Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ АНИОНОВ NO3-, РО4- - — , SО4 - - НА РОСТ РАСТЕНИЙ ГОРОХА И СОДЕРЖАНИЕ В НЕМ БЕЛКА

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ АНИОНОВ NO3-, РО4- - — , SО4 - - НА РОСТ РАСТЕНИЙ ГОРОХА И СОДЕРЖАНИЕ В НЕМ БЕЛКА"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

Л- ZS■ZSS На правах рукописи

Антонина Ивановна ИВАНОВА

ВЛИЯНИЕ АНИОНОВ N08-, Р04-'—, ЭО*-НА РОСТ РАСТЕНИЙ ГОРОХА И СОДЕРЖАНИЕ В НЕМ БЕЛКА

(Специальность 03.00.12 — физиология растений)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА —1975

о р О л —

Диссертационная работа выполнена в лаборатории физиологии питания растений Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института удобрении и агроиочвоведения имени Д. Н. Прянишникова.

Научный .руководитель—доктор сельскохозяйственных наук профессор И. В. Мосолов.

„ Официальные оппоненты: доктор биологических наук профессор А. Е. Петров-Спиридонов; кандидат биологических наук Г. Т. Лаврнненко.

Ведущее ■ учреждение — Калининский государственный университет.

Автореферат разослан « у. » _ _ 1975

Защита состоится «

..... 1975 г.

в час. на заседании Ученого совета агрономического

факультета ТСХА.

■ С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (корпус Ю). ■.

Просим принять личное участие в работе Совета либо прислать отзыв, заверенный печатью, в 2-х экземплярах по адресу: 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., д. 47, корп. 8, Ученый совет ТСХА. Телефон 216 24-92.

Ученый секретарь Совет; академии доцент

Ф. АГ^ЕВОЧКИН

ВВЕДЕНИЕ

Увеличение производства белка является одной из наиболее важных проблем науки и практики. Производство белка в настоящее время не удовлетворяет потребности населения. Дефицит протеина наблюдается и в кормах для сельскохозяйственных животнных.

Важная роль в решении этой проблемы принадлежит зерновым н, в частности, зернобобовым культурам.: Наибольшие площади посева в СССР среди зернобобовых культур зашша-' ет горох. Благодаря высокому содержанию белка в семенах и вегетативной массе, горох возделывается на зерно, зеленый

- корм, сено, силос-и является хорошим предшественником для зерновых культур. Горох — важнейший источник производства растительного белка для продовольственных и кормовых .целей. Белок гороха полноценен в отношении содержания аминокислот, однако цнстин, триптофан и метионин находятся в незначительном количестве.

~ Химический состав растений является итогом комплекса фнзиолого-биохимических процессов, происходящих в растительном организме в течение онтогенеза, и зависит не только от генотипа растений, но и от условий выращивания. Изменение условий минерального питания влияет на функциональное состояние систем,, регулирующих рост и развитие растений, синтез белка в них (А. Е. Петров-Спиридонов, 1969; И, В. Мосолов, 1968; Б. П. Плешков, 1958—1965; 3. И. Журбицкий, 1955 и др.).

Азот, фосфор и сера необходимы для питания растений.

- Фосфат, нитрат и сульфат — три основных аннона, имеющих важнейшее значение в образовании структурных компонентов клетки и активно участвуют в обмене веществ. Так как сульфаты и нитраты перед включением в органические молекулы изменяют валентность, онн, в отличие от фосфатов, могут служить акцепторами электронов. Сера и азот в биологических системах обладают многими общими свойствами. Анноны

М03-, РО*---» ЭО", входя в состав удбрений и принимая

активное участие в обмене веществ, влияют на рост и развитие

У1-1 ■!!?■!

растений. Вместе с тем до настоящего времени нет единого мнения о влиянии фосфатов, нитратов и сульфатов на физиологические процессы и продуктивность растений гороха.

Учитывая важность гороха в сельскохозяйственном производстве и степень изученности и влияния анионов на процессы обмена веществ, целью наших исследований являлось:

1. Изучение некоторых ф из ио л ого - б и ох н м и чес ки х показателей по основным этапам онтогенеза гороха при различных соотношениях анионов в питательном растворе.

2. Выяснить влияние уровней и соотношений анионов на накопление белка в урожае.

3. Изучение связи между физиологическими процессами и накоплением белка в зерне гороха при различных уровнях и соотношениях анионов.

