Влияние гуматов на жизнедеятельность, морфогенез и урожай пожнивной кукурузы
Одним из резервов получения кормов для животноводства являются пожнивные посевы кукурузы. Климатические условия Степи Украины (продолжительность безморозного послеуборочного периода, достаточная температура, естественно убывающая длина дня) благоприятствуют росту и развитию кукурузы в пожнивных посевах. Лимитирующим фактором роста и развития пожнивной кукурузы является недостаток влаги во второй половине лета. Поэтому для получения высоких и устойчивых урожаев пожнивную кукурузу необходимо возделывать при орошении.
Хозяйственная ценность урожая пожнивной кукурузы значительно повышается, если растения образуют початки, вследствие чего увеличивается сбор кормовых единиц с гектара. Поэтому все агротехнические мероприятия должны быть направлены на ускорение развития пожнивной кукурузы. Вопросы ускорения развития растений имеют не только практическое значение, но и представляют теоретический интерес, так как вскрытие закономерностей этого процесса в свою очередь может открыть новые пути для управления им. Ряд исследователей установили стимулирующее действие гуминовых кислот на растения. Исходя из этого, мы поставили перед собой задачу, путем применения подкормок гуматом калия в сочетании с минеральными удобрениями ускорить развитие пожнивной кукурузы, повысить ее урожай и улучшить его качество.
Задачи исследований:
- Установить влияние гуминовой и фульвовой кислоты на биохимические процессы пожнивной кукурузы.
- Изучить действие гуминовой и фульвовой кислоты на морфогенез репродуктивных органов.
- Установить эффективность подкормок аммиачной селитрой, суперфосфатом и гуматом калия на урожай пожнивной кукурузы.
Схема опыта:
- Контроль.
- Корневая подкормка N20, P20 (фон).
- Фон + гумат калия 2 л/га (корневая подкормка).
- Фон + гумат калия 0,003% (внекорневая подкормка).
ВЛИЯНИЕ ГУМАТА КАЛИЯ НА БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПОЖНИВНОЙ КУКУРУЗЫ
Растения в своем развитии проходят ряд последовательно сменяющих друг друга стадий. Для каждой стадии развития растения в целом и для каждого отдельного этапа формирования репродуктивных органов характерен свой специфический обмен веществ. Поэтому в наших исследованиях взятие проб для проведения биохимических анализов мы приурочивали к переломным моментам в развитии репродуктивных органов пожнивной кукурузы, а именно к периоду дифференциации метелки, формирования цветков в метелке, дифференциации колосковых чешуй в початке и к фазе выметывания метелки. Анализу подвергались зачаточные и сформированные метелки, початки и верхние два листа.
Изменение активности ферментов дыхания у пожнивной кукурузы под влиянием гумата калия
Известно, что интенсивность дыхания тесно связана с активностью дыхательных ферментов. Поэтому на отдельных этапах органогенеза мы определяли активность каталазы и пероксидазы в вегетативных и репродуктивных органах пожнивной кукурузы (табл. 1).
| Органы растения | Контроль | Корневая подкормка N20, P20 | Фон + гумат калия 2 л/га | Фон + гумат калия 0,003% | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Каталаза | Пероксидаза | Каталаза | Пероксидаза | Каталаза | Пероксидаза | Каталаза | Пероксидаза | |
| Фаза 9 листьев | ||||||||
| Метелка | 4 | 70 | 10 | 70 | 10 | 85 | - | - |
| Лист | 13 | 65 | 26 | 53 | 29 | 81 | - | - |
| Фаза 13 листьев | ||||||||
| Метелка | 33 | 35 | 34 | 22,5 | 38 | 28 | 35 | 35 |
| Початок | 14 | 22,5 | 20 | 35 | 24 | 43 | 16 | 35 |
| Лист | 9 | 32,5 | 10 | 40,5 | 14,5 | 32,5 | 19,5 | 32,5 |
| Фаза выметывания метелки | ||||||||
| Метелка | 35,0 | 24,0 | 38,5 | 24,0 | 24,0 | 35 | 33,5 | 31,5 |
| Початок | 9,0 | 19,0 | 12,0 | 19,0 | 11,5 | 22,5 | 11,5 | 19,0 |
| Лист | 24,0 | 43,0 | 21,0 | 35,0 | 17,0 | 43,0 | 15,5 | 28,0 |
Примечание: Активность каталазы — в мл O₂ на 1 г навески за 15 мин., пероксидазы — в мг Co на 1 г навески.
