Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Биолого-экологические особенности картофеля 8-13
1.1 Ботаническое описание картофеля 8-11
1.2 Биологические особенности картофеля 11-13
Глава 2. Объекты и методы исследований 14-16
Глава 3. Минеральное питание картофеля 17-31
Глава 4. Природно - почвенные условия района исследований 32-34
Глава 5 Результаты полевых опытов 35-105
5.1 Условия и методы проведения полевых опытов 35-38
5.2 Взаимосвязь метеорологических условий и продуктивности картофеля в опытах с макро - и микроудобрениями (1999-2002гг.) 38-49
5.3 Пищевой режим почвы опытного участка под картофелем в годы проведения полевых опытов (1999 - 2002 гг.) 49-55
5.4 Влияние макро - и микроудобрений на некоторые показатели фотосинтеза картофеля в опытах 1999-2002 гг 56-87
5.5 Влияние макро — и микроудобрениями на урожайность картофеля в годы проведения опытов 88-105.
Глава 6. Экономическая эффективность применения макро - микроудобрений под картофель 106- 109
Выводы и предложения 110-111
Библиографический список 112-129
- Биологические особенности картофеля
- Природно - почвенные условия района исследований
- Взаимосвязь метеорологических условий и продуктивности картофеля в опытах с макро - и микроудобрениями (1999-2002гг.)
- Влияние макро - и микроудобрений на некоторые показатели фотосинтеза картофеля в опытах 1999-2002 гг
Введение к работе
Картофель относится к числу важнейших сельскохозяйственных культур. Его справедливо называют вторым хлебом. Отличные вкусовые качества и ряд других свойств картофеля объясняют его быстрое и повсеместное распространение в мире, особенно, в странах и районах с прохладным и влажным климатом. Значение картофеля в народном хозяйстве широко известно. В его клубнях содержатся углеводы, а также белки, витамины и другие вещества, необходимые для питания человека. В мировом производстве продукции растениеводства он занимает одно из первых мест наряду с рисом, пшеницей и кукурузой. Его используют как пищевую, техническую и кормовую культуру. Как источник растительного протеина картофель уступает лишь сое, как источник энергии — лишь кукурузе. В клубнях картофеля содержится 25 % сухого вещества, в т.ч., 12 - 22 % крахмала, 1,4 - 3,0 % белка и 0,8 - 1,0 % зольных элементов (калий, фосфор, сера,Са, Mn, Mg и другие микроэлементы). Картофельный белок (туберин) относится к группе наиболее полноценных легкоусвояемых растительных белков. Картофель является и отличным сырьём для производства спирта, крахмала, лаков, искусственного шёлка, духов. Животным скармливают клубни, ботву и продукты промышленной переработки картофеля.
Картофель широко распространён на земном шаре. Общая площадь под ним составляет — около 18 млн. га (Основы технологии..,2000). Наибольшие площади им заняты в Европе (35 %) и Азии (28 %). По занимаемой площади и производству картофеля в Европе первое место занимает Россия, затем идут: Польша, Ирландия, Германия и другие страны. В России картофель выращивают на площади 3,3 - 3,4 млн. га. Россия занимает лидирующее место в мире по уровню валовых сборов картофеля (15 % в мире). Урожайность картофеля в России составляет 11,1 - 11,7 т/га. Передовые хозяйства в Нечернозёмной зоне, Поволжье, на Урале ежегодно получают 25-30 т/га. Сорта кормового направления могут формировать урожайность клубней 55 - 60 т/га и выше. В России картофель выращивается почти повсеместно (Агробиологические основы.., 1999).
Урожайность картофеля в большинстве районов Алтайского края достаточно низка и редко превышает 10,0 т/га, что не соответствует величине ФАР и уровню влагообеспеченности значительной части территории Алтайского края. Низкие урожаи картофеля в крае объясняются часто нарушениями элементарных приёмов его возделывания, в т.ч. недостаточным применением удобрений. Опыт передовых хозяйств показал возможность получения урожайности картофеля выше 25 т/га в большинстве почвенно-климатических зонах Алтайского края при соблюдении соответствующих агротехнических приёмов и биологических требований, в том числе и к элементам питания (Гладких, Сирота, 2002).
Районированные в Алтайском крае сорта картофеля — Адретта, Приет-кульский ранний и др. могут давать урожайность до 29 т/га (Система земледелия в Алтайском крае, 1987).