Кроме того, мы стремились выяснить оптимальные соотношения доз анионов по основным фазам роста и развития пороха.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач в течение 1968—1972 гг. были проведены вегетационые опыты (песчаные, почвенно-песчаные и водные культуры) в вегетационном домнке лаборатории физиологии растений ВНИИ зернобобовых культур. Опыты закладывали по общепринятой методике (3. И. Жур-бицкий, 1968, Хьюпт, 1960). Кроме того, в 1971 г. дополнительно был проведен полевой опыт. Объектом исследования служил горох сорта Уладовский 303.

Для песчаной культуры использовали вегетационные сосуды , емкостью 7 кг воздушно-сухого песка. Влажность в сосудах поддерживали на уровне 60—65%' от полной влагоемко-сти песка.

Повторность по вариантам десятикратная, Семена перед посевом обрабатывали эффективными штаммами клубеньковых бактерий. Удобрения вносили в виде нормальных растворов по анионам М03-, РО43-, ЭО«2-, С1, в которых сумма двухвалентных и одновалентных катионов была постоянной и выравнепа в оптимальном соотношении для зернобобовых культур, как 2:1 (М. С. Жуков, 1966). Сумма анионов по всем вариантам одинакова и равна 13,5 м. эквивалентам. Для удобства пользования и наглядности сумма анионов принята за 100 процентов н соотношения их в схемах опытов представлены в процентах от суммы. Микроэлементы вносили по Б. А. Рубину (1961) в виде растворов «а» и «б».

"В водной культуре использовали полиэтиленовые сосуды емкостью 4,5 литра. В течение вегетации растений питатель-

ний раствор в сосудах"ыеияли через каждые,,15 дней и регулярно насыщал» его кислородом путем принудительной,подачи воздуха. ■ ! ■ Полевой опыт проводили на серой лесной;почве, характеризующейся слабокислой, реакцией, средней ; обеспеченностью калием и фосфором при достаточно высоком содержании вней гумуса. Площадь учетной делянкн равнялась 55 м2,"Повтор-ность по всем вариантам четырехкратная. Посев проводили навесной сеялкой СН-16. Учет урожая—сплошной,поделяноч-иый. ■ " ; .. ■'■;'... ;

Метеорологические условия в годы проведения опытов были неодинаковы. В 1969— 1970'гг, сложились благоприятные условия для роста :и развития гороха. Месяцы вегетации характеризовались'достаточным количеством осадков. В 1970 г. ■за вегетационный период выпало 346,9 мм осадков^ что составило 99% от нормы; 1971—1972 гг. характеризовались высокой температурой,и сухостью воздуха.

' Максимальная температура воздуха на вегетационной площадке достигала" 40°С, "при этом влажность его снижалзсьТдо 10—15%. "■■.■';*'■.';'■ ;

В течение вегетационного периода в полевых и вегетационных опытах проводили .фенологические наблюдения и отбор -растительных проб по.основным 'фазам роста и развития растений. Физиолого-биохимические исследования проводили на свежем и фиксированном материале.. При этом изучалось: " "содержание нуклеиновых кислот — по методике Огура и Розена в модификаций Волгиена спектрофотометрическим методом в ультрафиолете,-1964; " --'т'"- ^ ■■■ -

, содержание триптофана — по А. И. ЕрмаковуЛ1др.( 1952) • содержание метионина иодометрическим методом Лей^ вана; ■■.>;<■'.' • : \ : ! •

''.^содержание общего и,белкового азота— классическим ме-годом Кьельдаля; .Г' V'

: фосфор — по Методике. Дениже в модификации Малюгина и Хреновой (А.,В. Петербургский, 1963); , ■ . . серу — по методике Р. X. Айдиняна, М. С. Ивановой и Т. Г. Соловьевой (1968); : . ^ Л . .интенсивность'фотосинтеза определяли прибором Чатского и Славика, усовершенствованным в ИФРе ЛНСССР Л. Т. Кар* Пушкиным (А. А. Ничипорович и др., 1961); ' " - . ; V площадь листовой ¡ поверхности — по методике А,-А. Ни-чипоровича и др. весовым способом (1961);"'- Г.

содержание хлорофилла и каротлнондов — по методика Т. Н. Годнева (1952); на,спектрофотометре СФг4А.в вытяжке ацетона; "-'■ ' У^'.',.';. - '."С ЧЛ".".

