Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 МИКРОЭЛЕМЕНТЫ, ОЛИГОСАХАРИДЫ И ПЕКТИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА Й ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА
1Д Участие микроэлементов в физиолого-биохимических процессах сельскохозяйственных растений 8
1.2 Природные олигосахариды и пектиновые вещества-модуляторы метаболических реакций растений , 21
1.3 Окислительно-восстановительные процессы как элемент системной при адаптации ..23-:
1.4 Формирование экологизация качества продукции-под действием микроэлементов и фиторегуляторов ...28
Глава 2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА
2.1 Методика исследований 34
2.2 Агрохимическая характеристика почвы 36
2.3 Метеорологические условия 37
Глава 3 ЭКОЛОГО-ОИЗИО ЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ И ФИТОРЕГУЛЯТОРАМИ
3.1. Интенсивность зависимости от факторов
3.2 Прогнозирование^
В АГРОЦЕНОЗЕ ПРОВОЙ ПШЕНИЦЫ 39
набухания и прорастания обработанных семян в дифференцированного воздействия стимулирующих жизненности растений яровой пшеницы на основании физиолого-биохимических показателей при воздействии различными стимулирующими составами 47
3.3 Динамика углеводного обмена и дыхания прорастающих семян 52
3.4 Возрастание активности каталазы, пероксидазы в прорастающих семенах и растениях яровой пшеницы при увеличении стрессовых нагрузок .63
Глава 4 АДАПТАЦИЯ СОРТА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ Л-503 ОПТИМИЗАЦИИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ...71
4.1 Выживаемость растений яровой пшеницы в агроценозе 71
4.2 Формирование ассимиляционной поверхности в зависимости от агрофона 73
4.3 Влияние агрофона на накопление биомассы и количественные характеристики репродуктивных органов 86
4.4 Чистая продуктивность фотосинтеза 93
Глава 5 СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ, ФИТОРЕГУЛЯТОРОВ, ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВО :'ПРОДУКЦИИ... 98
5.1 Урожайность яровой пшеницы ...:...:. 98
5.2 Качество зерна яровой пшеницы 102
Глава 6 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И НЕТРАДИЦИОННЫХ РОСТОВЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ИЗ ВЫВОДЫ 115
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 117
ЛИТЕРАТУРА 118
ПРИЛОЖЕНИЯ 155
- Участие микроэлементов в физиолого-биохимических процессах сельскохозяйственных растений
- Агрохимическая характеристика почвы
- Выживаемость растений яровой пшеницы в агроценозе
Введение к работе
Актуальность исследования. Повышение адаптивного потенциала культурных растений, понимаемого как особенности онтогенетической адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды, связано с производством сельскохозяйственной продукции. Изучение особенностей формирования потенциальной продуктивности и экологической устойчивости, а также их соотношения рассматривается в качестве важного условия разработки эффективных способов управления адаптивным потенциалом культурных растений (А.А. Жу-ченко, 1980).
Причиной снижения продуктивности агроценозов является неспособность используемых сортов противостоять нерегулируемым за счёт агротехники абиотическим и биотическим стрессам. Разработка эффективных путей повышения адаптивного потенциала растений выдвигает необходимость изучения механизмов их адаптации к неблагоприятным экологическим факторам, стрессовым воздействиям. Повышение адаптивного потенциала является составной частью мероприятий по снижению энергии, привносимой в агроценоз человеком.
