Введение к работе
Актуальность. «Продукционный процесс» — это совокупность физиологических функций, осуществляемых в организме на разных уровнях и определяющих продуктивность (растений) фитоценозов. Независимо от уровня организации биологических систем основными путями повышения продуктивности агрофитоценозов являются оптимизация реакций ассимиляции, условий водного режима и корневого питания, а также реализация генетического потенциала организма. В цепи регуляций указанных процессов формирования урожая (в частности, Ухоз) важное значение имеет выяснение механизмов интеграции ассимиляции С02 с комплексом других физиологических процессов, осуществляемых в организме как в целостной системе «источник-сток».
Следует учитывать, что оптимальные параметры физиологических процессов и структуры посева сугубо индивидуальны для разных генотипов и в каждой экологической ситуации. Поэтому формирование «типового» посева, способного по экзо-геннорегулируемым факторам достигать максимальной продуктивности — сложная задача. Только системный подход к организму как единому целому позволяет приблизиться к способам получения наибольших урожаев.
Следовательно, определение возможностей достижения оптимальной структуры посева и получения максимальных урожаев за счет регуляции важнейших агротехнических приемов (подбора генотипов, регулирования густоты посева, установления необходимых норм и соотношений удобрений и т. д.), влияющих на физиологические процессы на разных уровнях структурной организации, является актуальной проблемой, которая требует всестороннего и глубокого изучения.
Целью работы были комплексное изучение продукционного процесса различных форм (линий, сортов и гибридов) кукурузы и разработка путей оптимизации формирования урожая в системе «почва—удобрение—сорт». В связи с этим решались следующие задачи:
I ЦЕНТРАЛЬЙАЯ { !
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Г Моск. сельскохоз. академии I им. К. А. Тимирязева. » I
-
Установить генетическую специфичность формирования ассимиляционного аппарата и других органов растений; определить эффективность биосинтеза органической массы на «единицу» ФП; рассчитать возможные приросты ФП на 1 кг вносимых минеральных элементов; определить сезонную динамику геометрической формы растений в зависимости от сортовых признаков и условий минерального питания для обоснования радиационного режима и кпд использования ФАР посевами.
-
Дать характеристику мезоструктурной организации листьев и ультраструктуры хлоропластов для обоснования процессов энерго- и массообмена посевов и фотосинтетической активности растений в связи с меняющимися условиями корневого питания.
-
Определить взаимосвязь роста надземных органов и корневой системы; разработать концепцию регуляции роста корневой системы путем изменения концентрации элементов минерального питания в среде их обитания.
-
Установить генетические различия нитратредуктазной активности, определить топографию фермента в различных органах и сопряженность восстановления нитратов в корнях и листьях; выявить возможность передачи нитратвосстанав-ливающей способности при гибридизации через родительские формы и определить роль НРА в ПП.
-
Изучить динамику подвижных соединений азота, фосфора и калия в почве в связи с внесением удобрений; рассчитать коэффициенты их использования растениями и установить баланс N, Р и К в системе «почва—удобрение—сорт».
Исследования выполнены в соответствии с планом НИР Горского сельскохозяйственного института, других учреждений и связаны с целевыми комплексными программами по решению важнейших научно-технических проблем развития народного хозяйства страны:
План совместных НИР АН СССР, МСХ СССР и ВАСХНИЛ по основным направлениям сельскохозяйственной науки на 1976—1980 гг. '(Разработка комплексной теории высокой продуктивности растений. Письмо от 10.08.76 г., № 289—13).
Целевая комплексная научно-техническая программа О.Ц.032 «Увеличение производства зерна на основе применения высокоэффективной агротехники, удобрений, средств защиты растений, новых высокоурожайных сортов и средств механизации, обеспечивающих прирост валового сбора зерна не менее, чем на 25%, и повышение на 20—30% производительности труда» (1980—1985 гг.).
