Введение к работе
Актуальность темы. Мощный антропогенный пресс на почву в последнее столетие ускорил деградационные процессы уменьшились запасы гумуса, произошло обесструктуривание, переуплотнение, появилась тенденция к подкислению черноземов (Русский чернозем, 1983, Антропогенная эволюция , 2000) Ускоренное развитие подкисления почв четко прослеживается во всех регионах с преобладанием черноземов
Действие повышенной кислотности среды на растения можно охарактеризовать как стрессовое Универсальным показателем стресса является усиленное образование активных форм кислорода супероксиданиона и гид-ропероксидного радикалов, синглетного кислорода, пероксида водорода Не-скомпенсированный избыток последних инициирует окислительный свободно-радикальный распад биомембран, дистрофию клеток, замедленное развитие растений и даже его гибель
В снижении негативного действия стресса на растительный организм важную роль играют микроэлементы Наименее изученным из них является селен (Б А Ягодин и др , 1992, С П Торшин, Б А Ягодин и др , 1998, А Ф Блинохватов, 2001)
Исследования последних десятилетий показали, что селен повышает общую сопротивляемость организма к действию биопатогенов Он входит в состав белков, которые обладают выраженным антиоксидантным эффектом
Вместе с тем, остается малоисследованным влияние селена на физиологические процессы и продуктивность основных сельскохозяйственных культур, в том числе и яровой пшеницы Выяснение биологических эффектов селена, особенно его защитного действия важно для условий лесостепи Среднего Поволжья, где большие площади черноземов имеют кислую реакцию и низкую обеспеченность селеном
Цель и задачи исследований. Научно обосновать и разработать приемы повышения урожайности и качества зерна сортов яровой мягкой пшеницы с учетом реакции почвенной среды, использования удобрений и селена
В задачи исследований входило
изучить особенности роста и развития сортов яровой мягкой пшеницы (Tnticum aestivum L) при разных уровнях рН среды на ранних этапах онтогенеза,
выявить действие селенсодержащих соединений на ростовые процессы в условиях оптимальной, повышенной кислотности и разной степени удобренности почвы,
исследовать эффект селена на антиоксидантные ферменты в стрессовых условиях,
определить особенности формирования продукционного процесса агроценоза пшеницы при разных уровнях рН, удобренности почвы и использовании селенсодержащих препаратов,
дать энергетическую оценку применения макро- и микроудобрений при возделывании яровой пшеницы
Научная новизна. В условиях лесостепи Среднего Поволжья установлено влияние селена на физиологические процессы (рост корней и листьев, средообразующую функцию корней, активность антиоксидантних ферментов, процесс фотосинтеза и др ) в ходе онтогенеза пшеницы при кислой и оптимальной реакции среды Раскрыты закономерности формирования продукционного процесса культуры при повышенной кислотности черноземных почв Выявлена сортовая специфика изменения значений рН питательного раствора корневыми экссудатами при обработке семян селеном Определены оптимальные уровни рН для сортов яровой мягкой пшеницы Тулайковская 10, Кинельская 59 и Нива 2 - 6,5 7,0, Новосибирская 29 - 6,5 7,5, обеспечивающие получение урожая зерна 3,0 3,6 т/га
Основные положения, выносимые на защиту:
особенности роста и развития сортов яровой мягкой пшеницы на ранних этапах онтогенеза в условиях кислотного стресса,
закономерности формирования зерновой продуктивности сортов яровой пшеницы в зависимости от реакции среды, удобренности почвы и обработки семян селенсодержащими соединениями,
характер изменчивости химических свойств зерна пшеницы в зависимости от уровня рН, фона питания и обработки семян,
энергетическая оценка изучаемых приемов возделывания яровой пшеницы
Практическая значимость работы. Установленные параметры рН чернозема выщелоченного для разных сортов яровой мягкой пшеницы дают возможность более рационально размещать посевы по полям севооборотов в соответствии с оптимальной для них реакцией почвы
Экспериментально определенное антиоксидантное действие селена у растений позволяет рекомендовать использование его в стресс-протекторной концентрации (10^%) для обработки семян с целью повышения устойчивости растений пшеницы в условиях кислой реакции чернозема На черноземах с повышенной кислотностью и низким уровнем содержания селена следует возделывать сорта пшеницы Тулайковская 10, Новосибирская 29 и Нива 2, семена которых перед посевом обрабатывать селеном в концентрации 10^4% или бактериальным селенизированным препаратом агрика Установленное накопление элемента в зерне важно для устранения недостатка селена в питании человека и кормах животных
Апробация. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на Международной научно-практической конференции "Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства" (Пенза, 2005), на Международной научно-практической конференции "Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие" (Пенза, 2005), на 40-й Международной научной конференции "Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия" (Москва, 2006); на III Всероссийской научно-практической конференции "Экология человека концепция факторов риска, экологической безопасности и управ-
ления рисками" (Пенза, 2006), на научно-практической конференции, посвященной 55-летию Пензенской ГСХА (Пенза, 2006), на научно-практической конференции, посвященной 120-летию академика Вавилова (Москва, 2007)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе одна в журнале, рекомендованном списком ВАК
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, списка литературы (228 наименований, в том числе 54 иностранных) Работа изложена на 146 страницах компьютерного текста, содержит 29 таблиц, 14 рисунков, 16 приложений