Разработаны вопросы физиологического воздействия регуляторов роста (В.И. Кефели, 1974). Исследованиями Я.В. Пейве (1963), МЛ. Школьника (1974), П.А Власюка, ВА Жидкова и др. (1976) показано участие микроэлементов в обмене веществ растений. В условиях лесостепи Поволжья изучено влияние обработки семян сельскохозяйственных культур микроэлементами и природным фиторегулятором пектином на процессы роста и формирование урожайности (В.И. Костин, 1994; В.И. Костин, Е.Н. Офицеров, 1997; Е.Л. Хованская, 2001). В региональных условиях Поволжья, как и в целом по стране, нет полных данных для обоснования теоретических и практических аспектов использования химических соединений, обладающих физиологической активностью в повышении адаптации растений в агроценозе. Исследования проводились в соответствии с тематическими планами и программами Министерства сельского хозяйства РФ (№ государственной регистрации 06.9.20.0111.65), а также по обычным программам и являлись составной частью плана научной работы Ульяновской ГСХА
Цель исследования. Целью исследования явилось изучение характера воздействия веществ, обладающих физиологически-активными свойствами: ме-лафена, пектина, Жидкого Удобрительного Стимулирующего Состава (ЖУСС), микроэлементов: молибдена и марганца, а также фунгицида (фундазола) на протекание физиолого-биохимических процессов, формирование адаптивных реакций в семенах и растениях яровой пшеницы, воздействия данных соединений на урожайность и качество продукции в агроценозе яровой пшеницы.
Задачи исследования. Для достижения цели исследования были сформулированы следующие задачи:
ровои пше-
ивдшш
Cnettpetf
1) Выявить влияние мелафена, пектина, ЖУСС, фундазола, микроэлементов-молибдена и марганца на углеводный ницы.
3 і о» то*/"»
Установить характер изменения активности каталазы, пероксидазы в результате предпосевной обработки мелафеном, пектином, ЖУСС, фундазолом, микроэлементами: молибденом и марганцем.
Выяснить особенности воздействия предпосевной обработки мелафеном, пектином, ЖУСС, фундазолом, микроэлементами: молибденом и марганцем, на физиолого-биохимическое состояние проростков яровой пшеницы.
Выяснить особенности формирование ростовых и фотосинтетических процессов в агроценозе растений яровой пшеницы, обусловленных влиянием предпосевной обработки мелафеном, пектином, ЖУСС, фундазолом, микроэлементами - молибденом и марганцем, а также факторами окружающей среды.
Оценить влияние предпосевной обработки изучаемыми препаратами на формирование урожая, дать его качественную зависимость от уровня минерального питания.
Дать энергетическую оценку использования предпосевной обработки исследованными соединениями при различном фоне минерального питания.
Научная новизна. Применительно к условиям лесостепи Поволжья впервые дана сравнительная характеристика стимулирующего влияния предпосевной обработки семян мелафеном, пектином, ЖУСС, фундазолом, микроэлементами - молибденом и марганцем, на уровень и характер протекания физиолога-биохимических и адаптационных процессов в прорастающих семенах и растениях в агроценозе яровой пшеницы. Впервые изучен характер воздействия природного ростового вещества пектина, ЖУСС и фиторегулятора мелафена в сравнении с фунгицидом (фундазол), на формирование фотосинтезирующей поверхности, биомассы, урожайности и качества зерна яровой пшеницы. Впервые установлена корреляционная связь между набухаемостью и дыханием, энергией прорастания и полевой всхожестью, активностью каталазы и дыханием, содержанием редуцирующих Сахаров и активностью амилаз, урожайностью и площадью листьев, урожайностью и содержанием белка, выживаемостью и накоплением сухой массы по фенологическим фазам, связанная с предпосевной обработкой мелафеном, пектином, ЖУСС, фундазолом, микроэлементами - молибденом и марганцем.