активность ферментов полнфенолоксидазы ' и ' перокепда-зы— по Д. Н. Михлину'н'3..с. Броневицкой {1949);:

активность каталазы — по методике Б. П. Плешкова (1968); ■

содержание аскорбиновой кислоты — по Л, Н. Белозерскому (1952). ' '

Все химические анализы проводили не менее чем-в ,двух, повторностях. Во всех случаях ошибка определений'находилась в пределах точности, предусмотренной методикой.-Урожай анализировали но всем основным структурным элементам. Математическая обработка урожая проведена по Доспе-хову, 1965. ;•

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

I. Продуктивность фотосинтеза у гороха в зависимости от соотношения анионов в питательном растворе * ;

В реализации потенциальных возможностей фотосиитетн* ческой продуктивности растений большая роль принадлежит оптимальным условиям минерального питания. Влияние' доз и соотношений анионов в питательном растворе на продуктивность фотосинтеза мы изучали по следующим элементам продуктивности: приросту сухой массы листьев, стеблей и корней по периодам роста и развития растений; формированию площади листовой поверхности в динамике за вегетацию, содержанию в листьях ассимилирующих пигментов, а также структуре; урожая-в конце вегетационного периода.

В результате проведенных исследований, отмечено влияние доз анионов в питательной среде на жизнедеятельность и продуктивность растений гороха. Действие анионов по отдельным периодам роста и развития гороха было неодинаково: В период от всходов до образования 7—8 листьев увеличение площади листовой поверхности и более высокое накопление сухой массы,растениями гороха достигается при соотношениях анионов , ЫОа-, РО«---, БО*" соответственно как 25: 50: 25 и

25:25:50, т. е. при умеренных дозах анионов ИОз {25% от суммы); Изменение соотношений между анионами Р04-—- и БО«— в пределах от 2 : 1 и 1 :2 на фоне 25%; Ы03 не оказало влияния ,на накопление сухой массы растениями "гороха (табл. 1). Полное исключение анионов Ы03" — из питательного раствора, как и высокие дозы (75% от суммы'анионов но питательной смеси Прянишникова), вызывают снижение ростовых и ассимиляционные процессов. -

- ■ С переходом растений к образованию репродуктивных органов проявляется положительное влияние " несколько повышенных доз анионов N03" на величину площади листовой поверхности,- Соотношения анионов в питательном растворе оказывают существенное влияние на количество ■ пигментов в

>"■/:'"'. .Таблица !

Влияние анионов налагаемые продуктивности фотосинтеза гороха, ? (среднее затри года, 1970, 1971, 1972) ' . /--Ч-

.„. Соотношения ,анионов в % . ■> j от сумм и 'Фала1 7—8 листьев Фаза на ад л л нвеге(гня -

сухой 'вес надземной ,массы, г/сосуд плошадъ листьев, ■си'/сосуд сухой вес надземной массы, г/сосуд площадь : листьев, . сма/сосуд;

N03-P0,s- so,*- 1 ' ■ ■ 120Э

0 75 25 : - 3,55 651

£5 50 35 . - 6,01 1121 12,80 1801

25 £5 50 0,72' 1212 ; 11,16 146Э

50 25 25 4,7& 1150 , 1350 2100 '

75 - 25 0 ; " 2.03 < 829 3,50 ■ 901 .

О-" 25 75 : 2,43 418 5,68 , . 1070

листьях гороха. В фазу 7—8 листьев наибольшее содержание хлорофилла А и В отмечается при высоких дозах анионов N$j, в период цветения проявляется положительное влияние-анионов (табл. 2).

. -i" ' Таблица ,2

Содержание-пигментов в листьях гороха при различных дозах анионов . (нг на 1- г сырого вещества, среднее за два года, 1070—1ЭТ1- гг.) '

Соотношения : анионов в % , ог суммы Фаза 7—8 листьев - Фаза? цветения

chtA chí В |А+В каротин ehl А " chl В A+B каро-" тин

NOa-PO«- --SO!-- . V -, : ■ " "

0 . 75 £j о,ees 0,305 1,173 о.ззэ 0,881 0,446 1¿27 0,284

25- 50 25 l',04í , 0,401 i,448 0,510 0,S76 0,445 1,321 0,280

25 25 50 1,120 0,447 1,567 0,440 0,888 , 0,410 1,299 0,347

50 25 25 1,241 0,534 1,775 0.463 0,037 0,404 1,341 0,280

75 - 25 0 1.432 1,100 2,532 0,382 0,857 ' 0,506 1,362 0,374

0 25 N ' 75 0,599 0,557; 1,450 0,345 I, Мб 0,668 1,784 0,380

." V И. Нуклеиновый обмен & онтогенезе растений

, Нуклеиновые кислоты играют большую роль в'обмене веществ и структурной организации клетки. С ними связаны синтез белка, -рост и деление клеток, образование клеточных структур (Ж.'Браше,;1966; ВоИдег X, МАШ^еЬп Я., 1958; А. Н. Белозерский, 1967; В. Г. Конарев, 1966 и др.),. '

