Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

УРОЖАЙ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР И ЕГО КАЧЕСТВО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ МИНЕРАЛЬНЫМ АЗОТОМ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "УРОЖАЙ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР И ЕГО КАЧЕСТВО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ МИНЕРАЛЬНЫМ АЗОТОМ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

~ (¡У СУ Л) На правах рукописи, Людмила Александровна БУХАНОВА

УРОЖАЙ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР И ЕГО КАЧЕСТВО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ МИНЕРАЛЬНЫМ АЗОТОМ

(Специальность 06.01.09 — растениеводство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1978

Работа выполнена на кафедре растениеводства Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научные руководители — академик ВАСХНИЛ доктор сельскохозяйственных наук профессор П. П. Вавилов, кандидат сельскохозяйственных наук доцент Г. С. Посыпанов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор В. М. Пенчуков, кандидат биологических наук Г. Т. Лавриненко. '

Ведущее предприятие — Рязанская областная государственная сельскохозяйственная опытная станция.

Защита состоится « \ А » . . . 1978 г.

в « /V» час. на заседании Специализированного совета Д-120.35.04 (06.01.01; 06.01.09) при Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

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

С диссертацией можно ознакомиться в ПНБ ТСХА/

Автореферат разослан « V. » . . . 1978 г.

Ученый секретарь Специализированного совета /

доктор биодоги^бгахна^Е. Е. КРДСТИНА

^е 6о ¿{г/ *е /гумт

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Увеличение производства растительного белка и улучшение его качества — одна из основных проблем современной сельскохозяйственной науки и производства. Со всей четкостью это показано в планах развития народного хозяйства СССР на 10-ю пятилетку. В числе сельскохозяйственных культур, предназначенных- для решения поставленной задачи, важное место отводится зернобобовым, как самым богатым природным накопителям белка в семенах. При благоприятных условиях выращивания эти культуры формируют белок без затрат дефицитных и дорогостоящих минеральных азотных удобрений и дают высокие урожаи семян. Но часто из-за неблагоприятных условий ^симбиоза азотное питание оказывается лимитирующим фактором в формировании урожая. В этом случае необходимо вносить минеральные азотные удобрения. Однако рост и развитие культур, их урожай и особенно его качество в зависимости от уровня азотного питания изучены еще недостаточно. .

)

Цель и задачи исследования

Изучить формирование урожая и его качество в зависимости от эффективности симбиоза и обеспеченности растений минеральным азотом.

Научная новизна работы. Впервые в полевых опытах при различных почвенно-климатических условиях изучено влияние высоких доз азотных удобрений (до 281—562 кг/га) на биохимический состав семян зернобобовых культур (фракционный состав белков, аминокислотный состав семян, содержание витаминов и жира). •

Определено влияние этих факторов на формирование уро- , жая и посевные качества семян фасоли, гороха и сои; проверена разваримость семян фасоли в зависимости от уровня азотного питания.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. В работе доказано, что при неблагоприятных усло-

-¡.'ч.**-, .л-.; | ^

вйях симбиоза на дерново-подзолистых и серых лесн&х пбч вах можно повысить урожайность семян зернобобовых куль тур применением средних и высоких доз азотных удобрений Внесение их более эффективно во влажные годы. (. .Минеральный азот в дозах до 281—562 кг/га не ухудшает, а чаще всего улучшает качество семян, в частности, увеличивается содержание белка. 'Г

Результаты исследований используются в хозяйствах Нечерноземной зоны и Дальнего Востока.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы и 6 глав с изложением результатов исследовании, выводов и предложений производству, написана на 131 странице машинописного текста, содержит 54 таблицы в тексте и 36 в приложении, 3 рисунка. Список литературы включает 265 наименований, в том числе 44 работы иностранных, авторов. .

Содержание работы

В^рервой главе—«Обзор литературы» — показана роль зерно&&х в решении белковой проблемы, рассмотрены особен-; ностй питания1 бобовых культур азотом, условия бобоворизо*; биального симбиоза и качество урожая в зависимости от условии выращивания.

Анализ научных данных показывает, что вопросы качества урожая зернобобовых культур при различной степени обеспеченности минеральным азотом до настоящего времени изучены недостаточно.

Во второй главе — «Место, условия и методика проведения; исследований» — даны сведения о том, что полевые опыты-проводились совместно с В. В. Русаковым и Л. Д. Князевой в 1971—1974 гг. на экспериментальной базе учхоза «Михай-ловское» ТСХА и в отделе земледелия ВНИИ зернобобовых и крупяных культур с фасолью сорта Латвия 800, горохом Уладовским 303 и соей сорта Северная 4. Агрохимические и биохимические исследования выполнены автором в химической лаборатории кафедры растениеводства ТСХА в 1972— 1976 гг.

Почва опытных участков: в Московской области — дерново-слабоподзолистая, по механическому составу крупнопыле-ватый средний суглинок, в Орловской — темно-серая лесная среднесуглинистая. По агрохимической характеристике—: типичные для данных зон. ■ 4

Метеорологические условия вегетационных периодов: в Московской области — 1972 год — засушливый; 1973 год — недостаточная влажность почвы в первый период вегетации и низкая температура во второй; 1974 год был более прохлад-

ным и влажным. В Орловской области наиболёе-благоприятным для развития фасоли и гороха был 1972 год; 1971 год — сухой; 1973 год— влажный. . •

. "Схема опыта; I — контроль (без удобрений); 2 — РК; 3—

• ; 4 — РКЫ1/2"'; '5 ~ РКМ^з ; 6'—-.РКМь

• В варианте 2 были'созданы благоприятные условия для •симбиотической азотфнксации н только температура и влажность почвы зависели от; метеорологических . условий года. Варианты 3—5 рассчитаны на использование азота воздуха и минерального азота при разном уровне обеспеченности последним. 6-й вариант Р1Ш1 — предполагалось, что при внесении полной нормы азота клубеньки не образуются, и растения используют только минеральные формы азота. Это позволит сравнить эффективность бобоворизобиального симбиоза при разной обеспеченности минеральным азотом и минерального типа азотного питания.

