Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья Исайчев Виталий Александрович

Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья
<
Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Исайчев Виталий Александрович. Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья : Дис. ... д-ра с.-х. наук : 06.01.04, 03.00.12 : Ульяновск, 2004 497 c. РГБ ОД, 71:05-6/74

Содержание к диссертации


ВВЕДЕНИЕ        

1.        МИКРОЭЛЕМЕНТЫ И ПЕКТИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАСТЕНИЙ (СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА)        12

1.1.        Роль микроэлементов в физиолого-биохимических процессах сельскохозяйственных растений        12

1.2.        Проявление антагонизма и синергизма ионов в метаболизме растений        19

1.3.        Физиолого-биохимическая роль олигосахаров и пектиновых веществ в метаболизме и жизнедеятельности растений        24

1.4.        Физиолого-биохимическое действие нетрадиционных фиторегуляторов роста в растениях        30

1.5.        Сравнительная оценка эффективности способов применения микроэлементов и нетрадиционных регуляторов роста при возделывании сельскохозяйственных культур        37

1.6.        Предпосевная обработка семян как фактор повышения симбиотической активности и продуктивности гороха        43

Заключение по главе 1        47

2.        ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ        50

2.1.        Почвенный покров и его агрохимическая характеристика        50

2.2.        Объекты и методика исследований        56

3.        ВЛИЯНИЕ ПЕКТИНА, МЕЛАФЕНА И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА СИСТЕМУ ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СЕМЕНАХ ГОРОХА И ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПРИ ИХ ПРО РАСТАНИИ И АКТИВНОСТЬ ПОЧВЕННОЙ МИКРОФЛОРЫ        66

3.1. Особенности применения пектина из Amaranthus cruentus для обработки семян гороха и зерновых культур        69

3.2.        Изменение степени набухаемости семян гороха и зерновых культур от предпосевной обработки пектином, мелафеном и микроэлементами        76

3.3.        Активность а- и Р-амилазы при прорастании в семенах зерновых культур        79

3.4.        Влияние пектина и микроэлементов на интенсивность дыхания семян при прорастании яровой пшеницы        83

3.5.        Действие пектина и микроэлементов на активность катал азы в проростках зерновых культур        86

3.6.        Влияние предпосевной обработки семян гороха и зерновых культур на показатели их прорастания        88

3.7.        Влияние пектина и микроэлементов на активность почвенной микрофлоры        111

Заключение по главе 3        118

4.        ПРОДУКЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙ СТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН РОСТОРЕГУЛЯТОРАМИ И МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ        119

4.1.        Фотометрические показатели листовой поверхности растений        120

4.2.        Динамика накопления сухой биомассы в растениях        132

4.3.        Влияние предпосевной обработки семян на чистую продуктивность фотосинтеза        142

4.4.        Формирование симбиотического аппарата гороха в зависимости от обработки семян пектином, микроэлементами и ризоторфином        147

Заключение по главе 4        155

5.        ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В РАСТЕНИЯХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБРАБОТКИ СЕМЯН РОСТОРЕГУЛЯТОРАМИ И МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ... 157

5.1.        Динамика питательных веществ в растениях гороха и зерновых культур        157

5.2.        Влияние пектина и микроэлементов на устойчивость озимой пшеницы к неблагоприятным факторам среды        193

5.3.        Влияние микроэлементов на динамику редуцирующих Сахаров в растениях твердой яровой пшеницы сорта Безенчукская 139        203

5.4.        Физико-механические свойства соломы зерновых культур

в зависимости от предпосевной обработки семян пектином

и микроэлементами        205

Заключение по главе 5        208

6.        ВЛИЯНИЕ РОСТОРЕГУЛЯТОРОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙ СТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ        210

6.1.        Урожайность гороха и зерновых культур        210

6.2.        Влияние росторегуляторов, микроэлементов и ризоторфина на качество получаемой продукции        222

Заключение по главе 6        247

7.        АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕКОМЕНДУЕМЫХ ПРИЕМОВ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ        248

7.1.        Энергетическая оценка        248

7.2.        Экономическая оценка        255

7.3.        Производственная проверка результатов исследований        260

Заключение по главе 7        263

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        264

ВЫВОДЫ        267

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ        270

ЛИТЕРАТУРА        271

ПРИЛОЖЕНИЯ        346

Введение к работе

Актуальность темы. Средне-Волжский регион занимает одно из первых мест по площади посевов зерновых и бобовых культур в Российской Федерации, однако резервы роста и продуктивности используются еще не в полной мере.