Для получения высоких урожаев картофеля под его посадки необходимо вносить минеральные удобрения, содержащие азот, фосфор и калий. Они способствуют не только повышению урожайности, но и улучшению качества картофеля.
Многолетний опыт научно-исследовательских учреждений в т.ч. и на территории Алтайского края показывает, что высокий урожай картофеля можно получить лишь при соблюдении всех необходимых технологических норм, в т.ч. и при правильном использовании минеральных и органических удобрений, обеспечивающих значительные прибавки урожая. Пищевой режим картофеля невозможно оптимизировать только с помощью основных элементов питания: азота, фосфора и калия. Растениям также нужны микроэлементы. Их высокая биологическая активность связана, в первую очередь, с ферментативным катализом, что определяет их участие в процессах фотосинтеза, дыхания, азотного, нуклеинового и фосфорного обменов. Микроэлементы способны повышать устойчивость растений к неблагоприятным условиям произрастания, болезням, вредителям и т.д. Недостаток микроэлементов для растений нарушает нормальное течение физиолого-биологических процессов, исключает получение высоких урожаев хорошего качества. Применение рациональных сочетаний макро- и
5 рациональных сочетаний макро- и микроэлементов позволяет получить высокие урожаи картофеля.
Применение микроэлементов под картофель даёт возможность вовлечь в формирование дополнительного урожая потенциальные резервы почвы, климата, растений и удобрений.
Положительное влияние минеральных удобрений на урожайность и качество картофеля отмечалось рядом авторов: ( Каталымов , 1965; Власюк , 1969; Казьмин, Сушинская, 1973; Андрюшина 1976; Писарева, 1977; Ште-фан, 1981; Бардышев, 1983; Власенко, 1987; Абдукаримов, 1990; Томаров-ский, 1999; Калин, 2000;Гладких, Сирота, 2002 ).
Высокая эффективность минеральных удобрений под картофель на территории Алтайского края наблюдалась рядом исследователей (Антонова и' др., 1986; Томаровский и др., 1999; Калин, 2000; Гладких, Сирота, 2002).
Влияние на урожайность картофеля совместным применением макро- и микроудобрений в подзоне обыкновенных чернозёмов колочной степи Алтайского края изучалось А.А. Томаровским (1999). Несмотря на имеющиеся данные о необходимости применения макро- и микроудобрений под картофель, многие детали этого вопроса изучены недостаточно. В частности, не выявлены те микроэлементы, которые можно считать лимитирующими для получения высоких урожаев картофеля в исследуемой почвен-но-климатической зоне, не определено их влияние на основной продукционный процесс растений - фотосинтез, в том числе и при выращивании картофеля по фону макроудобрений. Остаётся открытым вопрос о наиболее рациональном варианте совместного применения макро- и микроудобрений. Изыскание лучших вариантов совместного применения макро- и микроэлементов под картофель необходимо т.к. без этого невозможно оптимизировать питательный режим этой культуры и сократить расходы на макроудобрения.
Микроэлементы, как фактор повышения продуктивности земледелия в Алтайском крае, в настоящее время задействованы далеко не в полной мере. -
Me выяснены отдельные вопросы агрономической и экономической эффективности совместного применения макро- и микроудобрений под картофель в условиях подзоны чернозёма обыкновенного колочной степи Алтайского края при различных погодных условиях, не учтены ресурсные, экономичен ские и экологические ограничения, недостаточно теоретически обоснована рациональность совместного применения макро- и микроудобрений.
Одним из основополагающих моментов склонности культур к адаптации является повышение интенсивности фотосинтеза. Изучение характеристик фотосинтеза (ФСП, ЧПФ), предусмотренное в данной работе дало возможность провести агроэкологическую оценку изучаемой культуре, выращиваемой на фоне различных сочетаний макро- и микроудобрений, при различных гидротермических условиях и ее способности полнее реализовывать потенциалы климата, приспосабливась к условиям произрастания, в том числе и, благодаря, удобрениям.
Все вышеуказанное крайне актуально для выращивания картофеля в подзоне черноземов обыкновенных колочной степи Алтайского края. Агрохимические особенности этих почв и дефицитный режим увлажнения обусловливают относительно низкую урожайность картофеля и необходимость разработки систем удобрений, включающих и микроэлементы, которые могут обеспечить оптимальное питание растений, способноствовать эффективному использованию резервов климата и вложенных средств.
