со>), начиная с фазы налива семян элементный ряд по содержанию микроэлементов в биомассе и семенах имеет следующий вид: Ре>2п>Мп>Мо>Си>Со>;Г.
По данным элементным рядам можно проводить расчеты потребления того или иного микроэлемента с учетом физиологической потребности в течение онтогенеза, а также можно оценивать общие закономерности по избирательному их накоплению растениями.
Устойчивость озимых культур к неблагоприятным факторам среды является одним из факторов, играющим немаловажную роль в повышении продукционного процесса, за счет увеличения количества свободных аминокислот, накопления редуцирующих Сахаров, повышения связанной воды в узлах кущения зимующих растений.
Нашими исследованиями установлено, что в течение осенне-зимне-весеннего периода в узлах кущения опытных растений содержится больше аминокислот по сравнению с контролем.
По мере снижения температуры на глубине узла кущения в зимний период увеличивается общее количество свободных аминокислот. Наибольшее их количество отмечено в феврале, когда отмечается самая низкая температура. Исключение составил 2000-2001 год, когда складывались экстремальные условия. Январские оттепели способствовали выходу растений из состояния зимовки, и они начали активно использовать запасные вещества.
В апреле с началом роста растений, когда температура повысилась до положительных отметок, отмечалось самое низкое содержание свободных аминокислот. Эта закономерность прослеживается по обоим сортам (Базальт, Волжская 16). В среднем за года исследований (1998-2001 гг.) наибольший процент аминокислот наблюдается в вариантах совместного применения пектина и микроэлементов, по-видимому, проявляется синергетический характер их действия.
Накопление моносахаридов способствует повышению осмотических свойств клетки, что приводит, в свою очередь, к уменьшению перехода воды в кристаллическое состояние при инзких температурах. В наших исследованиях накопление редуцирующих сахароз В узлах кущения озимой пшеншы имеет волнообразный характер.
Но мере снижения температуры по есем годам исследований наблюдается четкое увеличение количества Сахаров. На контроле у сорта Волжская 16 в октябре месяце Сахаров содержится 20,5%, в ноябре — 28,3%, в январе - 39,6%. Аналогичная картина наблюдается и у сорта Базальт. При положительных температурах (октябрь) наибольшее количество редуцирующих Сахаров в узлах кущения наблюдается в среднем за 1993-2001 годы на варианте совместного применения пектина и микроэлементов у сорта Волжская 16 на 3,1%, у сорта Базальт - на 1,5% ныше, чем у контроля. При наступлении пониженных температур при прохождении первой фазы закаливания в опытных вариантах данной культуры в узлах кущения происходила интенсивная аккумуляция углеводов. В январе наибольшее количество Сахаров отмечается на варианте Пектш1+Мо: у сорта Базальт это выше на 2,6%, у сорта Волжская 16 - па 2,0%, чем у контроля.
Весной вследствие активизации процессов дыхания происходит уменьшение количества углеводов. По обоим сортам растения на опытных вариантах более экономно расходуются сахара по сравнению с контролем. В среднем за годы исследований наибольшее их количество в марте содержится на варианте отдельного применения пектина у сорта Волжская 16 - 31,3%, что на 3,5% выше; у сорта Базальт на варианте Пектин+Мо — 31,0%, что на 1,9% выше, чем у контрольных растений.
Динамика накопления связанной воды в узлах кущения озимой пшеницы в течение осенне-зимнего периода в наших опытах сходна с динамикой аминокислот: по мере снижения температуры ее количество увеличивается. Исключение составляет 2000-2001 год, когда количество связанной воды в январе месяце снижается, что, по-видимому, объясняется оттепелями, усиливающими процессы дыхания.
Результаты исследований (1998-2001 гг.) показывают, что наибольшее содержание связанной воды отмечается у сорта Базальт на вариантах Пектии+Мп и Пектин+Мп+Мо - на 1,2-1,4% соответственно.
Таблица 4
Выживаемость растений озимой пшеницы п полевых опытах, % (1998-2001 гг.)
Варианты 1998-1999 ГОД 1999-2000 } 2000-2001 год | год Среднее за 1998-2001 гг.
Базальт
Контроль 50,4 54,2 62,0 55,5
Пектин 54,1 54,8 62,6 57,2
Пектин+Мо 48,4 48,6 83,0 60,0
Пекти н+Мп 56,2 58,2 77,0 63,8
П скти н+Мо+Мп 52,5 59,4 73,0 61,6
НСРи 2,59 1,82 2,93
Волжская 16
Контроль 52,8 55,8 42,5 50,4
Пектин 72,9 56,5 42,9 57,4
Пектин+Мо 65,0 63,4 46,8 58,4
Пектии+Мп 65,9 59,6 56,9 60,8
Пектин+Мо+Мп 65,1 64,4 64,1 64,5
НСРи 2,04 1,95 13,8
Из таблицы 4 видно, что зимостойкость сорта Волжская 16 в 1998-2000 гг. выше, чем у сорта Базальт по всем вариантам, а в 2000-2001 году - наоборот. Пектин в отдельности и сочетание с микроэлементами способствовал увеличению выживаемости у сорта Волжская 16 в 1999 г, с 52,8 до 65,9%, в 2000 г. - с 55,8 до 64,4%, в 2001 г. - с 42,5 до 64,1%; у сорта Базальт - с 50,4 до 56,2% (1999 г.), с 54,2 до 59,4% (2000 г.), с 62,0 до 83,0% (2001 г.). У сорта Базальт в
2001 г. по всем вариантам отмечена наибольшая выживаемость, у сорта Волжская 16 - наименьшая, что объясняется погодными условиями И генетическими особенностями сорта. В среднем за годы исследований максимальная выживаемость наблюдается у сорта Волжская 16 в варианте Пектин+Мо+Мп, что выше контроля на 14,1%, у сорта Базальт — в варианте Пектин+Мп — на 8,5%.
