Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние влагообеспеченности и минерального питания на процессы формирования урожая яровой пшеницы в условиях Центра Нечерноземной зоны

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние влагообеспеченности и минерального питания на процессы формирования урожая яровой пшеницы в условиях Центра Нечерноземной зоны"

1 П ' 1

ВСЕРОССИЙСКИЙ ИШНО-ИССЛВДОВАТЕЯЬСКИЯ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИЙ И АГРОШЧВОВВдаШ имени Д.Н.ШШИШНИЮВА

На правах рукописи

ШКШЬШЕА Лидия Львовна

ВШНИЕ ВЛАГООНЕСПЕЧШЮСГй И МОРАЛЬНОГО ШШПЯ КА ПРОЦЕССЫ ЮШИРОВАНЖ УРОЯАЯ ЯРОВСЙ ШШНЩЫ В УСЛ0К52Х ЦЕНТРА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

06.01.04 - агрохиш

Аэтсрефера* диссертации на соискание ученой степени кандидата баодоглчвахж наух

Н0СК2А 1394

Работа ввлолйена 8с Взерссскйс.кои научт-ю-исследо ватзяь с гаи институте удобрений а арропочвоЕздвнкк имеет Д.Н. Пргошзихэва и на Центральной ол^тн&Й стачцил ЗЛУА.

Научный руташ^Тй-Гь - до1гтор сельскохозгйственгп« наук, зрофэссор Л.П. Волле^ц!',

Офицяаяыше оппоненты: доктор биологических наук, профзс-сор Я.Т. Кило к; лая, кгл.од;ат биояогячэеких наук Е.З. Егорова

Ве^'^ье предприятие.: йнстату? почзоведения н фотосинтеза РАН.

Задать состоится ** ¿с^оугя 1991 г. в " час. на заседаспециализированного соззта Д 020.09.01 во Всероссийском науедс-ааследовательсмм институте удобрений и агропочвозэденкя имгйи Д.Н» Прогаашко&а.

•Адрес: 127550, Цосйз«, ул. Пршшаккова, 31. Шк.

С днссзртацаей ылано ознакомиться з библиотеке ВИУА.

Автореферат разослан 1?34 г.

Учё:иЙ секретарь ссэцкаякзкрованного созбта -доктор сольо «охозяйиь-зн-г^х наук,

профессор Л.П. Воялейдт

онш харшердотж^ РАБОТЫ

Актуальность теш. Яровая тпешща, с появлением высокоурожай--лих сортов, приобретает вое большее значение в зерновом клино Нечерноземной зонн, где она ыожет использоваться в качестве страховой культуры. Между ч м,эта культура очень требовательна к условиям возделывания и обладает высокой чувствительностью к недостатку влаги. Центральные районы Нечерноземной зонн характеризуются достаточным увлажнением и обеспеченностью теплом вегетационного периода, что позволяет получать урожай зерна яровой пшеницы более 40 ц/га. Однако, здесь часто наблюдается неравномерное выпадение осадков: недостаточное - в первую полошшу вегетации и избыточное - во вторую, которое приводит к нестабильности урожаев и сличению эффективности минеральных удобрений. Установлено, что 25...60$ колебаний эффективности минеральных удобрений обусловлены изменчивостью погоды (Федосеев, 1995).

В многочисленных исследованиях было установлено, что, как недостаточная, так избыточная ялагообеспеченность'снижает эффективность минеральных удобрений и уротайиость зерновых культур (Кузнецом, Оигаркин, 1976; Иванова, 1962} Федосеев, 1985; Ваулнна, Вол-ле!*дт, 1985; Паняикоо, Моиеов, 1987 и др.). Показано, что минеральные удобрения, влияя на метаболизм растений, с одной стороны, по-вшают устойчивость их к неблагоприятным условиям среды, о д^гой - увеличивают потребность раотений во влаге (Алексеев,. Гусев, 1957; Летшюп, 1938; Ткачук, Шиатько, 1978; Пяловская, 1987). Изучено ялияние этих факторов на фэрлирование белковости зорна (Петинов, Павлов,.1955; иосолов, Воллайдт, 1962 и др.).

Между тем, в большинство исследований, проведенных в Нечерноземной зоне, вопроси, связанные с эффективностью минеральных удобрений п зависимости от погодных условий, изучались в основном на озшои пшенице, а из яровых зерновых - на ячмене. Следовательно, остается актуальным изучение процессов формирования урожайности н качества зерна яровой пшеницы под влиянием минеральиих удобрений и различной аодообеспэчеяностн а конкретных погодных условиях Центра Нечерноземкой зоны. Особое значение при этом имеет анализ походных к почвенных условия фиксировано по фазам онтогенеза растений яровой пшеницы.

Падьи иопло.яонаний било изучить действие минеральных удобрении в яаяиоишоти от погода и алагообесггочсшпоста п точение и^ге-тши на процессы формирования урожайности ч пачо^гия зодоа ярр-

вой пшеница Московская 35.

В задачи исследований входило:

I. Выявить эффективность действия минеральных. удобрений на урожай и качество зерна яровой ншешщц в связи о обеспеченностью осадками, запасами продуктивной почвенной влага и минерального, азота в онтогенезе;

2»-Изучить влияние минерального литания и водообоспеченности в отдельные периода вегетации на накопление биомассы, форьшроаа->ше урояая и содержание сырого белка а эеряе;.

3. Проследить (о помощью изотопа ^К) за поступлением и использованием азота в период формирования и налива зерна з зависимости от условий водообеспеченности;

4. Изучить влияние минерального питания и водообеспечонноо-ти на содержание фракций азотистых соединений в листьях яровой пшеницы, их оводненность в онтогенезо.

