Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ФОСФОРНЫЙ ОБМЕН И ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ФОСФОРНЫЙ ОБМЕН И ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ"

fí-290í0

вогонгаский ордш ¿нош госадкггвшшв университет имени ддамского кошхши

На правах рукописи

ЙСХАКОВ Факкс Фаннурович

УДК 633.63:031.611:561.13

ВЙИШВ ИШВРАИвОГО ШГШИа НА «ОСЯЮИШЯ

ошш и дродгкгавность сшгаой свеклы

Спацкмыюсть Ck3.0O.I2* - Знвиологня растенШ

Автореферат даооертацнж -¿а соеохапке ученой степей« кандщдата йюяогячвокжх наук

Воронах - 1968

О У" "* "У / / -

С 4' Работа выполнена в Института биология Башкирского научного центра Уральского отделения АН ООСР..

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных !шук, заслуженный деятель ГСФСР и ЕАССР, профессор

|в.К.Гирфанов|

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник В.К.Трапезников

Официальные оппонента: доктор биологических наук, профессор -В.А.Печенов

кандидат биологических наук, доцент Д.П.Вщсторов

Ведущая организация: Всесоюзный научно-исследовательские институт сахарной свеклы к сахара

Защита диссертации состоится ",->3 " 1988 года ■

в 15 часов на заседании специализированного совета К 063.48*05. по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук при Воронежском государственном университете по адресу: 394693, г.Воронеж.Университетская пд.,1, госувиверситет, биолого-вочвенны! факультет, ауд.190.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета '

Автореферат разослан " " 1988 г:

Ученый секретарь ' специализированного совета I ■ . Г.И.Еарабаш

Г V.-.

' ОНдАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ '

Актуальность тттойлулн. *Ослошшди цэяравяешшля атоношческо-го и социального разнятяя СССР на 1936-1990 годи и на период до 2000 хода" перед агропромышленным комплексом страны поставлена задача - довести среднэгодовое производство сахарвоЯ сэеклы до 92-95 шш.юяц и оранятъ мер» К повышению сахаристости корнепло- , дов,устранению потерь. . -

За последнее десятилетие дозы удобрений в Башкирия (год сахарную свеклу возросли вдвое и составляет более 400 кг/га азота, фосфора и калия> что совпадает о дозами С н 130р150к130'>»Р®*0-кецдуемшла^НШ. В то же в реял урожайность свеклы остается низкой Допело 170 п/та>. Наметилась тенденция ежегодного снижения саха. ристооги.корнеплодов на 0,1 Одной из причаа этого является недостаточная раз работакность соотношения $ Р: К при возросших дозах удобрений, Данные ой следования почв в лесостепной' »оде в респуйли-ке шяазщвевт, что она со содеркавию подвижного фосфора находятся ва уровне среднеобеспеченных (Мазвтов, 197Э).Отиечается снижение содержания Г7му са СХаэиев,1981) я подвижного кахня (Цазитов,19?Э). Все вти изменения агрохимического состояния почв требуют уточнения-доэ л соотношения удоОрени!}, виосишх под свеклу .

У сахарной свеклы в образования сахарозы и ее последуяцш использовании растением значительная роль' отводятся фосфорным соединениям; (Курсанов, ХЭ7Э) .которые расщепляются специфическими в в&-спекифическиш фосфатаэеми с высво<5огдением веортаааческого фоофо-ра.Хорошо изучены специфические фосфатази: АТФ-еа,гсксозофосфатп-- эа, сахарозофосфатфатаза. Опредеяежг.рояьи меспсо каждого иэ -9тих фериевтов в пела мегабохюама сахаронакопленил (Павяивова,

1976; Бровчеяко, 1577)

3

шзяаяогическая рель кесяедифачесхих фосфатаэ, относящаяся» , iuuc я первые, х классу хидролитаческих ферментов ( Horovitx, 1963} Спиро,1978), в- сахаронакоплекии у свеклы изучена в ©достаточно,хотя на раде друга* культур показана тесная связь их с ростовыми процессами и транспортом sглвводов ( Zel&Ler, 1955; Heme, 1Э57; -e«t»r» «utrûurdt, 1965; Á*b®«tala, 1977).

У сахарной свеклы - культур/ с интенсивным углеводно-фоофор-ш обменом действие фосфатаэы иокет быть связано с сахарояакопле-ндем через ряд неспецифачесюгг реакций с большой группой фосфорных соединений, поскольку она осуществляет перенос остатков фосфата о одаого органического акцептора на другой, а также отщепление фосфорной кислоты от фосфогяихэфиров{Курсанов,Туркяна,1954>. Многообразие субстратов для фосфатаэы - фосфоридиров&няых производных органических соединений, явдяпщхся промежуточными продуктами основных направлений-метаболизма'- позволяет преддол ожить, что активность этого фермента, отражает общую напряженность физиологических процессов в растетих. Однако эти вопросы на изучены и требуют ateo-периментального подтверждения. ■

Цель а задачи^ доследований. Определять оптимальные'дозы и соотношения азота, фоофора и калия'в удобрении, обеспечивающие сбалансированность фосфорного обмена с еахаронакоплением и повышение продуктивности растений; В задачи исследований входило: ' * I.-Изучать активность- неспецифяееких фосфатаз в органах сахарной свеклы'в завгсимостаот различных соотновений ' Н: Р:К ь удобре-• 'наи;. / . ,■..'■'.'.