Статистичесюш анализ за годы исследований показал различную по месяцам зависимость выживаемости озимой пшеницы от содержания свободных аминокислот, связанной воды, редуцирующих Сахаров в узлах кущения. Установлены корреляционные отношения у сорта Базальт между выживаемостью и содержанием аминокислот в октябре (г|=0,768; У=1003-0,53х+0,001хг), где У — выживаемость, х - сумма аминокислот, мг/% на сухое вещество); феврале (П-0,832; У—97,3-0,49х+0,001 х^); апреле (т}=0,842; У=141,5-2,19х+0,014х2); редуцирующих Сахаров в октябре (т}=0,749; У=98,9-534х+0,15х2), где У - выживаемость, х — количество редуцирующих Сахаров, % на сухое вещество), январе (?1=0,783; У=145,3-3,05х-Ю,022хг), марте (г)^0,527; У=85,5-0,5х-0,012х2); связанной воды в октябре (т|=0,856; У=35,8+0,1х+0,007х2), январе (т)=0,829; У^184,4-3,77x^0,027x2), где х - содержание связанной воды, У сорта Волжская 16 установлена криволинейная регрессия по типу параболы между выживаемостью и содержанием свободных аминокислот в феврале 01=0,647; У=-45,0+1,25х-0,0035x2), где У - выживаемость, х - сумма аминокислот, мг/% на сухое вещество); апреле (г(-0,534; У=-435,1+14,1 х-0,099х2); редуцирующих Сахаров в октябре (т|-0,544; У=121,7-4,8х+0,085х2), где У - выживаемость, х - количество редуцирующих Сахаров, % на сухое вещество), ноябре Сп=0,5; У= 106,6-2,5х+0,029хг), январе (т1=0,732; У=] 4,04+0,75х+0,008хг); связанной воды в октябре (4=0,611; У=206,5-4,9х+0,039хг), где У - выживаемость, х - количество связанной воды, %, январе (г[=0,807; У=339,9-П,5х+0,11х:).
Таким образом, обработка семян озимой пшеницы пектином и микроэлементами перед посевом способствует большему накоплению криозащитных соединений в узлах кущения, а, значит, является фактором, усиливающим закалку растений, что ведет к лучшей их выживаемости после перезимовки. В листьях опытных растений наблюдается более высокая относительная тур гес цента ость и меньший водный дефицит. Положительные изменения овод нет гости опытных растений способствовали интенсификации синтетических процессов, лучшей выживаемости и сохранности.
Установлено, что под влиянием амарантового полисахарида и микроэлементов происходит изменение физико-механических свойств стеблей опытных культур, направленное на повышение устойчивости к различным механическим нагрузкам, в том числе и полегаемости. Изучение на продольный изгиб стеблей показало, что наилучшие показатели у опытных растений наблюдаются в вариантах с пектином в отдельности и совместно с микроэлементами.
У озимой пшеницы пектин отдельно и совместно с микроэлементам и повышает Р,р. У сорта Базальт на 6,8-42,2%, у сорта Волжская 16 —на 7,1-24,8%. В опытах с яровой пшеницей данный показатель был выше контроля в вариантах
Мо+Мп и Пектин+Мо+Мп на неудобренном фоне на 9,3-15,7%, а на фоне минерального питания — на 9,5-14,3%. Повышение данного показателя происходит потому, что пектин в своем составе имеет галактуроновую кислоту, имеющую свободный радикал, В процессе метаболизма к радикалам встает ион кальция, что в конечном итоге приводит к увеличению кальциевого обмена, необходимого для увеличения прочности механических тканей.
Одним из характерных физико-механических свойстк стеблей является осевое сжатие, т.е. предел прочности. Исследования с озимой пшеницей показали, что предел прочности выше контроля у сорта Базальт на 6,54-10,9%, у сорта Волжская 16 - на 9,1-11,4%.
В опытах с яровой пшеницей данный показатель был выше контроля в вариантах; Мо+Мп и Псктин+Мо+Мп на пеудобрешюм фоне на 32,1% и 27,8% соответственно, на удобренном - на 51,% и 16,9%.
Таким образом, обработка семян природным росторегулятором и микроэлементами оказывает положительное влияние на физико-механические параметры стеблей опытных культур, что способствует повышению прочности механических тканей и устойчивости к полеганию зерновых культур.
3.6. Влияние росторегулнторов н микроэлементов на урожайность н качество сельскохозяйственной продукции
Урожайность - интегральный показатель, сочетающий реализацию заложенного в геноме растения потенциала продуктивности с состоянием факторов среды и современных технологических тгрисмов, используемых в качестве средств для более полного проявления метаболических возможностей той или иной возделываемой культуры
Результаты наших исследований показывают, что микроэлементы, особенно при сочетанном действии, повышают урожайность твердой пшеницы, на 0,38-0,4 т/га. Следует отметить, что при засухе 1995 г. иа обоих фонах выращивания микроэлементы активизировали продукционный процесс опытной культуры, что привело к увеличению урожайности, особенно в данном варианте -на 0,25-0,36 т/га.
Установлена корреляционная связь урожайности твердой яровой пшеницы с площадью листьев (г = 0,70-0,97), с накоплением сухого вещества (г = 0,710,98), с чистой продуктивностью фотосинтеза (г = 0,58-0,96).
В опытах с применением пектина и микроэлементов урожайность яровой пшеницы сорта Л-503 в среднем на фоне почвы увеличивалась с 1,75 т/га до 2,11 т/га, на фоне ЫРК- с 2,14 до 2,51 т/га (габл. 5).
