Введение к работе
Актуальность исследования. Значительное влияние на продуктивность растений и урожай, кроме биологических особенностей самих растений, оказывают условия, складывающиеся в корнеобитаемом слое почвы или другого субстрата (химический состав, физико-химические характеристики и др.), и в значительной степени определяемые воздействием корневых систем растений, включая их поглотительную и выделительную функции.
В связи с тем, что трансформацій всех минеральных и органических веществ в почве или любом другом корнеобитаемом субстрате носит ферментативный характер, изучение субстрата с этой позиции служит весьма важным источником информации о направленности биохимических процессов в прикорневой зоне. Это позволит более точно и направленно регулировать условия корнеоби-таемого слоя, влиять на продуктивность растений, обеспечивать устойчивость и стабильность почвенно-растительной системы.
Цель и задачи исследований. Цель исследования состояла в комплексной оценке влияния корневых выделений растений на биохимические показатели корнеобитаемых сред (КС) в зависимости от особенностей самих растений, состава КС в естественных и искусственных условиях в течение вегетации, а также исследовании возможности применения показателей биохимической активности КС в изучении влияния различных воздействий на растения. Для достижения поставленной цели последовательно решали следующие задачи:
изучение биохимической активности корнеобитаемых субстратов по активности основных групп ферментов;
оценка возможности применения ферментативной активности, наряду с общей биологической активностью, для характеристики процессов, протекающих в корнеобитаемом субстрате в различных условиях;
оценка вклада растений пшеницы разных видов и сортов в общую биохимическую активность корнеобитаемого субстрат;
изучение динамики биохимической активности корнеобитаемых сред разного состава
Новизна и научная значимость Предложены методические подходы к выполнению исследований, позволяющие увеличить информативность исследований свойств корнеобитаемых суред, ограничить количество мешающих влияний при постановке опытов, повысить чувствительность измерений ферментативной активности, опираясь на явление ризосферного эффекта. В условиях вегетационных опытов оценено общее количество органических соединений, секре-тируемых корневыми системами растений в питательный раствор, оценена интенсивность секреции, подобраны математические уравнения, описывающие интенсивность корневых выделений в условиях вегетационных опытов. Сравнены показатели биохимической и биологической активности корнеобитаемых субстратов разного состава, при выращивании растений пшеницы разных видов и сортов. Изучена динамика активности ферментов разных групп в корнеобитаемых средах разного состава. Изучена динамика активности ферментов разных групп в корнеобитаемых субстратах при выращивании пшениц разных видов и сортов. Показано, что дражировапие семян пшеницы оказывает стимулирующее действие на физиологические процессы в растении, увеличивая интенсивность и общее количество корневых выделений.
Практическая значимость работы. Результаты работы и данное направление исследований может и должно использоваться: при решении задач биоло-
гизации и экологизации земледелия, разработке современных агротехнологии, их оценке, при проведении мониторинговых исследований и оценке воздействия различных экотоксикантов и физических факторов на почвенно-растительные системы, разработке систем воспроизводства и поддержания почвенного плодородия, разработке современных систем удобрения и регуляции роста растений и продуктивности агроэкосистем, разработке систем и способов регуляции накопления и воздействия на растения различных приоритетных загрязнителей. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Важной характеристикой корнеобитаемого субстрата, кроме физических
свойств и содержания в нем питательных веществ, является биохимический со
став, биологическая и биохимическая активность корнеобитаемой среды.
Растения, через свои корневые выделения, изменяют не только химический состав корнеобитаемой среды, но и влияют на его биологическую и биохимическую активность
Видовые и сортовые различия растений по-разному влияют на биохимическую активность корнеобитаемой среды.
Биохимическая активность и ее динамика в корнеобитаемом субстрате зависит от содержания в нем «физической» глины и органического вещества.
5. Дражирование семян кембрийской глиной оказывает влияние на ростовые
показатели, продуктивность растений и биохимическую активность корнеоби
таемой среды.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международной конференции (СПб, Агрофизический институт Россельхозакадемии, 25-27 сентября 2007г.); координационном совещании и научной сессии Агрофизического института (24-26 марта 2009 г., С-Пб), всероссийской конференции с международным участием (СПб, Агрофизический институт Россельхозакадемии, 1-3 июля 2009 г.)
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано пять печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация написана на русском языке, изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 39 рисунков, состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов. Список литературы включает 200 наименований, в том числе 23 на иностранных языках.