2;-- Быявять' связь продуктивности растений с ' активностью1 фоофагаэ к содерканиемфосфораыхсоеданений; ■ v

З. Устаяовить вавясимость отдельных элементов продукционного про-

цесса (площадь листьев, накопление сухого вещества, содержание азота, фоофора и калия, интенсивность сахаронакошения) от соотношения элементов питания в удобрения. -4. Определить оптимуми суммарной дозы и +Р+К я соотношения К:Р;К в удобрении для лесостепноЯ зонн Башкирия.' раучяая новизна. Проведено изучение динамики активности кислой и щелочной фосфат ази в онтогенезе сахарной свЬкдн, выращиваемой ate различных соотношениях азота, фоофора и калия в удобрении. Показано, что между активность» кисло'а фосфатаэы, накоплением фосфорных соединений, сухого вещества и интенсивностью сахаронакошгения . растений существует тесная связь.'Делается вывод, что показатели активности' фермента могут Сеть использованы длк равней диагностики конечной продуктивности растений при различных режимах минерального витания. Изучены норфо-фиэиодогаческие показатели роста листьев различных ярусов и тканей корнеплода. Экспериментально подтверждено участие кислой фосфатазц в процессах экспорта ассимилятов из листа растения. Исследовано изменение соотношения я :Р:К в органах сахарной свеклы в онтогенезе ириваршщш их доз в у дойре паи. Пока-зава возможность регуляции роста и сахи ронакопления растений путем изменения соотношения л :Р:К в удобрении*

Ррмугичеуи^д значимость. Оптимальной соотношение ал агентов хине* рального питания на уровне выявленного оптимума суммарной дозе удобрения позволяет, по сравнении о рекомендуемым в Башкирш, получит*. . дополнительно до 40 ц корнеплодов к 8 а сахара, а такие сэкономить дефицитное фосфорное удобрение.

■ Адгообапия маоты. Результата исследований доложены на"! и П Всесоюзном научно-методическом совещании по физиологаи, баохимп и культуре тканей сахарной свекла (Киев,1978,1983), Ш ВсесоиэноЯ кон-

фврекцна "Транспорт ассимаяятов в растениях и проблема. сахаронако» пяеаая" (Фрунзе,1983), Ш Республиканской конференции молодых саецй адистов седьскэго хозяйства в научных работников (Уфа,1980), на ка ^эрекциях молодых ученых Башкирского филиала АН СССР (Уфа,1379, 1981,1983,1985).

■ Огрукттщ и объем работы. • Диссертация вздохева ва 139 страницах машинописного тек'та и состоит из введения, обзора литературы, описания иетодякз исследования, шеек глав, заключения ивнвэдов, . Работа иллюстрирована 31 тайяицеЗ, 18 рисункам», II щвдохенвяии. Представлена справка об ожидаемом «каноническом аффекте я 2 акта -внедрения научно-исследовательской работы. Егбдиогрефая вклвчавт а себя 385 литературных источников, к» ни* 86 вас иностранны! языках.

• УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ' ^

Объектами' исследования баш сорта сахарно! свеклы Раыонская 036 в односеменный ЯлтушковскиД' гибрид.

Полевые опыты проводили в Карыаскалинскоы (к-з "Победа") в Архангельской: <к-з ш.Сверцлова) районах БАССР, югорополввые. малко-делявочнае - в ботаническом саду Института биолопшЩЦ УрО ЛН СССА

Почв» в колхозе "ПоОеда" — выщелоченный чернозем,' В'колхозе ик< Свердлова и ботаническом саду - серая' лесная. Степень обеспеченности: дсчв' подвижный фосфором - средняя, калием— повышенная.

Определение оптимумов^ суммарной доэы: И' +Р+К к ооотновшшя Ш:Р:К. в ^ удобрении-прсводалжпод. Б. Ввх»а1строщ-г (1982); В'первой случав варьировали1общую доэу'удобреннЛот нуля' до' 1700^-2500 кг/г» щи неизменном соотношении алеиеятов шггвння,, во втором • - соотношение- Я:Р:К при постоянноа суммарной дозе удобреккЯ:(табл.1).

* На основании обобоешмлитвратуршгданныхеоотвошенив Я;Р:К

4 выносе сахарной свеклы составляет 60,5:9,5:29 экв % (суьйз эквивалентов Л +Р+К принята за 100£). В предполагаемом оптимальном соотношении алеиентс® питания в удобрении долю азота взялк текоа же, * как в выносе о зрожаем, фоофора - двойную долю; Учитывали, что чрезмерные дозы азота снижают качество корнеплода а внсокзв погрев' ность свеклы в фосфоре (Ыазеп&н,1975).