Современные сорта и гибриды сельскохозяйственных культур обладают высоким потенциалом продуктивности и для более эффективных путей повышения аграрного сектора экономики с экологической точки зрения в практику растениеводства следует отнести метод предпосевной обработки семян микроэлементами и регуляторами роста, которые вызывают активизацию метаболических процессов в растительном организме в исключительно малых дозах, способны защитить растение от стрессовых воздействий и патогенов, что является очень важным для формирования урожая (Школьник М.Я., 1974; Власюк П.А., 1980; Пейве Я.В., 1980; Ягодин Б.А., 1990; Шевелуха B.C., 1999; Гайсин И.А. и др., 1999, 2000; Костин В.И. и др., 1997, 1998, 1999, 2000; Самуилов Ф.Д. и др., 1999, 2000; Кириллов А.Ф., 2001; Дозоров А.В., 2003; Таланов И.П., 2003).

В настоящее время возрастает роль исследований по разработке адаптивных технологий возделывания культур с высоким уровнем урожайности, с созданием оптимальных условий для бобово-ризобиального симбиоза, с повышением устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды, снижением пестицидной нагрузки и улучшением минерального питания растений макро- и микроэлементами. Вместе с тем, комплексные исследования с применением микроэлементов, регуляторов роста и биологически активных веществ естественного происхождения для обработки семян сельскохозяйственных культур проводились в условиях лесостепи Поволжья в недостаточной степени. Углубленное изучение данного направления необходимо для обоснования энергосберегающих технологий производства сельскохозяйственной продукции высоко го качества и широкого их применения в производстве. Исключительно актуальное значение эта задача имеет в практическом растениеводстве с целью эффективного применения минеральных удобрений с выявлением антагонизма, синергизма, аддитивности и коэффициентов взаимодействия в онтогенезе растений.

Цель и задачи исследований. Изучить влияние предпосевной обработки семян гороха, озимой и яровой пшеницы пектином, микроэлементами и мела-феном для оптимизации продукционного процесса растений, устойчивости к неблагоприятным факторам среды и активизации бобово-ризобиального симбиоза гороха в условиях лесостепи Поволжья.

В соответствии с поставленной целью были поставлены следующие задачи:

- изучить влияние факторов воздействия на изменение физиолого-биохимических процессов при прорастании семян;

- изучить влияние предпосевной обработки семян микроэлементами и росто-регуляторами на посевные качества семян опытных культур и активность почвенной микрофлоры;

- выявить влияние используемых факторов на фотосинтетическую деятельность посевов опытных культур;

- определить динамику формирования и активности симбиотического аппарата гороха, обеспечивающего наибольшую биологическую фиксацию молекулярного азота в зависимости от обработки семян;

- определить динамику содержания макро-, микроэлементов в течение онтогенеза растений;

- исследовать роль предпосевной обработки семян в развитии адаптационных реакций растений при действии неблагоприятных факторов среды;

- выявить связь некоторых физиологических процессов с урожайностью и качеством продукции, рассчитать коэффициенты взаимодействия между факторами воздействия;

- определить урожайность и качество продукции в зависимости от используемых факторов;

- провести производственную проверку и дать экономическую и энергетическую оценку эффективности изучаемых приемов в технологии возделывания озимой пшеницы, яровой пшеницы, гороха;

- провести широкие производственные испытания в учхозе УГСХА и хозяйствах Ульяновской области.

Научная новизна. Применительно к условиям лесостепи Поволжья на основе многолетних полевых и производственных опытов выявлены оптимальные сочетания микроэлементов и пектина с высоким взаимодействующим эффектом, установлена стимулирующая концентрация пектина и мелафена для обработки семян опытных культур с целью улучшения посевных качеств семян, наибольшего выхода продукции при наименьших затратах материальных и энергетических ресурсов. Впервые изучена физиологическая эффективность пектина в сочетании с микроэлементами на активность бобово-ризобиального симбиоза гороха, на устойчивость озимых культур к неблагоприятным факторам среды, изучены закономерности влияния используемых факторов на поступление макро- и микроэлементов, урожайность и качество сельскохозяйственных культур.

Впервые установлено ростостимулирующее действие пектинов из Amaranthus cruentus со средней молекулярной массой 14000-20000 у.е. на яровой, озимой пшенице и горохе, а также был изучен препарат нового поколения мелафен (меламиновая соль бис(оксиметил) фосфиновой кислоты), в качестве фитогормона, обладающим полифункциональностью действия.

Установлены корреляционные связи между физиолого-биохимическими процессами, урожайностью и качеством продукции.