РаМАад .дщддд, .ддащдзшй. В гочвешю-климатпяескгас условиях Центра Нечерноземной зоны обоснована эффективность различных доз минеральных удобрений,' в частности азотных, на урожай и качество зерна яровой пшеницы Московская 35. Изучено действие удобрений в зависимости от походи и вдагообеспеченности б отдельные периода онтогенеза на процессы Формирования урожая и качества зерна. Показано, за счет каких элементов структуры урожая происходит компенсация утраты продуктивности растениями, перенесшими водный стресс, в зависимости от срока, продолжительности его воздействия и уровня минерального питания. Выявлено значение уровня минерального питания в восстановительных реакциях опытных растений. При действии недостаточной влагообеопечэкносги в ранние фазы развития, более высокое содержание белковых соединений в листьях растений на высоком азотном фоне способствует увеличению фракции "связанной" вода и быстрому восстановлению физиологической активности после перевода их на оптимальные условия водообеспеченноотк.

Использование стабильного изотопа ^бд- показало, что независимо от влагообеспеченности в период.формирования-созревания зерна яровой пшеницы большая часть азота (около 60?!), внесенного в Оазу цветения, поступает в главный колос и используется на синтез белка ъ зерне. Вновь лосгушгапай азот задерживает старение верхних листьев, активизирует процессы синтеза белка и них - наиболее' активное включение азота происходит во фракцию трудно-тметевримых белкпв.,

Практическая 'ценность работы. Установлено, что в условия Центра Нечерноземной зоны на дерново-подзолистых, тяжелооуглинио-тих, сроднеокультурепных почвах наибольший урожай 'формируете« при вносении 30 кг/га азога в самоток;: л с высоким фосфорно-калиШшм фоном. Повышение дозы азота до 160 кг/га но ведах к росту .урожчп, но способствует повышению содержания сирого белка н зорка.

Для формирования высокого урожая яровой гшенкци иахца но суша о с иксов за вегетацию, а распределение их по фазам он того/из-за. Недостаток влага и повышенная retaiaparypa воздуха п период всходн-виход в трубку приводит к изреженности посоиа и. кшс следствие, снижении урожайности. Улучшение влатообеспочошюоти растений путем полива нормой 50 мм а этот период, когда ПК бил О,4.,.0,9, повысил урожайность яровой пшеиицы на контроле на 6,3, а на варианте Нэо?120-*;Ш - на 11,5 ц/га зерна.

Физиологическое обоснование взаимного влияния алагообеелвчен-нооти по периодам онтогенеза и г.шсральього гштаята на процессы формирования урожая ¡лоту: послуултъ теоретической предпосылкой для разработки рациональной систш возделывания ярслоЯ пшеницы в Центральных районах Ночорнозом-нои золы.

Апробация; работы. Основные положения дассартащонной работы cVum представлена на конференции молодых ученых Е1УА (Москва, 1984, 1994), Всесоюзном совещании участников Географической сети (Горький, 1984), Съезде почвоведов (Ташкент, 1985), Всесоюзной научно-технической конференции (Москва, 1988) и опублию ванн в 5 работах.

Объем и crimvrypa дадезптапик. Работа издояепа на 212 страницах i/лпсшописного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов. В тексте приведено 40 таблиц к 4 рисунка, в приложении - 26 таблиц. В списке использованной литературы -. 242 источника.

С0ДЕЕШП12 РАБОТЫ Глава I. Обзор литературы

Обойдена и проанализирована литература по -^опросам влияния . минеральных удобрений на процессы формирования урогдйвости я содержание белка в зерне пшеницы в зависимости от погоды, а тагосе состояния азотного и водного обмена растений в разлитых условиях минерального питания и водообэспеченносги.

Глава 2. Условия и мотодата проведения исследований

Исследования с яровой пшеницей сорта Московская 35 проводили с 1982 по 1984 гг. в полевом (ЦОС В11УА)' и вегетационных опытах ВКУА.

Полевой опыт ■!<* 40 ведзтся о 1275 г. Вкрадою глубокую благодарность руководителю опыта, зав.отделом минеральных удобрений к.с.-х.наук В.П.Золотарову, ведущему научному еотрудши.-у. к.с.-х, наук ГЛ.Ваулиной за любезно предоставленные данные предаоствушп-го (о 1976 по 1980 гг.) периода.

Псчва дорново-лсдзояистая, тяжелосуглинистая, сроднеокульту-ренная со следующими показателями пахотного слоя: рН сол. -4,6-5,8; Нг - 1,7-3,5 и £ - 12,6-17,0 мг-гкв./ЮО г по'!вы; содержание Р2О5 (по Кирсанову) - 8,0-13,2 и К2О (по !.1аслово1!) -10,0-17,8 мгДОО г почвы, насыщенность основаниями - 80,7%, содержание гумуса - 1,6-2,0$. При ,6 пносила нзсесть во полной Нг. Общая площадь делянки 28, у четна.- - 18 вв.м, пспторнссть четиуех-кратная. Предшзственник - рико-овсяная смесь. Агротехника - принятая да я зоны. Убирали урожай кэмбайноц "Сампо". В вариантах и поливом (установкой ДЦА-100.) сроки и нормы расхода воды рассчитывали исходя из показателей влажности почвы. Для анализа погодных условий использ о ваяй данные мэтеоцункта ЦОС ШУА.

Вегетационные опытц закладывали з сосудах емкостью 5 кг сыеси почва + песок (1:1). Почва дерново-подзолистая тяжелосуглинистая ■ сроднеоку ль туренная с полай ЦОС ВИГА со следующими показателям!!: рН сол. - 4,5-4,9; Яг 3,0-4,3 мг-экв./МО г почвы; содержание Р2О5 (по Кирсанову)'- 12,0-19,6 и К^О-Спо Ыасловой) - 13,4-14,8 • ыг/100 г почвы. В вегетационном опыте в фазу цвотемая вносили 15ИН41!5Ы0з о обогащением 10,4 (1983) и 7,5 атомных % (Х984). Различные уровни водообеспочекности з отдельные Ьерчода лизни растений создавали путем полива сосудов по массе до заданного уровня от ПВ. Повтораость опыта восьмикратна«, к уборке оставляли по 4 сосуда на каждом варианте.

