Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 7
1.1 Регулирование ростовых и формообразовательных процессов растений в онтогенезе. Природные и синтетические регуляторы роста 7
1.2 Ассоциативная азотфиксация и ее роль в формировании продукционного процесса сельскохозяйственных растений 24
2 Условия и методика проведения исследований 37
2.1 Почвенно-климатическая характеристика Пензенской области 37
2.2 Погодные условия в годы проведения исследований 39
2.3 Место проведения исследований и схема опыта 44
2.4 Объект и методы исследований 47
3 Особенности формирования агроценоза, динамики ростовых процессов и фотосинтетической деятельности растений овса в зависимости от обработки регуляторами роста и бактериальными препаратами 51
3.1 Посевные качества семян 51
3.2 Формирование продуктивного стеблестоя овса 54
3.3 Продолжительность межфазных и вегетационного периодов 60
3.4 Рост и развитие корневой системы 68
3.5 Динамика содержания азота, фосфора и калия в растениях овса 74
3.6 Формирование листовой поверхности и нарастание биомассы 80
3.7 Фотосинтетическая деятельность посевов овса 90
4 Формирование урожая и качество зерна овса 96
4.1 Величина урожая и его структура 96
4.2 Влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста и инокуляции бактериальными препаратами на качество зерна 101
5 Энергетическая и экономическая оценка приемов технологии выращивания овса 107
Выводы 111
Предложения производству 113
Список литературы 114
Приложения 132
- Ассоциативная азотфиксация и ее роль в формировании продукционного процесса сельскохозяйственных растений
- Погодные условия в годы проведения исследований
- Продолжительность межфазных и вегетационного периодов
- Влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста и инокуляции бактериальными препаратами на качество зерна
Введение к работе
Актуальность темы. Овёс – одна из основных и наиболее распространённых зерновых культур в мировом земледелии. Россия занимает первое место в мире по производству овса (22% валового производства зерна). Он возделывается на зернофуражные, кормовые цели и для производства продуктов питания.
Однако в настоящее время объёмы производства зерна овса, как во всем мире, так и в Российской Федерации значительно сократились (с 50 млн. т до 25 млн. т), что указывает на недооценку значимости этой культуры для формирования полноценной кормовой базы животноводства и здорового питания человека.
Почвенно-климатические условия лесостепной зоны Поволжья позволяют получать в регионе высокий урожай овса. Однако урожайность и качество зерна все еще остаются невысокими и резко колеблются по годам. Поэтому, в настоящее время ведется поиск приемов повышения урожайности данной культуры. Применение регуляторов роста и препаратов, созданных на основе ассоциативных диазотрофов, дает возможность растениям полнее реализовать потенциальные возможности, создаёт благоприятные условия для оптимизации физиолого-биохимических процессов, происходящих в растении, и, как следствие, приводит к увеличению урожайности и улучшению качества зерна овса.
В связи с этим исследование влияния регуляторов роста – мелафена и пектина, обладающих различной структурой и направленностью действия, эффективных штаммов ассоциативных азотфиксаторов и их сочетаний на морфофизиологические показатели, посевные качества семян и урожайность овса с учетом конкретных почвенно-климатических условий является актуальным.
Цель и задачи исследований. Цель исследований – научное и экспериментальное обоснование предпосевной обработки семян регуляторами роста и инокуляции бактериальными препаратами для улучшения посевных качеств семян, повышения урожайности и качества зерна овса в условиях лесостепи Поволжья.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
определить влияние регуляторов роста на посевные качества семян овса;
изучить формирование продуктивного стеблестоя агроценоза овса при обработке семян регуляторами роста и бактериальными препаратами;
выявить особенности роста и развития растений овса и определить динамику показателей их фотосинтетической деятельности;
оценить влияние предпосевной обработки и инокуляции семян на содержание элементов минерального питания в зеленой массе растений и зерне;
изучить влияние регуляторов роста и бактериальных препаратов на формирование основных элементов продуктивности, урожайность и качество зерна овса;
дать энергетическую и экономическую оценку приемам технологии возделывания овса.
Научная новизна. С учетом агроклиматических условий лесостепи Поволжья установлено влияние регуляторов роста – мелафена и пектина при одностороннем действии и в сочетании с бактериальными препаратами – агрикой и ризоагрином на посевные качества семян, урожайность и качество зерна овса. Выявлены морфофункциональные особенности роста, развития и фотосинтетической деятельности растений под действием изучаемых факторов.