Учитывая всё вышеизложенное, мы задались целью изучить влияние совместного применения макро- и микроудобрений на некоторые показатели фо-. тосинтеза, урожайность и экономическую эффективность выращивания картофеля в подзоне черноземов обыкновенной колочной степи Алтайского края. Для осуществления поставленной цели нами решались следующие задачи:
1. Дать теоретическое обоснование возможной дефицитности для растений картофеля макро — и микроэлементов, исходя из содержания их подвижных форм в почве и данных о выносе.
Выявить специфику влияния метеорологических условий лет проведения опытов на урожайность картофеля в т.ч., и при выращивании его на фонах с совместным применением макро — и микроудобрений.
Изучить влияние совместного применения макро- и микроудобрений на показатели фотосинтеза (ФСП, ЧПФ и др.).
Определить влияние на урожайность раздельного и совместного при- менения под картофель макро - и микроудобрений и выявить наиболее оптимальные их сочетания.
Дать экономическую оценку раздельного и совместного применения
под картофель макро- и микроудобрений. Научная новизна: Впервые для условий подзоны черноземов обыкновенных колочной степи Алтайского края установлены оптимальные сочетания макро - и микроудобрений. Дано теоретическое обоснование их эффективности с учетом анализов почвы, показателей фотосинтеза и урожайности. Доказано, что микроэлементы способствуют увеличению агрономической и экономической эффективности макроудобрений.
Защищаемые положения На защиту выносятся:
Возможность уменьшения зависимости продуктивности картофеля от метеорологических условий с помощью оптимальных сочетаний макро — и микроудобрений.
Физиолого - агрохимическое обоснование эффективности раздельного и совместного применения макро — и микроудобрений под картофель.
3. Эффективность под картофель оптимальных сочетаний макро - и мик
роэлементов.
4. Необходимость применения под картофель по фону макроудобрений
микроэлементов с целью повышения их окупаемости.
Практическая значимость работы Выявленные в результате исследований оптимальные сочетания макро и микроэлементов (№оРзоК50 + В и N50P30K.50 + Zn) могут быть использованы в картофелеводстве Алтайского края с учетом высокой экономической эффективности этих вариантов.
Биологические особенности картофеля
Многими исследователями (Лорх, 1948; Wager, 1974; Борисов, 1982; Бобнова, 1986; Мальянова и др., 1991) установлено, что картофель культурных сортов является растением умеренного климата. Картофель не приспособлен как к низким, так и к высоким температурам. Ботва картофеля погибает уже при температуре -1С, а клубни — от -1 до -2 С, что связано с высоким содержанием воды в них. Медленное снижение температуры ведет к накоплению в растениях Сахаров и к повышению устойчивости к небольшим заморозкам. Такие растения могут выдерживать заморозки до минус 2 - 4С.
Клубни прошедшие, период покоя и высаженные в почву, начинают медленно прорастать при температуре не ниже +3С. По мере повышения температуры до +10 С всходы появляются на 23 день, при 14-15 С - на 17-18 день, при 18-25 С-на 12-13 день и при 27-28 С - на 16-17 день. Терентьева Н.Н. (1998) отмечает, что ассимиляция углекислоты у картофеля наиболее интенсивно происходит при температуре воздуха 20 С. Оптимальная температура воздуха для клубнеобразования 17-18 С, а при 25-29 С оно практически прекращается. Накопление крахмала и усвоение углекислоты картофелем прекращаются при температуре воздуха 35-40 С. При этом преобладает процесс диссимиляции и наблюдается усиление расхода углеводов на дыхание, а при 50 С растение завядает. Снижение температуры почвы ниже оптимальных величин оказывает тормозящее действие на развитие растения и усвоение основных элементов питания его корневой системой ( Вечер, Гончарик, 1973).
Требование к влаге. Нормальная физиологическая деятельность растений картофеля проявляется только при достаточном обеспеченности его тканей водой. Потребность картофеля в воде изменяется в процессе его роста и развития. В первоначальный период произрастания картофель не предъявляет к влаге высокие требований. В это время используется влага, главным образом, содержащаяся в клубнях. По мере роста потребность картофеля во влаге возрастает, достигая максимума в период бутонизации - цветения (Лорх, 1948; Бузовер, 1971; Гупало, Гончарик 1971).