Дозы удобрений рассчитаны на урожайность семян фасоли 30 ц/га, гороха 40 ц/га и сои 20 ц/га!

Агротехника культур в опытах •— общепринятая для данной зоны. * ' ■'' . • / Все семена перед посевом обрабатывали молибденово-кнслым аммонием и специфичными вирулентными активными штаммами клубеньковых бактерий: для фасоли № 676, 682, гороха № 241 и сои № 646а производства ВНИИСХ микробиологии. у.' ■ ' . Повторность опыта 4-кратная. Учетная. площадь делянок 50 м2. Размещение делянок рандомизированное.

Способ посева гороха — рядовой, с нормой посева 1,2 млн. всхожих семян, фасоли ц сои — широкорядный (45 см), с нормой посева 0,4 и 0,45 млн/га.

, Полная норма удобрений: Р2Оа — 85—210, ¡<¿0 — 30—35, N — 220—370 кг/га. Диапазон доз обусловлен биологией 'культуры, уровнем планируемого урожая и плодородием почвы опытных участков. "

Наблюдения и исследования на опытах проводились по общепринятым методикам. ' . -

На биометрический анализ отбиралось по.40 растений с каждого варианта, начиная с фазы примордиальных листьев, через 10—15 дней до конца вегетации. Эти'же растения использовались для определения содержания сухих веществ и содержания элементов питания во всех органах растений. Площадь листьев определяли методом высечек, фотосинтетиче-,'ский потенциал посевов—по А. А. Ничипоровичу и др.- (1961), чистую продуктивность фотосинтеза — по/ формуле Кидда,-Веста, Бриггса. Содержание белка в семенах— по! Барнштей-ну, белкового азота и азота отдельных белковых фракций после сжигания с серной кислотой — по Кьельдалга. Белковые

' ■ V-. ■ ' - : ' ■4: ■ з

фракции.из семян выделяли путем последовательной экстракции дистиллированной ■ водой; 1М раствором)КС1: и; 0,2 % -ным №ОН, по Осборну с некоторыми,модификациями; ^'выделение препаратов суммарных белков, и их кислотный1 гидролиз;проводили по методике Б. П: Плешкова (1968) / содержание аминокислот ,!в гидролизатах на -автоматическом . анализаторе «Биотроник»••(ФРГ)жира ~ по методу Сокслета,¿''развари: мость" фасоли — по•• методу ■> Соснина, , витаминов 4- флурро-> метрическим^ колориметрическим^ имикробиологическим I ме| тодамй, химический; анализ почвы'проводилипо общепринятым методикам.'''/ V

Урожайность учитывали поделяночно методом сплошной -уборки;' Математическая обработка "данных проводилась ме-' тодом дисперсионного анализа (Доспехов, 1972). Экономическая оценка — по методике кафедры организации ТСХА , .(Гранднцкий, 1970).

• В третьей главе — «Рост и развитие растений» — описаны результаты фенологических- наблюдений, изложены данные ■ по-фотосинтетической деятельности посевов, накоплению сухого вещества растениями, уровню урожая при внесении'раз-' личных.доз'азотных удобрений нбез них на двух типах почв.

' Проведенные исследования показали,' что разные /уровни азотного^ питания не оказали заметного влияния на сроки наступления: фаз развития, продолжительность межфазных . периодов и густоту стояния растений как на дерново-подзолистых, так и серых лесных почвах.: * . у ,

Г" Продолжнтельность~межфазных периодов находилась в зависимости от влажности почвы-и температуры воздуха. В условиях Подмосковья фасоль л вегетйровала ; дольше на 23—; 32 дня, чем в.Орловскон области. Отмечена тенденция увеличения высоты растений с повышением уровня азотного питания. Повышение доз ¡азотных удобрений с 1/3;до полной спо- , собствовало лучшему развитию генеративных органов,.увеличивая число бобов на' одно растение и их озерненность. " 1 Фактором* лимитирующим продуктивность* растений; чаще всего является недостаточное азотное питание. Зернобобовые" культуры; способны фиксировать молекулярный азот-атмос-. феры, но,для активной фиксации азота требуется большой комплекс>условйй: рН около 7, высокая обеспеченность растений фосфором и калием, низкая — азотом, наличие* микроэле-. ментов/, инокуляция семян активными штаммами клубеньковых бактерий, хорошая аэрация почвы,' оптимальная темпера-: тура,-влажность почвы 70—80% ППВ (Федоров, 1948; Мншу-стин, 1968;;Мишустин, Шильникова, 1973). : "

В наших опытах на серых лесных почвах,в период интенсивного образования клубеньков влажность пахотного тори-зонта почвы'снижалась: и 1971 г.до'45%, а в 1972. г. до 29%

;ППВ. Более » благоприятным -гдля развития-клубеньков бь1Л 1973 г. Клубеньки на фасоли • образовались, hoi снижение ¡влажности почвы в нюне до 45% ППВ, по-видимому, явилось причиной неполной/ нодуляцни растений .;,<(процент^растений ;с клубеньками) ^ даже : в безазотных ^вариантах^^ВХотличие от фасоли, в безазотных • * вариантах гороха " в дечение1'трех~ - лет хорошо^ образовывались;активные, клубеньки Грозового"цвета-но спонижением влажности, почвы они отмирали /до цветения гороха: Азотные . удобрення-ингиб11рЬвали: образование ; клу;. беньков на корнях фасоли и гороха темсильнее,-чем-выше до-зы^'азота.; ' ' 1 t- * . . ' - . ' ,

