Содержание к диссертации
Введение
1. Микроэлементы и пектиновые вещества в жизнедеятельности растений (обзор литературы) 7
1.1. Роль микроэлементов в физиолого-биохимических процессах 7
1.2. Роль пектиновых веществ в жизнедеятельности растений 13
1.3. Влияние природных фиторегуляторов на жизнедеятельность растительного организма 16
1.4. Влияние микроэлементов на урожайность и качество зерна озимой ржи 22
1.5. Совершенствование способов применения микроэлементов 23
1.6. Комплексное действие микроэлементов и пектина из Amaranthus craentus на физиолого-биохимические процессы и продуктивность сельскохозяйственных культур 26
2. Методика исследования и условия проведения опыта 30
2.1. Методика исследований 30
2.2. Почвенный покров и его агрохимическая характеристика 33
2.3. Метеорологические условия 34
3. Влияние пектина и микроэлементов на физиологические процессы в семенах при их прорастании 36
4. Влияние пектина и микроэлементов на закалку растений озимой ржи и их устойчивость к условиям зимовки 50
5. Влияние пектина и микроэлементов на физиолого- биохимические процессы и продуктивность озимой ржи 61
5.1. Влияние пектина и микроэлементов на динамику растворимых углеводов в весенне-летний период 61
5.2. Влияние пектина и микроэлементов на динамику азота, фосфора и калия в органах озимой ржи в течение онтогенеза 67
5.3. Влияние пектина и микроэлементов на фотосинтетическую деятельность и рост озимой ржи в течение весенне-летней вегетации 75
5.4. Урожайность озимой ржи 85
5.5. Качество зерна озимой ржи 89
6. Экономическая и энергетическая оценка применения пектина и микроэлементов в технологии озимой ржи 95
6.1. Экономическая оценка 95
6.2. Энергетическая оценка 97
Заключение 101
Выводы 104
Предложения производству 106
Литература 107
Приложения 147
- Роль микроэлементов в физиолого-биохимических процессах
- Почвенный покров и его агрохимическая характеристика
- Влияние пектина и микроэлементов на динамику растворимых углеводов в весенне-летний период
- Экономическая оценка
Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Средне-Волжский регион - крупнейший производитель товарного зерна озимой ржи в Российской Федерации. Но урожайность этой культуры в регионе невысокая и нестабильная. Одной из причин этого является ослабление роста и замедление развития растений вследствие низкой обеспеченности почвы доступными формами микроэлементов. Поэтому к числу мероприятий, обеспечивающих рост урожайности и улучшение качества продукции растениеводства, следует отнести предпосевную обработку семян микроэлементами (Я.В. Пейве, 1961, 1963, П.А. Власюк и др., 1969; М.Я. Школьник, 1974; Г.Н. Попов, 1984; П.И. Анспок, 1990; В.А. Исай-чев, 1997). Однако, в настоящее время накоплен обширный материал о повышении эффективности этого приема сочетанием действия микроэлементов и фиторегуляторов различной природы (В.И. Костин, 1998, 2001; В.И. Костин и др., 1998, 2000; Е.Н. Офицеров, В.И. Костин, 2001; И.А. Гайсин и др., 1999, 2000; Ф.Д. Самуилов, Р.А. Юнусов, 1999, 2000; А.Ф. Кириллов, 2001).
Подобные исследования на озимой ржи в лесостепи Поволжья не проводились. Исключительно важное значение эта задача имеет для повышения продуктивности и устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды.
Исследования проводились в соответствии с тематическими планами и программами министерства сельского хозяйства РФ (номер государственной регистрации № 06.9.20.0111.65), а так же по обычным программам и являются составной частью плана научной работы Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.
Цель исследований. Изучить влияние пектина и микроэлементов на зимостойкость, урожайность и качество озимой ржи в региональных условиях.
Задачи исследований:
1. Изучить влияние предпосевной обработки на физиолого-
биохимические процессы в семенах ржи при их прорастании.
2. Выявить влияние изучаемых факторов на процессы закаливания и зи-
5 мостойкость.
