Введение к работе
<ЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ . Актуальность проблемы, Согласно прогнозам высокий уровень Энергетики приведет к глобальному изменению климата Земли: удвоенно концентрации COg к 2025 году, повышению температуры воздуха учащение засушливых явлений (//(ftxUuUCd ^ 1983; Барт. 1989). Для того, чтобы успешно вести сельскохозяйственное производство в изменившихся климатических условиях, необходимо учитывать возможные ответные реакции культурных растений, изучить влияние высокой концентрации 0 на формирование продуктивности сельскохозяйственных культур. :
.' Исследования, которые были проведены в последние десятилетия по вопросу изучения реакции растений на увеличение количества СОз в атмосфере, нельзя назвать исчерпывающими. В ряде опытов, оценивалось влияние COg лишь на конечную продуктивность растений (!fcw>m,1&, 1ЭЭ0;СА<й4*^Ци4* и ЛР«» 1990), часть экспериментов
: проводилась при непостоянном газовом составе среды САйи^Л-К.
.1981). Кало данных по изучению влияния обогащения атмосферы 0 в условиях, ограниченного водообеспечения Ufoyi и др., 1989; fxi^lCtlch , 1990), В качестве объектов в большинстве экспери- ментов изучались пшеница, соя, овощные культуры. Реакция ячменя на повышение содержания 0 в атмосфере не исследована. Удвоение
концентрации углекислого.газа и увеличение засушливости климата могут значительно изменить требования растений к условиям минерального питания и,-в частности і азотного. Актуальным является вопрос, в какой степени действие азотных удобрений будет связано с увеличением содержания С02 и какие условия азотного пита- ния необходим растениям при воздействии факторов, обусловливавших "парниковый эффект".-
Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в изучении влияния азотного питания на продукционный процесс ячменя при повышенной содержании 0( в атмосфере.
В диссертации поставлены следупцие задачи:
-
Установить закономерности роста ячменя в условиях повышенной концентрации 0.
-
Оценить действие высокого содержания углекислого газа
на продуктивность ячменя в зависимости от уровня азотного питания.
-
Изучить влияние водного стресса на продуктивность ячменя при обогащении атмосферы С(%.
-
Установить влияние различных условгй ачотного питания, водообеопечения и повышенное концентрации COg на содержание азотистых веществ в растениях в онтогенезе.
-
Определить действие изучаемых факторов на химические показатели качества зерна ячменя.
Научная новизна работы. В диссертации впервые показано,
что* эффект действия повышенной концентрации COg в атмосфере на
продуктивность ячменя определяется условиями азотного питания.
Впервые проведена оценка содержания азотистых веществ в расте
нии в зависимости от уровня азотного питания, водообеспечения
и концентрации COg, в результате чего появилась возможность
охарактеризовать процесс ассимиляции азота растениями ячменя.
Прослежено 'влияние обогащения атмосферы COg на химические пока
затели'качества зерна пивоваренного ячменя в различных условиях
ааМното питания и вдагообеспечения. I
Практическая значимость тяботы. Полученные в диссертация данные могут быть использованы для разработки теоретических «режетавлении о реакции культурных растений на факторы глобально-» го изменения климата. Определено, что получение высоких урожаев
сельскохозяйственных культур при повышении концентрации СОг в атмосфере возможно лишь при использовании достаточно высокого уровня азотного питания. Полученные результаты могут служить материалом для прогнозирования реакции растений на предстоящее глобальное изменение климатических уоловий.
. МТР"бядия, работц. Материалы исследования были представлены я доложены на конференции молодых ученых ВИУА (1990), на рабочем совещании "Газообмен растений в посевах и природных фитоце-нозах". в г.Сыктывкаре (1992).
'- Ох&Ш&ЗШЩ.' По материалам диссертация опубликованы 2 пе- .
чатных работа. г,' ' '* -. '.".,'
' Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, пяти экспериментальных глав, выводов и списка литературы.". Работа, изложена на 201 странице 'машинописного текста, включает ,'46 таблиц, 13 рисунков.. Список литературы представлен'258 на- . именованиями,'-'.в том числе 110 иностранными.