..'Ш условиях дерново-подзолистой' почвы растения фасоли и coii не,образовали клубеньки. По-видимому,,основной причиной этого явились неблагоприятные метеорологические ^ условия:*- в' 1972 засушливом году клубеньки/ образовались лишь на1ёднничных;;растениях сои,* но потом;" отмерли;', в 1973 г. в .первый период:развития растений влажность:почвы*не поднималась выше-38—43% /ППВ,';а^тЬрой; период'вегетации; был холодным. В 1974 г.; клубеньки не :образовались ?;из:за^ пере-! увлажнения- и низких температур. Таким .образом, /избыточ-: ная влажность, как и, ее ; недостаток, -также неблагоприятна для: симбиоза. Из этого следует,- что в наших; опытах количество*- азота,! усвоенного растениями из воздуха, сводится практически к-нулю.« - ' * ' ' ' . • >(В"связи с.этим в.наших опытах возрастающие дозы азотных, удобрений приводили к усилению фотосинтетической деятельности", посевов '¡/фасоли. вг;1:, 2—1,7; раза на' обоих :лтипах; почв (табл. 1). У"гороха показатели фотосинтетической деятельности значительно'увелйчивалнсь только от полной'нормы азота в > 1,4 раза.' Действие других доз было выражено слабее. Лучшее развитие растений при , внесении азотных »удобрений • соответствовало .болееÎ интенсивному • накоплению, ими сухого •вещества.- Высокая доза азотахпособствовала максимальному, 'накоплению;сухой-массы' у^всех культур/ в:средн :вышение составляет:ЖгорохЪ:20%\,(учфас6ли 44—46%>к 'фо-

////Анализ урожайных;даиных"показывает,<.что ^¿есение-фос-'форно-калийных удобрений "в^услЪвиях серых л -да-

ет :прибавку5урожая1сем^^ вГсрёднем'за"3 года,' рав-'

*ную ¡2,7;,ц/га/ (22%)? •Дополнительное внесение; азотных удоб-* -рений в дозах* 1/3," 2/31'и: полной /,способствует /"дальнейшему; увеличению урожайности семян фасоли'на ЗО—60%* посравне-; нию; С вариантом/РК.ЧУ гороха'азотные-удобрения практ!!че-; скн/не' увеличй.Тй/Урож

ности семян фасоли, ii сой-'в¿Московской области .в завнсимо-J сти от доз азота/ аналогичны изменениям в условиях, Орлов-; ской. области;' В среднем за два-! года азотные удобрения дали'1

(..................«'.... ........

у : ., . :• . . /■■ ' Та блица I.,

Фотосинтетическая деятельность посевов и урожайность фасоли и гороха !

.Вариант ; опыта

Максимальная пло-. щадь

листьев, тыс. м2/га

Максимальное накоп-

; ление > сухого вещества, ц/га'

Фотосинтетический потенциал, .млн. ма/га • дней

Чистая продуктивность фотосинт., ; г/м!; „' в сутки

Урожайность, <; , ц/га. I

Фасоль (дерново-подзолистые почвы), .1972—1974 гг.

Контрольч РК

РКК1/2

• ркмь ;

РКМг > -: НСРоз

Контроль РК

РКИ1/3 РК№/з , РКК, НСРоз-

Контроль.' •РК РКЫ1/3 1 РК^/з РКМ1 г V НСРоз,.'

32 -32 37 48 54

45 .

46 62 67 80:-

1,62 1,57 1,91 2,32 2,46

2.7 2,9 3,3 2,9 3,3

Фасоль (серые лесные почвы) 1971—1973 гг.

16 20 ; 30 ,31 34

36 45 :45 49 65

0,55 ' 0,66 0,88 0,97 1,01

4,6, 6.»

5,2. .5,6 6,0

Горох' (серые лесные почвы) 1971—1973 гг.

23 "39

40

41 56 .

50.7 68,3

68.8 73,3

.81,7

1,23 1,33 1,39 1,47 1,87

.4,0 4,1 4.0 4,2' 3,9

22,8 22,1 26,9 -29,9 31,3 2,14

12,2 .14,9 -19,3 ' 21,7 23,9 -2,2

14.4

15.5 16,3 15,9 17,1 2,3

I*

прибавку урожая семян фасоли от 20 до 41% к фону РК.-прн.* внесении полной нормы азота в оба года опытов был получена запланированный урожай — около 30 ц семян с гектара. У сои4 прибавка-урожая семян составила 7—33%. I :

В четвертой главе — «Биохимический состав семян» да^| но/содержание и сбор протеина'и белка с единицы площади}'! приведены.данные по фракционному составу белка,! амйно-Д кислотному, составу семян и сбору незаменимых аминокислот! с урожаем семян, содержанию витаминов, жира и разваримо-| сти семян фасоли. • \ ; ,''.■< ; "Ц

Азотные удобрения, улучшая обеспеченность растений азо-'| том, повышали содержание протеина во всех органах расте-! ний изучаемых.культур на обоих типах почв. Поскольку мпне^| ральный азот способствовал увеличению урожайности семян;! *

6-

Л

^¡1.

, то соответственно >возрастал :йГ,сбор протеина:"< у\ фасоли на /64—489 кг/га: (серые" лесные почвы)! и;201^523 кг/га^(дёр-ново-подзолистые); у гороха — на 20^110.кг/га. '

' ; В среднем^за-'(годы^6пытов"'азотнУе:.удЬбрен повысили ' содержание и сбор белка с семенами фасоли (табл. 2):- На се-* рых лесных почвах в. засушливом1 1971; г. содержание белка несколько снизилось^ а в более влажные годы — 1972 и 1973— увеличилось'на'0,87-4,0%."*Средняя и;полная дозы азота^ приблизительно в равной степени оказывали положительное влияние на белковость семян фасоли.' 4 . ; • / " ' ' ч Таблица .2 Влияние условий.выращивания на содержание белка и жира . . : ■ 1 ,. ^ ... в семенах фасоли (среднее за 1971—1974 гг.) • . • ■

.Варианты ч' ( Дерново-подзолкстые • , - почвы С •. Серые лесные почвы " ..