л^Г ■ ' ' " " ■ 5

Таблица Э'

Динамика содержания нуклеиновых кислот а листьях гороха

(мг на I г абсолютно сухого вещества, 1971)

Соотношения анионов в % от суммы - Фаза 7—8 листьев Цветение Полное формирование семян в 1 бобе

РНК ЛПК сумма РНК+ +ДЧК отнош. РНК РНК ДНК сумма РНК+ +ДНК от кош. РНК РНК ДНК сумма РНК+ +ДНК отнош. РНК

ДНК ДНК ДНК

К03-Р0,—ЭО,— 0 75 25 25 50 25 50 25 25 6,51 7,50 7,06 0,£6 0,81 1,07 7,37 8,31 8,13 7,51 9,26 6,59 10,46 8,49. 9,47 1,42 ■1,54 2,44 11,88 10,03 11,91 7,36 5,51 3,68 3,75 4,65 4,26 1,28 1,42 1,32 5,03 6,07 5,58 2,92 3,27 3,22

Содержание нуклеиновых кислот в листьях и цветках растений гороха

(мг па 1 г абсолютно сухого вещества, полевой опит, 1971 г.) Фаза цветения

Варианты Листья Цветки

РНК ДНК сумма РНК+ +ДНК РНК РНК ДНК сумма РНК+ +ДНК РНК

.ДНК ДНК

N РА Э 0 60 60 0 123 60 за ш 120 8,24 9,84 9,37 1,43* 1,16 2,19 9,67 -11,00 11,56 6,76" 6,48 4,27 15,07 12,17 .13,78 2,&5 2,34 2,48 17,92 14,51 16,26 5,28 5,20 6,55

■ Учитывая - большое значение нуклеиновых-^кислот в жизни растительного организма; мы определяли нх: количественное содержание в листьях, цветках и созревающих семенах.гороха. Анализируя результаты, приведенные втаблице 3, видно, что содержание их в листьях неодинаково в течение вегетации. Наибольшее количество нуклеиновых кислот (суммарное РНК и ДНК) в фазу 7—8 листьев и начала цветения т. е. в период интенсивного роста растении-гороха. Сумма нуклеиновых кислот в фазу цветения достигает 11,88 мг на 1 г абсолютно сухо-пг вещества. С возрастом количество нуклеиновых кислот в "листьях гороха значительно уменьшается, доходя до 5,03 мг на 1,г абсолютно сухого вещества. С переходом растений к фазе формирования семян, уменьшение суммы-нуклеиновых кислот происходит в основном за счет РНК, количество же ДНК почти не изменяется.-Распределение нуклеиновых кислот по органам растений1 неравномерно и связано с общим состоянием органа, активностью обменных реакций." Цветки гороха, отличаясь высокой активностью физиологических процессов^ содержат значительно".', больше нуклеиновых кислот," чем листья. Результаты исследований в полевых, условиях показывают, что их содержание в цветках достигает 17,92 мг на 1 г абсолютно сухого вещества. .;

Изменяется ' соотношение РНК: ДНК но фазам роста и развития гороха. Наибольшая се величина отмечается в фазу 7—8 листьев, несколько уменьшается в фазу, цветения и наименьшее значение имеет в период формирования: семян в I; бобе. Количественное определение РНК и белка в созревающих семенах гороха показало, что отношение белок : РНК возрастает по мере созревания семян (табл. 4).

■.-'■;■.■■'" . Таблица 4

! ■ . 1 Содержание белка и РНК в созревающих семенах ,

. (РНК в ыг на 1 г абсолютно сухого вещества,, белок в % на абсолютно сухое вещество) .■

V Соотношения "ганиопов в % от суммы Молочная спелость Восковая спелость

РНК белок белок РНК РНК белок V белок . РНК

• V . '

• 0 . ■ 75 25 7,66 10,50 1,37 Э.47 , 17.50 ,5,<И

25 50 23 а,со Ю.63 2.4Э 4,еэ 22,53 466

60-25 25 8,05 19,68 2,44 4,80 20,75 . 4,32

" . III. Динамика поглощения азота, фосфора к серы;

при различных соотношениях анионов - -

Важным показателем, характеризующим физиологическое состояние растении и влияющим на химический состав урожая является интенсивность поступления н использования элементов минерального питания.