На основании трех факторно го дисперсионного анализа выявлено, что влияние фактора А в среднем за годы исследований составило НА => 49,6%, максимальный показатель наблюдался в 1998 г. - КАтк = 83.5%, а минимальный ЯАпип. - в 1996 г. из-за по год но-клн магических условий.
Для фактора В средний показатель составил КВ =• 4,87%, максимальное влияние было выражено в 1999 г. - 12,45%, минимальное значение
КВт|„ =0,б%в 1997 г.
Наибольшее влияние микроэлементы оказывали в 1996 г. - КСга(11 = 17,04%, минимальное значение было в 1998 г. НС™,,. = 1,3%, в среднем КС составило 6,2%, т.е. действие микроэлементов проявлялось в большей степени в неблагоприятные годы для возделывания яровой пшеницы сорта Л-503.
Таблица 5
Влияние пектина и микроэлементов па урожайность яровой пшеницы __сорта Л-503, т/га (1996-1999 гг.)__
Варианты 1996 г. 1997 г. 1998 г. 1999 г.
с удобрениями 6га ухбр> НГЙ сувдбрь-нняда без ужфэ- НИЙ судэбрг-ЮЯМ11 бга^даб-резмй суарбре-1 безузвб-янямн J рашй
Контроль 130 1,24 3,05 2,48 1,88 1,26 233 ) 2,02
Мо 1,47 137 3,49 2,69 221 1,46 2$0 ) 2ДЗ
Мп 1,46 1,41 3,00 2.78 2,16 i,40 2,78 1 2,02
Мо + Мл 1,46 137 3,40 2,74 2^4 1,48 2ДЗ 1 2Д4 i
Пектин 134 1,48 3.44 2,71 231 1,70 2,94 2,47
П + Мо 139 1,48 3,00 2,63 2,16 Ij63 2,82 23З
И + Мп 139 1,44 3,00 2,60 2,12 1,63 2,78 2^2
П+Мо+Мп 137 139 3,15 , 2,70 23 1,63 2,75 | 2,56
НСР(£ ¿л, цся- чжа 0,09 0,185 0,096 0,242
НСР<£ я» | tiA-renKAl 0,03 0,058 0,034 0,086
HCPqj ди2(ЬияггвгК1 ■ 0,03 0,058 0,034 0,086
I ICPQJ дт, j 4PKIfrn(Q 0,04 0,083 0,048 0,121
HCPftj BiauMOB (AB) 0,04 0,083 0,048 0,121
HCP05 каймил ело 0,06 0,117 0,068 0,171
НСРи иаичоа (AC) 0,06 0,117 0,068 0,171
1 ICPoj виимод f ABO 0,04 0,08 0,05 0,12
Л - мин.удобрения, В - пектин, С - микроэлементы
В среднем за 1996-1998 гг. урожайность гороха сорта Труженик на опытных вариантах увеличивается на 10,0-27,8%. В варианте Пек-тин+Мо+Мп+Ризоторфин выявлена самая высокая урожайность — 1,97 т/га, что выше контроля па 0,41 т/га.
У сорта Таловец 70 в годы с недостаточным количеством осадков получены максимальные прибавки в вариантах пектина с микроэлементами и с ме-лафеном, в 1998 г. - на 0,26-0,34 т/га, в 1999 г. - на 0,26-0,38 т/га.
Более высокая урожайность у данного сорта получена в 2000 г, из-за благоприятных агроклиматических условий, но действие факторов было незначн-
тельное. В среднем за 1998-2000 гг. исследований максимальные прибавки получены с мелафеном, пектином с марганцем, что выше контроля па 0,26 т/га и в варианте Пектин+Мо*Мп — на 0,22 т/га.
Математическая обработка данных показывает, что различные факторы по разному взаимосвязаны с урожайностью гороха, В наших исследованиях на основании множественного корреляционного анализа установлено, что урожайность гороха сорта Таловец 70 в большей степени зависит от чистой продуктивности фотосинтеза, коэффициент детерминации составляет Г) = 85,9%, частный коэффициент корреляции равен г = 0,95.
Корреляционно-регрессионный анализ показывает, что урожайность гороха сорта Труженик зависит от общей массы клубеньков в фазу бутонизации и цветения: У = 0,14 + 0,001х) + 0,01х2, Я = 0,96, Р = 93,4%, где х, - общая масса клубеньков в фазу бутонизации, х^ - общая масса клубеньков в фазу цветения.
Тесная связь между массой активных клубеньков с урожайностью наблюдается в фазу цветения: У = 0,055 + 0,0124хз, где XI — масса активных клубеньков в фазу цветения, г = 0,98,0 = 95,9%.
Амарантовый пектин и микроэлементы оказали положительное влияние па урожайность обоих исследуемых сортов озимой пшеницы.
Наибольшие прибавки получены у сорта Базальт в вариантах: Пектин, Пектин+Мп, Пектин+Мо+Мп, что выше контроля на 0,68-0,69 т/га, у сорта Волжская 16 в варианте Пектин+Мп и Пектин+Мо+Мп - на 0,56-0,46 т/га.
Математическая обработка данных однофакторным дисперсионным анализом еще раз подтверждает эффективность применения исследуемых препаратов. Установлена криволинейная зависимость урожайности по типу параболы от накопления в узлах кущения редуцирующих Сахаров в октябре Т1 = 0,945, ноябре т| = 0,701, январе г] = 0,85, марте г| = 0,9, от содержания связанной воды в октябре г) = 0,87, январе г| - 0,87, от суммарного содержания аминокислот в октябре т; = 0,81, феврале ц = 0,89, апреле "ч = 0,79, У сорта Волжская 16 наблюдается аналогичная зависимость урожайности от накопления в узлах кущения редуцирующих Сахаров в октябре т) = 0,87, ноябре г| = 0,89, январе л = 0,971, марте г| = 0,952, от содержания связанной воды в октябре ц = 0,95, январе г) -0,98, от суммарного содержания аминокислот в октябре г[ = 0,69, феврале Т| ~ 0,96, апреле Т1 = 0,632.