Методом корреляционного анализа определены количественные взаимосвязи между элементами продуктивности овса и формированием урожая.
Установлена энергетическая и экономическая эффективность применения регуляторов роста и бактериальных препаратов в технологии возделывания овса.
Основные положения, выносимые на защиту:
посевные качества семян при обработке регуляторами роста;
влияние регуляторов роста и бактериальных препаратов на ростовые, формообразовательные процессы и фотосинтетическую деятельность растений овса в онтогенезе;
особенности формирования элементов продуктивности, урожайность и качество зерна овса при использовании регуляторов роста и бактериальных препаратов;
энергетическая и экономическая оценка эффективности предпосевной обработки семян овса.
Практическое значение работы. Предпосевная обработка семян регуляторами роста и инокуляция бактериальными препаратами способствуют улучшению их посевных качеств, формированию оптимальной плотности агроценоза овса, повышению урожайности и качества получаемой продукции. Для условий лесостепи Поволжья выявлено сочетание регулятора роста и бактериального препарата «мелафен + агрика», позволяющее при предпосевной обработке семян сформировать урожайность зерна овса Аллюр – 2,06-3,67 т/га. Предложенный агроприем экологически безопасен, экономически выгоден и обеспечивает повышение урожайности и качества зерна овса при наименьших затратах энергетических ресурсов.
Даны рекомендации по использованию регуляторов роста и бактериальных препаратов в технологии возделывания овса.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на следующих научно-практических конференциях: IX Международной научно-практической конференции «Состояние биосферы и здоровье людей» (Пенза, 2009); V международной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза, 2009); научно-практической конференции молодых учёных «Вклад молодых учёных в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2009); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (Пенза, 2010); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 60-летию ФГОУ ПГСХА (Пенза, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе одна в издании по перечню ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 161 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы, 7 рисунков, 29 приложений. Список литературы включает 168 наименований, в том числе 14 иностранных авторов.
Ассоциативная азотфиксация и ее роль в формировании продукционного процесса сельскохозяйственных растений
Получение высоких и качественных урожаев зерновых культур неразрывно связано с почвенным плодородием и наличием в почве достаточного количества питательных веществ в доступной форме. В агрохимии особое место занимает проблема азотного питания растений, что вызвано с одной стороны важнейшей ролью этого элемента в физиологических процессах и низкой концентрацией легкодоступных форм этого элемента в почвах. Биологическая фиксация азота - одна из центральных проблем современной науки. Впервые азотфиксация была открыта у бобовых растений еще в 1888 году. С тех пор в науке не прекращаются интенсивные поиски путей создания азотфиксирующих сообществ в ризосфере различных растений.
Первые препараты на основе азотфиксаторов были созданы еще в 50-е годы XX века, но не получили массового применения в виду дороговизны и недостатка сведений о физиологии и механизме их действия. По этой причине проблема азотного питания растений длительное время решалась с помощью минеральных удобрений. Но их внесение часто не выгодно экономически, а издержки на их производство значительно выше прироста получаемого урожая. Неграмотное их использование приводит к нитратному загрязнению получаемой продукции и почв. Кроме того, промежуточные продукты синтеза в азотно-туковой промышленности чрезвычайно токсичны и опасны для окружающей среды. Поэтому в мире обострились противоречия между необходимостью использовать химические средства повышения продуктивности сельскохозяйственного производства и опасностью последствий их применения для здоровья человека и экологии окружающей среды.
В настоящее время существует возможность сократить применение минеральных удобрений за счет использования почвенных микроорганизмов. Использование микробиологических факторов в современном земледелии даёт возможность существенно повысить плодородие почвы и степень реализации генетического потенциала растений.
Почвенные микроорганизмы - обязательный компонент любого агро-ценоза. Они обладают мощным ферменным аппаратом, играют важную роль в круговороте компонентов почвы, тем самым, обеспечивая постоянное функционирование всей экосистемы в целом. Между растениями и микроорганизмами осуществляются молекулярные взаимодействия, суть которых заключается в обмене метаболитами и их трансформации.