Положения, выносимые на защиту:
В результате предпосевной обработки мелафеном, пектином, ЖУСС, фундазолом, микроэлементами - молибденом и марганцем интенсифицируется углеводный метаболизм при прорастании семян яровой пшеницы;
Предпосевная обработка семян яровой пшеницы способствует формированию адаптивных реакций - выживаемости, формированию листвой поверхности, накоплению биомассы растениями яровой пшеницы, опосредуемых уровнем минерального питания и погодными условиями;
Определение биохимико-технологической характеристики качества продукции и энергетической эффективности применённых методов.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на Научно практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2002), Международной научно-
практической конференции «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Воронеж, 2003), Всероссийской научно-производственной конференции «Инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России» (Ульяновск, 2003), 2-й Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными ресурсами и создания функциональных продуктов» (Москва, 2003), Всероссийской научно-практической конференции «Региональные проблемы народного хозяйства» (Ульяновск, 2004), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Ульяновской ГСХА(2002 - 2004 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из следующих разделов: введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы, (324 наименований, в том числе 64 работ иностранных авторов). Работа изложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 38 таблиц, 14 рисунков, 7 приложений.
Участие микроэлементов в физиолого-биохимических процессах сельскохозяйственных растений
Растительная клетка, в свете новых данных, представляет активно взаимодействующую с ионами металлов систему. Активное взаимодействие проявляется в синтезе и включении в состав белков ионов металлов-микроэлементов, регуляции активности генома, активации многих метаболических процессов: Доказано регулирование активности структур генома ирнами металлов. Избыток ионов тяжелых металлов вызывает активизацию генома, приводящую к синтезу металлотионеинов (P. Goldsbrough W. Bundithya, 1997), Изменение ионной силы и рН раствора (хлорид кальция, хлорид калия). .приводит к снятию некоторого количества гистонов с ядерных мембран (М.А. Зарубина, Н.Н. Гусева и др., 1988).
Невысокие концентрации кадмия в определенный период клеточного цикла вызывают усиление синтеза нуклеиновых кислот. Стимулирующее влияние связывают с поступлением ионов в зародыш в период Go-Gi фаз (Ю.П. Мельничук и др., 1984).
Выделены и охарактеризованы гены пшеницы, регулируемые алюминием, причем спектр экспрессируемых генов имеет аналогию с генами, индуцируемыми патогенами (F. Hamel, С. Breton, М. Houde, 1998). Выделены и охарактеризованы гены митохондриальной марганец-ч;упероксиддисмутазы, активируемые стрессом (D. Steyner et al., 1997; Wu Guohai, Wilen Ronald W. et al.,1999). В работе MR. Saric, B.G. Longhman (1983) указывается на генетический контроль в поглощении ионов марганца растениями пшеницы.
В состав ферментов входят микроэлементы, имеющие определенный атомный радиус, сочетающийся с определенным строением белка. Существенной является способность к изменению степени окисления, что объясняет уча 9 стие ионов молибдена и марганца в реакциях переноса электронов, т.е. в основном в составе редуктаз. Для данных элементов в живой клетке характерна повышенная способность к комплексообразованию с большой группой органических веществ.
Данная способность зависит от наличия свободных орбит в оболочке атома, от радиуса иона и его заряда, причем для большинства соединений марганца отмечена низкая константа стойкости комплексов (L. Tiffin, 1967; И.А. Чернавина, 1970). Функциональные группы белков, аминокислот, нуклеиновых кислот являются местом комплексообразования с металлами. Образование комплексов метал - ДНК через фосфатные группы оказывает стабилизирующее действие на структуры ДНК (П.А. Власюк, В,А. Жидков и др., 1976).
Активность большинства ферментативных реакций зависит от наличия катионов макро- и микроэлементов в ферментах и окружающей среде. Микроэлементы входят в состав активных центров металлоэнзимов либо являются активаторами или ингибиторами метаболических реакций в растении. Микроэлементы могут влиять на электронную структуру субстрата, стабилизируют определенную конфигурацию белковой молекулы, обеспечивают присоединение кофермента к апоферменту (И.А. Чернавина, 1970; М. Хьюз, 1983). Благодаря изменению валентности микроэлементов возникают структуры, характеризующиеся наличием неспаренных электронов и обладающие в этом отношении свойствами свободных радикалов с высокой биологической активностью (П.А. Власюк, 1969).