Таблица I

Схема ошггов о соотношениями элементов шгешя в удобрения

: Соотношение : ЬЫкрополевые | ■ Полевые

к : Р : , » н : р : к

: экв % относиталън.: единица ; какв/га » кэкв/га

I 0:0:0 : 0:0:0 - . - -

г 50:0:50 1,0:0:3,4 13,5 0 13,5 12,5 . 0 12,5

?а61*Д9;20 1,0:0,5:1,1 16,5 5Д 5,4 - . -

3(1 60:20:20 . - - 15,0 5,0 5,0

§ 37,5:25:37,5 1,0:1,1:3,4 .10,1 6,8 10,1 9,4 6,2 9,4

^ 50:35:15 1,0:1,2:1,0 13,5 3,5 4,0 12,5 8,8 3,7

Расчет доз удобрений в оште о соотношениями проводила дня урожайности 350 ц;о гектара. В условиях Башкирии доза азота дня получения вышеуказанной урояайности о учетом коэффициентов выноса (42 кг) и.использования его из удобрений (70£) составит 210 кг/га,или 15 какв/га. Это.количество азота принималось за 60 экв % в суммарной дозе н+Р-»К. По' пропорции определяли дозу фосфора по двойному выносу, (20 экв %), - 5кэкв/ган калия, - 5 какв/га. Суммарная доза

н'+Р+К в полевш. опыте ,составяяда 25 кэкв/га, в шкрояолево« -27 кэкв/га, На втих, уровнях сушарнойдоэы. (тайя.1У нспмтнвали; различные. соотношения, Я ; Р:К,, взятыг из, трианхуяяряой иатршвд. Шрайве-

хандра (Вашистров, 1983). В схему опыта Еклшала соотношение Я:Р:К • SO:35:15 экв %, рекомендуемое "Системой ведения сельского хозяйства Ю зонам Башкирской АССР* (1983) под сахарную свеклу.

мя микрополевого опыта почву привозили с участка, на котором «вкладывала нолевой опыт. Растения выращивали в сосудах ties два -размерен 33x33x30 см, изготовленных из полиетиленовей плевки. Дозу удобрений в вео почвы „а I сосуд (34 га.1 сухой почвы) рассчитывали исходя вз гектараой норш удобрений н объема почвы, приходящихся ва одно растение при густоте стоянил ВО тне.растений ва гектар.

Удобрения (мочевина, двойной судерфоофат,. калийная соль) вносила в полевом опыте под зябь, в иадкоделявочном - весной под перекопку участка, в михрооолевом ( яН^нО^, KHgFOj и КнО^) - перемешивали с почвой яри набивке сосудов.

Шгощддь учетных делянок в палевом опыте 100 М2, мелкодедяноч-ном - 10 м2. Пооторнооть - 4 кратная. '

Активность фосфа»аац определяй во А.И. Ермакову и др. 11972), ' фосфорные ооещинвяЕя по Н.Н.Починку (1976), алементный состав растений - мокрым озолеымеы: с серной кислотой с HgO^. в течение вегетации проводили учет биомассы органов, площади листьев растений (Орловский,1946). Содержание сахара в корнеплоде определяли метода* горячей дигестки (Белозерский .Проскуряков, 1951), спкрторастворшше сахара - резорциновым методом (Туркика,Соколова,1971). " -

Экспериментальные данные статистически обработаны по Б.А.Доспе-хову (1ЭТЭ) и Ы.А.Плохивскому (1970) с Есшилованием програш на ЭЭД "Наири-К" (Розевберг,19?6).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИОСДЩЭВАШЯ Активность фоофатаз в зависимости от соотношения алсыентов ми-. неважного питания, Цаспецифические фоофатазы (Н.Ф. 3.1.3.1.-3.1.

3.2.) имеют оптимущ при рШ'каслне - 5-6,- щелочные - 6,5-9 (Пдеш-ков, 1966) шдродязуют фосфатную часть молекула (Спиро.1978).

Исследования показали, что во все сроки вегетации режим минерального питания повшает активность кислой фосфатазн в органах свек -ли (тайя.2), а активность щелочной изменяется незначительно,и достоверных различий не обнаружено. Значительное преобладание кислой фоофатаза над щелочной, вероятно, является одной из биологических особенностей растений вообще, а-не видовым признаком культуры,как указывают некоторые авторы (Доброяюбскнй и др.,1978),

■'."'■' Таблица 2 _' Активность кислой фосфатазн в органах сахарной свекди в

- Г.Р:К, ВКБ % •22/У1 ■17/Ш • Ц4/УШ • * , • * • » • • зо/гш : * « 1 го/к

Листовая пластинка

0:0:0 17.1 ■ 14,9 12,3 • 6,6 5.7"

50:0:50 22,6 18,0 . 17,1 7.4 6,2

61:19:20 26,0 , 21.1 18,8 9,9; 8,3 '

37,5:25:37,5 .21,6 16,5 16,4 * 9,0 7.1

НСРоа ' 1Д- 1.7 * 0,8 0,6 0,4

, Корнеплод

0:0:0 ~ 15,8 12,6 .0.2 , 6,8 6,4

50:0:50 16,7 ♦ 13,2 8,6 7.0 7,8.

