Введение к работе
Актуальность. Производство продовольствия в настоящее время основано на технологиях связанных с применением возрастайте количеств минеральных удобрений. 'Это сопровождается вовлечением в биосферу все больших количеств элементов минерального питания, в том числе связанного азота, что породило рал проблем экологического и экономического характера.
Технология локального внесения удобрений в настоявше яремя признана наиболее эффект не ею Г!, поскольку позволяет избе.кать ряда отрицательных моментов, свойственных разбросному их применению. Характт'!— """ Ценность в данного агроприема является то, что в контакт с очагом экстремально высокого содержания элементов мінерального питания входит лияь часть корневой системы растения. В настоящее йремл достаточно полно йзучсш» агрохимические аспекты взаимодействия очага удобрения и почвы. Однако процессы, происходящие в ісзмом растении іг лелзаде s оскозе роста продуктивности в условиях тетерогенитета среды остается во многом слабо исследо-вакнкда.
Цели и задачи исследования. Цельи работы было изучение ряда физиологических функция растении и особенностей усвоения растениями элементов минерального питания в условиях гетерогенного их распределения в корнеобнтаемоп среде. Для достшкешш , цели представлялось необходимым решение следущих задач:
-
Изучить зависимость продуктивности и качества зерна яровой пшеницы от яогод;гъгх условий при различных способах внесения удобрений;
-
Оценить объемы выноса азота а аавиекмости от способа распределения удобрения в почве;
-
Рассмотреть возможные механизмы активации поглощения эде-ммтов минерального питания в условиях гетерогекитета корнеобвта-еюй среды;
; 4. Изучить влияние гетерогзннтета питательной среды на ыор-фофиэиологичеекда параметры пррростков злаков родов Aejilops и Truicum.
Научная новизна. Изучено влшшга локального и раэбройеого способов внесения минеральных удобрений к их сочетаний с другими воздейсгвяями на величину и качество уролзя яровой пгоэкицы.
і централ':Гм>~ ~"~ ""і
НАУЧНАЯ ЄИ5Л'-1?ТЕ.ІА ; Моск. садьсно,чо.1 a4r„-vj-...>t «
Впервые установлено, что гетерогенное риСПріЛП*Я6ИП* ЗЛЄЧАїН-тов питания в среде индуцирует поглощение азота не только ьмсо-косолевой, но и низкосолевой.ІірКДЬКі КОріІРЙ.
Проведена оценка морфофизиологйческих параметров изменчивости поглотительной деятельности корней проростков IS лилов злаков родов Aegtlops и Trtticum в условиях гот^рогенитега корнеоби-таешй среды
Практическая значимость. Локально? ьноо-ни^ NPK еужетшшо повышает коэффициент использования азота удобрения и продуктивность яровой гшкницы без снихйни* показателей качества зерна, стабилизирует продукционный процесе в условиях дефицита влаги. При формировании урожая до 30-40 ц/гз данный прием исключает необходимость проведения поздних азотных подкормок, предпосевной закалки семян. Это дает возможность придать технологии ьузделывания культуры дополнительные элементы ресурсосбережения и экологической чистоты.
Апробация работы. Основные положения работы дололеим на конференциях: "Изучение, охрана и рациональное использование природ--ных ресурсов'Ч Уфа, 1985). "Роль молодых ученых и специалистов в ускорении научно технического прогресса в сельскохозяйственном производстве"(Уфа,19вб), Итоги научных исследований в XI пятилетке по изучению и внедрению локальных способов внесения основных доз удобрений и задачи учреждений соисполнителей на XII пятилет-куЧГорки, 1986), Экологические системы Урала: изучение, охрана', , эксплуатация"(Свердловск,19Й7). "Разработка и внедрение приемов локального внесения минеральных удобрения в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур'Ч Горки, 1988), Фотосинтез к продукционный процесе'ЧСаратов, 19Ю), "Почвенш-агрохимические и экологические проблемы формирования высокопродуктивных агроценоэови(Пущико,1988), "Ионный обмен и физиология корня" <Москва, 1988}. "Водно-солевой режим и физиология корня" (Москва, 1989), "Экологические проблемы накопления нитратов в окружаю-дай среде" (Пущи.но,1989).
Публикации. По материалам дисеертавди опубликовано 14 работ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, вести глав, выводов и списка литературы из 350 наименований, из лих 146 на иностранном языке, диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, включает в себя 10 рисунков и 23 таблицы.
*J
Полевые и микрополевые опыты
Основными объектами исследования были сорт мягкой пшеницы Йэсковская 35 и твердой пиеницы Везгнчукская 139- Опыты проводили з совхозе им, Цюрупы Уфимского района, расположенного в гоне сякой лесостепи Еаапсфии. Пстаа - выщелэчечкьй ч&рногем с содержанием гумуса - 7,4-9,02:, рН долевой вытяжки 5,5-6,0, содержание подвижных фосфора и калия соответственно 6,0-11,0 и 10,0-12,0 мг на 100 г почвы ґпо Члрикову).
Размер делянок в полевых опытах - Є-10 кв. м. Нитрофоску (N:P; К » 11:10:11) вносили из расчета 60 кг д. в./га враэбрсс перед предпосевной культивацией и лентами зерновой сеялкой или с помощью спеціального шаблона. Семена высевали на глуоину 5 см в количестве 6 млн. всхожих герен нз гектар поперек рядков удобрений, располагаю^;?! на глубине 10 см.
Закалку семян проводили по Генкедю (1954), некорневую обработку азотом (мочевиной) - из расчета 30 кг д. в. /гп з цветений.