■ Интенсивность поступления — процесс активный и ■ зависит как от биологических особенностей растений, так и-от внешних условии (Н. С. Авдонин, 1941, 1972; М.; В. Терентье-ва, А. Н. Дорожкииа, 1967; 3. И. Журбншшй, 1963; И. В. Мосолов, 1968; А.Уоллес, 1965; if др.).

■М. М. Гукова (1964) и Л. И. Коровин (1972) отмечают тесную зависимость азотного питания зернобобовых культур от температуры корнсобнтаемого слоя. Результаты наших'иссле-довапнй показывают, что у гороха поглощение анионов N03~ H 'POi3" из питательного раствора происходит в течение всего вегетационного периода. Установлена прямая зависимость темпов их поступления и накопления в органах растений от доз и соотношения анионов в питательном растворе (табл. 5): Анионы N03- в количестве 25%: от суммы способствуют увеличению азота в растении в фазу 7_8 листьев в два раза по сравнению с вариантами, в которых анионы N03- полиостью исключались. В фазу цветения и формирования семян поглощение азота растениями гороха увеличивается при повышенных уровнях анионов NO3- в питательном растворе {50% NO3 от суммы).

. Т а б л и ц а 5

Динамика поглощения азот растениями гороха при различных соотношениях анноной (мг на абсолютно сулое вещество одного растения)

Соотношение ашюнои в % от суммы Фаэи развития

G—7 листьев цветение формирование семян

КОз-РО,---$04—

0 75 25 10.12 14,10 67,ее

25 W 25 19.3? 41,15 . 69,25 ■

D0 25 25 13,25 55,37 72.37 '

25 25 50 18;87 37,12 73,20

75 25 0 1-1,37 19,37 06,50

0 25 75 10,62 24.00 41,25

Темпы поступления азота и фосфора в растения гороха неодинаковы в течение онтогенеза. В поглощении азота растениями гороха из физиологически уравновешенного раствора

в динамике отмечается два напряженных периода: от всходов-до образования 4—5 листьев на главном стебле и в период формирования генеративных органов. Очевидно, эти периоды являются критическими в азотном питании растений. В период массового образования бобов и формирования семян отмечается сннжение темпов поступления азота в растения гороха. В это время активизируется отток азота из вегетативных органов. Наиболее интенсивное поглощение фосфора растениями, гороха наблюдается в первой половине вегетации, т. с. в период максимального роста корневой системы и постепенно снн-. жаетсл к концу вегетации.

| Поглощение и накопление серы в органах зернобобовых культур, как и других элементов питания, в значительной степени определяется видовыми особенностями и условиями выращивания. В наших - опытах накопление серы в семенах гороха изучалось в сравнении с викой яровой. Анализ данных таблицы показывает индивидуальные особенности гороха н вики яровой в накоплении серы в семенах. Вика яровая по сравнению с горохом требует повышенных доз минеральной серы и способна накапливать ее в урожае значительно больше, чем горох. Дозы и соотношения анионов в питательном растворе оказывают существенное влияние на накопление серы семенами гороха и вики. При повышении дозы анионов Э04— в питательном растворе до 75% от суммы анионов отмечается наибольшее содержание серы в семенах гороха (332 мг на 100 г абсолютно сухого веса муки).

IV. Качество белка семян гороха в период полной спелости при различных условиях минерального пнтания

* Качество растительного белка характеризуется соотношением белковых фракций и наличием в нем аминокислот. Как

Таблица 6

Содержание общей серы в семенах внкк провой к гороха при различном соотношении анионов в растворе

Соотношение ';■ анионов в % от суммы В и к а Горох

мг/ЮО г абс. сухого веса % к контролю мг/100 г абс. сухого веса % к контролю

0 75 25 343 100 263 100

25 ~ 50 25 120,69 244 92,77

50 23 25 364 111,05 238 . 00,49 .

