Вплив гуматів на життєдіяльність, морфогенез та урожай пожнивної кукурудзи
Одним із резервів отримання кормів для тваринництва є пожнивні посіви кукурудзи. Кліматичні умови Степу України (тривалість безморозного післязбирального періоду, достатня температура, природно зменшуючийся світловий день) сприяють росту та розвитку кукурудзи в пожнивних посівах. Лімітуючим фактором росту та розвитку пожнивної кукурудзи є нестача вологи в другій половині літа. Тому для отримання високих та стабільних урожаїв пожнивну кукурудзу необхідно вирощувати за зрошення.
Господарська цінність урожаю пожнивної кукурудзи значно підвищується, якщо рослини утворюють качани, внаслідок чого збільшується збір кормових одиниць з гектара. Тому всі агротехнічні заходи мають бути спрямовані на прискорення розвитку пожнивної кукурудзи. Питання прискорення розвитку рослин мають не лише практичне значення, але й представляють теоретичний інтерес, оскільки розкриття закономірностей цього процесу може відкрити нові шляхи для керування ним. Низка дослідників встановили стимулюючу дію гумінових кислот на рослини. Виходячи з цього, ми поставили перед собою завдання шляхом застосування підгодівель гуматом калію у поєднанні з мінеральними добривами прискорити розвиток пожнивної кукурудзи, підвищити її урожай та покращити його якість.
Завдання досліджень:
- Встановити вплив гумінової та фульвокислоти на біохімічні процеси пожнивної кукурудзи.
- Вивчити дію гумінової та фульвокислоти на морфогенез репродуктивних органів.
- Встановити ефективність підгодівель аміачною селітрою, суперфосфатом та гуматом калію на урожай пожнивної кукурудзи.
Схема досліду:
- Контроль.
- Коренева підгодівля N20, P20 (фон).
- Фон + гумат калію 2 л/га (коренева підгодівля).
- Фон + гумат калію 0,003% (позакоренева підгодівля).
ВПЛИВ ГУМАТУ КАЛІЮ НА БІОХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ ПОЖНИВНОЇ КУКУРУДЗИ
Рослини у своєму розвитку проходять низку послідовно змінюючих одна одну стадій. Для кожної стадії розвитку рослини в цілому та для кожного окремого етапу формування репродуктивних органів характерний свій специфічний обмін речовин. Тому в наших дослідженнях взяття проб для проведення біохімічних аналізів ми приурочували до переломних моментів у розвитку репродуктивних органів пожнивної кукурудзи, а саме до періоду диференціації волоті, формування квіток у волоті, диференціації колоскових лусок у качані та до фази викидання волоті. Аналізу піддавалися зачаткові та сформовані волоті, качани та верхні два листки.
Зміна активності ферментів дихання у пожнивної кукурудзи під впливом гумату калію
Відомо, що інтенсивність дихання тісно пов'язана з активністю дихальних ферментів. Тому на окремих етапах органогенезу ми визначали активність каталази та пероксидази у вегетативних та репродуктивних органах пожнивної кукурудзи (табл. 1).
| Органи рослини | Контроль | Коренева підгодівля N20, P20 | Фон + гумат калію 2 л/га | Фон + гумат калію 0,003% | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Каталаза | Пероксидаза | Каталаза | Пероксидаза | Каталаза | Пероксидаза | Каталаза | Пероксидаза | |
| Фаза 9 листків | ||||||||
| Волота | 4 | 70 | 10 | 70 | 10 | 85 | - | - |
| Листок | 13 | 65 | 26 | 53 | 29 | 81 | - | - |
| Фаза 13 листків | ||||||||
| Волота | 33 | 35 | 34 | 22,5 | 38 | 28 | 35 | 35 |
| Качан | 14 | 22,5 | 20 | 35 | 24 | 43 | 16 | 35 |
| Листок | 9 | 32,5 | 10 | 40,5 | 14,5 | 32,5 | 19,5 | 32,5 |
| Фаза викидання волоті | ||||||||
| Волота | 35,0 | 24,0 | 38,5 | 24,0 | 24,0 | 35 | 33,5 | 31,5 |
| Качан | 9,0 | 19,0 | 12,0 | 19,0 | 11,5 | 22,5 | 11,5 | 19,0 |
| Листок | 24,0 | 43,0 | 21,0 | 35,0 | 17,0 | 43,0 | 15,5 | 28,0 |
Примітка: Активність каталази — в мл O₂ на 1 г наважки за 15 хв., пероксидази — в мг Co на 1 г наважки.
З таблиці видно, що в процесі онтогенезу пожнивної кукурудзи у волоті та листках відбувається деяке наростання активності каталази. Активність же пероксидази в них із віком рослини падає, що пов'язано зі старінням листків. При формуванні качана пожнивної кукурудзи відзначається поступове зниження активності як каталази, так і пероксидази. Можливо, на пізніших етапах розвитку качана в його окисно-відновних процесах відбувається зміна питомого значення ферментативних систем.
