Введение к работе
Актуальность темы. В решениях XXVI съезда КПСС отмочено, что основой Продовольственной программы является подъем сельского хозяйства. Это определяется особым положением отрасли во всей экономике страны.
Одной из актуальных проблем современной агрономии является увеличение производства белка в размерах необходимых для удовлетворения не только потребностей в Нем растущего населения планеты, но и пополнения кормовых ресурсов белка (Иконникова, 1965; Трошин, 1971; Проскура, 1977), Животноводство испытывает значительный недостаток в кормах, а низкое содержание белка ведет к их перерасходу, что существенно снижает продуктивность этой отрасли. Наряду с увеличением ресурсов кормового зерна, намечено увеличить производство зернобобовых культур, выращивание которых способствует с одной стороны решению проблемы более полного удовлетворения населения полноценным белком, сбалансированным по аминокислотному составу (Винокуров, Дамская. 1970; Халтурин, 1979; Лнтоний, Пылов, 1980), с другой стороны улучшает азотный баланс пахотных почв за счет того количества азота, которое остается в корневых и послеукосиых остатках бобовых растений (Шафен, 1971; Човжнк, 1972; Гнетнева, 1981).
Широкое использование способности бобовых растений к биологической фиксации свободного азота атмосферы позволяет сэкономить расход азотных удобрений и кроме того значительно уменьшить опасность загрязнения окружающей среды минеральными соединениями азота (Петербургский, 1965; Трепачев, 1980), что имеет важное экологическое значение. Поэтому изучение особенностей питания бобовых культур, а также выяснение факторов, влияющих на их рост, развитие и интенсивность симбиотической азотфиксации, весьма актуально, Факторами, определяющими характер усвоения люпином азота и его продуктивность, являются уровень содержания доступных форм азота в питательной среде и интенсивность фотосинтетического процесса, снажаюшего/углевода.ми как са-
ЦСНТР/'ЛЬНАЙ ,
НАУЧНАЯ Ь -БШОТЕКА Моск. сел^скохоз. академии им. К. А. Тимирязева
Iffut» Мл
мо растение, так и его мпкроенмбионг. Взаимосвязь данных процессов изучена недостаточно, хотя для разработки приемов повышения продуктивности симбиоза, новые сведения о степе-пи сопряженности фотосиптетнческого процесса с усвоением молекулярного азота атмосферы имеют несомненно большое значение.
Задачи исследований. Вопрос о применении азотных удобрении под люпин остается противоречивым. Одной из главных причин получения неоднозначных результатов действия минерального азота на люпин является недостаток сведений о требовании культуры люпина к условиям фотосинтеза для эффективного симбиоза. Поэтому целью наших исследований являлось изучение влияния различных уровней обеспеченности минеральным азотом и условий освещения на фиксацию молекулярного азота из атмосферы люпином. Основное внимание в ходе исследований было уделено решению следующих основных вопросов:
-
Изучить влияние различных уровней азотного питания и условий освещения на рост растений люпина и накопление биомассы.
-
Определить зависимость усвоения молекулярного азота из атмосферы культурой люпина от уровня обеспеченности минеральным азотом к освещения.
. 3. Изучить скорость ассимиляции углекислоты растениями люпина и интенсивность включения ее в продукты метаболизма в условиях симбиотрофного и преимущественно автотрофного питания азотом.
4. Исследовать суточный ход азотфиксации и динамику усвоения молекулярного азота из атмосферы в онтогенезе люпина при различных уровнях азотного питания.
Научная новизна исследований. В опытах с люпином и песчаной культуре с использованием стабильного изотопа ISN и радиоактивного изотопа МС было показано, что смешанный тип питания люпина при включении в питательную среду 50 мг азота на кг песка имел преимущество перед симбиотроф-ным и автотрофним типами питания. Установленные различия в характере нарастания биомассы растений люпина складывались на начальных этапах онтогенеза в период адаптцин к условиям азотного питания и сохранялись до конца вегетации, что подтвердилось данными по величине урожая. С помощью физиологических тестов показано, что при симбиотрофном тиле питания наблюдалась наибольшая скорость ассимиляции углекислоты опытными растениями. Стебли чувствительно реагировали на факторы азоіного питания и действие света. В условиях автотрофного питания и затенения в стеблях происходило увеличение содержания общего азота, что свидетельствовало об их акцепторной функции. Локализация 14С по
органам растении и включение и группы белкой и Сахаров указывала на проявление аттрагнрующен функции стеблей в распределении продуктов фотосинтеза корням, усваивающим минеральный азот удобрений. При снмбнотрофном типе питания эта функция принадлежала корням, подающим углеводы клубенькам, фиксирующим азот из атмосферы.
Практическая ценность работы. Полученные данные позволили выявить взаимосвязь азотного питания люпина к интенсивности фотосинтегпческого процесса с размерами снмбно-тнческой азотфиксацнн, что представляет как теоретический, так и практический интерес. За счет регулирования фотосин-тетнческон деятельности и интенсивности процесса азотфиксацнн возможно обеспечить высокую продуктивность растений люпина при меньших затратах промышленного азотного удобрения. Установленный уровень минерального азота, соответствующий 1/3 от общего его выноса, с точки зрения физиологии питания люпина необходим в начальную фазу развития и гарантирует повышение его урожая без снижения азотфнксн-рующей активности, что необходимо использовать при определении оптимальных норм азотных удобрений под'люппн.' *
Апробация работы. Результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры агрохимии ТСХЛ,'на'' научно-практической конференции молодых ученых ЦИИЛО (1982 г.) и на научной конференции Университета дружбы народов имени Патрнса Лумумбы {1983 г.). Основные положения диссертации опубликованы в двух статьях.
Объем работы. Диссертация изложена на 120 страницах (без списка литературы и приложений), состоит из введения, обзора литературы, 4 глав экспериментальной части н выводов. Работа содержит 34 таблицы, 19 рисунков, 28 таблиц приложений. В списке литературы 398 наименований, в том числе 127 на иностранном языке.