25■ ■ 25 50 411 119,62 341 01,63

О 25 75 — —- 332 126,23

\ видно из табл. 7, в !зерн*е гороха'"основными белками являют- ■ : сн воднорастворимые н:солерастворимые, белк]1,' растворимые ; в .0,2%-ном растворе щелочи, составляют лишь' 6—10% от сум-, мы-; всех белков. В зависимости; от а нион но го;' состава пита-" тельного, раствора значительно изменяется'соотношение фрак-';": . цнй; : -'К.' *

-[ Наибольший процент воднорастворимой ' фракции в ^сред-1 нем за два года> наблюдаетсяпри соотношении анионов МОз" : Р043- : ЭО^-соответственно:- 25 :50": 25 и составляет .78,46% от суммы.-' 'V'; '1 ".г-

; ■...V'. .'. 1Г; .Таблица ;?..,

Фракционный состав: белка в аернегороха при соотношении анионов г -; 7^:^.1' ■ '..''• (%,'ОТ суммы) ; . • .. • . •• ■ ..¡^-П

' "/¿о,;.' . .. , Срднее за ява'года^ 1970, 1071 гг.' • ' '['■■!'■

" Щелочерастворимая (

Соотношения ^;,аииопов'в % от суммы . 'Воднорас- : творимая- ; Солерас-ч творимая'..!;' > ■ V- -V1 1' ^; ' 0,2 КаОН 2% ЫаОН (.:

0;:. 75 25 ■ 25 ■ 50 25 25' 25 50 ■ .V1,73 78.50 . '/•77,78 Ч Л'; 14,24. • 0,Я 10,02 7.90 • 8,44 . 4,02 ' 9.82 ' 7,40 ' -;

Увеличение воднораствори'мой фракции^ произошло за' счет' ;уменьшёння солерастворнмой., Наименьшее ^содержание ;вод-;норастворимой фракцнн белка; отмечается в семен ах растений ;гороха, выращенных на пйтательной'смесн.без анионов N03". Следовательно, полное; исключение азота приводит к уменьшению наиболее ценной в "пищевом: отношении; воднорастворимой фракции белка..Общее содержание тpиrifoфaifia: и метио-! Н1ша'временах гороха в пересчете на 100 г абсолютно сухой муки увеличивается при оптимальных условиях минерального питания. Наблюдается; положительное влияние анионов ЗО* на количество метиоиина в семенах. •'•:*'•"•'.* " "

.;: ■ V. Накопление белка в семенах гороха

и Решение проблемы дальнейшего увелмчення производства растительного белка приобретает в настоящее врем я п ер воете • ■ пенное зачение. В связи с: этим.; важно; как выявление ■ сортов ' и форм гвысокобелковых "культур, так и тех внешних факторов, которые влияют на повышение"белка временах бобовых.;; ; ?;;Результаты наших!исследований;показывают, что соотно-; шения анионов, изменяя обмен веществ1 в онтогенезе растений;'

в конечном итоге оказывают влияние на содержание белка в урожае. Оптимальные условия для накопления белка складываются при соотношении анионов ГЮ3~ : РО*а~ : 5042~ в питательном растворе как 25 : 50 : 25 (1:2:1), Увеличение дозы анионов МОз~ до 75% от суммы анионов по питательной смеси Прянишникова приводит к увеличению белка на еднни-!цу сухого вещества, однако накопление белка на сосуд по данному варианту значительно уступает его количеству по вариантам с умеренными дозами азота.

Таблица Э

Влияние соотношений анионов на содержание белка в семенах гороха

. Соотношения анионов в % . от суммы Белок (% на абс. сухое вещество) Наконлеиие белка (г/сосуд) 1972 г.

1971 г. 1972 г. среднее

NOj-PO^-SO,4-

О 75 25 17,06 18,37 17,71 0,61

25 50 25 22,75 £0.25 21,50 2.03

23 25 50 I&.81 23,62 21,21 1,75

50 25 25 20,75 24,06 21,92 1,53

75 25 0 — 23,62 22,96 0.98

Таблица 9

Влияние условий минерального питания на содержание протеина в семенах гороха

Полевой опыт, 1971 г.

Варианты % на абс. сухое вещество % к контролю

N — 0; PiOj — 60; S — 60 . . 2 КЗ Г 100

N— 0; Р20, — 12Э; S- 60 . . 23;27 109,19

N — 30; PiOs— 60; S — 120 , . 26,00 122,00

N —3&; Pi05 —120; S — 60 . . 24.1& 113,46

N — 60; PsOi— 120; S — 60 . . 24.Ш 116,37

Это объясняется тем, что высокая концентрация азота в питательном растворе угнетала развитие растений, особенно на первых этапах онтогенеза, что привело к значительному понижению продуктивности по данному варианту. В полевых условиях на серых лесных почвах Орловской области дозы и соотношения элементов минерального питания оказали влияние на содержание белка в семенах гороха. Оптимальный pell.