В микрополевых опытах гранулированный суперфосфат, сульфат аммония и хлористый кзлий ттэ расчета SO кг д. в./га вносили путем перемешчвания со слоем почвы 0-10 СЫ, 0-25 СМ 1! ЛЄНТОД ВКфИНОЙ 2 см на глуокчу 10 см в середину междурядий (is см), сплоен горизонтальным экраном на глубину 25 см. Увлажнение в опытах естественное, повторность - шестикратная. Структурный анализ проводили в фазу полной спелости растении.
Технологическую оценку качества верна и муки проводили в лаборатории ВйРа. Отдельные признаки качества ранжировали по пяти-балькой шкале и суммировали, что позволило получить интегральную оценку технологических свойств зерна.
В микрополевом опыте вносили сульфат аммония меченый по азоту 15К о обогащением 18-20 ат. X. Обший азот определяли методом мокрого оэолекия по Кудеярову (1972г), изотопное обогащение в растительных образцах - на спектральном анализаторе КИИ физики Ленинградского университета (Лззеева, Шгров, 1977).
Гидротермичэгкие условия в годы проведения опытов существенно различались. 1931,1932 и 1987 годы характеризовались дефицитом влаги в начале и середине и 1982 - в конце вегетации.
Вегетационные и^ыты
Эксперименты проводили в баланс-сосудах Федоровского (Нур-бицкий, 196S), вмещавших 10 кг песка. Пнтатедьнум смесь Яэглан-да-Арнона-І СГродвинскіій,Гродгинския,і973) распределяли по отсекам сосуда равномерно, чем моделировали разбросное внесение или в соотношении 0>3/0,7, чем имитировали гетерогенность корнеобитае-. мой среды, возникающую при локальном внесении удобрении. Принятое соотнооение, как наиболее полно моделирующее гетерогенитет среды," было определено в предварительных опытах. На 1 кг песка вносили по 150 мл питательного раствора, а микроэлементы, независимо от распределения питательной смеси, поровну з каждый отсек.
Проростки пшеницы Московская 35 шестидневного возраста высаживали по 10 шт. таким образом, чтобы в каждую честь сосуда попадало равное количество зародышевых корней. Шлив растении проводили по весу, с учетом расхода воды иэ каждого отсека.
15Н-мочевину с обогащением 45 ат.Х вносили в один из отсеков сосуда в фазу начала куиения. Растения фиксировали жидким азотом через 2 и 24 часа. После отмывки корней определяли массу растений по органам. Швторность опыта трехкратная.
Лабораторные эксперименты
Семена 12 видов знаков (список в табл,1) проращивали на 5Х раствори Лзглаида-Арнона-І в кюветах на стеклянных плотиках. Про-, ростки 4-6 дневного возраста высаживали по 10 шт в сосуды обьемом I литр с перегородкой. Растения с 5Х питательным раствором о микроэлементами принимали га контроль. Через сутки в опытных сосудах создавали гетерогенитет среды путем замены питательного раствора в одном иэ отсеков на 30QJL Опыты проводили на светонлоподке с освещенность о 100 Вт/кв. и с продолжительностью светового дня 14ч.
Через 6-8 дней после создания. гетерогенитета питательной среды взвешивали надземную часть, корневые пряди, вамеряли средний диаметр корня (30-40 случайных гамероя под мікроскопом). Площадь поверхности и объем прядей корня рассчитывали допуская, что плотность тканей близка к 1 г/куб,си (itoa, тинкер,19Э0). в течение всего эксперимента определяли скорость роста корней первого порядка (Титов, 1978). Подсчет числа корневьг* """кчакил проводили
--5---виэуально. Уровень обеспеченности корней и надземной: маета pacts-ний алиментами минерального питания определяли: ш злектйичеенойг проводимости гомогенате, которую замеряли- стандартной: ячейкой?, моста переменного тока Р 1050 (Клейн, Клейн,1974),
Таблица. 1,. Сптюок видов, использованных в лабораторном эксперименте
/.'.':'.. Діві исследования- прншэненнсй: поглотительной: деятельности:
мордой: использовали: модифицированную нами и опробированнуп ранее
методику; й»мерения! величины.: и- направления Н+ потоков через корне-
«да.'поверхность. (Misenseei: ее al..,1979). гель (1?.) из Бакто-ага-
' PBi(flerafc,i№D'. готовкли-на;0,01: Ш растворе KMOs с добавлением а
'-. кадвстав/ рйіивдикатора-. раствора', бромкрезолоаого пурпурного водо-
(рстворииого ('Реахим,; СССР)',, концентрация которого в геле соста-
JnueiQi4tt.:"Гель::разливали-в-прозрачные кюветы и после остывания
Ьа^егіт поверхность*-накладывали! корни, извлеченные из раствора.
^мкевволовзД'пурлуііний-НЄ'ИНГИбіїрует рост корней (Weisenseel et
.ail.,ДЙТО)>. преимущественное поглощение катиона К+ или аниона МОз-
при сопцимвйномі транспорте протонов приводило к сдвигу рН, что
въаывадо ивменвнивокраски:икдиватора до пурпурного при рН 6,8
їілиїдо шзяого прирН:5,2,. которое регистрировали визуально. Гель
позволяет; локализовать, направлением потоков к оценить их размеры
вдоль, оси: копия,. Нйнцвнтрадю катиона и аниова в окрашенных эовах
- б -
определял;: ко не елективними электродами "Критур" (ЧССР) и 3U-N03-0,1 (СССР) соответственно, время взаимодействия корня и геля ~ Z часа. Е эксперименте использовали 8-Ю корневых прядей соот-Еететвуюкего солевого статуса кавдого вида,
В работе использованы стандартные статистические методики.