Таким образом, обработка семян мелафеном, пектином, микроэлементами является сильнодействующим фактором для растений опытных культур не только на начальном этапе онтогенеза, но и в течение индивидуального развития, повышая устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды, активизируя ростовые процессы, что в конечном итоге приводит к повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
Обработка семян повышает содержание белка в получаемой продукции: твердой яровой пшеницы сорта Бсзенчукская 139 на неудобренном фоне на 1,03%, па удобренном - на 0,68%, сорта Л-503, соответственно, - на 1,06 и 0,8%,
озимой пшеницы сорта К аз альт - на 1,02% сорта Волжская )6 - на 0,68%, гороха сорта Труженик - на 2,5%, сорта Таловец 70 - на 1,4%.
Росторегуляторы н микроэлементы оказывают положительное влияние на содержание запасных белков в семенах зерновых культур: у яровой пшеницы сорта Л-503 на неудобренном фоне нроламннов выше на 3,95%, гл над и нов - на 3,68%, на удобренном фоне, соответственно, на 3,22-4,04%, у озимой пшеницы сорта Базальт проламинов - на 1,3%, глютелнноа — на 1,6%, сорта Волжская 16 - на 1,02 и 1,69% соответственно. Содержание отдельных фракций в семенах гороха увеличивается но сравнению с контролем: глобулинов - на 2,9%, альбуминов-на 3,2%, глютелинов — на 3,1%.
Обработка семян используемыми препаратами увеличивает содержание незаменимых аминокислот в семенах озимой пшеницы, суммарный показатель выше контроля па 7,58% у сорта Базальт, на 3,71%- у сорта Волжская 16, у гороха сорта Таловец 70 - на 18,1%. Происходит увеличение суммарного показателя но аминокнелотному скору: озимой пшеницы сорта Базальт - на 26,5%, сорта Волжская 16 —на 10,5%, гороха сорта Таловец 70 —на 30,6%.
Используемые факторы повышают массовую долю клейковины: твердой яровой пшеницы сорта Безенчукская 139 на неудобренном фоне на 2,7%, на удобренном - на 2,9%, возрастает степень ее гидратации на 36,9-41.0%, соответственно, а также у сорта Л-503 - на 1,8-3,2% по клейковине, по степени гидратации - на 15,2-26,6 соответственно, у озимой пшеницы массовая доля клейковины увеличивается до 3,0%.
По степени накопления в получаемой продукции обоих культур изучаемые тяжелые металлы составили ряд: 2п>Си>№>РЬ>Сг>С<1 С вычислением КБП в ряду произошли изменения, принимая следующий вид по гороху и озимой пшенице: 2п>Си>С<1>РЬ53М1>Сг. Итак, природный пектин, как росторегуля-тор, создает более благоприятные условия для метаболизма, ингибируя поступление тяжелых мстачлов в семена.
Таким образом, урожайность и качество продукции определяются соотношением внешних и внутрстшх факторов. Применяемые вещества для обработки семян являются быстродействующими факторами внешней среды, оказывающими положительное влияние на качество продукции. При выяснешш влияния факторов внешней срсды на качество И количество продукции, прежде всего, необходимо учитывать погодные условия в начальные периоды роста и в период созревания, т.к. именно на этих этапах физиолого-бнохимическне процессы подвержены наибольшим изменениям.
3,7. Л г роэ н ер гети чес кая и экономическая оценка рекомендуемых
приемов н производственная проверка результатов исследований
Энергетическая и экономическая оценка технологий возделывания опытных культур показала, что обработка семян является энергосберегающим приемом, повышающим коэффициент энергетической эффективности производства
зерна и биомассы, уровень рентабельности, что очень важно к рыночных условиях ведения сельского хозяйства.
В опытных вариантах коэффициент энергетической эффективности производства зерна твердой яровой пшеницы выше контроля в 1,18 раза, на неудобренном фоне, в 1,12 раза - на минеральном фоне; мягкой пшеницы сорта Л-503, соответственно, в 1,1-1,17 раза; озимой пшеницы - в 1,1-1,2 раза; гороха — в 1,10-1,27 раза.
Предпосевная обработка семян повышает рентабельность твердой яровой пшеницы Безенчукская 139 на неудобренном фоне на 38,1%, на удобренном -па 22,7%, яровой пшеницы сорта Л-503, соответственно, па 32,3 и 25,6%, озимой пшеницы сорта Базальт - на 49%, сорта Волжская 16 - на 37,9%, гороха сорта Таловец 70 - на 27%, сорта Труженик - на 32,5%.
Результаты наших исследований были подтверждены данными производственной проверки в учхозе УГСХА, С1Ж «Родина», ООО «Новая жизнь» Пильнинского района, которые показали, что активизация продукционных процессов в растениях происходит за счет предпосевной обработки семян пектином, микроэлементами, мелафеном, что позволяет повысить урожайность и качество получаемой продукции. Данную обработку семян возможно сочетать с протравливанием семян.
ВЫВОДЫ
1. Дано теоретическое обоснование применения пектина и мелафена для обработки семян перед посевом, при этом установлено, что прорастающие семена пшеницы и гороха способны выделять эндогенные пектины и процесс выделения их носит автоколебательный характер. Пектин усиливает процесс адсорбции, повышая содержание марганца молибдена в ссменах гороха сорта Таловец 70 на 25Д и 2,9%, яровой пшеницы Л-503 — на 6,3 и 1,6%, озимой пшеницы сорта Базальт - на 3,9 и 8,3% соответственно.