р-Г-. ж и м л л я накопления белка' отмечен "при 'соотношении азотф ;/> Г- к фосфору как 1 : 2 (N1.: Р205.как 30: 60) на фоне повышенных

доз серы. Увеличение дозы азота'до 60 кг действующего веще- /* -ства на гектар не повышает накопления белка растениями го-, ■ . роха по сравнению.с вариантами, по которым , азот, вноснлн в ; небольших дозах (30 кг д. в. на та)^^-^'^^ —'

., :, Влияние соотношений анионов на урожай гороха :/

' *' . Неравномерное - увеличение слагаемых продуктивности фо- - .V ; .'тосинтеза по вариантам, а также интенсивность п направлен: * :ность-обмена веществ в онтогенезе отражается на - конечной продуктивности растении. Угнетение ростовых ^-процессов на ' - . - первых, этапах .онтогенеза „приводит": к значительному еннже;. ' • > У нню урожая. Исключение анионов N0.)-.из раствора и увели-' ; ^

ч'ение его/дозы до 75%' от суммы анионов приводит куменьще-'. - нию урожая по этим вариантам (табл. 10, 1972 г.).. ,'

-■-■■-""',■■'■■ Влияние соотношений анионов на урожай гороха' '

'¡''.•¡'¿"••Т'- -' . .(вегетационные опыты)'.■■¿^ ' -- * ■;

' Х;*;:-/'-'г' Соотношения .' анионов в .%, "*з. от. суммы Вес ссмт!,.^ г/сосуд11 Количество бобов на растение • -Вес 1000 сеяли; ^

1970 г. 1072 г. 1970. г. 1972 г. 1970 г.- 1972 г.

Л; 'V ЫОЗ-РО^-БО,»- • ■'^■т-К'

: ; ,0: 75 • -25 13,71 -3,3 ' 2,81' .1,52 208,8 200,72

25 СО -25 . 12,7 ■ 7,Э • 7 2.С8 ' 2,19- : 213,28 215.03 ;

^25 25 50 13,3 .>7,5 2,90 > \2,49- ,20(7,86 . 214,12

: . 50 ; 25 •. 25 ' ■ 13,6: . 6,5 , ' 2,53 2,18 • 198,24 , 210,54

-75 25 • • 0 10,8 4.1 ' 1,97 • 213,24 207,24 :

0 . 25.....75 л 1,3^ -2.47.; 215,4-1 204,82

Р% -6,11: Р%—5.5-1 - - ; ,••;• • НСРм.-НСРо.и- ■ ■ -V''V-.'--,

2.34 0,«6. ^ • ' V ^ Л

Однако полное исключение ;анионов N0^7,из раствора в. Л",;: 1970; г.' не понизило урожанзернагороха.' Хорошее .развитие;

: клубеньков с преобладанием бактероидов на корнях растений : .по данному варианту, :'по-видимому;: компенсировало азотноё; .>-Л':: -..' питание за счет азотфнксаций. 'Л-г. ■''.. "■

Наблюдалась разница в урожае^гороха по^годам.'В 1972 г. ," вес. семян на сосуд,уменьшился по. сравнению "с 1970 г. Это ' объясняется .тем, что;в 1972 сложились^, неблагоприятные ' • метеорологические , условия;-ДемператураДвоздуха в вегета-.

ционном домике достигала 35—40е, при этом влажность его, несмотря на искусственное периодическое увлажнение в домике, в период формирования семян снижалась до 10—15|%, При высокой температуре и сухости воздуха значительно повышалась температура корнеобнтаемого слоя. Это привело к слабому развитию клубеньков на корнях гороха. В результате неблагоприятных условий, сложившихся во второй половине вегетации, величина урожая гороха по вариантам с полным невключением анионов И03 из питательного раствора значительно уменьшилась: Оптимальные условия корневого питания в этом году сложились при умеренных дозах анионов М03 (25—50% от суммы) л соотношении РО(: БО, соответственно как-2 : 1;и~1 : 2.

Выводы

1. Соотношения анионов ИОз-, Р045-, 50(а~ в питательном1 растврре, изменяя интенсивность физнолого-биохнмнче-скнх процессов в онтогенезе гороха, оказывают влияние на его продуктивность.