белок ' жир;.% на сухое вещество Л белок . : жир, % на сухое вещество

% на .сухое" вещество кг/га ',% на л сухое ■ вещество кг/га, •

Контроль 23.1 ^ 471 " 2,7 , 24,3 . ^205 ' • 0,8 '

РК 27,6 . 596 2,8 27,4 ■ 295. 1,3

* РКЫ 1/з 4 : 28,2 ■ , 638 . V 2.7 28,2 395 1,2

РКК2,З , - ; 30,0 753 3,0 , 31,4 520 ' 1.8 <

РКМ,. - 31,4 783 2,8 / 31,2 589- . 1.8

Фосфорно-калийные удобрения повышали, .содержание; белка на 1,6—3,1,% по сравнению с контролем. Наибольшим оно было в,1973 г.; когда растешш;фасоли фиксировали« азот воздуха. В"меньшей степени ,азотные; удобрения*повышали^ белковость семян гороха, в среднем" за три года".:только на* 0,5-1,7%.' • .. • ' Ч^Г >';

На дерново-подзолистых, почвах .в*связи с лучшей влаго-обеспеченностью; в 1973 и '1974 гг., азотные удобрения5 повысили; белковость семянфасоли на 5—7%. VПоложительное влияние" они; оказали и на накопление белка в , семенах*-сои.

В опытах'' с различной»кислотностью 'почвы эффективность' удобрений ¿была ^различной1 (табл., 3). Без азотных ¡удобрений содержание белка в.семенах сои на'обоих уровнях кислотности было одинаковым; ;известкование;.повысило положитель-, ное влияние.азотных удобрений на белковость семян..

С'увеличением дозы азота с• 1/3/до^полной • нормы \ резко \ • вырос сбор белка фасоли, с единицы площади: на дерново-подзолистых почвах — на,30—65% н на серых, лесных— на 31—, 72% по сравнению с фоном РК. В отличие от фасоли; у сои и

"■ ч ' '• ' " ■ ■■ . • ■;■ , ■.,■.. Таблица 3

Содержание белка и жира в семенах сои о зависимости от кислотности ■ ' ^ ' ' почвы и уровня азотного питания (1972 г.) " . ? >

V V- - ■ -у Вариант • \ Белок , % Жир, % Сумма', белка . инжира, %..-.•

РНКС1 5,2—5,5 РНКС1 6,0-6,5 РНКС1 5,2-5,5 Р КС1 6,0-6,5 „ \ * РНКС1 5,2-5,5 >НКС1 . 6,0-6,5:

РК 36,1 ■ . ' Ч 36,4 24,6 22,0 ■. 60,7! 58,4

рКМ|/з -36,3 J 40,3 21.0 - 21,1 60,3 61,4

РКМ2/3 39,7 43,3 23,8 419,9 63,5 ' .63,2

РКМ, ' 39,9 43,2 21,5 19,6 .61,4 '< . 62,8 ,

' Коэффициент корреляции— —0,85. : ' Бг=0,20; ' ■ ■ 1 = 4,25.

гороха ■ этот показатель увеличивался • вг меньшей -степени — на 8—40% й 4—18% соответственно. ;

■■<'; Изучение фракционного состава белка показало, что-наи-• более существенное влияние на соотношение белковых фракций оказывают метеорологические условия вегетационного периода. При повышенной влажности содержание водораствори- -мых белков, семян фасоли возрастало на 16—24%, гороха — <;' на15—13%,- а; количество солерастворимых белков уменьшалось на 12—18% и 10—19%,.соответственно. ; . ' , . ч<

Уровень азотного питания сказывается также, хотя н.в -меньшей; степени, на „соотношении различных по растворимо- ^ стн белковых' групп. На серых лесных почвах содержание, во- . дорастворимых белков семян фасоли, ¡как правило,, увеличивалось при средних дозах'азота и немного снижалось'при, вне- .' сепии полной его нормы, на «дерново-подзолистых — содержание лЬс было'/примерно одинаковым , во всех ' вариантах (табл. 4) и наибольшее количество солерастворимых белкой ; имели семена,' полученные1 с вариантов -РК'Мь ? 4 .; г •

■ У; гороха- большая концентрация альбуминов и: легкорас-:творимых глобулинов отмечена в варианте с полной нормой * азота (табл. 5). В опыте с соей содержание солерастворимой фракции ; практически не зависело от кислотности - почвы ;. (табл. 6) . Азотные удобрения снижали .содержание водорастворимых белков на кислых почвах, (на 6—10%), на слабо- „ кислых.влияние минерального азота было менее выраженным: . Солерастворимая фракция была наибольшей'при* средней

в' ' ' 1 >'

,:. ; ■.: . ■ .•' I'- Таблица.