Изменение степени окисления ионов металлов в активных центрах ферментов связывается с участием данных систем в окислительно-восстановительных реакциях. Общность механизмов окислительно-восстановительных реакций объясняет существование неспецифических для данного металлоэнзима реакций.
В настоящее время большинство металлоферментов классифицировано по наличию металлов. Основные биохимические реакции протекают при присутствии в ферментах ограниченной группы металлов. К таким металлам при 10 надлежат железо, молибден, марганец, цинк, медь.
Использование растениями микроэлементов видоспецифично. Отмечается большая потребность растений в марганце, чем в молибдене, что находит отражение в концентрировании данных микроэлементов растениями (Б.А. Ягодин, СП. Торшин и др., 1989).
В условиях экологического стресса микроэлементы поддерживают уровень ферментативной активности растений, влияют на сопротивляемость, повышают водоудерживающую способность, увеличивают образование углеводов (И.К. Володько, 1983; А.А. Мутускин, 1990). Обработка семян микроэлементами способствует их дальнейшему и полному использованию растениями (П.И. Анспок, 1990). Характер, уровень потребления и влияния микроэлементов определяется их нахождением в составе комплексов. Исследования Н.П. Битюцкого, А.С. Кащенко, В.П. Козева (1991) на растениях семейства злаковых показали значение комплексонов как регуляторов биохимического и элементного состава растений. Их роль повышалась в почвенных условиях, снижающих метаболизацию растениями минеральных солей микроэлементов (А.Ю. Киреев, А.Н. Аристархов, Н.М. Дятлова, 1990).
В то же время Huang Jianwei (1997) показал гипераккумуляцию свинца растениями под действием синтетических хелатов. ПИ. Власюк, В.М. Клино-вицкая (1969) показали усиление поступления марганца в растения под влиянием комплексонатов. Благоприятное влияние на урожай бобовых под влиянием хелатных соединений молибдена отмечает П.И. Власюк (1969).
В формировании урожая особая роль принадлежит корневой системе. Сравнительно мало изучено специфическое действие молибдена и марганца в сочетании с веществами различного химического строения при предпосевной обработке на физиологическую активность корней и уровень физиолого-биохимических реакций растений яровой пшеницы.
Биологическая активность микроэлементов проявляется при наличии определенной степени окисления. В растениях наиболее биологически подвижной формой является ион ЫпЧ- (Н.Д. Тимашев, 1984). Из клеточных структур повышенным концентрированием марганца характеризуются хлоропласта, рибосомы, цитоплазма (Т.М. Удельнова, Е.А. Бойченко, 1968; П.А. Власюк, З.М. Климовицкая, 1969; М.Я. Школьник, 1974).
В процессе поступления ионов марганца в корень отмечена его адсорбция структурами клеточной оболочки, зависящая от содержания карбоксильных групп, полисахаридов, пектиновых веществ, имеющих металлосвязываю-щие группы (T.F. Sommers, 1973; К.Д. Каракис, Э.В. Рудакова, и др., 1989). По данным М.И. Ковальчук, О.Г. Красиной (1984), усвоение марганца из почвы растениями пшеницы происходит при рН 7-9. Кислые значения рН почвы затрудняют поступления ионов марганца в растения (М.В. Каталымов, 1950). Поглощение ионов марганца из растворов определяется их концентрацией (А. Amberger, 1973). При этом поглощение характеризуется наличием активного и пассивного процессов (СЕ. Tierney, D.S. Martens, 1982).
Агрохимическая характеристика почвы
Почвенный покров Поволжья представлен черноземами, находящимися в двух ландшафтных зонах: степной и лесостепной. Лесостепная зона Поволжья представлена в основном серыми черноземами, степная — выщелоченными и обыкновенными черноземами тяжелосуглинистого механического состава (Агроклиматические ресурсы Ульяновской области, 1978).