По некотором данным, за две декады в период от фазы бутонизации до фазы цветения растения потребляют 59-88 мм влаги, или 30-34 % суммарного водопотребления культуры за вегетацию. Таким образом, наиболее ответственным периодом в потреблении влаги картофелем является период между фазами: начало бутонизации - начало отмирания ботвы. В этот период и необходимо с помощью гидротехнических и агромелиоративных мероприятий обеспечить растение достаточным количеством влаги. За счёт атмосферных осадков растения покрывают только 20-25% потребности в воде, остальные поступают за счёт запасов влаги почвы (Мальянова и др., 1991).
Требование к свету. Современный культурный картофель представляет собой светолюбивое растение. Выращивание его при недостатке света сильно снижает урожай, а иногда клубни вообще не растут. Свет оказывает влияние на рост растений, активно действуя на фотосинтез и образование клубней. Исследования по изучению реакции картофеля на продолжительность светового воздействия при различных условиях температуры и влажности показали, что для развития ботвы наиболее благоприятны длинные, теплые дни с умеренным освещением, в то время как для образования клубней необходимы короткие дни. Установлено, что длинный день в известной мерекомпенсирует недостаток тепла, что важно на первых этапах развития картофеля. Свет активно влияет на синтез углеводов в листьях, при недостатке света стебли вытягиваются, а листья желтеют (Гупало, Гончарик 1971; Ничипорович, 1988).
Требование к почве. Картофель требователен к почвам и может хорошо произрастать на окультуренных рыхлых почвах, так как интенсивность дыхания его корней составляет 7 - 12 мл кислорода на 1 г сухого вещества корней. Он плохо переносит повышенную концентрацию углекислоты (более 2 % к общему объёму воздуха). При недостаточном содержании кислорода в почве, задерживается прорастание клубней, а в отдельных случаях после посадки вместо ростков на них образуются молодые клубеньки-детки.При недостатке кислорода в почве клубни не только поздно завязываются, но и плохо созревают. По данным П.И Гупало (1971), корни картофеля поглощают в десятки раз больше кислорода, чем многие другие сельскохозяйственные растения.
Важным показателем пригодности почвы для картофеля является ее объемная масса. Наилучшие условия произрастания картофеля создаются на сред несуглинистых дерново-подзолистых почвах при объемной массе 1,1 - 1,2 г/м . Тяжелые суглинки, болотные почвы, сильно уплотненные, особенно при близком стоянии грунтовых вод, непригодны для производства картофеля. Он хорошо растет на черноземных почвах, мирится со слабокислыми и не выносит засоленных почв. Оптимальные условия для роста и развития складываются при рН 5-6. Для картофеля оптимальными параметрами агротехнических показателей почвы являются: содержание гумуса 3 - 4 % (для супесчаных почв этот показатель на 0,4 - 0,5 % меньше, чем для суглинистых) (Хлев-ный, 1986; Писарев, 1990).
Природно - почвенные условия района исследований
Исследования по теме диссертации проводили в учхозе АГАУ «Пригородное», который расположен в подзоне обыкновенных черноземов умеренно-засушливой и колочной степи, в почвенном районе черноземов обыкновенных малогумусных, маломощных карбонатных и смытых. Этот почвенный район находится на территории Приобского плато, которое представляет собой аккумулятивную равнину, где достаточно широко распространены эрозионно-аккумулятивные территории ложбин древнего стока, которые отличаются обилием бессточных котловин и западин.
Территория Приобского плато сложена нижнечетвертичными отложениями, которые имеют ярко выраженный субаэральный облик и представлены желто-бурыми лессовидными суглинками с редкими прослоями и линзами глинистых песков и супесей. Мощность этих отложений на водоразделах доходит до 150-180м. В западной части Приобского плато почвообразующими породами являются слоистые песчано-суглинистые, иногда хрящеватые древнеаллювиальные отложения (Базилевич, 1959).