Фракционный состав белка семян фасоли в зависимости от условии выращивания

Водорастворимая фракция, % Солсрастворима я • фракция, %' ''; Сумма легкорастворимых ■ фракций, %

о ьк; си с* ; : ^ ••• С*. • £ К? О си и си м' . си • 21 .Х -.; с- - - и? о Си ' у си ■ сч . ы -.55" си

: ' ; .Л'' Серые лесные почвы

1971 1972 1973 51 54 67 54 ■ 59 72 ' 43 54 64 2,6 2,1 2.3 9 31 19 17 26 23 14 35 ',24 . 17 1,6 1,9 1,1 82 73 81 80 82 86 78 78 81

Дерново-подзолистые почвы

1973 .1974 '63 74 67 , 76 66 72 1 '.:• 2,0 ' 2,3 16 10 18 . 9 1 21 ' 14 ; 1,6 1,7. 1 84 ! 84 : 85 85 87 86

Таблица

Влияние уровня обеспеченности минеральным азотом на фракционный

состав белка семян гороха (1971 .и ,1973 гг.)

Вариант

Лзот, %

д

о

<и 3 <о д .

Содержание фракций белка, %

СЦЯ

2 о<

о о га

Л

и СА* 4 § :

3 5 •

"* м X

ж 0.3

>.0.3

и . а! 2

§.&5

Л И

О '_>

в С. О

Контроль . . ." . *РК- ......

1>К\13 • • • • ■РКХгз . . / .

.РКМ, . . -------

НРСоя •• : . .

3.91

3,02

4,13 3,97

3,86 3,70

4,51 4,05

4,21 3,83

4,62 4,38

4,20 4,07

4,6В 4^48

4,29 4.20

4,74

4,43 0.13

Примечание.' Числитель

.43.9

55,4 40,2

54,4 54,9

53,6 48,0

53.0 49,9

58,8 2,9

34,4

78.3

12,0

9,7

23,6 45.4

79,0 85,0

12,0 8,4

9,0 0,0

27,8 31,7

82,2 80,6

10,4 '7.4

7,4

6.0

31,1 35,4

84,7 83.4

25,2 38,7-

78,2 в8,6

10.2

9,8 10,4"

8.1

5,1 6,8

5,4 3,3

19,7 1.8

78,5

15,7 0.8

5,8

0,10 2,7 | 1,9

1971. г., знаменатель

1,0

1973' г.

- • Таблица (3

Фракционный состав белка семяи сои в зависимости от рН почвы и доз « .....азотных удобрений (1972 г.)

Вариант опыта

Лзот,

Я

ЧО

, о

р «

оЗ 3 ЧО о

Содержание фракций белка,

ой,,

О (3 о т Си -в

и «•2 о. 2

я о. о

К £

о. н

к И

и..о

рНкс1 5,2-5,5

5.44 5,23 65,8 3,7. 69,5 18,2 12,3

5,48 5.32 80,1 - 3,6 '83,7 11,6 ; 4>7

5,54. 5,35 78,8! 3.2 . 82,0 12,0 6,0

5,97 5,84 70,2 7,9 78,1 13,2 8,7

6,19 5,87 73,7 6,2 79,9 12,1 8,0

0,23 2.7 0,8 1,3

рН КС1 6> 0—6,5,

5,37 5,20 77,5 4,7 82,2 12,2 5^6

6,00 5,75 79,6 3,8 83,4 11,1 5,5

6,29 ; 6,18 73,0 8,3 81,3 10,2 . 8,4

6,40 6,17 76,9 6,5 83,4 ,10,9 5.7

0,34 1,9 0,8 ' о ■ ~ ^ * ч

Контроль РК . . . РКК1/3 . РКК -. Р1Ш, . . НСР05 .

РК . . .

ркм.1/3. рк.Ч 2/3 :

НСРов '. V

дозе азота независимо от ,кислотности почвы. В 'содержании же: труднорастворимых, высокомолекулярных; белков — глго-телинов.— от внесенного азота не обнаружено какой-либо за^ кономерности,у,изучаемых культур. • • ! ?г>

Для определения - содержания белка в семенах ' бобовых культур,обычно применяют коэффициенты перевода азота на белок. Мы определяли содержание азота в белке фасоли, гороха и сой, выращенных в различных условиях. Исследования показали, что содержание азота в белке в большей степени изменялось от метеорологических условий. Отмечено, что во , влажных условиях содержание азота меньше,' а коэффициенты перевода больше, чем в сухие годы. Азотные удобрения . практически не изменяли этих показателей, -у ' \ 5 1

Основным источником, откуда поступают необходимые для синтеза белков аминокислоты и куда возвращаются продук-; ты распада белков, является небелковая фракция, главным образом, фракция свободных аминокислот (Плешков, 1964, Круссер, Крылов, 1964). По составу функциональных групп и изоэлектрическим точкам идентифицированные; амннокисло1

Таблица 7

..." Серые лесные почвы г _ ) Дерново-подзолистие почвы

Группы аминокислот., 1971 г. , 1972 г. 1973 г. ^ 1973 г. .. - 1974 г.

РК РКГ*, " РК . РКМ| РК РК№ РК РКК| РК РКХ, /.

.4 ■■ Алифатические: ' , ' ■ ' " , •• '

,нейтральные 71 64 48 33 100 82 \ 72 " 85 88 93 • '