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур в значительной степени зависит от их обеспеченности элементами минерального питания, в первую очередь - азотом. Источником биологического азота в почве являются микроорганизмы, способные фиксировать молекулярный азот атмосферы. Среди препаратов почвенной микрофлоры большинство создано на основе чистых культур азотфиксирующих организмов, способных к биологическому поглощению азота из атмосферы. Использование «биологического» азота позволяет улучшить баланс азота в земледелии и избежать загрязнения различных компонентов природы нитратами (А.А. Завалин, М.С.Ягодина, 2001; П.Р. Шотт и др., 2002, 2007).
Азотфиксирующие микроорганизмы классифицируются по принципу взаимодействия с растениями на свободноживущие, симбиотические и ассоциативные. Среди свободноживущих почвенных азотфиксаторов наиболее распространены бактерии родов Azotobacter, Pseudomonas, Azospirillum, Clostridium. Наиболее изучена симбиотическая азотфиксация у различных представителей семейства бобовых. Бактерии рода Rhizobium впервые были выделены из клубеньков люпина Бейринком в 1888 году.
Традиционно выращиваемые бобовые культуры (фасоль, горох, бобы комовые, соя и др.) получают 60-80% азота из почвы и 20-40% из воздуха (Е.Н. Мишустин, В.К. Шильникова, 1968; П.Р. Шотт и др., 2002; П.Р. Шотт, 2007). Количество поглощенного за период вегетации азота в зависимости от культуры и агротехники составляет 30-100 кг/га.
Выявлен большой вклад бобовых культур в плодородие почвы, повышение урожайности последующих культур (определяется количеством поступивших в почву остатков растений) и круговорот азота в биоценозах (А.А. Завалин, М.С. Ягодина, 2001; П.Р. Шотт и др., 2002).
Возможность азотфиксации в прикорневой зоне небобовых растений предсказал ещё СП. Костычев (1930). В 70-е годы был разработан метод аце-тиленредукции, что послужило мощным толчком к изучению азотфиксации у различных групп растений. На сегодня ацетиленовый метод один из самых точных и высокочувствительных методов количественного определения параметров биологического связывания атмосферного азота.
Из ризосферы и корней целого ряда сельскохозяйственных культур, таких как рис, сорго, кукуруза, пшеница, кормовые злаковые травы и другие, были выделены чистые культуры диазотрофных микроорганизмов - Azospi-rillum, Azotobacter, Enterobacter, Klebsiella и др. Эти микроорганизмы обитают в ассоциациях с растениями, распространены они и в почве, но преобладают в зоне корня, на корнях и даже в корнях растений. Поэтому в 70-е годы стало развиваться новое направление, получившее название «ассоциативной азотфиксации». Начало этому направлению положил Ж. Доберейнер (J. Dobereiner, J.M. Day, 1976).
На современном этапе развития микробиологических технологий открыто около 12 тысяч растений различных семейств, способных к ассоциативной азотфиксации с почвенными микроорганизмами. Фиксация атмо сферного азота обнаружена у представителей семейств мятликовых, капустных, зонтичных, астровых, пасленовых, гречишных, бурачниковых и других.
Размеры фиксации атмосферного азота в ассоциациях корней небобовых с ршосферными микроорганизмами различны и согласно литературным данным могут составлять в отдельных экосистемах от 3 до 540 кг/га в год (П.Д. Дарт, Д.М. Дэй, 1979; М.М. Умаров, 1986; О.И. Танцова, 1992).
Ассоциативная азотфиксация осуществляется большим количеством групп бактерий во всех природных зонах, в силу чего имеет большую экологическую значимость. Интенсивность несимбиотической азотфиксации зависит от вида растений, типа почвы и климатических условий. Согласно данным Патыки В.Ф. (1991), за счет несимбиотической азотфиксации растения удовлетворяют свои потребности в элементе на 17-40 % в районах жаркого климата и до 10-20% в умеренных широтах (М.В. Базилинская, 1988, И. Л. Клевенская, 1991).
В умеренном климатическом поясе ассоциативная азотфиксация подвержена сезонным колебаниям, которые выражаются в изменении количеств поглощаемого диазотрофами азота. Изучение динамики несимбиотической фиксации азота в заселённых почвах и почве без растений позволяет сделать вывод, что растения являются одним из главных факторов, стимулирующих деятельность диазотрофных микроорганизмов. По сравнению с почвой, где растения отсутствуют, нитрогеназная активность в ризосфере небобовых растений в 50-200 раз выше (М.М. Умаров, 1986).
Погодные условия в годы проведения исследований
Пензенская область относиться к крупному сельскохозяйственному региону России - Среднему Поволжью и находится в зоне юго-восточной части Приволжской лесостепи, на западном склоне Приволжской возвышенности.