Гранулометрический состав лессовидных отложений Приобского плато чаще всего характеризуется преобладанием пылеватой (55-70%) и глинистой (12-30%) фракций. С глубиной содержание пылеватой фракции уменьшается, глинистой — увеличивается. Минералы песчано-пылеватой фракции представлены кварцем, полевым шпатом, обломками хлористо-слюдисто-кремнистых пород. Состав глинистой фракции представлен хлоритом и гидрослюдой. Содержание монтмориллонита с глубиной постепенно возрастает, а хлорита и гидрослюд уменьшается .В нижних горизонтах профиля и подстилающих породах черноземов Приобского плато нередко встречаются и лессовидные супеси. Мощность лессовидных суглинков в восточной части достигает 40м, а по направлению к юга - западу, а также террасах ложбин древнего стока, склонах и приложбинных местах возвышенностей оно заметно уменьшается. Механический состав здесь сильно облегчается и они на небольшой глубине подстилаются слоистой супесчано — песчано — глинистой толщей. Широкие и глубокие ложбины древнего стока, прорезающие Приобское плато выполнены главным образом, песками, содержащими в своем составе около 90% частиц более 0,5мм и лишь 0,6% частиц менее 0,001мм. В современный период все склоны и террасы сильно эродированы. Этому способствовал лессовый пылеватый характер почв и подстилающих пород, обладающих высокой пористостью, рыхлостью и слабой водостойкостью (Базилевич, 1959),
В настоящее время территория Алтайского Приобья почти полностью распахана, естественная растительность сохранилась лишь в неудобных для распашки местах. Эта растительность оказала влияние на развитие дернового процесса. Лесная растительность представлена здесь березовыми колками.
В подзоне черноземов обыкновенной колонной степи господствуют черноземы обыкновенные (36,3%) и черноземы выщелоченные (25,4%). Выщелоченные черноземы на территории подзоны черноземов обыкновенных умеренно — засушливой колочной степи имеют хорошую микроагрегированность. Содержание в них крупных агрегатов крупнее 0,01мм составляет 70-90%. Плотность пахотного горизонта чернозема выщелоченного оптимальна и составляет 0,96-1,03г/см3. С глубиной плотность возрастает. Общая порозность (скважность или объем всех пор) высокая (55-59%). Наименьшая влагоемкость в пахотном слое составляет 27-29% от веса почвы. Реакция среды (рН) чернозема выщелоченного близка к нейтральной (6,5). Емкость поглощения чернозема выщелоченного высокая (41-42мг-экв/100г). Содержание валового фосфора в черноземе выщелоченном маломощном, малогумусном среднесуглинистом - 0,12%.
Черноземы выщелоченные колонной степи являющиеся одним из объектов наших полевых опытов и по данным Л.М. БурлаковоЙ и др., (1988), имеют следующие характеристики горизонта А: содержание гумуса - 4,92 ± 0,19%; содержание валового азота - 0,278 ± 0,01%; содержание азота в гумусе - 5,5 ± 0,2%; содержание негидролизуемого азота - 73,25% почвы; содержание легкогидролизуемого азота - 10,15% и минерального - 0,86% от общего.
Взаимосвязь метеорологических условий и продуктивности картофеля в опытах с макро - и микроудобрениями (1999-2002гг.)
Свойства климата, как и свойства почвы, являются важным фактором для формирования урожайности картофеля. Уровни урожайности и качество картофеля в различных почвенно - климатических зонах Алтайского края определяются в значительной степени погодно — климатическими условиями.
Формирование климата на территории Алтайского края происходит при тесном взаимодействии солнечной радиации, циркуляции атмосферы и характера подстилающей поверхности. Южное положение края (49-54 с.ш.) и преобладание антициклональной погоды определяет большой приход солнечной радиации. Годовые суммы прямой и рассеянной солнечной радиации изменяются от 100 ккал/см на севере до 110 ккал/см на юго-западе равнинной части края. За весенние и летние месяцы в край поступают более 7-0% от годового количества суммарной радиации.
Климат Алтайского края характеризуется жарким, но коротким летом, холодной малоснежной зимой с сильными ветрами и метелями. Континенталь ность климата края определяют ранние заморозки в теплое время года. Климатические особенности природных зон края освещены в работах, Я.И.Фельдмана (1959), Я.И.Сляднева (1973) и др.
Подзона обыкновенных черноземов колонной степи - место проведения наших полевых опытов - характеризуется определенной спецификой погодных условий: продолжительность безморозного периода- 125-135 дней, сумма положительных температур выше +10С — 2000-2200пС, осадков в-среднем за год выпадает от 300мм до 425мм, сумма осадков за вегетационный период составляет 225-250мм. Средне-гидротермические коэффициенты за вегетацию варьируют от 0,8 до 1,0. Но в засушливьґе годы они резко уменьшаются. Основное количество осадков за вегетационный период приходится на июль-август, а в первой половине вегетации осадков выпадает мало. Не исключена возможность засухи. Самый холодный месяц — январь, со средней температурой -17,7С. Зимний период продолжается в среднем 170 дней. Снежный покров в течение всей зимы устойчивый и достигает 350мм. Самый теплый месяц - июль, со среднемесячной температурой -18,9С. Количество лет с острым недостатком влаги около 15%. Переход среднесуточных температур воздуха через +5С наблюдается в конце апреля - начале мая. Последние весенние заморозки отмечаются нередко в первой декаде июня, а первые осенние заморозки - в начале сентября .Важным показателем климата является коэффициент увлажнения. В изучаемой зоне на западе он равен 0,2-0,3, а на востоке - 0,5. Это свидетельствует об относительной засухоустойчивости климата.