Учебное хозяйство Ульяновской ГСХА расположено в левобережном Приволжском агропочвенном районе. Почва опытного участка — чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый. Агрохимическая характеристика почвы: реакция среды в пахотном слое рН-5,89, содержание гумуса -4,57 %, содержание подвижного фосфора (P20s)-151 г/кг, подвижного калия (К20)—133 г/кг почвы. Обеспеченность почвы микроэлементами молибденом и марганцем бедная: 0,1-0,2 мг/кг, марганцем - 12,92 мг/кг почвы.
Климат лесостепи Поволжья сухой, континентальный с теплым летом и холодной зимой. Годовая сумма осадков колеблется от 400 до 450 мм. Сумма активных температур - 2300С. Последние заморозки в воздухе наблюдаются во второй декаде мая. Продолжительность безморозного периода 120-130 дней. Наибольшее число дней с суховеями отмечается в июле (Агроклиматические ресурсы Ульяновской области, 1978).
В годы с менее благоприятным распределением осадков в вегетационные периоды наблюдается повреждение засухой вегетативных органов, ослабление роста растений, плохой налив зерна за счет ослабления процессов фотосинтеза и нарушения передвижения ассимилятов. Данные условия требуют от возделываемых сортов экологической пластичности, засухоустойчивости. Сорт Л-503 в неблагоприятные засушливые годы имеет средний адаптивный потенциал, в благоприятные годы - высокий адаптивный потенциал. Адаптивный потенциал включает учет реализованных в данных условиях вегетации продуктивности и качества зерна (А.П. Головченко, 2002).
Годы исследований характеризовались различными уровнями метеорологических условий в периоды вегетации (рис. 1, 2). В 2001 году высокие температуры и минимальное количество осадков в июле оказали влияние на выполненность зерна. Последующий 2002 год имел наиболее благоприятные метеорологические условия в период вегетации. Распределение осадков по фазам развития имело возрастающий характер до фазы колошения-молочная спелость, что обеспечило хороший налив зерна. Низкая температура в начальные фазы вегетации на фоне избыточного увлажнения выделяла 2003 год от предшествующих годов. Большое количество осадков в фазу налива зерна при температурах, близких с 2002 годом, способствовало поражению растений грибными инфекциями и стеканию зерна.
Физиологический ответ организма зависит от совокупного действия факторов среды жизни, физиологического состояния организма и стадии развития. В одо поглощение зависит от химического состава семени, анатомических особенностей строения (Н.А. Аскоченская, СИ. Аксенов, 1970). Исследования СИ. Аксенова, Е.А. Головина (1986) показали различную проницаемость мембран клеток семян пшеницы для воды. В первые часы набухания наименьшим содержанием воды характеризуются ткани эндоспермам В межклеточном и капиллярном пространствах вода в жидкой фазе появляется быстро. Время формирования области с водой в жидкой фазе определяется процессами восстановления нарушенных при дегидратации клеточных мембран. Это восстановление косвенно подтверждается изменением утечки ионов Сахаров и других низкомолекулярных веществ в первые часы набухания. Увлажнение семян оказывает влияние на свойства мембран. Увеличивается толщина, уменьшается проницаемость для ионов, изменяется подвижность липидов (E.W. Simon, 1984). Малая обеспеченность водой сухих семян определяет роль воды в период посевы-всходы как лимитирующего фактора. Данное положение находит отражение в работе П.А. Генкеля (1937), показавшего, что кратковременное замачивание семян с последующим подсушиванием повышает всхожесть, устойчивость растений.
Оценку эффекта предпосевной обработки семян можно провести по уровню физиолого-биохимических процессов, протекающих в семени и приводящих к формированию урожайности культуры. Водопоступление и идущее на его основе набухание частей семени являются первичными процессами, кон 40 тролирующими переход из состояния покоя к активной жизнедеятельности.