61:19:20 17,4. \ 14,7 10,3 8,8 Э,7 ■

37,5:25:37,5 18,0 13,7 9.3 8.4' 8,4

НСРо5 0,7 0.7 0,3. 0,9 0,3

Корневые волоски •,.

0:0:0 . 6,5 5,9 4,8 3,9 3.2

50:0:50 8,5 7»б 6^5 5,5: 4,3 ■

61:19:20 10,5 9,2 ' 7.6.. 6,0 4.7

37,5:25:37,5 8,9 8,0 6,9 6,8 ' 4,6 '.

ВСР« 0,5 ■ 0,5 0.3 0,15 0,5

Высокая активность кислой фосфатазы Наблюдается в фотосинтетических тканях во время их интенсивного роста, а в корнеплоде и хор, невкх волосках , она менее активна. Динамика активности фосфатазы в . онтогенезе растениЗ коррелирует с интенсивности) ростовых процессов: с замедлением темпов роста надземных органов в усилением сахаро накопления активность фермента во всех органах резко снижается.

Растения, пронэраотапцяе на фоне MFK с соотношением вдементов близком к соотношению в самом растении (61:19:20 экв %), отличаются более высокой активностью фосфатазы. Во все сроки наблюдений активность фермента про таком соотношении питания оставалась высокой, по сравнению с растениями другах вариантов. Этому соответствовало' а долее интенсивное нарастание сухой биомассы целого растения (г » 0,69-0,9S). . . . ■ ' ':

Связь роста листьев различных ярусов, тканей корнеплода и активности ФосФатазн с свхаронакодяением. Известно, что njsi достиже-вии листом 1/2-2/3 конечной площади начинается экспорт ассгагалятов в потребляшие органы (Курсаяов, 1973; Giaqutnta, I97S). Кислая . фосфат аз а проявляет високув активность' в листьях s начальные фазы, роста, в в листьях развиващих наибодьиую площадь' (fno.I). Это указывает па тесную связь фермента с ростовой функцией растений. Рост листа первого десятка до 1/2 и второго до 2/3 конечной шооади сопровождается резким снижением активности фосфатазы. («■ = -0,95-0,99). Тесная связь фермента с ростом листа (по шгосшди) наблюдается до тех пор, пока он фуюегдаониру» как потребитель ассшидятов ва собственный рост. На вто указывает и низкое содержание сахарозы в этот период.. С переходам листа к импорту ассишлятов фермент утрачивает связь с ростом ( г - -0,28). Стабилизация активности фервдвта после достижения листьями 1/2-2/3 конечной попади, вероятно,необ-

Ишь . - №»ъ Августа Сентябрь'

Bie.lt Активность кислой фосфатази (I), содержание Сахаровы (2) „ площадь (3) листсвса пяастиня» в гевксвмооги «« сроков появления ее на растения.

Лист: Л - чвтвергцЗ, Б -четирнадцатий, В - тгидцзтнй . * -.

Порядковый вадер листа ■ Рис.2. Площадь (I), содержание н.РД (С), соотношение н:Р:К (Щ) к иоиенту аавершешш роста листа раздищшх.ярусов в онтогенезе сахарной свемы

: ходама дня поддержания фосфорного метаболизма по обеспечению оттока оз них сахарозы. Наибольшая активность фосфатаэы в начальные фа- ' зы роста отмечается у листьев второго десятка, шявлялцихся в период интенсивного сахаронахоолешл. Именно они достигает наибольшей плоцади, более долговечны и вносят основной вклад в обеспечении сахарозой быстрорастущий корнеплод (Орловский у/961). У листьев третьего десятка в увеличением площади'до конечных размеров содержание сахарозы не изменяется в остается высоким. Осенью отток ассими-дятов относительно одного листа замедлен, хотя общий юс поток в корнеплод высокий (Анислыов, 1978)Активность фоофетазы также не вависит от.роста этих листьев. Вполне вероятно,.что фосфатаза в . втот период всецело переключена на обеспечение процесса оттока сахарозы иэ листьев третьего десятка еще до достижения ими 1/2 конечной плопади. В этих условиях дня завершения' отложения сахарозы в вапао листья третьего десятка вынуждены отдавать сахарозу корнепло-дув ущерб своецу росту. Это -приводит к формированию этими листьями меньшей ассодиляовонной поверхности, хотя азотом, фосфором и калием она обеспечивается растением несколько лучше, по сравнению с другими листьями (рис.2)._ . .:"

Таким образом, кислая фосфатаза в листьях связана не только о-ростовой функцией растений, но и имеет отношение к процессам оттока сахарозы из листа. Это предположение, высказанное AJE.Kypcaao-. ш, И.В.Теркиной (IS54), нашло подтверждение в наших эксперпментах.