Дозы удобрений указана в схемах.опытов. Почвенные и растительные образцы анализировали в соответствии с Методическими ука-залиями по проведению исследований в длительных опытах с удобрзни-ями, -чаоть 2 (1976). фракции года определяли по метода Окунцсва-Ыаринчав. Фракции йога в леофкиьно высушенных листьях пшеницы вадемлн Г.0 методикам Б.Н.Пляажова (1968) и О.А.Соколова и др. (1976-1Э76). Содержание изотопа т> образцах опродолляи на , масспектроыотро" Ш-1305 в инаанерной группе НЯУЛ. Сгл-исыческая обработка результатов проведана методом диспораионнсго анализа по Б.А.Доспехову (1979) в лаборатории методики опытов с удобрепшзмл В.УА. '

Тлава 3. Влияние условий минерального питания и водообеспеченности на урозай л качество зориа яровой тиенивщ

3.1. щиa.

мкаетшышх удобрений в зешскюсти от .уэтеородогичзсхих „условий С полевой опыт),

Урожайность яровой пшеницы, несмотря на одинаковую тохноло-п» ее возделывания, значительно колебалась по годам: на варианте без удобрений - более чеч в 4 раза, а на вариантах с полним шшерад/>рш удобрением - менее чек а 3 раза (табл.1). Фосфорные в каяийяыв удобрения фактически не оказывали влияния на урожайность крсшН. пшеницы за исключением 1977 г. Полное минеральное удобрение значительно ¡тошеюго у ро ладность: в отдельные года в 2 и более раз. Основную прибавку обеспечивали азотнко удобрения. Увеличение дозы азота с 90 до 180 иг/га было не эффективно.

Злагообсспечекность вегетационных периодов -очень разллча- . лась: величяяа гтк изменялось от 2,0 до 0,9 при средней многолетней Iгь. Однако, связи между величиной урожая и иунмашнк ГТК .чо наблюдалось. Зри одинаковой величине Г'ГК за вегетацию 1,4 в 1977 и 1983 гг. урожай на лучших вариантах различался почти в 2 раза. В то же время, близкий уровепь уротайиости сл-ожилоя при разной злагосбеспечонкости в I97S и 1380 гí. (ГТК 0,9 и 1,6) (табя.1). ¡ío прослеживалось зависимости урожайности отТГК в "критический" для яровой пшшда месяц - июнь. Поэтовд было целесообразно проследить за наступлением и продолкительнсстью фено-фаз в завж и/оот от метеорологических условий.

Анализ данных за 1362...1984 гг. показал, что при одинаковой продолжительности вегетационных периодов 118 дней, длительность отдельных фаз, особенно в первую половину вегетации, заметно колебалась. Так, з 1982 я 1984 гг. прсдолжитальность периода кущение-выход в трубку была 12 и 13 дней соответственно, а з 1963 г., при крайне ноблагоприятной повышенной Т° -16°С и ГТК 0,1 она сркратилась до 5 дней.

Такие условия привели к снижению всхожести и изреженности стеблестоя (210 шт/м кп. )на варианте H;?qPI2Q¿<I80). что и обусловило низкую урожайность (табл.1). В 1962 и 1984 гг. е этот период невысокая обеспеченность осадками, но в сочетании с умеренной температурой воздуха, не оказала отрицательного зшшая

ТаЗллуа I

Влияние мияеральккх удобрений на уроаейяость яровой пшеницы, ц/га

Полевой опит

1-Г-1-

J IS7Ö } 1977 } 1978 i « «

i_J_!_

1-;...........-;—

" 1979 ! I9S0 ! IS82 ! !о0з

T-!-

! 1983 ! I9S4

Показатели

! ! полива "j™*"«" j

Без удобрений - Iôji. 21,8 13,0 15,1 35,3 41,6 8,3 32,3

37,2 25,5 20,3 13,5 15,2 34,6 46,7 - 9,7 33,5

32,7 ' .38,0 44,5 10,0 21,3 39,5 51,0 19,6 33,8

1 ^180^120^180 .33,2 За,5 43,9* 15,9 16,2 39,6 43,6 25,9 38,3

HCP05, ц/га 4,6 2,3 7,6 4,6 5,9 6,7 8,7 7,3 3,3

ГТК апрель-август 2,0 ' 1.4 1,2 ■ 0,9. 1,6 1.7 1.4 1,1

ГТК июнь 2,5 1,6 г',1 0,2- •1.5 I.I 2,6 1.2

Рис.1 Динамика вла^шости в пахотном слое почвы под посевом яровой ггаеницы при различных уровнях минерального питания и водообеспеченностр

I - всходы; 2 - кущение;'3 - трубкование-колошение;

4 - цветение-начало формирования зерна; 5 - молочная, колоч-

но-восчовая спелость зерна; 6 - полная спелость зерна X - поливы

р120к130 603 полква _ и па ^ливе.....;

^90^120^180 Полива --- и на поливе -•-»-

на т^стоту' стеблестоя (263 и 414 шт/м кв.). Полное минеральное удобрение способствовало повышению продуктивного стеблестоя и, соответственно, урожайности.

В 1982 г. полив общей нормой 50 мм, проведенный в-фазу выхода в трубку, когда ГТК=0,9, а влажность почвы опустилась ниже £8',» (рис.1), значительно повысил урожайность и эффективность минеральных удобрений (табл.1).,

В 1983 и 1984 гг., несмотря на низкие значения ГТК в начале вегетации, атажность почвы, благодаря достаточным запасам весенней влага, была оптимальной, но неблагоприятное распределение осадков во вторую половину вегетации приволо к иссушению почвы (рпп.1),- что и отразилось на наливе зерна. Если в 1902 г. масса 1000 зерен была на варианте ЫдоРхго^ЮО 40г,то в 1983 и 1984 гг. - 35 л 24 г соответственно.