Общесоюзная научно-техническая программа 0.51.02 «Разработать и внедрить по зонам страны прогрессивные
технологии применения удобрений, мелиорантов и других средств химизации на основе комплексного агрохимического обслуживания сельскохозяйственного производства, обеспечивающие повышение плодородия почв, нормативную окупаемость средств химизации и охрану окружающей среды» (от 16 июня 1987 г.)-
— Координационный план научно-исследовательских работ АН СССР по проблеме 2.28.6 «Фотосинтез и фотобиология растений» на 1986—1990 гг-
Новизна. Впервые на примере систематически внедряемых в производство новых сортов и гибридов (а на участках гибридизации новых родительских форм) кукурузы продемонстрирована цепь физиологических изменений, определяющих продукционный процесс на разных уровнях (клеточном, тканевом, организменном и ценотическом), путем целостного подхода к растительному организму (в системе «почва— удобрение—сорт»); установлены оптимальные параметры структуры посева и минерального питания различных генотипов кукурузы на выщелоченных черноземах Северного Кавказа; определены радиационный режим растительного покрова, коэффициенты фотосинтетической деятельности растений в посевах, характеризующие максимальную энергетическую эффективность формирования биологического и хозяйственно ценного урожая; показана возможность регулирования ультраструктуры и восстановительной способности хло-ропластов через корневое питание; установлены дозы элементов минерального питания, позволяющие эффективнее генерировать солнечную энергию в биосинтетических процессах; получены результаты, характеризующие взаимосвязь ростовых процессов корневой системы с нуклеиновым и белковым обменом; изучены цитологические принципы регуляции роста корня; определена специфичность минерального питания и сопряженность восстановления Практическая значимость исследований. Результаты исследований имеют общетеоретическое и практическое значение для сельскохозяйственного производства. В частности, научно обоснована необходимость дифференциации норм и соотношений удобрений, которые вносятся под различные формы кукурузы на выщелоченных черноземах Северного Кавказа. Разработаны «Рекомендации, по технологии возделывания родительских форм на участках гибридизации», которые были обсуждены на научно-техническом совете Министерства сельского хозяйства. Северо-Осетинской АССР и приняты к внедрению в кукурузосеющих хозяйствах (протокол заседания НТС МСХ СО АССР от 5.05. 1985 г.). Результаты дис- сертационной работы вошли в сборник «Актуальные проблемы развития АПК СО АОСР» (Орджоникидзе, 1988) и были использованы при составлении «Практического руководства по интенсивной технологии возделывания кукурузы на орошаемых землях Северной Осетии» (Орджоникидзе, 1989), а также госагропромами Северо-Осетинской и Чечено-Ингушской АССР при разработке нормативных и других методических документов по зональной системе применения удобрений и элементов сортовой агротехники кукурузы. Материалы диссертации используются в Горском СХИ при чтении лекций по курсам «Физиология растений и биологическая химия» и «Основы программирования урожаев сельскохозяйственных культур». Они также вошли в учебно-методические разработки, изданные в Горском СХИ: Программа и методические указания по учебной практике студентов агрономического факультета по специальности: 1502 — «Агрономия», 1503 — «Плодоовощеводство и виноградарство». Орджоникидзе, 1980, 85 с. Учебно-методическое пособие по курсу «Программирование урожаев сельскохозяйственных культур». Орджоникидзе, 1988, 42 с. Практическое руководство по интенсивной технологии возделывания кукурузы на орошаемых землях Северной Осетии. Орджоникидзе, 1989, 43 с. Апробация. Материалы диссертации с 1973 по 1989 г. докладывались на различных отраслевых, региональных, всесоюзных совещаниях, конференциях и симпозиумах. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и рекомендаций производству; изложена на 371 странице машинописи, включая 62 рисунка, 61 таблицу, 601 источник в списке литературы, из которых 130 зарубежных авторов.Похожие диссертации на "ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА ПОСЕВОВ КУКУРУЗЫ В ПРЕДГОРЬЯХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА В СИСТЕМЕ ""ПОЧВА-УДОБРЕНИЕ-РОСТ"""