К моменту формирования конечной площади диета существенно не отличаются между собой по концентрации азота, фосфора и капая (ряс. 2). Их количество стабилизируется в узком интервале» несмотря на больше различия вхимсоставе в начальные фазы роста, вжецэди**!!?-еа листа. Растением строго контролируется такие соотношение Я:Р:К,

- К -

особенно для первых двадцати листьев, которые появляются впердод формирования основной ассимялирущей поверхности свеклы и ыассы корнеплода, несмотря па то," что условия почвенного питания обычно ухудшатся к осеня. Достижение содержания и соотношения азота, фосфора к калия до указанных уровней, в условиях недостатка их во внешней среде, сроисходит путал перераспределения их из отмирающих * ' старых листьев, доказательство тощ - снижение концентрации азота вг18, фосфора - 3 и калия - 3,5 раза у калтепдас листьев первой ла-рн, со сравнении с их содержанием в моиеат достигенля каксицальвой югодада.

■ Кислая фосфата? а проявляет высокую активность в целом корнеплоде и в отдельных тканях в период интенсивного роста, В периферийной зоне корнеплода - онтогенетически более молодой, по сравнена» с сердцевиной, она более активна, Физиологическая роль фосфатазы В корнеплоде заключается в участии ее в ростовых процессах, аа что . указывает прямая корреляция активности фермента с содервакиеи в-ней "неСахаров". К концу вегетации активность фермента снижается, соответственно и уменьшаются темпы роста корнеплода,' содержание "неСахаров". Благодаря этому большая часть поступающей из листьев сахарозы идет на отложение в запас.

Сотгеглгаше <ЬоюЬотжых соединений в зависимости от соотношения эяеиентов минердльного питания. В начальные фазы роста растений главный является формирование листового аппарата, что требует повы-^ шешшх затрат »нергин я выратается в усилении фосфорного метаболизма (Нурсанов,1960; Паалжнова,Тургасна,:П778). В период формирования." , кораешода градиент метаболизма смешается в сторону тютреблящжх1 ' органов (Иванов'н др.,19в1). .

На начальных этапах онтогенеза сахарной свеклы, в листовых таас^

TTWRflx и кориешюде под вжиявиш различных соотношений Н;Р:К повивается содержание общего фосфора в большей степени.за счет орга-нхческоИ фракц ия и в ьзеньшей - неорганической. В листовых пласт ии-ках содержание общего фосфора и его составляющих - неорганического (Рв). иакроэрххческого (Рм) в фосфора £иг*на (Рф) - возрастает о павалением отношенияк/Р в составе удобрения. В корнеплоде их содержание находятся в прямой зависимости от дола фосфора в соотношении л :Р:К. Последнее, вероятно, объясняется некоторой заторчо-хекностьо процесса ыетаболизашш погаощениого растениями фосфора на фоне относительной нехватки азотного питания (Туева,1Э61). В подобных условиях фосфор в корнеплоде представлен преимущественно в неорганической форые (ВоллеЗдт,1972) и малоактивного фитина {Соболев, 1964). -

В период сахаронакоддеяня не наблвдаегсл четкой связн .в содержании общего фосфора на единицу веса с соотношением Я: Р: К в удобрении, что объясняется "разбавляющим" аффекта! удобрений при усилении роста удобренных растений. Абсолютное накопление фосфора раотенияш щхг r»?g«x режимах минерального питания подчинялось тем

закономереостям, что и в начале вегетации.

■ ■ ■ ' ' '1!

Осени», когда отток асшшнхятов относительно одного листа аа-

ыедхев (Ани слмов,1978), у растений при всех фонах питания,особенно значительно у яеудобрешшх, в ластсюых пластинках увеличивается со-деркание неорганического фосфора. Это указывает на ослабление напряженности фоофоряого метаболизма, что подтверждается также* низкой активность» фосфатазы, показаннойранее, уменьшением' содержания геооозофосфатов, ыахроаргичеаюго фосфора в 4-6 раз, по сравнению о его максимумом в период интенсивного сахаронакопледая. При интенсивных сшггетжческих прояессах содержание неорганического фосфора

незначительно и характеризует условия питания растений этим элемен-тон, а с ослаблением последних ваблпдается высвобоадсняе его из органических соединений, что указывает на интенсивность его потреб- : лепкя.