Изучить фотосинтетическую деятельность посевов озимой ржи в зависимости от сочетания факторов.
Изучить динамику поступления питательных веществ в течение онтогенеза.
Выявить урожайность, качество зерна под влиянием микроэлементов и пектина.
6. Провести экономическую и энергетическую оценки эффективности
применения изучаемых факторов в технологии озимой ржи.
Научная новизна. Показан стимулирующий эффект предпосевной обработки семян озимой ржи пектином из Amaranthus cruentus в чистом виде и со-четано с микроэлементами. Установлено влияние этих факторов на зимостойкость, продуктивность и качество озимой ржи. Изучены динамика элементов питания и углеводов в надземных органах озимой ржи в онтогенезе. Установлены корреляционные связи некоторых физиолого-биохимических процессов с урожайностью и качеством продукции.
Практическая значимость работы. Предпосевная обработка семян отличается от других приемов низкой энергоемкостью и экологической чистотой, не требует больших затрат ручного труда, легко вписывается в технологию возделывания. Следовательно, внедрение этого приема экологически безопасно, технологически малозатратно и приводит к повышению урожайности и снижению затрат труда, средств и энергии.
Основные положения, выносимые на защиту:
физиологическая концепция использования пектина и микроэлементов для обработки семян и оценки их посевных качеств.
использование факторов для адаптивных реакций растений к неблагоприятным условиям среды;
пектин и микроэлементы как факторы, регулирующие интенсивность поступления азота, фосфора, калия, накопление растворимых углеводов;
фотосинтетическая деятельность и ее связь с урожайностью и качест-
вом продукции;
- экономическая и энергетическая оценка применения пектина и микроэлементов.
Личный вклад соискателя. Практическая часть работы выполнялась лично соискателем. Результаты исследований обсуждались совместно с профессором Костиным В.И. и доцентом Исайчевым В.А.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава УГСХА (2000-2002); на первой Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов» (Москва, 2001); на 6-й международной конференции «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях» (Москва, 2001); на конференциях молодых ученых УГСХА (2001, 2002).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и предложений производству, включает 25 таблиц, 11 рисунков и 7 таблиц в приложениях. Список литературы включает 401 наименования, в том числе 62 иностранных авторов.
Роль микроэлементов в физиолого-биохимических процессах
Микроэлементы находятся в растениях в очень малых количествах, как правило, 10" -10" %. Несмотря на это они оказывают значительное влияние на рост и развитие растений. Микроэлементы нормализуют метаболизм, устраняют его функциональные нарушения и содействуют нормальному течению физиолого-биохимических процессов.
Физиологическая роль микроэлементов определяется их участием в ферментных комплексах. Микроэлементы либо являются структурным компонентом фермента, либо активизируют его работу (И.А. Чернавина, 1970; В.Б. Ильин, М.Д. Степанова, 1982). Поскольку ферментативные реакции тесно связаны между собой, то участие микроэлементов в активной деятельности одного фермента оказывает влияние на функции другого. Синтез самих ферментов в растительной клетке может быть связан с такими биохимическими реакциями, в которых участвуют микроэлементы.
Накоплены данные бионеорганической химии, позволяющие связать физиологическую необходимость и функцию микроэлементов с их химическими свойствами, особенно это касается каталитической роли микроэлементов с переменной валентностью к числу которых относятся и молибден с марганцем.
Молибден и марганец, изменяя свою степень окисления участвуют в окислительно-восстановительных реакциях и являются важным звеном в цепи переноса электронов (E.F. Hopkins, 1930; Я.В. Пейве, 1963).
Установлено, что микроэлементы образуют более или менее стойкие комплексы со всеми органическими лигандами, находящимися в клетке: белками, нуклеиновыми кислотами, аминокислотами, сахарами, органическими кислотами и веществами клеточной оболочки (J J. Blum, R.W Chambers, 1955; Г.А. Власюк, З.М. Климовицкая, 1969; П.А. Власюк и др., 1962; Э.В. Рудакова, 1964; Д.А. Леванидов, Л.Т. Ордынец, 1970; В.И. Ивченко, 1973; М.Я. Школьник, 1974;. W.T. Shier, 1994). Причем, как указывает М.Я. Школьник (1970) стабильность марганецорганических соединений ниже, чем других металлов. С образованием координационной связи каталитические свойства переходных металлов усиливаются и они более эффективны, чем у гидратированных катионов (Н.Д. Тимашов, 1984).