основные 139 -176 38. 68 132 170 - .. 177 237 98 " 127 -

кислые 306 321 172 191 403 302 409 675 г 330 465

Ароматические 18 - 19 8 • , 4 24 25 25 18 12 22

Гетероциклические 8 14 6 5 . 17 23 .1 8 11 И 12

Прочие 216 298. 160 108 244 >258 174 176 195 169

Сумма аминокислот 818 892 ФХ, 399 ' 920 860 865 1202 734 888

в т. ч. незаменимые , 190 207 , 76 84 200 . 224 226 "283 149 ' ,179

из них: метионин 25,7 : 12,3 . 19,0- 14,4 - 32,6 19,0 21,о 19,7 28,3 22,0

■ ("■ • валик _ 7 9,1 . 9,3 8,0 ' 4,7 14,4, 15,0 8,9 9,2 8,2 . 10,1

•: лейцин 6,3 : 2,3 6,0 • 2,8 7,1 6,7 6,1 - . 6,2 .8,4 ; э,5

лизин 4,7 8,3 0,8 0,8 8,2 10,3 4,1 4,3 5,0 5,1

• аргинин 134,3 166,4 37,2 ' 57,0 123,1 159,1 172,0 232,0 92,3 121,0 ; У

ты сгруппированы нами на нейтральные, основные, кислые, ароматические и гетероциклические. На содержание свободных аминокислот значительное влияние оказывали: метеорологические условия. Более высокая концентрация их в семенах фасоли и гороха на серых лесных почвах в 1971—1973 гг., по-видимому, указывает на то, что в период созревания семян были замедлены процессы синтеза белка, вызванные неблагоприятными погодными условиями (табл. 7). Внесение высо-}ких доз азота способствовало увеличению основной группы ■ аминокислот (лизин," аргинин л орнитин) у всех изучаемых культур.-- /V '•'.;■•.; - ч/ V .

Содержание же нейтральных и кислых — снижалось на серых лесных почвах на 10—31%, в основном.за счет метиони-на,; лейцина, аспарагиновой и а-аминоадипиновой кислот, а в условиях дерново-подзолистых; наоборот, повышалось на 6— 65% в большей степени за счет валина, глицина, аланина, аспарагина, глутамнновЬй и а-аминоадипиновой кислот. В семенах гороха и,сои концентрация свободных аминокислот повышалась от внесения азотных удобрений. ' '

Среди аминокислот особое место занимают незаменимые, сумма которых в варианте РКГ^ увеличивалась.у всех культур. . ' .

Азотные удобрения не оказали существенного влияния на количественный аминокислотный состав суммарных белков изучаемых культур. Однако семена с азотных вариантов по питательности превосходят семена с фона РК; так как имеют значительно более высокое содержание белка.

При оценке семян продовольственных и кормовых культур как источнике полноценного белка необходимо, располагать данными о содержании незаменимых аминокислот в единице массы продукта, корма. Более высоким содержанием всех незаменимых аминокислот в 1 килограмме сухих семян выделяются семена, полученные в вариантах с высокой дозой азота (табл. 8). V / -у.-г Ч,д:>:

Сумма лимитирующих .аминокислот (метионин, лизин, , ва-лин) в семенах фасоли и сои также возрастала, улучшая их пищевые и кормовые качества. Эту группу аминокислот (при сопоставлении с белками л молока и говядины) - выделяют И.: И. Лекарский и Е. Г. Паиер (1964), считая белки; семян важнейших бобовых культур несбалансированными по трем вышеперечисленным аминокислотам. .

Валовой сбор незаменимых аминокислот с единицы площади прямо коррелировал со сбором белка (табл. 2, 9).

; Высокие дозы азота увеличивали сбор лизина с гектара посевов фасоли в 1,3—2 раза, а в засушливых условиях 1971 г. — только на 23%. В семенах сои соответствующие по-

Таблица 8

Содержание незаменимых аминокислот в семенах зернобобовых в зависимости от условий выращивания,'г на .| кг абс. сухих семян. Среднее за 1971 —1974 гг. -- :

... ... Серые лесные почвы : . * Дерново-подзолистые _. • • почвы - • • '

-Аминокислоты 1 . горох " ;. фасоль > "фасоль соя

г - . V . ■' .1 V ■ . 1 1 ■;, - РК РКГ4, РК- РК№ РК РКМ, РК: РКК'1

21,7 ' 26,0 23,3 26,2 23,2 28,3 28,9 32,1

• 4,3 5,1 6,1 .6,2 5,6 7,3 ' 7,4 7,3

15,7 19,7 15,4 16,5 ,14,4 19,7 21,5 24,7

0,6 0,9 0,6 1,0 0,5 1.0 1.4 • 1,3;

' 10,0 79,5 10,9 11,6 10,1 10,1 14,9 /10,9

10,9 9,8 12,3 13,5 7,8 9,9 14,4 15,4'

10,0 .12,6 • 13,5 13,1. 12,4 15,9 13,3 , 14,7 х

• 21,5 25,1, . 28,9 29,0 24,8; ,32,9 32,9 38,6

" 9,9- -10,7" 12,2 11,6; 9,4' ! 12,6 15,0 15,9

107,6 119,4 123,2 128,8 108,2 137,7 152,2 100,7

36,2 36,5 ' 1 ' 30,1 40,7 1 31,6 39,3 ■41,0' 48,8 V

Лизин '. , Гистидин Аргинин -Метиошш -Треонин ;. Валин

Фенилалашш

Лейцин • ......

* Изолейцин Сумма - г - •".-. ■Сумма лимитирующих аминокислот (ЛИЗНИ,' валин, метиошш)

казатсли увеличивались в 1,5 раза. У гороха сбор лизина возрос всего на 10—19%. :: • '. Витамины группы В "(тиамин, рибофлавин, пиридоксин и" :другие), входя в, ферментные системы .вчвёсьма^малых-количествах,, играют большую роль* в белковом обмене. Проведен- ( ные,^исследования показали, -что азотные удобрения способ-. стйовал!! /некоторому' увеличению содержания витамина Вг.; :(на 0,11—0,16 мг%) и практически не изменяли количество Вг.-РР и'В6. -::>■.'V- 'V ' • 'Л;

Содержание жира в'семенах фасоли и гороха мало зависело от: условий выращивания.* На'- серых клееных почвах'со-: держание; жира в большей ; степени './повысилось-' от внесения фос'форно-калийных , удобрений: и семенах фасоли на 0,3— 0,8%; .гороха — 0,4—0,6%. Возрастающие дозы азота практически не, изменяли ¡содержание жира. Особый интерес, представляет соя, содержащая в наиболее благоприятном, соотношении.белок и жиры.'Между этими показателями в зависимости от уровня азотного питания определена высокая.отрицательная корреляция.' Внесение возрастающих доз. азота зако-; номерно снижало содержание жира, причем на кислых почвах это снижение было.большим (на 3,1%), чем на слабокислых (2,1%). Наибольший суммарный.сбор белка и жира с се мен а-