Исследованиями установлено, что обработка препаратами повышает темп водопоступления до начала прорастания (24 часа) от 1,5 до 7 % по отношению к контролю (табл.1). Водопоглошение обработанных семян имеет волнообразный характер. Процесс набухания семян имеет волнообразный характер, имеющий лаг-периоды, возникновение которых связывают с новообразованием клеточных структур и ферментов, подготовкой субстратов для первичного метаболизма. Наибольшее количество воды, поступившее в семя, приходится на первые два часа. Первичные этапы водопоступления носят физический характер, благодаря которому обеспечивается набухание зародыша пшеницы до 58-59 %. Зародыш зерновки кукурузы обводняется быстрее других структур (К.Е. Овчаров, Н.Н. Доман, Б.А. Попов, 1970). В вариантах с испольт-зованием пектина повышенное водопоотупление в течение первых двух часов мы связываем с особенностью набухания пектина как полисахарида. По отношению к контролю водопоглощение для этих вариантов составило от ЗД до 4,9 %. Повышенное водопоступление на опытных вариантах способствует стабилизации мембран, что отражается в уменьшении интенсивности водопоступления после 3 часов набухания. Особенность структурного строения цитоплазма-тических мембран клеток семени в первые часы набухания позволяет говорить о структурной роли воды. Малая гидратация клеточных мембран сухих семян в начале водопоступления определяет выход минеральных и органических веществ из клетки, В работах И.В. Мосолова, В.А. Александровской (1966), Н.П. Битюцкого, СВ. Магницкого и др. (2000), В.И. Костина, Е.Н. Офицерова, В.А. Исайчева (2000) показан выход их набухающих семян аминокислот, пектиновых и минеральных веществ, что указывает на нарушение проницаемости мембран у сухих семян.
Выживаемость растений яровой пшеницы в агроценозе
Выживаемость растений яровой пшеницы в аі роценозе Развитие растения в агроценозе определяется воздействием абиотических и биотических факторов. Выживаемость растений - результат адаптации к комплекс) экологических факторов. Давление биотических факторов среды на (элиминацию растений оказывается особенно высоким на ранних этапах роста и развития. Для характеристики данного процесса необходимо использовать показатель выживаемости, выраженный в процентах, и число выживших растений на 1 м2. Ценность результатов исследования заключена в возможности анализа эффекта воздействия предпосевной обработки, опосредованной метеорологическими факторами.
Результаты исследований приведены на рисунке 9, таблице 14. Исследуемые препараты способствовали выживаемости растений в 2001-2003 г. на 1,47-4,33 %, при внесении - удобрений на 2,60-5.63 %. При внесении удобрений
происходит прирост выживаемости по сравнению с проведением толькопредпосевной обработки на 1,20-1,30 %. Использование микроэлементов в виде солей способствовало повышению выживаемости в большей степени, чем при сочетании с пектином и нахождении в составе комплексов (ЖУСС). Сочетание ионов Мо и Мп приводило к повышению данного показателя по сравнению с другими сочетаниями. Наименьший уровень выживаемости за годы исследований отмечен в засушливом 2001 году. Наименьшее количество сохранившихся растений отмечено в 2003 году.
Благоприятные погодные условия способствовали повышенной выживаемости растений при использовании солей микроэлементов. На почве число выживших растений при использовании солей микроэлементов составило 322,5-325,5 шт./ м2, на удобренном фоне 328-350,5 шт./ м2. Избыточное увлажнение и пониженные температуры вегетационного периода 2003 года способствовали снижению выживаемости. Число выживших растений было наименьшим за три года исследований, однако процент выживаемости был выше по отношению к 2001 году. Обработка семян способствует адаптации растений к перенесению неблагоприятных факторов среды. Повышение выживаемости при использовании фундазола в 2002 году происходит за счёт повышения полевой всхожести и числа выживших растений. В 2003 году данный показатель основан на числе выживших растений. Высокий процент выживаемости при использовании солей микроэлементов, вероятно, связан а недостаточностью микроэлементов в почве и повышением активности микрофлоры. И.П. Бабьева, Г.М. Зенова (1989) указывают, что за период вегетации корнем отторгается в ризосферу до 50 % продуктов фотосинтеза.