2. Под действием обработки семян используемыми препаратами в проростках семян яровой и озимой пшеницы усиливается активизация физиолого-биохимическнх процессов: повышается степень набухаемости семяп, увеличивается суммарная активность амилазы, каталазы, интенсивность дыхания семян с пиком на 3-й сутки.
3. Пектин, мелафец и микроэлементы стимулируют ростовые процессы в проростках опытных культур: увеличивается длина ростка, зародышевых корешков, повышается накопление в них сухой и сырой массы, улучшаются посевные качества ссмян, повышается полевая всхожесть. Под действием используемых препаратов происходит интенсивный переход растений от гетеротрофного типа питания к автотрофному.
4. Предпосевная обработка способствует увеличению ассимилирующей поверхности листьев, листового фотосинтетического потенциала, повышению
сухой массы и чистой продуктивности фотосинтеза в растениях гороха, озимой и яровой пшеницы.
5. Пектин создает благоприятные условия для нормальной жизнедеятельности ризосферн ых бактерий рода ОозСлШшп, которые улучшают минеральное питанне и некоторые метаболические процессы, протекающие в растениях озимой пшеницы.
6. Инокуляция семян гороха активным штаммом рнзобий клубеньковых бактерий с применением пектина и микроэлементов, даже при I Галич и и в почве спонтанных штаммов ризобий, повышает общий симбиотнческяй потенциал на 581 кг-сугок/га, активный симбпошческий потенциал - на 597 кг-суток/га, содержание леггемоглобина увеличивается ва 0,5-0,9 мг/г сырых клубеньков, количество фиксированного азота повышается в 1,44 раза.
7. Под влиянием используемых препаратов происходит повышение интенсивности поступления и передвижения азота, фосфора, микроэлементов (Ре, Мп, Мо, '¿л, Си, Со, 3) в вегетативные органы и усиление оттока их соединений в репродуктивные органы, что снижает содержание тяжелых металлов (7п, Си, РЬ, С(1, Сг) в семенах озимой пшеницы и гороха.
8. Обработка семян озимой пшеницы пектином и микроэлементами приводят к накоплению Сахаров, свободных аминокислот, повышению количества связанной воды в узлах кущения и является фактором, усиливающим естественную закалку растений данной культуры в осенних условиях, что способствует лучшей выживаемости - от 7,0% до 14,4% (сорт Волжская 16), от 4,5% до 8,5% (сорт Базальт).
9. Пектин совместно с микроэлементами изменяет физико-механические свойства стеблей растений озимой и яровой пшеницы, усиливая продольный изгиб и осевое сжатие, что повышает устойчивость растений к полеганию.
10.Под влиянием используемых препаратов происходит увеличение урожайности опытных культур: яровой пшеницы сорта Безенчукская 139 на фоне без удобрений на 0,16-0,38 т/га, с минеральными удобрениями - на 0,16-0,4 т/га, сорта Л-503, соответственно, па 0,16-0,36 и 0,18-0,38 т/га, гороха сорта Тру-жс1шк - наО, 15-0,41 т/га, сорта Таловец 70 - на 0,11-0,26 т/га, озимой пшеницы сорта Базальт па 0,38-0,69 т/га, сорта Волжская 16 — на 0,38-0,56 т/га.
11 .Росторегулиторы и микроэлементы повышают содержание белка в получаемой продукции, улучшают фракционный состав белков, увеличивают содержание незаменимых аминокислот и повышают суммарный показатель по аминокислотному скору, увеличивают массовую долю клейковины и степень ее гидратации
12.Применение используемых препаратов способствует уве.тиченщо коэффициента энергетической эффективности производства зерна твердой яровой пшеницы в 1,18 раза на неудобренном фоне, в 1,12 раза - па минеральном фоне; мягкой пшеницы сорта Л-503, соответственно, в 1,1-1,17 раза; озимой пшеницы — в 1,1-1,2 раза; гороха — в 1,10-1,27 раза. Предпосевная обработка семян является экономически выгодным приемом, повышающим рентабель-
ность твердой яровой пшеницы Бсзснчукская 139 на неудобренном фоне на 38,1%, на удобренном — на 22,7%, яровой пшеницы сорта Л-503, соответственно, на 32,3 и 25,6%, озимой пшеницы сорта Базальт - на 49%, сорта Волжская 16 - на 37,9%, гороха сорта Таловсц 70 - па 27%, сорта Труженик -на 32,5%,
ПРЕДЛОЖЕН ПИ ПРОИЗВОДСТВУ
Для улучшения посевных качеств семян, адаптации растений к неблагоприятным условиям среды, усиления минерального питания, активизации бобо во-ризоби ал ьно го симбиоза, повышения урожайности и качества получаемой продукции рекомендуем сельскохозяйственным предприятиям в региональных условиях лесостепи Поволжья перед посевом обрабатывать семена озимой пшеницы, яровой пшеницы и гороха пектином я микроэлементами.
При возделывании гороха в региональных условиях лесостепи Поволжья рекомендуем наряду с традиционными препаратами использовать росторсгуля-тор мелафен.
Концентрация растворов для гороха, озимой пшеницы, мягкой яровой пшеницы составляет: пектина - 0,05%, микроэлементов (молнбденовоквелого аммония и сульфата марганца) — 0,05%, мелафеиа (горох) - 1*Ю'Й% из расчета 2 л на 1 и семян. Для твердой яровой пшеницы концентрация растворов по указанным микроэлементам составляет 0,5%.