Из таблицы видно, что в процессе онтогенеза пожнивной кукурузы в метелке и листьях происходит некоторое нарастание активности каталазы. Активность же пероксидазы в них с возрастом растения падает, что связано со старением листьев. При формировании початка пожнивной кукурузы отмечается постепенное снижение активности как каталазы, так и пероксидазы. Возможно, на более поздних этапах развития початка в его окислительно-восстановительных процессах происходит смена удельного значения ферментативных систем.
Наблюдения показали, что гумат калия способствует значительному усилению активности каталазы и пероксидазы как в репродуктивных, так и в вегетативных органах. Особенно сильно повышают свою активность дыхательные ферменты под действием гумата калия в начальные фазы развития репродуктивных органов пожнивной кукурузы. Причем корневые подкормки гуматом калия действуют на активность дыхательных ферментов более продолжительный период времени, чем внекорневые.
Влияние гумата калия на динамику сахаров
Проведенные исследования по изучению содержания сахаров в репродуктивных и вегетативных органах пожнивной кукурузы показали, что на начальных этапах органогенеза содержание сахаров в них было значительно ниже, чем в более поздний период развития (табл. 2).
| Органы растения | Контроль | Корневая подкормка N20, P20 | Фон + гумат калия 2 л/га | Фон + гумат калия 0,003% | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| *редуцир. | **инверт. | *редуцир. | **инверт. | *редуцир. | **инверт. | *редуцир. | **инверт. | |
| Фаза 9 листьев | ||||||||
| Метелка | 1,74 | 3,52 | 1,23 | 2,05 | 1,51 | 4,35 | - | - |
| Лист | 1,56 | 1,90 | 0,87 | 1,41 | 1,69 | 1,96 | - | - |
| Фаза 13 листьев | ||||||||
| Метелка | 1,13 | 2,37 | 0,64 | 2,30 | 0,92 | 2,37 | 0,95 | 2,30 |
| Початок | 1,41 | 3,01 | 1,41 | 2,50 | 1,41 | 3,78 | 1,41 | 3,33 |
| Лист | 1,09 | 2,01 | 1,65 | 2,40 | 2,06 | 2,50 | 1,92 | 2,69 |
| Фаза выметывания метелки | ||||||||
| Метелка | 2,83 | 6,53 | 2,72 | 4,64 | 3,49 | 6,79 | 3,15 | 7,11 |
| Початок | 1,25 | 5,25 | 1,29 | 6,41 | 1,43 | 6,79 | 1,54 | 6,66 |
| Лист | 1,93 | 3,48 | 1,98 | 5,25 | 2,32 | 5,25 | 1,98 | 5,25 |
Примечание: *редуцирующие сахара, **инвертированные сахара.
Максимальное количество сахаров в метелке, початке и листьях пожнивной кукурузы наблюдалось в фазе выметывания метелки. Следует отметить положительное влияние гумата калия на синтез сахаров. На вариантах, где при подкормке применяли гумат калия, растения пожнивной кукурузы содержали больше сахаров, чем на контроле.
Изменение форм фосфора у растений пожнивной кукурузы под влиянием гумата калия
Проведенные исследования показали, что содержание фосфора в вегетативных и репродуктивных органах пожнивной кукурузы неодинаково и в процессе ее онтогенеза изменяется. Больше всего фосфора содержится в початке. В начале и в конце развития метелки содержание фосфора находится примерно на одинаковом уровне. В листьях же содержание фосфора в процессе онтогенеза резко колеблется. Наибольшее количество этого элемента в листьях находится в более напряженные периоды развития репродуктивных органов, таких, как дифференциация метелки и ее выметывание.
Гумат калия влияет на распределение фосфора в органах растений, резко увеличивая его содержание в метелке пожнивной кукурузы непосредственно после проведения подкормки. Под действием гумата калия на начальных этапах развития в фазе 9 листочков в метелке отмечалось некоторое снижение белкового фосфора, что привело к задержке роста метелки. Одновременно с этим в метелке и листьях резко возросло содержание кислоторастворимого фосфора, что свидетельствует о высокой энергетической активности проходящих в растении биохимических процессов.
В период усиленного роста метелки и початка под влиянием гумата калия значительно повысилось содержание в них белкового фосфора. В листьях в начальный период органогенеза под влиянием гумата калия увеличивается содержание органического фосфора, растворимого в трихлоруксусной кислоте, которая принимает непосредственное участие в энергетических процессах.
Таким образом, под влиянием гуминовой и фульвовой кислоты в растениях пожнивной кукурузы увеличивается количество сахаров, важных в биохимических превращениях форм органического и неорганического фосфора, растворимого в трихлоруксусной кислоте, повышается активность дыхательных ферментов, что приводит к повышению энергетического потенциала растительного организма. Это положительно сказалось на ходе формирования репродуктивных и вегетативных органов пожнивной кукурузы, а в конечном итоге на продуктивности растений, то есть на повышении урожая.