В геоботаническом отношении ее территория почти целиком располагается в пределах лесостепной зоны и лишь на северо-западе имеется переходная полоса от лесостепной к широколиственно - хвойной лесной зоне.
Рельеф носит эрозионный характер, в особенности в приречных районах, расчлененных густой сетью оврагов и балок. Климат области умеренно - континентальный. Общие климатические данные характеризуются довольно значительными колебаниями отдельных климатических элементов в отдельные периоды: летом с максимальной температурой до +40-43С, зимой до - 47С с оттепелями и метелями. Самый холодный месяц зимы январь -11,3 до -12С. Весна дружная, непродолжительная, с резкими колебаниями температуры, которые связаны с вторжением холодных волн арктических воздушных масс. Лето тёплое. Наиболее тёплый месяц - июль, средняя температура +19Д-19,5С. Среднегодовая температура воздуха составляет +3С; +4С. Период активной вегетации сельскохозяйственных культур составляет 135-147 дней и может быть сокращён из-за заморозков. Последний весенний заморозок наблюдается во второй декаде мая на юго-востоке (Кондоль, Городище, Кузнецк), а в остальных районах - первая декада мая. Для осени характерны заморозки в конце второй и начале третьей декады сентября, в отдельные годы - в конце августа. Продолжительность безморозного периода составляет в среднем 125-138 дней. Вегетация культурных растений начинается со второй декады апреля и завершается во второй декаде октября. Продолжительность вегетационного периода составляет 172-181 день. Период вегетации при температуре выше +10С продолжается 135-147 дней (период активной вегетации). Наиболее важными показателями ресурсов климата с сельскохозяйственной точки зрения являются тепло и влага. Сумма средних суточных температур за период с температурой + 10С составляет в западной части области 2487С, в восточной - 2344С. Годовая сумма осадков в среднем колеблется в пределах 467-604 мм, из них 70% приходится на тёплый период года.
В среднем за вегетационный период с температурой +10С выпадает 250-275 мм осадков. Такое количество вполне достаточно для роста и развития большинства культур. Однако в летний период осадки часто выпадают в виде ливней, что сильно снижает коэффициент их использования растениями. В качестве показателя увлажнения используется гидротермический коэффициент. В пределах области он изменяется от 0,9 и менее на юге до 1,1 на севере.
Большой вред посевам сельскохозяйственных культур наносят засухи и суховеи. Для Пензенской области характерны весенние засухи, а в отдельные годы - летние и осенние. Часто засухи сопровождаются суховеями. Очень интенсивные суховеи бывают 1-2 раза в десять лет, а суховеи мелкой интенсивности наблюдаются ежегодно (слабые весной, интенсивные летом).
Почвенный покров территории Пензенской области характеризуется большим разнообразием, обусловленным неоднородностью физико-географических условий области. Несмотря на его пестроту, всё же определяется закономерное изменение характера почвенного покрова при движении с севера на юг. Так в северных районах западной части области наиболее широко распространены оподзоленные и выщелоченные чернозёмы. При движении на юг степень выщелачивания чернозёмов ослабевает, а в южных районах преобладают выщелоченные и типичные чернозёмы. В восточной части области отмечается определённая закономерность в количественном соотношении серых лесных и чернозёмных почв. При движении с севера на юг площади чернозёмных почв увеличиваются, а серых лесных - уменьшаются. Основная часть земельных угодий области занята черноземными почвами (75,2%), наибольшее распространение из них имеют выщелоченные черноземы, которые составляют 81,1% (А.И. Дорогов, 1951; Агроклиматические ресурсы... 1972).
Содержание гумуса в пахотном слое выщелоченных черноземов колеблется от 5,5 до 7,9%. Реакция почвенного раствора слабокислая. Однако в последнее время происходит повышение кислотности почвы из-за обеднения пахотного слоя чернозёмов солями Са и Mg. Сумма поглощенных оснований высокая - от 35 до 40 мг-экв. на 100 г почвы; степень насыщенности основаниями колеблется от 86 до 95%.