В года проведения опытов наш были отмечены факты неодок-ватной оценки условий влагообеспечеинооти рзсгениР по гол:гчяно(,

ГТК и влажности почвы. Сочетание этих двух показателей, а также учет температурного фактора, дает более точную характеристику условий вегетации яровой пшенииы.

3.2. Накошге.чио и динамика азота рутратов в почве

Динамика азота нитратов била сходной по годам, но различалась по уровню их накопления (табл.2).

Таблица 2

. Динамика содержания азота нитратов в почве, кг/га

таем _¡кущеяио.!грубко- {цветение¡начало мол. ¡мол.-воск, ! 2 06 |ваиие Ц 07 ¡спелости спел, зерна Вариант { " 21.05 20.07 10.08

Р120К180 21,3х 12,3 4,7 4,2 4,2 3,1 2,3 1,7 14,1 2,0

^эоРкоКш ■46.5 39,2 5Л 6,2 &А 2,8 2.1 2,0 '¿Л 1.7

^186120^160 ШЛ. 50,7 27.6 12,6 ил 14,3 ШЛ 16,0 8.3 10,6

'"\IS84r. Вариант^«. ¡кущение 29,05 [трубко-вЗДио ¡14.06 [цвото-|ние 1 3.07 ¡молочная спелость 1 25.07 [полная спе-{лость зерна | 22.08

Р120К1В0 28.1 24,1 16.1' Ю.9 . 6.0 7,3 0.8 0,3 10.9 9,8

Ы90Р120К1Ш 70.7 33,6 Ш.З 41,1 31,9 5Ы 40,3 16.9 ' 31,6

ЫГ80Р120К180 Д8.0 34,"/ 85,5 86,8 81.4 63,2 62,7 39,8 150,4

в числителе содержание 1.зога нитратов в слое 0-20, в знаменателе г 20-40 см

Поскольку в опито предшественник был один и тог же, а почви участков 'приморно одинакового уровня плодородия, основное влияние на накопление нитратов оказывали поаОДныо условия. В 1984 г. бо- ■ лее теплая и сухая погода в мае-июне в сравнения с 19ЯЗ г. способствовала болое высокому накоплению азота нитратов, Внесенио азотных удобрений повышало содержание азота нитратов в почве (тобл.2).

Оптимизация условий водообвопечониости яровой шюшаш (1902г.) с помощью полила в фазу иихода а трубку отдали содогх.чнио нитрат л! I) ночио к ф:)зо колошения до 0,8 кг/га, но. сраиноишо о ,0кт/1«

- и -

на участке без полипа, вследствие увеличения потребления их растения;,ш.

3.3. УгюааД зерна рровой пшеница эффективность улинетальннх -удобрений в зависимости от водо-Обеспечециости в отдельные цеоиодщ роста

С вегетационное опытц)

В полевых условиях на растение воздействует совокупность факторов, влияние которых трудно вычленить. Поэтому более детально е изучение влияния минеральных удобрений в зависимости от еодо-обеспеченности в отдельные периоды онтогенеза на процессы формирования урожая проводили в вегетационном опыте. Режим недостаточной водообеспеченности на уровне 25-30^ ПВ устанавливали в периоды кущения-трубковадия шш колошения-фо'рмирования зерна. Преда- • дущие и последущие периода роста проходили в оптимальных условиях водообеспеченности (70$ ПВ). Контролем служил вариант с водо-' обеспеченностью (70$ ЕВ) в течение всей вегетации.

Таблица 3

Урожайность яровой шяеницы в зависимости от уровня

минерального питания и водообеспеченности (средняя за 2 года)

Вегетационный опыт

{Бодо- {Зерно, | Главный колос 1 {Доля

Вариант ¡печон-1 • УД|зерно, Ьисло аеч1«Х) зе-№На, _шость*| !г/сосуд!рен, шт. !оен. у ! 1

I 24,9 23,6 35 45,2 5,2

^О^О.б^.б 2 . 21,2 19,6 34 • 41,6 7,4 ' ' ' 3 . 17,8 17,8 26 49,2

1 40,2 27,5 40 49,0 31,3

2 • 33,9 17,2 32 39,0 49,4

3 13,7 12,0 16 54,7 12,2

I 48,2 28,7 43 47,6 40,2

^.бРо.б^З.б 2 40,3 18,2 3 0 42,2 53,7

3 18,5 16,7 22 54,1 9,2

32, г 2Д...2.8

I - 10% ПВ в течение всей вегетации; 2 - 25-30$ ПВ только в кущение-трубкование; 3 - 25-30$ ПВ только в колоаение-форш-рование зерна.

Из данных табл.3 видно, что в оптимальных условиях водообеспеченности рост урожайности обусловлен дозой 'азота и происходит как за счет увеличения продуктивности главного полоса, так и подгона.

У растений, перенесших недостаток влаги в период кущения-трубкования урожайность снижается из-за потери продуктивности главного колоса (снижения числа зерен и их маосн). Одвако на высоком уроше азотного питания происходит частичная компенсация потерь в результате увеличения доли зерна подгона в урожае. При недостатке влаги в. период колошения-форыироаация зерна потеря продуктивности происходит в результате сброса плодоэлемептов ц возникновения "через зернихш" в главном колосе и гибели побегов подгона (табл.3). Большая потеря урожайности при воздействии водного стресса в этот -териод объясняются тем, что растение вступает в генеративную, мэ--че устойчивую к условиям внешней среда, фазу развития, когда ве-': -татив1ше органы полностью сформированы и в растении происходит ^миологическая перестройка: активаuе синтетические процессы перемещаются в колоо и формирующееся зерно.

Ранее было отмечено, что в Центральных районах Нечерноземной во вторую половину вегетации растений часто выпадает избыточ-количество осадков, отрицательно влдасщих на величину и каче-чо урожая. В условиях вегетационных опытов (когда было искличе-??> непосредственное воздействие осадков на растения, их полегание, мтачяе грибных заболеваний) избыток влаги (95$ ПВ) в этот период' ;!••«• оказал отрицательного влияния на урожай и выполненность зерна •а всех вариантах удобрекнооти (табл.4).