Место проведения исследований относится к Приобской агрохимической зоне. Эта зона характеризуется определенным сочетанием благоприятных и экстремальных экологических проявлений, связанных с климатом и погодными условиями. Поэтому одной из задач наших исследований было дать сравнительную характеристику эффективности применения под картофель различных сочетаний макро- и микроудобрений в годы с различиыми гидротермическими условиями. Это было необходимо для выявления вариантов в которых выявилось максимальное использование культурой благоприятных факторов внешней среды с учетом повышения устойчивости растениями к тем экологическим стрессам, которые в наибольшей степени ограничивают и качество урожая. Такой подход к проблеме поможет выявить резервы климата для данной культуры, которые могут использоваться производителями, благодаря совместному применению макро- и микроудобрений.
К благоприятным факторам климата в подзоне черноземов обыкновенных колочной степи можно отнести достаточно высокую сумму активных температур за вегетационный период. В исследуемой зоне имеется значительный потенциал теплообеспеченности картофеля, который часто не реализуется в связи с недостаточной влагообеспеченностью этой культуры. В отдельные годы и фазы развития влагообеспеченность картофеля здесь бывает достаточной или даже повышенной. Потенциальные ресурсы климата особенно ярко выявляются в годы с отклонениями от среднего метеорологического режима. Это сопровождается резким понижением или повышением урожай-ности сельскохозяйственных культур. В наших опытах урожайности картофеля в контрольных вариантах варьировали от 10 т/га до 19 т/га. Основная причина низких урожаев картофеля в этой зоне - засуха в весеннее - летний период. Считается, что одним из показателей ее является недостаточность или отсутствие осадков и высокая температура в июне месяце. Вопрос о влиянии на продуктивность картофеля - гидротермического режима в мае и июле изучен мало. Поэтому наши исследования предусматривали изучить влияние на конечную урожайность картофеля не только осадков, ГТК и температур июня, но и мая и июля.
Метеорологические условия в годы проведения исследований, были достаточно вариабельными. Изучая во взаимосвязи с продуктивностью картофеля при выращивании его на различных агрохимических фонах, можно разработать меры по целесообразному овладению климатом. При этом необходимо сделать акцент на те факторы климата, которые можно считать наиболее значимыми для урожайности, и на факторы, ограничивающие получение высоких урожаев картофеля. Различные агротехнические приемы, в т.ч. и макро- и микроудобрения, способны повышать приспосабливаемость картофеля к стрессовым ситуациям.
Влияние макро - и микроудобрений на некоторые показатели фотосинтеза картофеля в опытах 1999-2002 гг
Фотосинтез - это процесс образования в зеленых органах растений богатых энергией органических соединений из углекислого газа и воды за счет энергии солнечного света при участии зеленого пигмента - хлорофилла, играющего роль катализатора. Органические соединения из листьев передвигаются в стебли и корни. Там происходят новые процессы синтеза, в которые включаются растворимые минеральные соединения, поступившие из почвы -соли азота, фосфора, серы, кальция и микроэлементов, В результате этого в растениях образуется все огромное разнообразие органических соединений растений; белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и т.д.
Урожай растений на 90 - 95 % состоит из органических веществ, созданных в процессе фотосинтеза. Продуктивность фотосинтеза зависит то температуры окружающей среды. При повышенных температурах интенсивность фотосинтеза возрастает, достигает максимума при 25-3 0С. Дальнейшее повышение температуры ведет к снижению интенсивности фотосинтеза. При температуре выше 25-30С может происходить перевес дыхания над фотосинтезом. Высокие температуры (выше температурного максимума) влияют на организацию мембранных белков хлоропластов, негативное влияние на фотосинтез низких температур выражается в нарушении встраивания хлорофилла р мембрану хлоропласта. Температурный оптимум для фотосинтеза является 25-30С. Несмотря на то, что при фотосинтезе используется только 1 % поглощаемой воды, дефицит последней сильно влияет на фотосинтез, закрытие устьиц в результате водного дефицита вызывает снижение транспирации и поглощение С02 листьями. При оптимальном водоснабжении интенсивность фотосинтеза в течении дня, как правило достигает максимума в полдень, следуя за ходом радиации, а затем постепенно снижается. Дефицит влаги вызывает дневную депрессию фотосинтеза (Новиков, 1937; Прокошев, 1947; Бегишев, 1953; Устенко, 1963; Полевой, 1978; Петренко, 1990).