Содержание общего азота в пахотном слое составляет 0,36-0,54%. Большая часть азота находится в недоступной форме. Количество доступного растениям азота составляет 116-141 мг на 1 кг почвы; подвижных форм фосфора - от 35 до 81 мг на 1кг почвы. Обеспеченность обменным калием средняя. Почвы области ощущают дефицит в микроэлементах: Мо, В, Мп, Со (Рекомендации по применению..., 1984; Система ведения агропромышленного производства, 1992). Таким образом, почвенно-климатические условия Пензенской области являются вполне благоприятными для возделывания сельскохозяйственных культур. В растениеводстве область специализируется на производстве зерна, сахарной свёклы, подсолнечника, картофеля, овощей. 2.2 Погодные условия в годы проведения исследований Овёс менее требователен к теплу и условиям освещения, чем другие хлеба, но более требователен к увлажнению. Получение высоких урожаев зерна возможно лишь при благоприятном температурном режиме (температура воздуха и почвы, сумме активных температур) и обеспеченности влагой. Данные рисунка 1 и приложения 1 показывают, что в период проведения исследований (2007-2009 гг.) погодные условия были неодинаковы и отличались по температурным показателям и влагообеспеченности. К периоду сева яровых культур в 2007 году запас влаги в пахотном слое почвы был достаточным. В апреле выпало 43,4 мм осадков при средне-многолетних данных 32 мм. Месяц май характеризовался повышенной температурой воздуха - 17,4С по сравнению со среднемноголетней - 13,5С и наличием осадков - 43,1 мм на уровне среднемноголетних данных (44,0 мм). В июне среднемесячная температура воздуха составила 17,9С при среднемноголетней 17,6С, количество выпавших осадков было меньше среднемноголетних данных на 12,6 мм и составило за месяц 39,4 мм. Метеорологические показатели (температура воздуха и количество осадков) в июле месяце превышали среднемноголетние: средняя температура воздуха 19,4С превысила среднемноголетнюю 18,7С на 0,7С, количество выпавших осадков (96,0 мм) составило к среднемноголетней норме 158,7 % (60,5 мм). Август месяц был очень теплым, средняя температура воздуха составила 23,0С, превысив среднемноголетнюю (17,6С) на 5,4С. Количество выпавших осадков 23,4 мм было значительно ниже среднемноголетних данных (49,1 мм) и составило 47,7 %. Гидротермический коэффициент в мае месяце составил 0,9 (недостаточно влажно), в июне - 0,7 (очень засушливо), в июле - 1,6 (избыточно влажно), в августе - 0,3 (очень засушливо). Таким образом, 2007 год характеризовался неблагоприятными климатическими условиями и был получен самый низкий урожай овса за годы исследований.
Продолжительность межфазных и вегетационного периодов
Данные о положительном влиянии инокуляции семян препаратами корневых диазотрофов на полевую всхожесть и сохранность сельскохозяйственных растений отмечены также в работах других исследователей: Кшни-каткиной А.Н. (2005), Карповой Л.В., Рындина С.Н. (2005), Кузютиной Л.И. (2005), Зюзиной Е.Н. (2007).
Совместная обработка семян регуляторами роста и бактериальными препаратами способствовала увеличению показателей сохранности растений в среднем за годы исследований на 2,2-4,1%. Лучший результат отмечен при совместном использовании агрики и пектина, где сохранность растений составила 86,7%.
Максимальные показатели за годы исследований были отмечены в 2008 году при совместном использовании агрики и пектина. В данном варианте процент сохранившихся к уборке растений составил 92,9%. Самые низкие значения изучаемого показателя по всем вариантам опыта отмечены в 2007 году, так как большая часть вегетационного периода протекала в засушливых условиях.
В результате проведённых исследований было выявлено положительное воздействие регуляторов роста и бактериальных препаратов на полноту всходов и сохранность растений к уборке, что обеспечило более высокую плотность продуктивного стеблестоя агроценоза овса и оказало влияние на урожайность.
Под действием регуляторов роста на начальных этапах развития растений происходит ряд изменений направленности и интенсивности метаболических процессов, что приводит к увеличению показателей полевой всхожести. Так как первые 2-3 недели после посева являются критическими для растений - в этот период происходит заражение почвенными фитопатогенами, проростки испытывают стресс по причине недостатка тепла и влаги - то активизация процессов прорастания способствует повышению устойчивости растений к неблагоприятным условиям, что и обеспечивает прохождение всех фаз онтогенеза в оптимальные сроки. Влияние бактериальных препаратов на формирование продуктивного стеблестоя посевов овса возможно связано с улучшением азотного питания растений. Кроме того в процессе жизнедеятельности и во время образования ассоциации с растениями ризобактерии выделяют комплекс веществ, которые угнетают деятельность патогенных организмов, стимулируют ростовые процессы, что в целом способствует повышению биологической стойкости растений (М.М. Умаров, 1986).