Обработку Семян технологически возможно сочетать с предпосевным протравливанием семян. Обработку проводить протравливателями семян ПС-10, «Мобтокс».
СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ
ДИССЕРТАЦИИ
1, Исайчсв В.А. Изучение действия макро- и микроэлементов на некоторые показатели продуктивности яровой пшеницы.// Сб.пауч.работ УСХИ «Оптимизация применения удобрений для обработки почвы в условиях лесостепи Поволжья.- Ульяновск, 1995,- С. 67-70.
2. Исайчсв В,А. Использование микроэлементов в технологии яровой пше-ипцы для получения экологически чистой продукции.// Материалы науч.-практ.копф. «Проблемы экологии Ульяновской области»,- Ульяновск,
1997,-с. 62-63.
3. Исайчев В.А., Зейберт Г.А., Семенов А,Ю. Влияние хелатов па ростовые процессы и продуктивность яровой пшеницы.// Сб. УГСХА,- Ульяновск,
1998.- С. 41-43.
4, Исайчев В.А., Андреев II.H. Влияние предпосевной обработки семян микроэлементами на динамику поступления питательных веществ и продуктивность яровой пшеницы,// Сб.работ УГСХА,- Ульяновск, 1998,- С. 43-46.
5. Дозоров Л.В., Исайчев В.А. Влияние хелатов и пектиновых веществ на посевные качества семян //Международный сельскохозяйственный журнал.-Москва, 1998, № 5.- С. 57-59.
6. Офицеров E.H., Костин В.И., Исайчев В. А., Михеева Л.А., Офицерова Э.Х. перспективы использования веществ полисахаридной структуры в сельском хозяйстве.// Материалы 5 конф. «Новые перспективы в исследовании хитина и хнтозана»,- Москва, 1999.- С. 283-285.
7. Костин В.И., Офицеров E.H., Исайчев В.А., Андреев H.H., Михеева Л.А. Использование пектина амаранта для регуляции адаптивных реакций растений озимой пшеницы и гороха к неблагоприятным факторам среды.// Труды 3-го Межд. симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования»,- Пущино, 1999.- С. 75-77.
8. Офицеров E.H., Костин В.И., Исайчев В.А., Михеева Л.А„ Офицерова Э.Х. Влияние пектиновых веществ из амаранта и микроэлементов на урожайность яровой пшешщы.// Труды 3-го Межд. симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования».- Пущино, 1999.- С. 116-118.
9. Дозоров A.B., Исайчев В.А, Влияние предпосевной обработки семян микроэлементами на динамику азота в растениях яровой пшеницы и сои. //Международный сельскохозяйственный журнал.- Москва, 1999, № 4.- С. 57-59.
10. Малышев A.B., Исайчев В.А., Андреев H.H. Влияние предпосевной обработки семян Pisum sativum пектином и микроэлементами на бактерии рода Clostridium,// Материалы Межрегиональной научно-практ.конф. «Экологические проблемы Среднего Поволжья».-Ульяновск, 1999.- С- 166-167.
11. Исайчев В.Л., Дозоров Л.В. Влияние предпосевной обработки семян микроэлементами на фотосинтетическую деятельность посевов яровой пшеницы и сои. //Зерновые культуры.- Москва, 1999, № 6,- С. 12-13.
12. Исайчев В.А., Хованская Е.Л. Влияние различных концентраций пектина и микроэлементов на посевные качества семян яровой пшеницы.// Вестник УГСХА, серия «Агрономия».- 2000, № 1С. 12-17.
13. Офицеров E.H., Костин В.И., Исайчев В.А., Андреев H.H., Хованская Е.Л. Использование пектина из Amaranthus cruentus для обработки семяп яровой пшеницы и гороха.// Вестник УГСХА, серия «А фолом и я»,- Ульяновск, 2000, № 1,- С. 24-30.
14. Костин В,И., Офицеров E.H., Исайчев В.Л. Использование пектина и микроэлементов как регуляторов роста и развития растений.// Вестник УГСХА, серия «Агрономия».- Ульяновск, 2000, № 1.- С. 5-8.
15. Костин В.И., Офицеров E.H., Исайчев В.А., Антонова Т.А., Мударисов Ф.Л. Применение пектина в качестве фиторегулятора в технологии возделывания озимых культур.// Вестник УГСХА, серия «Агрономия»,- Ульяновск, 2000, № 1.-С. 30-34.
16. Крончсв H1L, Исайчев В,Л., Хованская EJI, Влияние пектина и микроэлементов па про ду кционные процессы яровой пшеницы.// Вестник УГСХА, серия «Афоном и я».//Ульяновск, 2000, № 1.- С. 37-42.
17. Исайчев В.А., Хованская Е.Л. Зависимость между полевой всхожестью и урожайностью яровой пшеницы.// Вестник УГСХА, серия «Агрономия»,-Ульяновск, 2000, № 1,- С. 43-46.
18. Крончев H.H., Исайчев В.А., Хованская Е.Л, Влияние макро- и микроэлементов на продуктивность яровой мягкой пшеницы.// Вестник УГСХА, серия «Агрономия».- Ульяновск, 2000, № ]С. 51-54.
19. Костин В.И., Исайчев В.А. Использование мелафена в качестве экологически безопасного фиторегулятора озимой пшеницы.// Научно-технический журнал «Экологическая и производстве!тая безопасность».- Ульяновск, 2001,- С. 27-30.
20. Исайчев В.А., Скалкпна Л.И„ Мударисов Ф.А., Музурова О.Г. Действие амарантового пектина и микроэлементов па продукционные процессы сельскохозяйственных растении.// Вестник УГСХА, серия «Агрономия»,-Ульяновск, 2001, № 5,- СГ55-58.