Небольшие дозы анионов ^Оз- (25% от суммы) при оптимальном соотношении между фосфором и серой способствуют увеличению продуктивности растений при рациональном использовании азота.

2. В течение роста и развития гороха оптимальные соотношения анионов изменяются. На первых этапах онтогенеза до дифференциации генеративных органов максимальное накопление сухого вещества обеспечивается при соотношении анионов ЫОз" : РО«3_ : ЭО«2" соответственно как 25 : 50 : 25, а в период цветения и формирования семян — при соотношении 50: 25 : 25.

3.; Высокие дозы анионов (75%' от суммы), так же как и полное их исключение из раствора в первую половину вегетации растений гороха, угнетают интенсивность ростовых процессов, что приводит к снижению темпов накопления сухой массы, площади листовой поверхности.

4. Сульфаты и нитраты оказывают положительное влияние на синтез хлорофилла (Л и В) в листьях гороха.

Накопление; пигментов, в первую половину вегетации идет параллельно увеличению' доз анионов N03- в питательном растворе. Действие ЭО*- на синтез хлорофилла наиболее эффективно проявилось в'фазу цветения гороха.

< 5. Содержание нуклеиновых кислот в листьях гороха меняется в течение вегетации. Наибольшее количество ДИК + + РНК 'отмечено в период интенсивного роста гороха. С возрастом растений количество нуклеиновых кислот падает, соответственно уменьшается и содержание белка.

- 6. Поглощение^ ан1ю!юв N03-;и РОчат. растениями, гороха из питательного раствора происходит и течение всего вёгета-\i циоиного периода: Отмечается наличие: прямой' ,зависимости -

'темпов их поступленнян¡накопления;в органах растении от / доз и соотношения анионов в.питательном растворе.' : j; ;

Интенсификация фнзнЬлопз-биохимических: процессов в'>■■;. :;'онтогенезе;гороха обусла0ливает наибольшее_содержанне' бел- г: ка в их семенах н зависит от соотношений анионов в питатель-:ном растворе. ■'f.^:' ' '■■'■■/.■У^':'

г 8.. У р астении, горох а ; отмечается* н а личнс< прямой связи 1 ■"между.', поглощением азота, накоплением;,тсухого вещества,и: -^интенсивностью нуклеинового обмена" в листьях.. , ; ' : ,/';" ^

9. Повышение содержания белка в семенах гороха при оптимальном режиме ■ минерального ■ питаниясопровождается-увеличением вод 11 ор а ств op i шон / ; фракции, наиболее ценной в ' питательном отношении. ' • • . ; . • • ' . . .

■ ;; РАБОТЫ^ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ

; ДИССЕРТАЦИИ : . : ..

f 1. Метод составления питательного раствора для зернобобовых культур.' В кййге::Мётоды;исслед6ваний с з ери об об о-вымн культурами. Т. 2, Орел, 1971, в соавторстве., : , ; . ^ 2.. Изменчивость ^химического;состава растений вики н гороха при различных соотношениях^^ анионов : {N03-,-P04, S04) в питательной среде; Бюллетень ;НТИ ;ВНИИЗБК № 6, Орел, .•1971, в соавторстве, v : •. .-. •' •:..•.•.• * ': .'••: ' .■■; ■ .." " . 3. Влияние соотношения ;анионов ,В7Пнтатёльной среде на '■„.;' "динамику п и гм ei it овуго роха Б ю л л етеньН Т ИВ Н И И 3 Б К

Лг 2, Орел, 1971, в соавторстве.- : L

:: Влияние со отн оше j ш н ашю н ов( N Оз, P0j, S04) в пита- ■ ":-i^тельной! среде,на.продуктивность* растений ropoxal. Научные^ труды, том IV, Орел, 4972. . .. •

. 5. Влияние соотношений анионов (N03, Р04, SO4) в удоб- -;; ренйях на динамику поглощения и использования азота росте--униями гороха и вики. Научные труды, тодь IV, Орел, 1972,"в :

соавторстве. '■ ■ ■■ '' '

v и-;6. Влияние, соотношений.; анионов;' NOi^PO*. S04 в пита-/

тельной среде: на пакопление белка и его качсство у гороха: - -. '«Вопросы физиологии-питання^ основных с.-хКкультур». Тру-' ды ВИУЛ, вып. 54, М.,' 1974. • •: '•'•"• • -. ."• ,-• - ; - V -■ ■

Объем 1 а л.

Заказ 939.

Тираж 150

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44