Таблица 4

Урожайность и масса 1000 зерен яровой пшеницы в зависимости от удобрений и водообиспечэнности в период налива и созревания зерна (средние за 2 года) ,

- Вегетационный опыт

Вариант

Зерно, г/сосуд

X

1000 зерен, г

70/» пфо&В \70Щ }30^ПВ |95^ПВ

^0,5^0,5^0,5 ы1, (^0,5^0,5

NI,5PU,5KI,0

ав, г

24,9 40,2 48,2 49,6 48,4 2,1. ..2 ,В

23,6 23,4 45,8 42,8 44,4

33,9 39,8 46,1 36»5 43,1

34,е 50,1 • 43,4 31,0 42,9

34,8 53,2 44,1 31,4 45,2

33,8 48,3 47,2 36,2 48,7

' Недостаток влаги в обмеченный период снижал урожай вследствие ухудшения выполненности зерна (табл.4).

3.4. Влвдпо г/м огульного "итанал а, водообссноуяцоАТЧ на содотаднао балка в зерно яровой киопицц

. Ведущим из изучаемых факторов для накопления ¿елка ч зерне остаётся уровень азотного питания при гсех исследуемых режимах во-дообеспеч^ииостй тпЛл. 5 .

Режим водообсспочешюсти во время налива и созротш/я перил ■ оказывал воздействие на накопление белка ь зерно, влияя на реутилизации азотистых соединений я пластических- веществ пз вегетативных органов. В условиях недостаточной яодообеспочонности количество белка в зерне повышается из-за сниления массы 1000 зерен (табл.4, 5). При обильной водообеопоченности в доиннй порчод в вегетационных опытах содорханио сирого бсдаса снижалось в результате "ростового разбавления™.

Азот, внесенный в фазу цветения, положительно влиял на белковость зерна на фона уморенной дозы азота в различных условиях во-досбеспеченности. Положительное действие дробно в;:«оо<шого лзога (Ы^О+Ы^.б) по сравнении с разовым использованием всей дозн (Н^ проявилось в условиях недостаточной и избыточной водооСбспвченноо-ти в период налива зерна, но но отмечалось при оптимальном режиме (табл.5;.

Таблица 5

Содержание сырого белка {%) в зерне яровой лшеншш в завистоста от минерального питания и режима водо-обесяечениости (среднее за 2 года)

Вегетационный опит

Вариант ;70,ь ПВ |всм 1веге-! тациэ I | 25-30^ ПВ " ......1 "1 95% ГШ

[кущение- ¡трубко- }вание [келоиеяие-формирова-|Ние зерна поит и сс- зревание зерна

^о.зРо.йКо.б •8.6 10,6 11,5 9.6 9,0

Ы1.0Р0Р5К0.5 10,6 11,8 19,3 12,1 10,6

Ы1,ЬР0,5*0,5 13,4 14,8 1Р.6 16,7 12,7

Ы1,5Р0,5К1,0 13,4 14,2 20,2 16,6 12,4

^.бРо.бКО.Б+^О.б08- 13,4 - - 18,8 13,2

Бели условия водообеепеченноети в период налива л соарваэиия зерна р-71яат на перераспределение и отток накопленных метаболитов в колос, то действие недостатка влаги на белковость зерна в первую половину вегетации, носи? опосредованный характер. Так, ггевшэдяо

_ Н -

белковости зергч при действия недостатка влагд в период кущония-трубкованкл происходило вследствие снижения массы 1000 зерен и уиоличония доля моаое выполненного зерна подгона в урожае. Недостаток влаги в период колошеш:я-форга:рованля зерна приводил к об-1>аэ0<>:1л!'л малого числа крупных зерен хорошо обеспеченных азотистыми и пластическими вецестваш, что и определяло их высокую белковость (табл.5, 3).

В половом опыта-1983 я 1984 гг. недостаточное количество осадков в период налива и созротння зерна, которое привело к сняжошю влажности иочпа пахотного и подпахотного слоев до II...16$ (рис.1), обусловило получоние зерна с более высоким, чем в 1982 г., содор-

жмниом белка (табл.6). „ „

Таблица 6

Содержапио сирого белка (.%) в зерне яровой пшеницы в зависимости от удобрений и водообеспеченности

Полевей опыт

Вариант ? 1982 ! 1983 г. j 1984 г.

|без полива полив ! без полива} без полива

Без удобрения 11,7 10,6 _ 12,8

Prfieo 11,7 10,5 12,8 ■ 12,4

ы90р12и;с160 12,2 11,5 13,0 12,9

:ы1Ь0р120к180 13,3 12,3 14,0 13,7

Полив, проведенный в 1982 г. ь фазу выхода в трубку, снизил содержание енрого белка в зерне вследствие уже отмеченного роста уроиая, но,в то ко время, полив несколько улучшил технологические и хлебопекарные свойства зерна.

При всех условиях водообеспеченности зерно с более высоким со-дерканием сырого белка формировалось при внесении 180 кг/га азота, то есть более высокой дозе, чем для получения максимального урожая (табл.6).

Глава 4. Накопление биомассы яровой пшеницей в онтогенезе в зав ¡г чмости от уровня минерального питания и водообеспеченности

Урожайность яровой пшеницы и содержание сырого белка опредо-жатая накоплением бкошесы* К а низком азотном фоне основное ее количество (около''8550 накапливается'к концу формирования зерна, а на шеоком - значительные ташш прироста сохраняется почти до юл-noiS сполостг (р"с.2).