21. Дозоров A.B., Исайчев В.А., Андреев H.H. Влияние предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами на качество урожая озимой пшеницы, гороха и сон". // Зерновое хозяйство,- Москва, 2001, № 1(4),- С. 31-33.
22. Костин В.И., Дозоров A.B., Исайчев В.А., Андреев H.H. Использование предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами для повышения их посевных качеств. // Международный сельскохозяйственных журнал,- Москва, 2001.- С. 28-30.
23. Костин В.И., Исайчев В.А. Формирование фото синтетического аппарата и продуктивность сельскохозяйственных культур при использовании микроэлементов-си нергистов и пекпша.// Сб.науч.тр. «Физиология, электрофизиология, ботаника и интродукция сельскохозяйственных растений»,-Нижний Новгород, 2001.- С. 96-99.
24. Костин В.И., Исайчев В.А., Мударисов Ф.А. Фракционный состав белка озимой пшеницы в зависимости от использования пектина.// Сб.науч.тр. «Физиология, электрофизиология, ботаника и интродукция сельскохозяйственных растений»,- Нижний Новгород, 2001С. 100-103.
25. Костин В.И., Исайчев В.А., Фаттахов С,Г., Лосева Н.Л. Использование мелафена в качестве фиторегулятора сельскохозяйственных растений.// Сб.науч.тр. «Физиология, электрофизиология, ботаника и интродукция сельскохозяйственных растений»,- Нижний Новгород, 2001,-С. 103-106.
26. Костин В.И., Хованская Е.Л., Исайчев В.А. Влияние пектина и микроэлементов на фотосинтетическую деятельность н качество зерна яровой пшеницы.// Сб.науч.тр. «Физиология, электрофизиология, ботаника и интродукция сельскохозяйственных растений».- Нижний Новгород, 2001.- С. 110-113.
27. Костин В.И,, Исайчев В.Л. Изучение и использование свойств природных веществ для улучшения биохимических показателей продукции сельскохозяйственных растений.// Труды Международного форума по проблемам науки, техники и образования.- Москва, 2001.- С. 63-64.
28. Исанчев В.Л. Агроэнергетическая оценка возделывания озимой пшеницы и гороха с применением пектина.// Материалы научпоЙ конф, «Молодые ученые - агропромышленному комплексу»,- Ульяновск, 2002.- С. 63-64.
29. Исанчев В.А., Семенов А.Ю. Влияние пектина и микроэлементов на физиологические процессы при прорастании семян и урожайность озимой ржи. //Достижения науки и техники.- Москва, 2002, № 5,- С. 31-33.
30. Исайчев В.Л, Эколого-экономические проблемы охраны агрофитоценозон от загрязнения с целью производства экологически чистого зерна.// Материалы всероссийской пауч.-практ.конф. « Агроэколо г нческие проблемы сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнения агроэкоснстем».- Казань, 2002,- С, 148-151.
31. Мударнсов Ф.А., Исайчев В.А, Инкрустация семян озимой пшеницы пектином из Amaranthus cruentus — путь к снижению пестицид ной нагрузки в технологии возделывания озимых культур.// Материалы всероссийской на-уч.-практ.конф, «Атроэкологическне проблемы сельскохозяйственного производства В условиях техногенного загрязнения агроэкосистем».- Казань, 2002,- С. 232-235.
32. Исайчев В.А. Агроэкологическая эффективность применения пектина и мслафена при возделывании сельскохозяйственных культур.// Материалы Международной научно-практ.конф. «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства».- Пенза, 2002.- С. 207-208.
33. Исайчев В.А., Мударисов Ф,А. Экологические аспекты использования пектина и мслафена в качестве фигорегуляторов в технологии возделывания озимой пшеницы.// Материалы Международной научно-практ.конф. «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства».- Пенза, 2002.- С. 208-209.
34. Костин В.И., Офицеров E.H., Исайчев В.А. Использование пектина из амаранта в качестве регулятора роста растений.// Материалы 4 Международной иауч.-практ.конф. «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений,- Ульяновск, 2002, т. 1.- С. 103-10635. Исайчев В.А, Пектин и мелафен - фиторегуляторы экологической направленностью.// Труды Ульяновского научного центра «Ноосферные знания и технологии».- Ульяновск, 2002.- т. 5.- С. 64-66.
36. Исайчев В.А., Мударисов Ф.А. Влияние пектина и микроэлементов на биологическую полноценность зерна сельскохозяйственных культур.// Материалы Поволжской науч.-практ.конф. «Пути повышения качества зерна и продуктов переработки».- Самара, 2002,- С. 47-50.
37. Костин В,И., Исайчев В.А. Агроэнергетическая оценка применения макро-и микроэлементов в технологии возделывания озимой пшеницыУ/ Мате-
риалы Всероссийской пауч.-практ.конф. «Роль срсдстн химизации в покушении продуктивности агроэкоснстсм».- Уфа, 2003.- С. 45-48.
38. Исайчев В.А. Влияние предпосевной обработки семян микроэлементами на динамику редуцирующих Сахаров в растениях твердой яровой пшеницы.// Материалы Всероссийской научно-производственной конф, «Инновационные технологии в аграрном образовании, пауке и ЛПК России».-Ульяновск, 2003,-С. 60-62.
39. Костин ВН., Исайчев В.А., Офицеров E.H., Андреев H.H., Мударисов Ф.А,, Хованская Е.Л., Романов A.B. Действие пектина нз Amaranthus cruentus и микроэлементов на физиолого-биохимические процессы в семенах и урожайность сельскохозяйственных культур.// Материалы 2 Российской иаучпо-практ.копф. «Актуальные тгроСлсмы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создание функциональных продуктов».-Москва, 2003.- С. 90-91.