В процессе онтогенеза зерновые культуры проходят ряд фенологических фаз и этапов онтогенеза, каждый из которых характеризуется закладкой, формированием, дифференциацией новых органов и определенными внешними морфологическими признаками (Ф.М. Куперман, 1984).
Сроки прохождения основных фенологических фаз являются важными характеристиками онтогенеза растений, так как дают объективное представление о росте и развитии растений в период вегетации. Рост и развитее вегетативных органов тесно связаны с формированием урожая. Процессам роста свойственна периодичность, которая обусловлена особенностями этих процессов и факторами внешней среды. Продолжительность вегетационного периода для сельскохозяйственных растений является важным биологическим признаком, зависящим в основном от трех факторов: метеорологических условий, характеристик сорта и агротехники возделывания (В.В. Глуховцев, 1990). Изменения вегетационного периода, а вместе с тем продукционного процесса, являются реакцией на несоответствие условий внешней среды биологическим особенностям растений (Н.И. Вавилов, 1935).
Продолжительность межфазных и вегетационного периодов оказывает влияние на уровень формируемого урожая. Ряд авторов отмечают, что увеличение времени активной вегетации способствует увеличению количества по- лучаемого зерна (В.К. Мовчан, 1987; А.Ю. Горчакова, 2005), а сокращение продолжительности вегетационного периода может быть лимитирующим фактором в процессе реализации продукционного потенциала культуры.
Появление всходов овса в среднем за три года отмечалось на 10-11 сутки, а по годам - на 8-12 сутки (таблица 3). Скорость прорастания семян зависит от влажности почвы и температурных условий. В 2008 году при достаточном запасе влаги в почве, и значениях температуры несколько выше среднемноголетних появление всходов наблюдалось на 2-3 суток раньше. Май 2007-го года характеризовался повышенной температурой, что в сочетании с отсутствием осадков привело к иссушению верхнего слоя почвы, и, следовательно, к задержке появления всходов на 1-2 дня.
Предпосевная обработка семян регуляторами роста способствовала активизации ростовых процессов, и как следствие, более раннему появлению всходов в среднем на 1 сутки. Использование препаратов ассоциативных азотфиксаторов не оказало заметного влияния на прорастание семян.
Продолжительность периода «всходы - кущение» в среднем за три года составляла 16-17 суток. По результатам исследований наибольшая длительность этого периода - 21-22 дня наблюдалась в 2007 году из-за отсутствия осадков и температур значительно выше среднемноголетних, отмеченных ранней весной. Совокупность этих факторов тормозила рост и развитие овса. В 2008 и 2009 годах период «всходы - кущение» составлял 13-16 суток.
Использование регуляторов роста отдельно и совместно с бактериальными препаратами в среднем за три года способствовало сокращению данного периода на 1 сутки.
Выпадение осадков в июне 2007 года после засухи мая привело к активному и быстрому росту растений овса в период «кущение - выход в трубку», который составил 9-11 суток, тогда как в 2008 и 2009 годах он длился 15-19 суток. В среднем за три года растения овса достигали фазы выхода в трубку через 15 (контроль), 13 (варианты с регуляторами роста) и 16 (варианты с бактериальными препаратами) суток от момента кущения.
Влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста и инокуляции бактериальными препаратами на качество зерна
Лист является одним из важнейших органов растения и центром ассимиляции. Его способность синтезировать и направлять питательные вещества на развитие генеративных органов во многом определяют ход продукционного процесса. В зависимости от меняющихся запросов растения лист способен менять состав синтезируемых продуктов и компонентов энергетического метаболизма, направление, транспорт и использование ассимилянтов (В .И. Ке-фели, 1984).
Среди факторов, определяющих рост, развитие и общую продуктивность сельскохозяйственных культур, ведущая роль принадлежит фотосинтезу. Как указывает А.А. Ничипорович (1961), формирование фотосинтетического аппарата представляет сложный процесс. В ранние фазы роста и развития преобладают процессы новообразования и роста листьев, а в более поздние - процессы отмирания, связанные с усиленной транспортировкой пластических веществ в репродуктивные органы.