Спостереження показали, що гумат калію сприяє значному посиленню активності каталази та пероксидази як у репродуктивних, так і у вегетативних органах. Особливо сильно підвищують свою активність дихальні ферменти під дією гумату калію в початкові фази розвитку репродуктивних органів пожнивної кукурудзи. Причому кореневі підгодівлі гуматом калію діють на активність дихальних ферментів більш тривалий період часу, ніж позакореневі.
Вплив гумату калію на динаміку цукрів
Проведені дослідження щодо вивчення вмісту цукрів у репродуктивних та вегетативних органах пожнивної кукурудзи показали, що на початкових етапах органогенезу вміст цукрів у них був значно нижчим, ніж у більш пізній період розвитку (табл. 2).
| Органи рослини | Контроль | Коренева підгодівля N20, P20 | Фон + гумат калію 2 л/га | Фон + гумат калію 0,003% | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| *редуц. | **інверт. | *редуц. | **інверт. | *редуц. | **інверт. | *редуц. | **інверт. | |
| Фаза 9 листків | ||||||||
| Волота | 1,74 | 3,52 | 1,23 | 2,05 | 1,51 | 4,35 | - | - |
| Листок | 1,56 | 1,90 | 0,87 | 1,41 | 1,69 | 1,96 | - | - |
| Фаза 13 листків | ||||||||
| Волота | 1,13 | 2,37 | 0,64 | 2,30 | 0,92 | 2,37 | 0,95 | 2,30 |
| Качан | 1,41 | 3,01 | 1,41 | 2,50 | 1,41 | 3,78 | 1,41 | 3,33 |
| Листок | 1,09 | 2,01 | 1,65 | 2,40 | 2,06 | 2,50 | 1,92 | 2,69 |
| Фаза викидання волоті | ||||||||
| Волота | 2,83 | 6,53 | 2,72 | 4,64 | 3,49 | 6,79 | 3,15 | 7,11 |
| Качан | 1,25 | 5,25 | 1,29 | 6,41 | 1,43 | 6,79 | 1,54 | 6,66 |
| Листок | 1,93 | 3,48 | 1,98 | 5,25 | 2,32 | 5,25 | 1,98 | 5,25 |
Примітка: *редукуючі цукри, **інвертовані цукри.
Максимальна кількість цукрів у волоті, качані та листках пожнивної кукурудзи спостерігалася у фазі викидання волоті. Слід відзначити позитивний вплив гумату калію на синтез цукрів. На варіантах, де при підгодівлі застосовували гумат калію, рослини пожнивної кукурудзи містили більше цукрів, ніж на контролі.
Зміна форм фосфору у рослин пожнивної кукурудзи під впливом гумату калію
Проведені дослідження показали, що вміст фосфору у вегетативних та репродуктивних органах пожнивної кукурудзи неоднаковий і в процесі її онтогенезу змінюється. Найбільше фосфору міститься в качані. На початку та в кінці розвитку волоті вміст фосфору знаходиться приблизно на однаковому рівні. У листках же вміст фосфору в процесі онтогенезу різко коливається. Найбільша кількість цього елемента в листках знаходиться в більш напружені періоди розвитку репродуктивних органів, таких як диференціація волоті та її викидання.
Гумат калію впливає на розподіл фосфору в органах рослин, різко збільшуючи його вміст у волоті пожнивної кукурудзи безпосередньо після проведення підгодівлі. Під дією гумату калію на початкових етапах розвитку у фазі 9 листочків у волоті відзначалося деяке зниження білкового фосфору, що призвело до затримки росту волоті. Одночасно з цим у волоті та листках різко зріс вміст кислоторастворимого фосфору, що свідчить про високу енергетичну активність біохімічних процесів, що проходять у рослині.
У період посиленого росту волоті та качана під впливом гумату калію значно підвищився вміст у них білкового фосфору. У листках на початковому етапі органогенезу під впливом гумату калію збільшується вміст органічного фосфору, розчинного в трихлорооцтовій кислоті, яка бере безпосередню участь у енергетичних процесах.
Таким чином, під впливом гумінової та фульвокислоти у рослинах пожнивної кукурудзи збільшується кількість цукрів, важливих у біохімічних перетвореннях форм органічного та неорганічного фосфору, розчинного в трихлорооцтовій кислоті, підвищується активність дихальних ферментів, що призводить до підвищення енергетичного потенціалу рослинного організму. Це позитивно позначилося на ході формування репродуктивних та вегетативних органів пожнивної кукурудзи, а в кінцевому підсумку на продуктивності рослин, тобто на підвищенні урожаю.