:-'V.-/; --1/- окыжти методы ітвдовАний.':/>
Объектом исследований служил ячмень сорта Эазерский-в5, .*' относящийся к" интеноивисму. типу .районированный в Московской, ' Тульской, Владимирской и других областях.Нечерноземной зоны, ; который относится к. сортам пивоваренного направления. . - ' . .", У' Для решения, поставленныхзадачбыло проведено 4 опыта. 'В'двух. опытах в вегетационном домике изучалось.действие засухи " в зависимости от уровня азотного питания,.который варьировался ' - "в. 1*ш опыте.* от'100. ДО800 мг.Н/кг почвы, во,нэм- от 200 до . ''' 600 мг К/кг почвы.: Эксперименты проводилась в шести повторное- ' "тяхі Проведенные в вегетационном домике исследования позволили ,
установить необходимый уровень азота для ячменя сорта Зазер-ский-85 и его реакцию на водный стресс в зависимости от дозы азотного удобрения.
В двух экспериментах (А> 3 и 4), поставленных а контролируемых условиях фитотрона, поддерживалось два уровня угтечислого газа: 0,035 (контроль) и 0,070л (опыт). Система терморегулирования обеспечивала выбранный температурный рехим: 23+1С (днем) и 18±1С (ночью). Мощность лучистого потока на уровне верхних листьев - 200+10 Вт/м2 ФАР. Растения ячменя выращивались в кюветах емкостью 15 кг абсолютно сухой дерново-подзолистой почвы. Агрохимическая характеристика почвы: p%Gi - 4,S3; Нг - 3,79 мг-зкв/IOG г почвы; Са - 6,5 мг-зкв/100 г почвы; NO3 мг/кг почвы; ЫНц - 20,6 мг/кг почвы; Р^Оу- 59,9 мг/кг почвы; KgO - 63,2 мг/кг почвы.
В J-ем опыте исследовались 3 уровня азотного питания: 200 (К]-) - низкий, 400 (1) - средний и 600 мг Ы/кг почвы (N3) ~ высокий» В 4-ом экспер«шенте в качестве минимальной использовалась доза 100 мг N/кг почвы (Хд 5) (табл.1).
Полив проводили исходя из объема конденсата, накапливаемого ценозом, который измеряли дважды в сутки за световой и темповой периоды. Регулярный полив позволял поддерживать оптимальную влажность почвы на уровне 60/ СВ. Для изучения реакции растений на водный стресс в условиях нормальной и повышенной концентрации COg в атмосфере в вариантах о внесением 400 мг К/кг Почвы создавалась почвенная засуха путам прекращения полива при достижении растениями УІ этапа органогенеза. Полив возобновляли при наступлении влажности устойчивого завядания растений, что соответствовало 14% ПВ, в дальнейшем поддерживали!оптимальный режим увлажнения.
Иа протяженна вегетации проводили морфофиаиологический
Таблица I Схема экспериментов в фитотроне
Уровень азотного { Условия
экспери- варианта тоация
манта , | С&2, %.
! і
питания j увлажнения
мг X на {условные j I кг почвы;обозначения;
контроль за наступлением этапов органогенеза по методу Ф.М.Ку- , пэркан.'(198-1). Отбор растительных образцов (по 10 растений) производился на УІі УП, IX. XI этапах органогенеза. ,' *
- Для исследования динамических характеристик роста определяли, величину сухой массы растений весовым методом а площадь ассмишшаонноп поверхности- растения с помощью 4)іітоплани.\сотра . ФШІ-4. На основе даяних по биомассе растений и площади ассимп-
6 ков азота в накоплении азотистых соединений верном изучали перераспределение азота в период налива (Кумаков, І985).
На 12 этапе органогенеза анализировали структуру и продуктивность растений, определяли массу зерна и массу 1000 верен при 14Х влажности. Определение качества верна проводили в лаборатории качества СибНИИСХова. Аминокислотный аналив верна проводили в лаборатории физических методов исследования ВИУА с помощью прибора "Chromospek".
Погодные условия оценивали по следующим параметрам: сред- . ние температуры вовдуха'и количество осадков по декадам вегетационного периода, сумма эффективных температур выше 5С по этапам органогенеза..
Данные, полученные в опытах, обрабатывали статистически по
методике Доспехова (1984) с помощью.ЭВМ. ,. .''