40. Костин В.И., Исайчев В.А., Мударисов Ф.А. Влияние пектина из Amaranthus cruentus на продукционные процессы озимой пшеницы.// Материалы 2 Российской научно-практ.конф, «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создание функциональных продуктов».- Москва, 2003,- С. 94-95.
41. Костин В.И., Исайчев В. А., Офицеров E.H. Использование пектина из амаранта в качестве регулятора роста и развития растений,// Материалы 2 Российской научно-пракг.конф. «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создание функциональных продуктов»,- Москва, 2003.- С. 95-96.
42. Исайчев В.А., Андреев H.H. Влияние предпосевной обработки семян ростовыми веществами на содержание азота, фосфора к калия в растениях гороха. // BecTiniK РАСХН.- Москва, 2003, № 1.- С. 54-56.
43. Исайчев В.А., Мударисов Ф.А., Семенов Л.Ю. Влияние микроэлементов и пектина на устойчивость озимых культур к неблагоприятным факторам среды. И Вестник РАСХН,- Москва, 2003.- № 5,- С. 34-35.
44. Исайчев В. А., Андреев H.H. Влияние пектина, мелафена и микроэлементов на рост, развитие и продуктивность фотосинтеза гороха. // Зерновое хозяйство,- Москва, 2003, № 2,- С. 21-22.
45. Костин В.И., Исайчев В.А., Мударисов Ф.А, Динамика ростовых процессов озимой пшеницы в зависимости от обработки семян пектином и микроэлементами. // Зерновое хозяйство.- Москва, 2003, №4,- С. 13-14.
46. Исайчев В.А., Мударисов Ф.А, Динамика микроэлементов в органах растений озимой пшеницы в зависимости от обработки семян амарантовым пектином в условиях лесостепи Среднего Поволжья, // Зерновое хозяйство.- Москва, 2003, № 6,- С. 25-26,
47. ИсаЙчсв В.А., Мударисов Ф.А. Фотосинтетичсская деятельность растений озимой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян пекти-
ном и микроэлементами. // Зерновое хозяйство,- Москва, 2003, № 7,- С. 1921.
48. Костин В.И., Исайчев В.А., Петряков С.Н., Мударисов Ф.А. Изучение физико-механических свойств соломы озимой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами.// Межвузовский сб. «Физиолого-биохимнчсскис аспекты обработки семян сельскохозяйственных культур».- Ульяновск, 2003.- С. 80-83.
49. Костип В.II., Исайчев В.А., Петряков С.Н., Романов A.B. Влияние природного фиторегулятоРа и микроэлементов на прочность мехатгческих тканей яровой пшеницы,- Межвузовский сб. «Ф и з но ло го- биохимггческие аспекты обработки семян сельскохозяйственных культур»,- Ульяновск, 2003.- С. 83-86.
50. Костип В.И., Исайчев В.Л., Семенов А.Ю. Влияние пектина и микроэлементов на закалку растений и продуктивность озимой ржи. // Аграрная Россия,- Москва, 2003, .Ча б.- С. 48-49.
51. Исайчев В,А,, Мударисов Ф.А. Реакция сортов озимой пшеницы па показатели качества зерна в зависимости от предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами.// Сб.научлр. «Современные энерго- и ресурсосберегающие экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства»,- Рязань, 2003.- С. 146-148.
52. Исайчев В. А. ■ Агроэкологические аспекты использования микроэлементов-синершстов для обработки семян.твердой яровой пшеницы.// Материалы Межд.науч.-практ.конф. «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»,- Воронеж, 2003,- Т.1., ч.1,- С. 119-121.
53. Исайчев В.А., Андреев H.H. Действие пектина, мелафена и микроэлементов на прорастание гороха. // Аграрная паука,- Москва, 2004, № 2,- С. 1517.
54. Костин В.И., Исайчев В.А. Влияние пектина, ризоторфина и микроэлементов на фотосинтетическую и симбиотическую активность и формирование урожая гороха, // Зерновое хозяйство,- Москва, 2004, № 3.- С, 21-23,
55. Костин В.И., Исайчев В.А., Мударисов Ф.А. Влияние пектина и микроэлементов па фотометрические показатели роста озимой пшеницы. // Зерновое хозяйство,- Москва, 2004, № 4.- С. 20-22.
56. Костин В.И., Исайчев В.А., Андреев H.H. Симбиотическая активность гороха в зависимости от предпосевной обработки семян различными препа-ратамиУ/Международпый сельскохозяйственный журнал.- Москва, 2004.-№5.-С 48-50.
ЯЗЯ '
Су/ ¿З.С7- „ и^СО^Ш^
Лгс^'со^^й о.
Подписано в печать /& ■ /<*• О'/ Формат 60*841/и Бумага типогр. Гарнитур» Тып-Тайис Уса.пгч.я.
Заказ /^3 Тирюк -/ОС Ризограф УГСХА
412601, г.Улытоаск» бульвар Новый Венец,)
-
Исайчев, Виталий Александрович
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Казань, 2004
-
ВАК 03.00.12
- Формирование урожайности и пивоваренных свойств ярового ячменя под действием регуляторов роста и микроэлементов
- Экологические перспективы использования природных росторегуляторов для предотвращения загрязнения агрофитоценозов озимой пшеницы
- ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И ПИВОВАРЕННЫХ СВОЙСТВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ
- Продукционные и физиолого-биохимические процессы яровой пшеницы в связи с качеством урожая при некорневой обработке микроудобрением ЖУСС-2
- Влияние регуляторов роста на поступление макро- и микроэлементов, формирование урожайности и качества зерна озимой пшеницы в лесостепи Поволжья