Марганец оказывает влияние на работу многих ферментов. Он входит в состав пролидазы гидроксиламинредуктазы, а так же может выполнять сходные функции с Mg и Со в составе фермента фосфоглюкомутазы, с Mg и Zn в составе энолозы (М.Я. Школьник, Н.А. Макарова, 1957; Я.В. Пейве, 1961; М.Я. Школьник, 1974). Активизирует фосфоглюкомутазу, энолазу, лецитиназу, ами-нопептидазу, нитратредуктазу, полифенолоксидазу, пероксидазу, флавонопро-теидные ферменты. Способствует повышению активности ферментов, связанных с окислением ауксинов. Mn + активизирует реакции гликолиза и цикла ди -и трикарбоновых кислот (A.Nason, 1952; М.Г.Абуталыбов, 1956; Д.М. Михлин, 1956; М.Я. Школьник, Н.А. Макарова, 1957; Я.П. Пейве, 1961; П.А. Власюк, 1969; Л.Р. Ноздрюхина, Н.И. Гринкевич, 1980; А.Н. Калимуллин, Н.А. Неясов, 1999).
I.D. Arnon et al.,(1954), М.Я. Школьник, Н.А. Макарова (1957), Г.А. Лип-ская, Т.Н. Годнее (1963), М.Я. Школьник, B.C. Сааков (1964), Д.А. Алиев (1978), П.А. Власюк и др. (1964), В.А. Исайчев (1997), В.А. Исайчев, А.В.Дозоров (1999), Н.В. Шалыго (1999) указывают на роль марганца в процессе фотосинтеза, марганец влияет на количество хлоропластов в клетке, на накопление и образование хлорофилла. Усиливает формирование ассимиляционной поверхности, способствует эффективной ассимиляции углекислоты и использованию солнечной радиации, повышает чистую продуктивность фотосинтеза в первой половине вегетации и замедляет рост во второй половине.
Р.С. Gerretsen (1956) указал на роль марганца в выделении водорода при фотохимическом расщеплении воды. Поздними работами доказана необходимость марганца в каталитическом расщеплении воды и переносе электронов на окисленный Р68о (О.В. Сахаров, 1966; А. Пирсон, 1962; C.M.Cheniae,1970; А.Ф. Бабицкий, 1990; М.К. Raval, 1996). Ті Л.Я.Леванидов и др. (1990) показали важную роль Мп в жизнедеятельности растений произрастающих в условиях уменьшенного поступления лучистой энергии.
Марганец повышает интенсивность дыхания и активность АТФ-аз (С.С. Скворцов, 1950; Я.В. Пейве, 1969; С.С. Лисник, 1971; И.С. Пайлин, 1990; В.А. Исайчев, 1997), повышает активность амилаз (В.И. Костин, 1998).
Не оказывая влияния на активность рибонуклеазы, Мп способствует более интенсивной утилизации РНК. Под его влиянием усиливается синтез РНК и ДНК у проростков (П.А. Власюк, М.И. Ковальчук, 1967; П.А. Власюк, З.М. Климовицкая, 1963). З.И. Лобанова (1973) и О.Н. Кулаева (1978) установили необходимость марганца в поддержании и реализации структуры хроматиново-го комплекса.
Молибден является составной частью ферментов ксантиноксидазы, нит-ратредуктазы, формиатдегидрогеназы, участвующей в метаболизме углеводов. Повышает активность протеаз, амилаз, липаз, каталазы и АТФ-азы (М.Я. Школьник, Н.А. Макарова, 1957; П.А. Власюк и др., 1969; Ю.Н. Шкляев, В.М. Шорин, 1987; Н.П. Львов, 1989; З.А. Аликулов, Б.М. Бесбаева, 1990; В.А. Исайчев, 1997).