Между активностью кислой фосфат азы, накопление« фосфорных соединений я ипт еасшаностьо сахаропакопл еджя в корнеплоде существует _ тесная множественная связь, равная для листовой шастиши - 0,7в-0,80, для кодееплода - 0,66-0,81. ,

Зависимость минерального состава свете! от соотноаеняя алемен-

т^и'т^лвд в тдобр^яии. Цаютмяят.аое процентное содержание азота, фосфора и калия в органах сахарной свеклы ввйлвдается в начальные -фазы роста* П^и внесении удобрения в растениях увеличивается содержание азота и фосфора. Содержание калия у удобренных растений яяхе* .чем у неудобренных. Это происходит из-за более раннего его ростового разбавления, по сравнении о азотом и фосфорам, поскольку актив-. вый дериод усвоения калия проходится ва более поздние »тага онтогенеза растений. У удобренных растений содержание элементов ььшерахь-ного питания согласовывается в дожей каждого из них в соотношения н:Р:К удобрений. Содержание алеыецтов питания в растениях сахару . ной свеклы в онтогенезе снижается. Несение удобрений в различных соотношениях не изменяет г>той эаконсмс;*! ости. Этот процесс наиболее сильно проявляется в отношении содержания азота и наименее -калия. Пророст суммарного накооленжяйдеыеятов питания в конце вегетации происходит главный образец да счет жаяия, и ато связано с биологией евеюш. В основе этого явления, вядгаю, лежат какяе-то глубквние мохаяжыш жатиоао-еяхолного баланса* связанные с вагоп-леекем сахврв, треб!ущже 8яачнтельного коетчества каяия (Иакслю-'вич,1968). ■ ' V'--'■*'"■■

Соотношение Н:Р;К у удобремишх растений мало отличается от соотношения неудобренных. Оно, так же как и у последних, изменяется в ходе вегетацад в зависимости от специфической потребности культу-: £ы в йаеиштах пятакгя, а именно к концу, уменьшается доля азота и увеличивается доля калия, а изменения доли фосфора незначительны. Растения реагаруст на отклонение соотношения Н:Р:К во внешней среде изменением в большей степени накопления элементов питания. Ко&ф-фщиенты варшдай накопления. я,Р,К растениями в опыте, по сравнению с вариацпеЗ их концентрация в доли в соотношения - ir:P:K, выше ; в 6-7 раз. Вариабельность показателей минерального состава растений а опыта в начале вегетации в 2 раза выше, чем в конце. Это означает, что молодые растения менее устойчивы к воздействию внешних факторов. , "

• Продуктивность сахарной свекла в зависимости от суммащной дозы' ¡И +Р+К и соотношения В:Р:К в удобрении. В качество основного критерия соответствия потребностей растений и факторов внешней среда выступает рост растений. Учет урожая в макрополевых опытах показал различную зависимость продуктивности свеклы от соотношения Н:Р;К в удобрении (табл.З). Наьбслее' продуктивными являются растения,удобренные яPK в соотношении, равном 61:19:20 акв Это соотношение удобрений наиболее близко к биологическому: разница между долями влеменгов штангя в соотношении в самом растении и удобрений наименьшая. . ■ ■

Известно, что сахарная свекла в первоначальные фазы роста □от»: рейляет преимущественно- питательные вещества из удобрений (СЬшреов, 1977; Швян,2960). ках отмечалось ранее« в этот период вариация химического состава от применения удобрений намного шире, Это значит, тао возможность регуляции продукционного июммсса-вначале роста

-'-... Таблица 3 "

Продуктивность сахарной сведаш в зависимости от * соотношений алементов мквералького питания

КР:К Вес корневдода. Сахаристость Сбор сахара

вкв % г % г/кориеплод ; %

Средне» за 2 года -■■■;."

* 0:0:0 346,2 Г 15,8 • 149,7 100

50:0:50 1135,4 16,4 166,2 .124

61:19:20 1343,6 16,5 . 221,7 148

37,5:25:37.5 12HI.I 15,3 195,8 131

50:35:15 1217,0 16,0 195,0 130

ВСРод 123 0,3 19

Среднее эа 3 года

. 0:0:0 850,8 ' 16,5 , 140,2 100 :

61:19:20 1313,3 17,0 223,6 ■ 159

50:35:15* 1218,3 16,0 195,7 139

HCPQg 96 . 0,3 21 -

* с 1 ' . '

растений значительно вша, чем на поздних аташх онтогенеза. Необходимо учесть, что -решавдее гначение для конечной продуктивности имеет обеспеченность растений в питательных веществах в первае 2-3 недели роста (Туева,1961), Цожяо предполагать, что чем бляхе соотношение н:Р:К во внешнее среде к блологачесхоиу, геи интенсивнее идет рост растений. Это предположение' подтверждается експеримеята-льными данными по интенсивности среди есу точного усвоения элементов : минерального питания растениями, удобренншш в соотношении 61:19:20

/ вкв % (рис.З). ''■

ех

мэет/с7?кл

7Г 3

6

5

4

3 2

I О -I

I

И1

Азот

г

2Г

1,5

X

0,5-О ^

0,51

ж

£

О о с фо р

Калив

Рис.3. Интенсивность усвоения Я,Р,К сахарной свеклой при различных соотношениях И :Р:К - в удобрении. -I - 0:0:0, 2 - 50:0:50,' 361:19:20, 4 - 37,5:25:37,5. ч' 9-22/УТ, Е22 22Д1-17/УП. ЕЗ- 17/УП-14ДШ, * И- 14-золш.ЕЗ зо/га-ге/и.