Сухая мисса, г/сосуд 60

Вегетационный опит

234 51234 5 Рис.2 Накопления сухого вецестпа ярбвой пшеницей в зависимости от минерального питания и водообоспечснности (среднее за 2 года)

I - кущение (4-й лист); 2 - трубкование (7-й лист); 3 - цветение; 4 - конец формирования зорна; 5 - полная опелость з<?рнп

I - 70$ ОБ в течение воой вегетации; П - 2'о-30^ 1Ш толыш в период кущонил-трубкопания; Ш - 25-30$ ИВ только в период колошения-формирования зерна. '

Зерно главного колоса ( I и подгон.; У / к ; солома глагного стебля ТТТЛ и подгона ЩЩ •

Недостаточная водообэсаочонность в период кущениг-трубков.ч-ния тормозит накопление биомассы. Однако после перевод'» растопи*', на оптимнлыюо водоснабжонио они возобновляют активный рост, главном образом за счет побегов подгона, и, к концу ■эвготлщш, общоо накопление биомассы. приближается к оптимальному по водо-ОбОСЛОЧРШЮОТИ 11-фППНТУ (рнс.2). ОтрКЦЛГОЛЫЮР дойстпио ДрфИЦНП

~ 1Ь -

влага в период колошения-формирования зерна в условиях веготади-ошюго опыта не кмаюно^ровалэсь при возобновлении оптимального подпои» режима, так как формообразовательные процессы были узко занпршонн. Положительное действие удобрений па величину накопления биомассы в данных успопиях не проявлялось (рис.2). -

Условия недостаточной влагэобеспеченности оказал!", сильное влияние на шрЬологмю настени!!. Наиболее чувствительны к действия этого фактора были органы, находящиеся в состоянии активного роста: верхние листья, верхние коздоузлия. Нарушение роста и накопления биомассы ¡>асгйянлм! сказ или соотношение х^?-- , Если в оптшиаль-

них условиях ьодообесгеченности на высоком азотном фоне оно составило и среднем 0,91, то в условиях недостаточной влагообеспе-чэнности снизилось: в период кущения-трубкования до 0,'88 и, значительное, в колошенио-формировгшиэ верна до 0,54.

Глава 5. ¡¡сиользозанко азота яровой пшеницей в онтогенезе в зависимости от уровня минерального питания и водообеспечанности

Уровень и гешш накопления азога растениями в основном были аналогичны динамике прироста биомассы. В оп'йкальных условиях во-дообвспечокност!'. уровень к дацаазша накопления азота определялись его дозой (рис.З). На низком лэотном фоне к моменту развертывания флагового лист накапливалось до азота от общого выноса и в дальнейшем шло ого перераспределена». Па высоком - наряду о процессами перераспределения азота метлу зерном я вегетативной массой, после цветения имело место значительное поступление азота из питательной сроды.

В у с лов;, та дефицита влаги, в фазу кущения-трубкэванпя поступление азота в растения подавлялось. Однако после возобновления оптимального водоснабжения происходило смещение интенсивного накопления азота на более поздние сроки, который в основном поступал в подгон. К уборке уролая уровень накопления азота почти приближался к ептимальноцу по водоснабжения варианту на высоком фоне азотного питания. Недостаток влага в период колошения-форшровакия зерна еызвэл необратимне измененш в накоплении азота. После возобновления оптимально 11 влагообэспечешюсти, существенного усиления поступлеикя его в растения не наблюдалось. В данном случае имело место значительное торможение оттока азота и снижение реутилизации до 63¡2; при режнле постоянной оптимальной влагообеспечсцности она достигала 64*.

Н, мг/сосуд Ы0,5р0,5«ь,5 Вегетационный опыт

1 II III

Рис.3 Накопление азота яровой пшеницей' в зависимости от минерального питания и водообеспеченности (среднее за 2 года)

I - кущение (4-й лист);'2 - трубкование (7-Й лист); 3 - цветение; 4 - конец формирования 'зерна; 5 - полная спелость зерна. I - 70/? ПВ в течение всей вегетации; П - 25-30$ ПВ только в период кущения-трубкования; Ш - 25-30$ ПВ только в период колошения-формирования, зерна. ■

В зерне главного колоса | ) и .подгона У /* 1 в соломе главного стебля ТТР'Л и подгона ^^ .

В результате действия и последействия водного стреоса концентрация азота в органах растений повшалаоь и оставалась более высокой до конца вегетации, что было связано не с увеличением абсолютного накопления азота, а с нарушением процессов роста и синтеза биомассы.

Для того, чтобы проследить, как идет поступление и использование азота в растениях при различных условиях водообеспеченности во время налива и созревая:« зерна, мы применяли ^^ЫН^^ЫОз, который вносили в виде раствора з фазу цветения. Согласно полученным данным, значительных изменений в этот процесс влагообеспеченность не вносит. Основное количество азота, поступившего в растение, используется на формирование сирого ¿елка в зерно. Недостаточная и, особенно, избыточная влагообоспаченнооть в период налива и оозряишия зерпз ье-

— *о —

с;<эяьг.о ;/ьо;ыт:ъсх/т поступлю ло азота в подгон по сравнения с иириалто^ оптимально)! м^боспоченносги.

Величина урожхя отпницы определяется также рзз активы верхних лмстьоь, нг. площчдь я массу хо торах положительно влияют азотные удоб-potii-ы и зодообсспвчзнность.Дефицит влага в период кущения-трубко-ьадпн отрщ'атсльно сказался на плода:: « кассе перхлих листьев и, и рсг.удмато, существенно снизил накоплений б них азота. После перевода растений на -рач:"м отвальной влагообеспэчоаности концентрация оиоти в них сшг'-охлсь г меньшей степени - с 4,54 в .период трубкепания до 3 ,и4,о в копне (уортдарования зерна (при по-crOiL'iHO?.! опггллтьком зодно« ра-:ц:»,:о с 4,41 до 2,Эи/0.

Об 1'спользориг>1ы азом в иомене веществ болео наглядно г/.о.т.-110 судить по содержим (¿раот:й азотистых соединений. Анализ этих данное показал, ч vo доц-кот пчаги в по рис д ку::;е/'пя--тр.убксвак;ш затрудняет ассюиляицв азота, что подтверждается дашимк об увэ-лпчевии концентрации нобелкошх соединений (?абл.7).