Н.Д. Тимашов (1984) указывает на существование двух типов Мо -кофакторов. Fe, Мо-со для нитрогеназ и Мо-со для всех других ферментов. Мо - кофакторы выполняют как каталитическую, так и структурную функции (Н.П. Львов и др., 1981).
Исключительно важную роль играет молибден в процессах ферментативного восстановления нитратов. Эта роль стала ясна, когда обнаружилось, что он входит в состав нитратредуктазы, (R. Sato, F. Endani, 1951; Н. Evans, A. Nason, 1952; D.J.D. Nicholas, A. Nason, 1954).
Почвенный покров и его агрохимическая характеристика
Черноземы в Поволжье распространены в двух ландшафтных зонах - лесостепной и степной. В северных районах лесостепи Поволжья в основном распространены серые черноземы, в южных - выщелоченные, типичные и обыкновенные черноземы суглинистого механического состава.
Учебное хозяйство Ульяновской ГСХА, где проводились опыты, расположено в левобережном Приволжском агропочвенном районе. Основными поч-вообразующими породами являются древнеаллювиальные отложения в виде разнообразных суглинистых осадков.
В почвенно-климатическом отношении опытное поле УГСХА относится к лесостепной зоне. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный сред-немощный среднесуглинистый, характеризуется следующими морфологическими признаками по горизонтам:
Ап0-30 см - темный, зернисто-пылеватый комковатый, густо пронизан корнями растений, переход постепенный, средний суглинок; А 30-50 см - темно-серый, зернисто-комковатый, однороден по окраске, переход постепенный, средний суглинок; Bi 50-100 см - светло-бурый, зернисто-комковатый, увлажнен, переход постепенный, средний суглинок; В2 100-150 см - желтоватый, бесструктурный, рыхлый, переход постепенный, легкий суглинок.; С более 150 см - желтый, бесструктурный, рыхлый, влажный, переход постепенный, легкий суглинок.
Глубина бурного вскипания - 60 см. Гумусовые языки и потеки до 115 см.
Агрохимическая характеристика почвы: реакция среды в пахотном слое почвы рНксі- 6,5, содержание гумуса - 4,3%, содержание подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову соответственно 10,5 и 20 мг/100 г почвы. Степень насыщенности почвы основаниями составляет 96,4 -97,9%, сумма поглощенных оснований 25,5-27,8 мг-экв/100 г почвы. Обеспеченность почвы молибденом и марганцем бедная (0,1-0,2 и 25-40 мг/1 кг почвы соответственно).
Климат лесостепи Поволжья сухой, континентальный с теплым летом и холодной зимой, с неравномерным распределением осадков в течение года. Средняя годовая температура воздуха составляет +4С при средней температуре самого теплого месяца (июля) +20,3С и самого холодного месяца (января) -14,3С. Продолжительность безморозного периода составляет 130-150 дней, периода со средней суточной температурой воздуха +10С - 142 дня. Сумма активных температур составляет 2200-2400С. Средняя дата последнего заморозка 14 мая, а первого - 22 сентября. Следует отметить, что продолжительность залегания устойчивого снежного покрова составляет 135-140 дней. Среднегодовое количество осадков, по данным Октябрьской метеостанции, составляет 417 мм. Гидротермический коэффициент меньше 1,0 (Агроклиматические ресурсы Ульяновской области, 1968).
Для более полной характеристики погодных условий за годы проведения полевых опытов были использованы агроклиматические наблюдения Октябрьской метеостанции, расположенной в непосредственной близости от опытного поля УГСХА (прил. 1).
На основании приведенных данных агроклиматические условия в годы исследований можно охарактеризовать следующим образом:
Период вегетации озимой ржи 1998-1999 гг. был в целом благоприятным. Но следует отметить позднее появление всходов вследствие недостатка влаги в начале сентября. В конце октября среднесуточная температура снизилась до +5C, что способствовало хорошей закалке растений. Устойчивый снежный покров установился 30 ноября, all апреля снег полностью сошел с полей. Май характеризовался обильными осадками при невысоких температурах. Это позволило растениям безболезненно пройти критический период по отношению к влаге. Жаркий с небольшим количеством осадков июль способствовал дружному созреванию культуры. Все фенофазы прошли в оптимальные сроки.