Методом множественной корреляции показана зависимость данного процесса от накопления сухой массы по фенологическим фазам: I фон почва у= 62,523 + 126,211-х, + 43,43 + 4,06. (К = 0,849, D = 72,135 %); I Фонмк У = 62,59 + 86,87x2 + 4,06х4, (R = 0,914, D = 83,587 %), где у - выживаемость, % ; хьх2, х4 - сухая масса растения в фазы всходов, кущения, колошения, г
Рост является процессом образования, дифференцировки и нарастания структур организма. Данный процесс отражает взаимосвязь процессов синтеза и распада веществ в организме при его взаимодействии с условиями внешней среды (B.C. Шевелуха, 1970). В основе процесса роста лежит биохимия углеводов. Основным поставщиком данных соединений является фотосинтетическая деятельность листа, стебля, колоса. Поэтому фотосинтез и морфогенез базируются и развертываются на базе фотосинтетической деятельности листа. Количественным выражением органо- и морфогенеза является увеличение размеров фотосинтетической поверхности и накопление сухой биомассы. Характер ростовых процессов, интенсивность роста органов, длительность активной жизни органов определяют продуктивность растений (А.А. Ничипирович, 1970).
Лист - специализированный орган синтеза и метаболизма продуктов фотосинтеза. Фотосинтез растений является основной частью процессов, формирующих урожайность сельскохозяйственных растений, на долю которого приходится от 90 до 95 % образования сухого вещества растений (И.С. Шатилов, Г.С. Голубева, 1969). Повышенный метаболизм углеводов является благоприятным фактором в превращениях азота (В.А. Исайчев, 2003).
Источником энергии фотосинтеза является фотосинтетическая активная радиация(ФАР). Уровень ее усвоения невысок (А.А. Ничипирович, 1970). Актуальным является вопрос повышения уровня ее усвоения.
Одним из реальных направлений увеличения коэффициента полезного действия (КПД) фотосинтетической активной радиации представляется увеличение площади фотосинтезирующих органов и в первую очередь листьев, что предполагает создание оптимальной площади листовой поверхности на единицу площади посева - индекс листовой поверхности (ИЛП). Соответственно совпадение максимальных значений ФАР с формированием оптимального значения ИЛП должно определять фотосинтетическую продуктивность и КПД ФАР.
Листовая поверхность, по многочисленным исследованиям, способна к увеличению при физической и химической обработке семян и растений, создании благоприятных условий вегетации (А.И. Бараев, Н.М. Бакаев и др., 1978). Предпосевная обработка семян, стимулируя начальные этапы прорастания, способствует формированию высоких величин листовой поверхности. Однако использование ФАР может лимитироваться активностью фотосинтетических реакций. Сорта характеризуются различной долей участия листьев в формировании листовой поверхности и урожая (В.И. Кандауров, В.К. Мовчан, 1970). Адаптирование сорта к климатическим условиям способствует временному и фаговому смещению в формировании максимальных значений листовой поверхности (Л.М. Мамонов, Ф.А. Полимбетова, 1970). В работах А.А. Ничипировича и др. (1961) указывается, что оптимальная площадь поверхности листьев для создания высокопродуктивного посева составляет 40-50 тыс.м" / га. Длительность работы и характер обменных процессов в листе определяют величину и качество урожая. Анализ процесса развития листовой поверхности позволяет оценить уровень и характер воздействия микроэлементов, нетрадиционных ростовых веществ в зависимости от обеспеченности основными элементами питания, позволяет оценить ее вклад в формирование урожая и его качества.
Наиболее доступными и распространенными критериями оценки фото-, синтетической деятельности листьев в период вегетации является определение величин листовой поверхности, динамики нарастания листовой поверхности. Показатели фотосинтетического потенциала посева, отражающие время работы листовой поверхности на единицу площади посева, являются более объемными критериями.