Таблица 7

Содержание фракций азота п епгхн'ДС листьях яровой пыеницы, % г. абсолютно сухой массе (среднее за 2 года)

, Вегетап:;оннай ог.ыт

Ваочаиг |лечен-|~ : азот соединений ш0(!ть •-;-;-:------;-г

--1 —---- ' - -------- - - ->:г !

I ¡яебэл-легко- ¡тсудно-

I козых '-uiCTEO-IpacTiiO-

! ! !рших !piu,ucc

t t г г

небел-легко!трудно-Kooiix! раст-! растЕО-!рорн-|римкх

KU,5?0,5i:0,5 SI ,5*0,5^,5

I 0,72 0,22 2,77 G,o8 0,27 1,29

г 1,14 0,15 3,10 0,64 0,22 1,83

3 0,78 0,20 1,08

i 0,83 0,23 3,35 0,69 ' 0,40 1,83

2 0,29 0,18 3,38 0,83 0,30 2,38

3 1,05 0,49 1,80

"I - 70? ПВ в течение всей вогетацш; '2 - 25-30$ 11В только в ку-¡цзиис-трубкованке; 3 - 25-50/4 ПВ только в колошонле-^ориироБанке зерна.

V-

После возобновления режима оптимальной влагообеепечопности сил-газ бежа усилился и существенно увеличилось содершпю азота фракции труцнорастворимнх бвл.;ов. Этот факт также подтверждает смешение Физиологической активности опытных растений ги более поздние фазы.

Недостаток влаги в пириод колоо.нпй-форгл'.рог'инил зерна в ыспьае;! степени отразился ла мае со листьев и тт{ои?р^Ш'.'.! отота в них, так как к ото..;'.' прилепи '¿юроьсп::с лютопоЯ поверхности било завершено. Однеко концентрация фракций лзст;;сг^:с соединений свидетельствует о г.'ор:ло:;хн;,.1' оттока пролу кто и расп::д.'1 «зксокоих) пекулярных болксаых соврулапшк и колос (табл.7),

Глага 6. Оводнспность тканей и содерашне ;[орм годы ч взрхиих листьях яровоИ пианицп в зтмскмоста-от услов;и! минерального питания и водо-обослпчгшюста в период антоягпзного роста '

Недостаток плаш еншает ороднэлпссгь лиегьеп на 5-B/J Стчбл.В).

Тобллца 9

Озодненность верхних листьев яровсИ ишончцн в гаьисниости от уровня минерального питания к аодооойспсчем.чостч

Богатационмый огшт

Вариант гЙ^Й-! ^ГзооодчаР^г^__

{ность !труб-!ьйете-!конец Ттруоко-{цве?е-!конец ! !ковд-!нле !форМир!вяиис ¡m:o !(]o¡n/.. _!_i iii'iQ !_!?ог)ца í_1__! зоркп

^О^О.Б^о Н1,5Р0,5К0,5

I - 70/4 ЛЗ в течение всей вегетации; 2 - 2ь-ЗС:£ 173 только в

• ку щ он е -т ру о ко i- ак : ¡ о.

Одновременно увеличивается соотношение РЯ^Я1''11^. [fe? за счет

свободная ь^и

упелкчзп:^ фракции "связанной"1 ьода. Дачный факт ре.оцекиь&ется . как защитная реакцля биогюлмлороп :п:г<;плсзш при определенной птеноии oo93no.w.i;LrJHi:H ткано!. Поело прекращения цеМстьня дофзда-та влаги соотношение фракций воды нормализуется (табл.З), что свидохельитнует о повыжекин физиологической активности лизтьзв, Высокий уровень азотного ,питания ускорят: посстансвятельнуя реакций растзнкЯ. Аналогичное влияниэ исследуемых факторов на состояние огсдненности листьев нзблодалось и в ¿илеиис условиях.

I 81,6 Sí.O 79,3 1,01 0,63 0,40

2 76,6 76,4 76,0 2,02 0,86 0,51

I 81,3 7Э.2 81,0 1,00 1,21 0,79

А, 78,5 75 ,2 75,5 1,62 .0,73 0,63

выводы

1. На дерново-подзолистой тяжелосуглинистой средиеокультурен-аой почве при благоприятных погодных условиях внесение К90Р12бК1£0 обеспечивало урожайность яровой пшеницы Московская 35 в пределах 3?,7...44,5 ц/га, в неблагоприятные года урожайность снижалась до 16,0...21,3 ц/га. Ведущая роль в формировании урожая принадлежала азоту: прибавки от его внесения составляли 4,9... 24,4 ц/га.

2. Не установлено в полевом опыте прямой зависимости между урожаем и величиной ГТК, как за весь период вегетации, так и за отдельные месяцы. В большей мере формирование урожайности яровой пшеницы определялось распределенном тепла и влаги по фазам вегетации и влиянием их на 1устоту продуктивного стеблестоя.

3. В модельных опытах показано, что недостаток влаги во все изучаемые периоды снижал урожайность яровой пшеницы. В период ку-щения-трубкования недостаток влаги снизил урожайность (на 15...17$) в результате закладки меньшего числа шюдоэлементов в главном колосе. Досле возобновления оптимального водоснабжения на высоком уровне азотного питания происходило образование продуктивного подгона, что частично компенсировало потери урожайности.

В период колошения-формировяняя зерна снижение урожайности' (на 29$ и более) происходило вследствие образования чэреззернквд в главном.колосе и полного подавления развития побегов продуктивного подгона.

В период налива и созревания зерна недостаток влаги снижал урожайность (на 5...28$) за счет ухудшения его выполненности.

4. В полевом опыте при достаточной влагообеспеченности за весь период вегетации (ГТК=1,6), но при недостатке влаги э фазы всходы-выход в трубку» когда ГТК был в пределах 0,4....0,9, полив нормой 50 мм повысшг урожайность яровой 'пшеницы на варианте без удобрений с 35,3 до 41,6, а'при внесении N90^120^180 - с 39,5 до 51,0 ц/га.'Эффективность минеральных удобрений на поливе повысилась более, чем в 2 раза. •

5. Максимальная белковость зерна яровой пшеницы Московская 35 13,3...14,0$ э полевом опыте была получена при более высокой дозе азота .(Нхбо), чем ее урожайность (Ы90). Полив нормой 50 мм в период ваходы-зыход в трубку снизил белковость зерна з среднем на 1$.