В + Р205 + кг/га ■

450 900. 1350 ¿800 2250: _ , _ ' !

!. . 4. Зависимость урсжад

(I), сбора'сахара (2) и сахадастости (3) корнеплодов от суммарной дозы , удобрений.

100 % - продуктивность неудобренных растений (контроль)..

к

»А

40. 60 80 я+Р+К, кэка'га

Таблица 4: _

Продуктивность сахарной свеклы в зависимости от суммарной дозы и соотношения Я ;Р:К в удобрении

Я: Р:К : Доза удобрений :Суша1урожа^С^^2сГСбор'сахара;

-;—.—;——,—.—-.-..—р.--;—_—Î- ;„. ,.-■"——

акв % : кг/га * j^^g^®*

Колхоз "Собаяа". 1970-1979 гг.

0:0:0 - - - .234 17,5 40,9 -

60:20:20 я^ р^ К^ 565 295 17,2 50,8 9,9 -

50:35:15 П17§ К^ 560 265 16,5 43,7 2,8

•• НСР QQ ". "*'. 25 0.7 2,7

1983 г.

0:0:0 - - - . - " 327 17,6 57.5

~ 60:20:20 *170 Р95 к190 455 395 " " 16,3 64,4 6,9

50:35:15 '; Яио .. Рш KJ40 445 , 367 15,5 60,0 2,5

- ШРда . , 46 0,5 3,0

Колхоз им.Свердлова, 1963-1904 гг.

0:0:0 - - - 361 15,2 54,9 -

/ 60:20:20; s'p^j Pgg KjSO 455 481 14,4 69,3 14,4

50:35:15 BI40 PI65 KI40 445 443 13,8 61,1 C.2 HCPqs ' - 35 0,6 5,0

Установлено, что' максимум урожая и сбора сахара свеклы' приходитсянаобласть'сушарнойдозыудобрений;'равной'20-25 кэкц/га яга :455-S60 кг/га vVP^O^ VK^O/что на'10^30^ вше: дозы, ' рекоиея-дуе^\дхя-лесостешюй зошг Дальнейшее увелхчэ-

шедозы удобрений не дает достовераай щмбавки урсхая ж снижает ' Сбор сахара;:

- I9V

Испытание оптимального ж рекомендуемого соотношения удобрений

ва уровне оптимума судоарвой дозы показало, что соотношение Я :Р:К,

равное 60:20:20 экв %t *по сравнению с рекомендуемым - 50;35:15 8KB

%. обеспечивает прибавку урожая до 40 ц/га в повышенной на О,6-0,8 % сахарютоять» кордей (табл.4).

Таким образом, в лесостепной зоне Башкирии дозы азота и калия для сахарной свеклы должны быть повышены соответственно со' 130 до £70-210 кг/га ж со 130 до 190-235 кг/га. дозу фосфора следует уменьшить со 150 до Э5»-120 кг/га. Суммарная доза +Р+К ве должна превышать 560 кг/га. С точки зрения хозяйственной целесообразности» рационального использования удобрений и охраны окружающей среды суммарная доза может быть ограничена 455 кг/га. " -

:* выводы

I. Активность кислой фоофатазы, характер ее изменения является * интегральным показателем, отражагщям физиологическое состояние растения, Между активностью фермента в онтогенезе сахарной свеклы и темпами прироста листовой поверхности я "песахаров" в корнеплоде существует положительная корреляция, с содержанием сахарозы в листе и юррееплоде - отрицательная. Тесная положительная корреляция .:' на фоне минеральных удобрений наблвдается между активностью кислой фоофатазы ж накоплением сухой биомассы целым растением {re 0,69,0,95), а также накоплением фосфорных соединений ж интенсивностью сахаронакогиеяия (в * 0,66-0,81). Обнаруженные закономерности могут быть использованы в качестве диагностических пдаанаков при подборе оптимальных условий юшерального питания в селекционном процессе. ■ ..

■ - го - ■ ''••'*■■'■.'

2. Листья к моменту завершения своего роста содержат в средней . 2,5 мокв/г азота, 0,2 фосфора и 0,6 калия. Содержание алементов питания слабо зависит от площади и яруса листа. Очевидно, подобная стабильность химического состава позволяет растению поддерживать непрерывность оттока ассишлятов в корнеплод из листьев-доноров при изменяющихся условиях почвенного питания и постоянном отмира-" наа и обновлении листового аппарата, отвлекаадего часть ассималя-тов и элементов питания на рост*

3. Содержание элементе» минерального питания у удобренных растений согласовывается с долей каждого из них в соотношении удобрений. В начале вегетации диапазон колебания химического состава сахарной свеклы при внесении различных соотношений Н :Р:К в удобрении .значительно шире, чем на поздних этапах онтогенеза. Рено* минерального питания существенно не изменяет соотношение В: Р: К в самом растении, которое специфично для культуры. Приближение соотношения* н:Р:К во внешней среде х их соотношению в самом растении, усиливает усвоение моментов минерального питания. .