' _ 4 . V * ,, 'Г а б л и н а 9

Сбор незаменимых аминокислот, (кг/га),с• урожаем ссмян фасоли I,'.:-:■ ■ ' ' в зависимости от условий выращивания * .■.►■!■ ■ 1 ,> I

- е « Всего, не-:* г * ' , ,, / —т '

Год Вариант заменимых,-ч ' амино-' ■ Лизин- . Фенил> аланкн Лейцины Валпн

-' «г . .КИСЛОТ V

- 1971

V '

1972

1973

1973. 1974

РК • , ,157

РКМ, • 189

РК' ^ 172 *-

РКЫ,, ^ -351

РК~ , 142

РК1^ ' 258 ~

Серые лесные почвы 30

. 37. :

, 32 73

27

,53

18, , 20

18 33

15 28 '

Дерново-подзолистые почвы

РК РКЛ,

Контроль РК . РКЫ, , РКК'2

271 370 '

174 153 1 339 387

-58 .75

34 33 71 79

32 43

20 17 39 41 -

■52 62,

53 106

51

82

85,' 121

53 49 113 Г 127.

16 21 '

22 43 •

-И 22 .

19 25 >

20 41 - 27 ; 30

• ми сои был получен в азотных вариантах—от 456 до 618 кг/га, - превысив соответствующий показатель в варианте РК на.28— 189 кг, т. е.: на 7—44%. ' V •••••• - -- ^

Поскольку семена; фасоли используются в. пищу преиму-, щественногв вареном виде скоростьи равномерность их раз-варимости играют важнукпроль приоценкепотребительских 'достоинств', зерна.') Несмотря !на1то,:;что^среднее время -разва/ -ривания^бЦ70/практически;.одинаковымво*;всехвариантах,\ вместе с тем следует',отметить. "некоторое преимущество "вари-,: анта' РК, где/процент разварившихся семян в первый, пери-' од^—наибольший'и составляет;74%>(в варианте РКНиг-: 65%).

В пятой .главе'«Цосевные качества семян» рассмотре-. на;Взаимосвязь^мёждУ<уровнялш«минерального'-питанияХи по'! казателямипосевных; качеств^семян;В-наших;опытах", энергия прорастания и;всхо"жесть< семян: практическиIне зависели от уровня", азотногоЬ' питания,*', но в 'вариантах 'с азотом '-? воз-.! растала масса'!" 1000¡;семян: фасоли; ? На.серых лесных ""почвах' в варианте=РКЫ1,это превышение составило 30—32 г," а на дер-; ново-подзолистых :—81— 97, г, во ..- все ;", годы - исследований' У гороха, в отличие Гот фасоли, в вариантах с малой; и • сред-14 - ' > ' . ' ■ / - С

; ней .-дозами азота семена сформировались; более мелкими,"й даже -при полной норме азота масса 1000 семян, была прак-/ тически такой же, как и на фоне РК. Мы полагаем, что это . .объясняется спецификой культуры. Горох имеет. полегающий '. стебель; и чем выше доза азота, тем■ больше накапливается; " вегетативная /масса, тем сильнее полегание растений и зате-нени'е »нижних; наиболее продуктивных ярусов, следовательно ; поступление пластических веществ" в бобы , этих ярусов снижается: Масса 1000 семян сои.возрастала с увеличением доз ^азотных удобрений до . . - , ';/'•*«

В главе шестой — «Экономическая оценка применения; 1 азотных удобрений под зернобобовые» — проведен подробный анализ затрат, рассчитана,себестоимость, производитель-1 /ность труда, чистый доход с единицы площади и норма рента-; /бельности. Как показали расчеты, затраты труда на 1 га посева'фасоли при внесении азотных удобрений .повысились, на: . серых лесных почвах на 3—8% и дерново-подзолистых на 8— 15% (за счет подвозки и внесения минеральных удобрений и доработки дополнительного урожая семян); \ -

х Себестоимость 1 ц белка и 1_кг незаменимых аминокислот в азотных вариантах была ниже по сравнению с фоном РК. лЧистый доход увеличивался и составил в'Московской области от 950 до 1068 руб. на 1 га (в варианте РК — 779 руб.), а в Орловской — от 645 до 799 руб. (в варианте РК — 488 руб.). Внесение азотных удобрении под город;оказалось экономнче-./ски-неэффективным. , ' " , -- '/ • ,-у

, - • .' Выводы „■,./-'

К В- условиях дерново-подзолистых почв , при недостаточной и избыточной влажности- почвы в течение трех лет опы-- тов клубеньки на корнях фасоли и сои не'формировались. На серых лесных почвах ; у'гороха весной образовывались клу-Д беньки, но с понижением. влажности почвы отмирали до пе-; рио'да цветения: фасоль только один год фиксировала азот . атмосферы, но нодуляция растений была неполной. (

2.* В условиях ¡малоэффективного симбиоза* возрастающие У дозы; азотных" удобрений увеличивали. / площадь " листьев ¡и; ,' фотосннтетйческий потенциал посевов фасоли в 1,2—1,7 раза на обоих типах почв/сои,— в 1,2—1,6 раза, у гороха полная норма азота повышала эти показатели в 1,3—1,7 раза, две дру-. • гие дозы были менее'эффективны.