В модельных опытах недостаточная водообоспоченность в отдельные периоды онтогенеза оказала'влияние на накопление белка в зерне,.

Действие недостатка влага в период интенсивного роста рлсгп-

ний на белковость зерна имеет опотредовшишй характер и определяется формированием олемонтов продуктивности. Содор-хонио бчлка а зорне растений, перенесших недостаток влаги а период кущекия-трубковения, повышалось вследствие снижения тесла зерен в главном колосе и увеличения доли зерна подгона в ypo.iao. Ьодоотаток влага в период колошэншт-фсрмироваиия зерна приводил к образование "ilu-рвззврницы": в результате формировался колос с небольшим кодичест-вом крупных зерен, хорошо обеспеченных азотистыми веществами.

Недостаток влиги в период налим и созревания зерна повышал его белковость, оказывал непосредственное отрпцатолъпоо влияние на налив зерна (снижалась масса 1000 зерен).

6. Прирост сухого вещества и накопление азота в оптпмч;гышх условиях водообеспеченьости на низком уровне азотного питания в основном завершались к фазе цветения, а на повышенном уровне -продолжались до полного созревания зерна. Отток азота из верхних листьев в этих условиях происходил за счет снижения содертшнкя небелковых азотистых соединений и труднорастворим« белков.

Недостаточная водообеспечеькость в период куп^ния-трубкова-яия затормаживала рооговыэ процессы в растении, епкпшла С1штез ■ белка и накопление азота в верхних листьях. После возобновления • оптимального водоснабжения в листьях усиливя/юя синтез белка, о чем свидетельствовало повышение концентрации белкового азота.

В период голошения-формирования зерна недостаточная водообес-печошпеть также оказывала угнетающее действие на растение: происходило тормокение оттока метаболитов в колос. 3 результате, концентрация азота небелковых и дегкор&стаоримьм белковых соединений в верхних листьях повышалась, а иг масса, в данный период, не снижалась. Это приводило к ояпкени» реутилизации азота (до 63|£) в сравнении с оптимальным режимом водообеспетокнооти (84?).

7. Большая часть азота (до 60$), внесенного в фазу цветения, поступала в главный колос и использовалась на синтез белка в зер- ~ но (опыт с Ы). В условиях избыточной водообеогюченнооти отмечалось несколько большее поступление азота в подгон, в сравнение о вариантами оптимальной и недостаточной влагообеспеченностп. Вновь поступивший азот активизировал процессы синтеза белков в листьях: наиболее активное его включение происходило во фракцию труднораот-воримых белков.

8. -Общая оводненность верхних листьев фактически не зависела от уровня минерального питания, но определялась режимом водообео-

почоннг.сти ра'теик?. Листья, сформировавшиеся п .условиях недоото-точной »;одосб«с;!очо|11!ости, характсризопались более низким содер-дшиктм обще;! коды и-поштопаны - "связанно?" роды и сравнении о .вариантом отинхтько?. юдооЗеепечешюсги, Поело возобновления ©птчмалъной юдообеспочгэтгост:: количество "связанной" воды я оо-"сп.1згм«1Л"Н20

отношониа ---— снижались и достигали уровня значения

"свободная"^

на постоянней опиэдалшэи водном радашв. Азотпыа удобрения увели« пивали содержание менее подвижной фрапдек вода,в силу повышения количества дцсоко«оло!уняршх веществ, при оптимальной шдообеспа-пенности. Высокая доза азота в питательной среде ускоряла восстановительную реакцию растений.

По мяториолш.1 диссертации опубликованы следующие работы:

1. Золотарев В,П., Ваудана Г.К., Цякииько..а Л Л. Урожай яровой пшеницы и эффективность минеральных удобрений в зависимости

от водообог.почониоста // Тезисы докл. Всесошн.сов,участников Географической ооти опытов с удобрениями "Задач.: агрохимической пауки по поъкшешю окупаемости удобр&ний по зонам страну", (1984 г., г.Горький). - М.: К'84. -.4.1. - 0,64-55. •

2. Водяейдт Л.П., Заулииа Г.II,, Мякинькова Л, Л, Эффективность шнергиышх удобрений на дерново-подяолистой почпе в зависимости от влагообвоп^чонно.-та // Съезд почвоведов ОХР (7-Й, 1985 г.,

г.Ташкент). Тезисы докл. 7-го дележи съезда Всесовзн.общ-ва почпоьодов. - ил'люпт: 1285. - Ч.З. - С.75.

3. ыякдл.-:-:ова Л,Л., ЗоллеЯдт Л.11. Влияние водообаоночениооти и ылнвральаоги питания на Зоржроваипе урожая зерна яровой тлеик-тш Московскен 35 // Погода к эффективность удоОреш;!! // Бюлл.ВИУА,.

- 1985. - )!■ 7Ь. - С. 41-45.

4,. Мякшиькоса £Д. Формирование урожая яровой пшеницы сорта Московская 35 п заъксамсстя от уровня шнерпльн01'0 питания и метеорологических условий вегетационнохх) периода // Химизация земледелия, урожай с.-х. культур и плодородие почв // Бюлл.ВИУА.

- 1988. - » £35. - С.52,

5. ¡.¡якинькова л Л. Формировании продуктивности яровой пшеницы к различных услониях мкнергшыюго пихания и ьодооОесиеченнооти // Проблемы повшвтш плодороди/1, почв в условии интенсивного землодалхд. Тезис« докл.Всесо,ог«к. научяо-техн.конференции (23-25 мок 1988 г., г.иоскец). — ¡Л.; 1УоУ. - С.33.