Для определения взаимодействия факторов и выявления антагонизма, синергизма и аддитивности нами совместно с научным консультантом В.И.Костиным выведена формула:  Лвз. YJ где Квз. - коэффициент взаимодействия; ЈF - эффект от суммы факторов; Fi, F2, F3, Fn - действие изолируемых факторов;

Если ZF (Fj + F2 + F3 + ... + Fn), то наблюдается положительный синергизм. В том случае, если SF (Fi + F2 - F3 + ... - Fn), - положительный антаго-низм. Если эффект от суммы факторов меньше суммы или разности действия изолирующих факторов, то, соответственно, рассматривается как отрицательный синергизм или антагонизм, хотя сам физиологический процесс может иметь положительный характер. При Квз. = 0 наблюдается аддитивность. Положения, выносимые на защиту.

- динамика содержания азота, фосфора, калия и микроэлементов в растениях сельскохозяйственных культур, биологическая фиксация азота, снижение содержания нитратов и тяжелых металлов в получаемой продукции, формула по определению антагонизма, синергизма и аддитивности;

- физиолого-биохимическая концепция использования пектина, мелафена и микроэлементов, интегральная схема механизмов по обработке семян сельскохозяйственных культур, фотосинтетическая деятельность посевов опытных культур, углеводный метаболизм, адаптивная реакция растений к неблагоприятным факторам среды, и связь между физиолого-биохимическими процессами, урожайностью и качеством продукции;

- биохимическая, технологическая, экономическая и энергетическая оценка выращенной продукции;

Практическая значимость. Предложенная производству система обработки семян обеспечивает более высокую урожайность сельскохозяйственных культур с хорошими качественными характеристиками зерна и семян. Данный агроприем экологически безопасный, малозатратный, повышает экономическую эффективность и конкурентоспособность зернового хозяйства в условиях рынка. Под действием используемых факторов выявлены физиолого-биохимические закономерности в течение онтогенеза, которые могут служить  основой для управления процессами жизнедеятельности растений. Следовательно, они являются элементами адаптивных технологий возделываемых культур. Результаты исследований по применению используемых факторов прошли производственную проверку и внедряются в хозяйствах Ульяновской и Самарской областях, в учебно-опытном хозяйстве Ульяновской ГСХА и в республике Татарстан. Полученные данные используются в учебном процессе по курсам растениеводства, физиологии и биохимии растений, агрохимии и экологии для студентов агрономического факультета, а также для специалистов сельского хозяйства в институте повышения квалификации и агробизнеса.

Исследования проводились в соответствии с тематическими планами и программами Министерства сельского хозяйства РФ (номера Государственной регистрации № 06.9.200111.65, № 01860096.82) и являются составной частью плана научной работы Ульяновской ГСХА.

Апробация работы. Результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии (1993-2004 гг.); на научной конференции, посвященной 50-летию КСХИ (Киров, 1994); на Международной конференции, посвященной 150-летию П.А.Костычева (Рязань, 1995); на научно-практической конференции «Проблемы экологии Ульяновской области» (Ульяновск, 1997); на Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсо-энергосберегающие приемы и технологии возделывания сельскохозяйственных культур» (Рязань, 1998); на пятой конференции «Новые перспективы исследования хитина и хитозана» (Москва, 1999); на III Международном симпозиуме «Новые нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 1999); на Международной конференции «Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 1999), на Межрегиональной научно-практической конференции «Экологические проблемы Среднего Поволжья» (Ульяновск, 1999); на III съезде Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 2000), на Всероссийской конференции «Химия и  технология растительных веществ» (Сыктывкар, 2000); на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы мониторинга экосистем, антропогенно-нарушенных территорий» (Ульяновск, 2000); на конференциях молодых ученых (Ульяновск, 2001, 2002); на первой Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создание функциональных продуктов» (Москва, 2001); на шестой Международной конференции «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях» (Москва, 2001); на Всероссийской научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнения агроэкосистем» (Казань, 2002); на Международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2002); на Поволжской научно-практической конференции «Пути повышения качества зерна и продуктов его переработки» (Самара, 2002); на IV Международной научно-практической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Ульяновск, 2002); на Всероссийской научно-практической конференции «Роль средств химизации в повышении продуктивности агроэкосистем» (Уфа, 2003); на Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России» (Ульяновск, 2003); на Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создание функциональных продуктов» (Москва, 2003); на Международной научно-практической конференции «Современные технологии и системы производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Рязань, 2003); на Международной научно-практической конференции «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Воронеж, 2003); на Всероссийской конференции молодых ученых «Молодые ученые - агропромышленному комплексу» (Казань, 2004).

Под руководством автора защищены 2 кандидатские диссертации.

Публикации. Автором опубликовано 72 научных работ, из них по теме диссертации 56.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на страницах компьютерного текста, состоит из введения, семи глав, заключения, выводов и предложений производству, включает 122 таблицы, 33 рисунка и 111 таблиц в приложении. Список литературы включает 792 наименования, в том числе 143 иностранных авторов.

Похожие диссертации на Оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных культур под воздействием микроэлементов и росторегуляторов в условиях лесостепи Поволжья