4. Оптимальная: суммарная доаа н+Р+К для сахарной свелиш в .' лесостепной зоне Башкирии составляет 455-560 кг/га. Дальнейшее увеличение дозы не ведет к повышении продуктивности культуры,

5. Наиболее благоприятные условия для формирования урожая и сахаронакопления у свеклн складываются при внесении удобрения. с .■ соотноиенмем Н:Р:К, равным 60:20:20 акв %.. Оно отличается от рекомендуемою в ЕДОСР (50:35:15 акв 2) повышенной долей азота ж калия н меньшей фосфора. . . ■ :

ПЕШОШПИ ПРМВВОДСТЕУ. ' ' ' *

В целях оптимизации минерального питания сахарной свеклы предлагается внести коррективы в соотношение элементов питания основного минерального удобрения в сторону повышения доли азота, калия и уменьшения фосфора. Учитывая необходимость рационального использования удобрения в охраны окружающей среды, рекомендуется прима- -нлть удобрения в дозе ВХ70Р95К190* Применение удобрений в данном соопгашених. позволяет получить дополнительно до 40 ц корнеплодов а 8 ц сахара о каждого гектара посевов, по сравнении с рекомендуемым, я более рационально использовать дефицитное фосфорное удобрение. ■

СШСЮК ШУЁШОКЖДННЫХ РАБОТ

1. Исхаков Ф.Ф. .Влияние режима минерального питания на фосфатный рехим почвы г продуктивность сахарной .свекла // Минеральное питание, метаболизм и продуктивность сахарной свеклы.- Уфа, 1979.-С.С4-74. V ■■

2. йсхадов Ф.Ф. Некоторые показатели фосфорного обмена сахарной свеклы ща рааличнсм соотношении элементов минерального шта-. ш // Минеральное питание, метаболизм и• продуктивность сахарной

. свеющ.-Уфа, 1979; - С.75-95. ■

3. Исхаков Ф.й. Действие соотношений элементов минерального питания на химический состав и продуктивность сахарной свеклы // Актуальные проблемы развития сельского хозяйства в света решений мдьского (1978 г.) Пленума Щ КПСС,- Уфа,1980— С,35-37,

4. Исхаков Ф.Ф.', Балахоацев В.В. Сахароваксплевкё ж фосфорный обмен у сахарной свекла г зависимости от соотношения элементов минерального питания // Биологические основы повышения нродуктив-

ности сахарной свеклы.-'Ки евД983, - С.21.

. 5. Исхаков Ф.Ф. > Балахонцев E.H. Влияние соотношения Н :Р:К в удобрении на сахаронекопление я фосфорный обмен сахарной свеклы // Ш Всесоюз.конф. "Транспорт аосимилятов в растениях и проблема , сахаронакопления.- Фрунзе,1983.- С.99.

6. Рекомендации по рациональному использованию минеральных удобрений под сахарну о. свеклу в Башкирии. (Сост. Балахонцев E.H., Исхаков Ф.<£., Пахомова Я.М,, Вахмистров Д.Б., Галяутдниов В.М,) Уфа; {ФАН СССР, 1984.-^14 с.

-7. Исхаков ф.Ф. , Ашова Р.Н. Продуктивность сахарной свеклы в зависимости г-? соотношения я доз минеральных удобрений // Изучение, охрана и рациональное использование природных ресурсов.- Уфа,1985.-С.91. ■ .

8. Вяияние доз и соотношения ЗГГК в удобрении на продуктивность сахарной свеклы /Валахондев E.H.', Исхаков Ф.Ф., Пахомова Л.Н., Исхаков Ф.М.. // Химизация сельского хозяйства Башкирии.- Уфа, 1983.- С.67-68.

9. Балахонцев E.H., Исхаков О.Ф. Пути оптимизации минерального питания сахарной свеклы // Освоение зональных научнообоснованных систем земледелия в республике.- Уфа,1986.- С.75-76.

10. Исхаков Ф.Ф. Регуляция продуктивности - Сахарной свеклы ре- -лимон минерального питания // Роль молодцх ученых И специалистов

в ускорении научно-технического прогресса в сельскохозяйственном производстве,- Уфа,1986,- С,9-10.

11. Исхаков Ф.Ф; Особенности роста листьев различных ярусов, тканей , корнеплода в связи о транспортом ассимшштов у сахарной свеклы // Минеральное питание и продуктивность растений.- Уфа, 1986.- С.47-57.

РШ БНЦ УрО АН СССР,746,54,Dp.Октября,71,