Интенсивность фотосинтеза зависит от режима питания. Минеральные вещества входят в состав ферментов и пигментов или непосредственно у частвуют в процессе фотосинтеза в качестве активаторов. І Іапример, марганец служит активатором фотолиза воды, калий регулирует перенос тилак-ноидов через мембраны, железо, кобальт и медь содержатся- в различных ферментах, фосфор - в нуклеотидах. Недостаток минеральных веществ или нарушение соотношения между ними отрицательно сказывается на содержании в растениях хлорофилла, на число, размеры и структуру хлоропластов (Bergmann, 1955; Островская, 1961; Липская и др., 1963; Власюк, 1971).
Особенно важен для фотосинтеза азот. Около 65 % белка растений находится в хлоропластах. Азот стимулирует процесс фотосинтеза. Достаток для растений азота способствует успешной адаптации растений к неблагоприятным факторам внешней среды. (Волкова, 1990; Ковалевский, 1991). Фосфор - один из важнейших элементов питания растений, В процессе фотосинтеза он выступает в соединениях с различными органическими веществами, и способствует переносу энергии от одних соединений к другим. При недостатке фосфора у растений страдает энергетическая сторона фотосинтеза, связанная с НАДФ, АТФ и АДФ. Недостаток фосфора при избытке азота вызывает развитие мощной ботвы и резкое снижение урожая клубней ( Бу-зовер, Гончарик, 1971; Бурлана, 1978; Писарев, 1990). При большем количестве в почве азота по отношению- к калию, растения развивают крупные листья, но фотосинтез в них протекает не совсем правиль но. В листьях создаётся ненормальная по сравнению с углеводами концентрация азотистых соединений, что ведет к заболеваниям ли стьев грибными и бактериальными болезнями, снижению засухоустойчи вости. Калий выступает в качестве нейтрализатора вредного действия азо та (Альсмик и др.,1979).
Данные Б.П. Плешковой (1964) и В.К. Штеффана (1981 Доказывают, что правильно поставленная схема питания растений азотом, фосфором и калием обеспечивает, наряду с воздействием на ростовые процессы, возможность управления процесса фотосинтеза. Действие удобрений выражается в акти вации процесса синтеза хлорофилла, в повышении интенсивности процесса ассимиляции углекислого газа, в продлении периода активной жизнедеятельности листового аппарата. Минеральное питание сильно влияет на характер окислительно -восстановительных реакций, а через них на соотношение между фотосинтезом и дыханием. При этом важным является правильное использование форм удобрений под картофель. Обильное питание азотом в первые .фазы роста картофеля направляют работу фотосинтетического аппарата преимущест-, венно на удовлетворение потребностей растения, связанных с ростовыми процессами. На исключительную роль азота в формировании фотосинтетического аппарата указывают: А.Г. Лорх (1948), А. А. Ничипорович (1986). Связь фосфорных и калийных удобрений с фотосинтезом проявляется лучше в более поздние сроки вегетации растений. Так, преобладание в период клубнеобразования фосфорного питания картофеля способствует образованию углеводов и их перемещению в запасающие органы - клубни (Овчинников, 1972; Бобнова, 1986;). Проводя определения интенсивности фотосинтеза у сорта Лорх с момента бутонизации до начала отмирания листьев и ботвы, Б.А. Рубин (1975), наблюдал, что интенсивность фотосинтеза на единицу листовой поверхности с повышением дозы удобрения падала, хотя продуктивность растений в целом увеличивалась. Значительное влияние на фотосинтез оказывает подкормка растений растворами суперфосфата и микроэлементов. Участие микроэлементов в фотосинтезе определяется, в первую очередь, их склонностью к окислительно-восстановительным реакциям. В результате фотосинтеза одновременно идет восстановление углекислоты и окисление воды. При этом между двумя реакциями возникает- разность потенциалов (Бойченко, 1966).