Метеорологические условия осени 1999 г. были благоприятны для прорастания семян и хорошей закалки растений. Снежный покров на полях находился с 26 ноября по 6 апреля. Среднесуточные температуры зимних месяцев 1999-2000 гг. были на 4-6,5С выше многолетних, что послужило причиной хорошей выживаемости растений.
Весенне-летняя вегетация сопровождалась умеренными температурами и осадками. 2000-2001 гг. характеризовались для Ульяновской области экстремальными условиями зимовки. Январские оттепели (когда среднесуточная температура была на 12-15 С выше многолетних), а так же поздний сход снега (20 апреля) привели к сильному изреживанию посевов озимой ржи. Менее благоприятными, чем в предыдущие годы, оказались и условия в период налива зерна. Высокие температуры (20-25С), а так же отсутствие осадков в июле оказали влияние на выполненность зерна.
Влияние пектина и микроэлементов на динамику растворимых углеводов в весенне-летний период
Физиологические процессы зеленого растения тесно связаны с углеводами, которые образуются в результате фотосинтеза, представляют собой исходный материал в пластическом и энергетическом обмене всех тканей, являются основными промежуточными продуктами в ряде биохимических циклов превращения веществ, определяющих рост, устойчивость к неблагоприятным условиям среды и продуктивность растений. Углеводы входят в состав многих соединений, они составляют до 90% органического вещества растения и содержатся в пластидах, мембранах, вакуолярном соке, из них состоят оболочки клеток (А.Л. Курсанов, 1976; К.М. Сытник и др., 1978; Е.К. Белецкая, 1979; А.Т. Мокроносов, 1981,1983; И.А. Тарчевский, Г.Н. Марченко, 1985).
Углеводы, и, прежде всего, моносахариды являются лабильными соединениями. Несмотря на это, в динамике их накопления в растении в течение вегетации можно обнаружить определенные закономерности (К.М. Сытник и др., 1978).
Как указывает Е.К. Белецкая (1979), интенсивность и направленность процессов углеводного обмена у озимых растений в осенне-зимний и весенний периоды тесно связаны между собой. Поэтому нами были проведены исследования динамики накопления редуцирующих Сахаров и сахарозы в надземных органах опытной культуры в период весенне-летней вегетации.
Результаты наших исследований показывают, что динамика накопления углеводов в листьях по всем вариантам имеет сходный характер: до фазы колошения они накапливаются, затем происходит снижение в связи с оттоком в репродуктивные органы и превращение их в полимеры, а под действием пектина и микроэлементов происходят их количественные изменения (табл. 11, прил. 2,3). Таблица 11 Содержание растворимых углеводов в листьях озимой ржи
Весеннее возобновление вегетации перезимовавших растений озимой ржи сопровождается интенсивным формированием ассимиляционной поверхности. По данным А.Т. Мокроносова (1981,1983), в ювенильном листе, пока его площадь не достигнет 15-30%) от максимальной, до 70-85%) С02 фиксируется по типу гетеротрофной фиксации. Происходит это потому, что фотосинтетический аппарат еще не сформирован, а хлоропласты слабо дифференцированы. Лист в это время активно импортирует ассимиляты из взрослых листьев.
Об активности перемещения метаболитов в растущие листья можно судить по содержанию в тканях сахарозы, поскольку, как указывают О.А. Павли-нова, М.В. Туркина (1962), И.А. Тарчевский (1964), А. Леопольд (1968), В.Л. Курсанов (1976), А. Гэлстон с соавт. (1983), У. Люттге, Н. Хигинботам (1984), транспортной формой углеводов является этот олигосахарид.
Наши исследования показывают, что под влиянием изучаемых факторов в период весеннего отрастания содержание сахарозы в листьях повышается на 0,1-0,26%). Наибольшая концентрация углеводов отмечается на вариантах применения пектина отдельно и с микроэлементами (на 0,22-0,26%» выше контроля). Полученные результаты свидетельствуют об активном транспорте сахаро 63 зы под действием пектина.