;; / - 3.* Фосфорно-калийные удобрения увеличили урожайность фасоли в условиях серых лесных почв в среднем за три года , на 22% (2,7 ц/га), а на дерново-подзолистых почвах она осталась на уровне контроля. Дополнительное внесение азотных"

р/;;;—/ -/ /..; _' ..¿б -

л удобрении/; (1/3,: 2/3 •• полной < нормы) 'повысило • урожайность' *семян",фасолн;иа.серых лесных почвах соответственно на 7,1; -9,5 и 11,7лц/га ir на-дерново-подзолист ц/га.

„ 4. -.Азотныеудобрения днё\оказывали'! влияния Гна! энергию прорастания и всхожесть ¿семян, i но¿способствовали; увеличе-' ;нию массы 11 ООО'семян'.фасЬлй' на;дерн0во:Подзолйстых почвах на ;81—97 г; серь1х лес1шх'— 30—32 гЛУ:,гороха1з вариантах ^¿¡азотом масса семян была такой же,-как и при.внесении.толь-■!;ко;одних:фосфорн6-калййных.удобреннй.\,..- , V0 5.".На .степень^разварймости фасоли < внесение , минераль-? ^ных;уд0бренййдкак*0днйх: фосфорно-калийных, так и. с добав-1*лением'аз0тныху*сущест15ённ0г0.влия1н1я не оказывало.;,, ; , ч ■'Фракционный-состав белка, фасолидпод влиянием азот-'ных.удобрений в разных",п0чвенн5;клйматйчёскнх условиях, нз-?мёнялсяЫршмёрйо/ одинаково. ¿При/высокой ^обеспеченности 'растений азотом в семенах"фасоли.увеличивалось'содержанне ^с0лёраств0римой,*;.'ф'ракци^ ) водорас-

.творимой'^покышадо^ . дозы '»азота»на

: серых "лесных почвах" на 3^5°/о'.5У,;гороха*»содержание - водорастворимых белков, увёличивалось от-, внесения полной нормы г. азота на- 5—9%, агсолерастворнмой —- уменьшалось ч.на^ 6—8%." .; -1" '

7. На содержание'свободных-аминокислот большее влияние оказывали метеорологические условия, чем азотные удоб-; ренияд Высокие, дозы минерального азота- повышали содержа- : .ниё основных-амнн0кисл0т^(лизина, аргинина,¡орнитина) в се-:мёнах>всёх.':культур »наV16^-92?мг;.;а'¿также¿сумму- не'замени-

1 м'ых ^аминокислот в сёл^енахГфасоли Г и": гороха: на 17,8-^-76,6 мг. •за счёт увёличёния ;содержання:лизйна ' ,

8.-:"Амйнокнсл0тный состав1 белков' практически ! не зависел от^условий- выращиванйяг,Однако^содержа"ниё 'незаменимых-,аминокиалот?в,ёдиннце массы, семян;и(сб0р< их "с гектара в ва-риантах^с ^азотными ¡ удобрениями были значительно . выше, чем в варианте PK:4Сбор-лизина с урожаем фасоли.на дерново-подзолистых лючвах. возрос на .29—;Н5%', а на* серых лесных почвах на 23—126%. ' ■• у ». Г-|- .

;9/.-Азотныё: удобрения не оказывали? существенного влия-«; ния^на^содёржание витаминов группы .В в семенах фасоли— тиамин,*рибофлавин, '-нйкотиноваяГкимотЬ;й.пйрид0ксин.;

10.\Содержаннё жйра}в^]семенахдфас0ли;И'гороха изменя-.^ лось: нёзначительйо.1 У; соипо«мерё^увеличёния доз ¿азота. со- * дёржаннежйра; снижалось<на; 0,6т^3;17о^а.белка»повышалосьг; на;р,2^-6,8%\;Мёжду, этими показателями-существует отрица- J тельная;(коррёлят11вная «связь;; (^0,85) Общий;"же > сбор. жира { с"гектарав.вариантах;с;азотными,удобрёйиямй увеличивался? на - 5—20%,-.*а суммарный;' сбор тбелка -и жира — на 7—44% ; за: счет ■ повышения .урожайности • в • этих »вариантах. г i у

11. .При неблагоприятных условиях симбиоза применение , азотных< удобрений на планнруемый урожай фасоли попыша-* ло .чистый, доход с гектара в 1,3-—1,0 раза, снижалЬ.себестои-мость1-ц семян, белка и 1 кг.незаменимых аминокислот. Внесение минерального азота под горох в условиях серых лесных ;Почв оказалось экономически нецелесообразным. - '

- . ' Предложения производству >

» : На'дерново-подзолистых и 'серых лесных почвах Нечерноземной, зонььпри .неблагоприятных. условиях бобоворизоби-.ального"симбиоза :для получения высокого урожая семян, фасоли необходимо вносить азотные удобрения на планируемый . урожай. При этом пищевые и посевные качества семян фасолине.ухудшаются,- а содержание белка;н-сбор*его с гектара ■возрастают. Ч; -л'У. '•.-..',/-,'> V>' \ ■

В этих же условиях высокие дозы азотных удобрений не ухудшают качество зерна сои и гороха "по сравнению с без: азотными вариантами., . ■ : ,

; Список опубликованных раб от по теме диссертации

■ \ 1. Фракционный состав белка семян фасоли, гороха и сои в зависимости от условий выращивания. Известия ТСХЛ, 1977, 4, с. 81—91 (в соант.). . ' : ; ; : Г

^ ; : 2. Аминокислотный состав белков семян фасоли в. записи' мости от-условий выращивания^ Известия. ТСХЛ, 1978, № 3, с. 125—130 (в соант.). , ' ' ,

. •*--V'.X. ч, • ; - - .. ■ 'V-'- • - '

* \ , 1 • • ■ ч. , :

Объем 1 »/* п. л.

Заказ 1755.

Тираж 100

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