Формы азотного питания и обмен веществ у растений (часть 3)
Хотя регулирование поступления питательных веществ в растения для выращивания заранее заданных уровней урожая с полноценной (по качеству) продукцией и является одной из важнейших задач физиологии питания растений, однако оно в большинстве случаев до сих пор почти не используется. Общие рассуждения о том, что условия питания оказывают решающее воздействие на протекающие в растениях ферментативные процессы, рост, развитие, продуктивность и качество урожая сельскохозяйственных культур, как правило, освещаются только в литературе. А между тем, принимая во внимание, что наука в нашей стране, согласно Программе партии, становится производительной силой, эти положения должны быть широко проверены и внедрены в практику.
В отделе питания Института физиологии растений АН УССР нами совместно с И.А. Гаввой изучен белковый обмен озимой пшеницы и кукурузы — основных продовольственных и кормовых культур. Для озимой пшеницы важно повысить белковость зерна, а для кукурузы — заменить углеводный тип обмена веществ углеводно-белковым, улучшив белок ее зерна за счет альбуминов и глобулинов, содержащих лизин, триптофан и метионин — незаменимые для животных и человека аминокислоты.
Недостаточное количество альбуминов и глобулинов при избытке мало-переваримой фракции белка зерна, не содержащей или почти не содержащей незаменимых аминокислот,— это основное, что снижает кормовую ценность кукурузы. В большинстве случаев при повышении общей белковости кукурузы количество зерна также повышалось. Однако многочисленные попытки снизить его процент до сих пор не увенчались успехом.
Объяснить эту неудачу, по всей вероятности, можно тем, что физиологическое значение спирторастворимых белков в жизнедеятельности кукурузы еще мало изучено. Уровень питания, определяющийся естественным плодородием почв и внесением удобрений, также мало изучен. Отсюда возникла необходимость изучить различные условия питания, воздействуя разными дозами, формами и соотношениями элементов питания и удобрения, в частности азотных, на повышение урожая и качества зерна озимой пшеницы и кукурузы на примере пшеницы Белоцерковская 198 и кукурузы гибрид Буковинский 3 и сорт Одесская 10. В течение 1960—1964 гг. изучение влияния условий питания на белковость зерна проводили в условиях вегетационных и полевых опытов с пшеницей и кукурузой.
Полевые опыты проводили на черноземно-луговой оподзоленной почве научно-экспериментальной базы Института физиологии растений АН УССР, на оподзоленных черноземах Выставки достижений народного хозяйства УССР в окрестностях Киева, на дерново-подзолистых почвах в совхозе «Мичуринский» Киево-Святошинского района Киевской области и на выщелоченных черноземах в колхозе им. XXII съезда КПСС Борщевского района Тернопольской области.
В полевых опытах изучали влияние различных доз и соотношений азота, фосфора и калия в сочетании с марганцем и цинком, а также с внесенным азотом в корневых и внекорневых подкормках на продуктивность и качество сельскохозяйственной продукции.
Вегетационные опыты проводили в 10—12-кратной, а полевые — в 4-кратной повторности (с величиной учетной делянки 100 м2). Для корневых и внекорневых подкормок применяли сульфат и нитрат аммония и карбамид в сочетании с сернокислым марганцем или сернокислым цинком. Как основные удобрения применяли гранулированный суперфосфат, хлористый калий, аммиачную селитру, мочевину и марганизированную либо цинковую нитрофоски. Оказалось, что дозы и соотношения элементов питания в минеральных удобрениях имеют решающее значение для формирования зерна, урожая и качества кукурузы.
Содержание сырого протеина в зерне кукурузы в зависимости от уровня питания растений, особенно азотом, резко изменялось (табл. 9). (Полевой опыт проведен в колхозе им. XXII съезда КПСС Борщевского района Тернопольской области). Весьма показательным оказалось соотношение элементов питания: внесение азота совместно с калием и фосфором на оподзоленных черноземах положительно влияло на увеличение содержания сырого протеина, а исключение азота снижало его на 21—23%.
Установлено, что в условиях полевых опытов лучшее соотношение азота, фосфора и калия для высокой продуктивности кукурузы на оподзоленных черноземах и на черноземно-луговых оподзоленных почвах — 1:1:1, а на серых оподзоленных почвах — 1,5:1:1 при дозах питательных веществ по 120 кг/га.
Урожай зерна кукурузы на оподзоленных черноземах в 1962 г. составил 88,7, а в 1963 г.— 62,8 ц/га при контроле 64,7 и 43,8 ц/га (точность опыта 2,4—3,0%). Содержание сырого протеина в зерне соответственно составило 12,18 и 11,80% при контроле 10,94 и 10,60%. В фазе молочно-восковой спелости содержание протеина в листьях кукурузы составляло 11,62—11,43% при контроле 7,25—7,10%.
В условиях научно-экспериментальной базы Института физиологии растений АН УССР на черноземно-луговых оподзоленных почвах внесение 30 кг/га азота в виде мочевины (карбамида) в корневую подкормку и 15 кг/га азота во внекорневую дало лучшие результаты, чем дробное распределение азота на три части с использованием внекорневых подкормок в фазах выбрасывания метелок, цветения и молочно-восковой спелости. Содержание протеина в зерне кукурузы и общий сбор его с 1 га были значительно выше при внесении азота с корневой подкормкой, чем путем опрыскивания при внекорневой (табл. 10). Большая часть азота в зерне кукурузы приходилась на долю белковых веществ (в %).
Внесение азота в период вегетации путем корневых и внекорневых подкормок заметно повышало содержание белка в зерне кукурузы. В частности, при дополнительном внесении азота к основному удобрению содержание общего и белкового азота повышалось, а содержание фракции зеина снижалось.
Таким образом, повышенный уровень азотного питания способствовал более интенсивному накоплению сырого протеина в зерне кукурузы и вместе с тем увеличению содержания более переваримой незеиновой фракции белка.