Сахароза представляет собой легкодоступный источник фруктозы и глюкозы (О.С. Чижов, A.M. Отт, 1982). Роль моносахаридов в метаболизме растений заключается прежде всего в том, что они служат источником энергии и метаболитов для физиолого-биохимических процессов (К.М. Сытник и др., 1978; Б.П. Плешков, 1987).
Нашими исследованиями также показано, что наряду с усилением транспорта сахарозы, под влиянием пектина и микроэлементов происходит повышение моноз в листьях на 0,14-0,17%. Наибольшее содержание редуцирующих Сахаров отмечалось на вариантах применения чистого пектина (на 0,14%) больше контроля) и его сочетаний с микроэлементами (+0,17% к контролю).
Лучшая обеспеченность тканей опытных растений углеводами связана с аккумуляцией их большего количества в узле кущения в период закалки и экономном расходованием в течении зимы. Нами выявлена тесная корреляционная связь содержания растворимых углеводов в листьях от содержания их в узле кущения в октябре, декабре, феврале и апреле (г = 0,81...0,88, r = 0,68...0,73, г = 0,71...0,79, r = 0,76...0,82 соответственно).
Как указывает Н.Ф. Батыгин (1986), в ходе онтогенеза происходит изменение интенсивности и направленности обменных процессов, причем эти изменения хорошо соотносятся с фазами развития растений.
Результаты наших исследований показывают, что в листьях опытной культуры до выметывания колоса происходит увеличение содержания моноса-харов. Повышение количества углеводов указывает на высокую интенсивность окислительно-восстановительных процессов. Наибольшее влияние на эти процессы растений озимой ржи оказала обработка семян пектином в чистом виде и его смесями с микроэлементами (концентрация моносахаров увеличивается на 0,14 - 0,29%) по сравнению с контрольными растениями).
Лучшая обеспеченность растительных тканей углеводами под влиянием пектина явилась предпосылкой для увеличения листовой поверхности и продуктивности фотосинтеза. На это указывает тесная взаимосвязь содержания моноз с площадью ассимиляционной поверхности (г = 0,89) и с чистой продуктивностью фотосинтеза (ц = 0,87).
По данным О.А. Павлиновой, М.В. Туркиной (1962), первым свободным нефосфорилированным сахаром, образующимся в процессе фотосинтеза у растений, является сахароза. К.М.Сытник с соав. (1978), А.Т. Мокроносов (1981) указывают, что в зрелом листе сахароза становится абсолютно доминирующим продуктом первичного биосинтеза. Физиологическое значение преимущественного синтеза сахарозы заключается в возрастающей экспортирующей функции листа по мере его роста.
В фенофазу выхода в трубку не все изучаемые факторы оказали влияние на содержание сахарозы в листьях (табл.11). Вероятно, это связано с отсутствием аттрагирующего центра. С выметыванием колоса в связи с оттоком Сахаров в репродуктивные органы происходит резкое увеличение концентрации сахарозы. Наилучший результат по данному показателю наблюдается на вариантах пектин отдельно и совместно с микроэлементами (на 0,31 - 0,46 % выше контроля). Отдельно взятые микроэлементы и содержание сахарозы влияли в меньшей степени.
Экономическая оценка
В рыночных условиях ведения сельского хозяйства еще более остро встает задача эффективности использования сельскохозяйственной техники, топлива и других основных средств производства, что вызывает необходимость тщательного измерения энергии, накапливаемой в урожае, ее затрат на производство продукции при возделывании различных сельскохозяйственных культур. Актуальность энергетической оценки технологии возделывания культур вытекает также из требований современного производства экономить энергию на единицу получаемой продукции.
На основании данных технологических карт, а так же справочной литературы (Е.И. Базаров и др., 1983; В.В. Корниец и др., 1985) был проведен расчет затрат совокупной энергии на основные и оборотные средства производства, в так же трудовые ресурсы при возделывании озимой ржи с применением пектина и микроэлементов.