Морфометрические показатели листовой поверхности одного растения определяются количеством листьев и размерами листовых пластинок. Условия, способствующие ускоренному развитию растений, такие как высокая температура и дефицит влаги, сокращают число вегетативных метамеров. Напротив, прохладная влажная весна, а также обильное азотное питание благоприятствуют закладке большего их количества.
Управление процессами фотосинтеза и их регулирование в сельскохозяйственном производстве представляет собой один из наиболее эффективных путей управления продукционными процессами растений и воздействия на урожайность. Продуктивность растения определяется общим характером ростовых процессов в течение всей вегетации, и интенсивностью роста отдельных его органов (А.А. Ничипорович, 1972).
Листья - основные синтезирующие органы растений, и листовая поверхность овса при создании благоприятных условий может значительно увеличить свои размеры. Ничипорович А.А. (1973) отмечает, что урожайность чаще всего бывает низкой из-за недостаточно быстрого увеличения площади листьев в начальные фазы онтогенеза растений и ее ограниченных размеров.
Следовательно, приёмы, увеличивающие размеры ассимиляционного аппарата являются важным средством повышения урожайности. От длительности, направленности процессов синтеза и гидролиза, происходящих в листе зависит не только величина, но и качество урожая. О существовании тесной зависимости величины урожая зерновых культур от размеров листового аппарата упоминается практически во всех исследованиях, посвященных данной тематике (А.А. Ничипорович, 1961; М.С. Савицкий, 1974).
В онтогенезе растения происходит смена ярусов или поколений листьев, при этом каждый новый лист оказывается в новой функциональной связи с потребителями веществ, произведенных листом (Ф.М. Куперман, 1950).
Донорная функция листа развивается после достижения растением определенных фаз его роста. У злаков направление процессов обмена веществ начинает изменяться, как правило, во время цветения. На ранних этапах лист сам является акцептором, потребляя ассимиляты, производимые в результате фотосинтеза. Приток прекращается при площади листа 30-50% от предельной, а экспорт начинается, когда размеры листа составляют 15-30% от максимального его размера (Р.Г. Бутенко, 1975; А.Л. Курсанов, 1976; А.Т. Мокроносов, 1988).
Смена акцепторно-донорных состояний листа в процессе его роста имеет прямое отношение к продукционному процессу. Согласно современным данным, чем большая относительная доля ассимилятов в целом растении акцептируется растущими листьями, тем более продуктивно растение. Помимо этого, более раннее появление листьев связано с удлинением периода их развития при достаточном весеннем увлажнении, быстрым нарастанием ассимилирующей площади и более полным использованием благоприятных условий для накопления продуктов фотосинтеза (Г.А. Карпова, 2007).
Поэтому, все мероприятия, направленные на увеличение площади листовой поверхности отдельных растений и агроценоза в целом могут оказать существенное влияние на формирование продукционного процесса и повышение качества зерна сельскохозяйственных культур.
По современным научным представлениям площадь листьев овса изменяется по фазам развития в следующем порядке: медленно нарастает до кущения, интенсивнее в период трубкования и выметывания, достигает мак симума в фазе налива зерна и снижается к спелости. Нарастание листовой поверхности происходит за счет увеличения количества и размера листьев, что соответственно изменяет и общую площадь листьев растения.
Использование регуляторов роста оказало существенное влияние на формирование листовой поверхности растений овса. Площадь листовой поверхности одного растения возрастала в основном за счет увеличения длины и ширины листовой пластинки, количество листьев на растении изменялось незначительно.
Наиболее интенсивное развитие листовой поверхности одного растения отмечалось в 2008-2009 годах (приложения 9, 10, 11). Благоприятные погодные условия и достаточное увлажнение в начале вегетации способствовали активному росту и развитию корневой системы растений и общей площади листьев. Так в условиях 2009 года отмечена самая высокая за годы исследований площадь листовой поверхности по всем вариантам опыта, которая со-ставила в фазу вымётывания 163,00-197,00 см . В 2008 году данный показа-тель достигал 162,50-186,22 см . Дефицит влаги, высокие температуры в 2007 году привели к угнетению вегетативной сферы растений и обусловили самые малые за три года значения изучаемого показателя. Площадь листовой поверхности одного растения в опытных и контрольном вариантах составляла 83,56-98,35 см2.
Похожие диссертации на Формирование урожайности и качества зерна овса под влиянием регуляторов роста и бактериальных препаратов в лесостепи Поволжья