Анализ затрат совокупной энергии при выращивании яровой пшеницы показал, что значительная ее доля приходится на топливо и семена. Следует отметить, что на применение пектина и микроэлементов приходится очень малая доля затрат техногенной энергии (0,004-0,006%). Поэтому изменения затрат техногенной энергии во всех вариантах происходит за счет изменения урожайности.
Чтобы иметь возможность судить о целесообразности внедрения и применения в практике технологий возделывания озимой ржи с применением предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами с энергосберегающих позиций, необходимо установить количественную оценку их биоэнергетической эффективности (табл.25). Ее определяют по отношению энергии полученной в основной продукции и фитомассе к израсходованной совокупной энергии на производство продукции. Коэффициенты энергетической эффективности показывают во сколько раз энергия, содержащая в урожае, больше энергии, вложенной в технологический процесс. С энергетической точки зрения технологии считаются эффективными, если при достигнутом уровне урожайности энергетические коэффициенты больше единицы.
Накопление энергии в зерне наибольшим было в варианте совместной обработки пектином, молибденом и марганцем. В данном варианте этот показатель соответственно составляет 79274 МДж/га, что на 9257 МДж/га больше контроля. Аналогичная тенденция наблюдается и по содержанию энергии в биомассе.
Энергия, накопленная в биомассе культуры, значительно превышает затраты техногенной энергии, израсходованной на возделывание озимой ржи. Коэффициент энергетической эффективности производства биомассы наибольший в вариантах с пектином (10,47-10,98, что в 1,05-1,1 раза выше контроля).
Энергия, накопленная в зерне, также превышала затраты совокупной энергии. Коэффициенты энергетической эффективности производства зерна в вариантах с пектином составили 4,15 ,30, превышая контроль на 6,4-10,3%.
Завершая анализ энергетической эффективности применения микроэлементов и пектина можно сделать следующий вывод: пектин и микроэлементы при сочетанном действии способствуют увеличению энергетической эффективности технологии возделывания озимой ржи, повышая при этом коэффициенты энергетической эффективности. Наибольшие показатели установлены в варианте пектин+молибден+марганец, где коэффициенты энергетической эффективности производства зерна в 1,103 раза выше контроля.
В представленной работе показано, что изменение направленности фи-зиолого-биохимических процессов озимой ржи под влиянием пектина и микроэлементов способствует получению наибольшего выхода продукции с наименьшими экономическими и энергетическими затратами.
Предпосевная обработка семян пектином и микроэлементами усиливает поглощение воды зерновкой, интенсивность дыхания, активность а- и (3-амилаз, каталазы и активизирует ростовые процессы на начальных этапах онтогенеза, что оказывает влияние на отдаленный эффект. Множественный корреляционный анализ показал, что улучшение посевных качеств семян озимой ржи происходит вследствие увеличения проницаемости семенной оболочки для воды и усиления гидролиза крахмала (d = 51,4%, d = 36,2%). Наилучший эффект наблюдается при применении пектина. Изучаемые факторы имеют пролонгированное действие, что проявляется в увеличении густоты стояния растений, площади листьев, накоплении сухого вещества. Установлена корреляционная взаимосвязь полевой всхожести с энергией прорастания (г = 0,78...0,91).
По мере роста и развития в осенний период в листьях и узлах кущения озимой ржи происходит увеличение содержания растворимых углеводов, особенно сахарозы, и в большей степени под влиянием пектина, при этом нами установлена корреляционная зависимость аккумуляции углеводов в листьях от амилолитической активности в прорастающих семенах (г = 0,58...0,75). Повышение углеводов в тканях обусловило замедление темпов роста в предзимний период (на это указывает обратная корреляция концентрации углеводов с ЧПФ, массой сухого вещества, площадью листовой поверхности (г = -0,46...-0,61). Количество углеводов в узле кущения в течение зимнего периода сначала увеличивается затем снижается, но на вариантах с пектином сахара расходуется экономнее. Показано, что повышение зимостойкости озимой ржи под действием пектина достигается стимуляцией углеводного метаболизма и замедлением темпов роста осенью.
