Урожай и качество зерна яровой пшеницы (часть 2)
Проведенные исследования показали, что только при относительно оптимальном соотношении во внешней среде основных элементов питания наблюдается сравнительно высокий уровень углеводно-белкового и фосфорного обмена в растении. При изучении последнего мы также проследили за изменениями содержания нуклеиновых кислот, значение которых в процессах обмена веществ в растительном организме исключительно велико (Энгельгард, 1959; Chargaff, 1950, 1955; Brachet, 1951, 1958). Достаточно сказать, что процесс синтеза белков протекает при непосредственном участии нуклеиновых кислот, в частности растворимой РНК.
Нуклеиновые кислоты принимают активное участие в важнейших функциях организма и поэтому находятся в центре внимания биологов самых различных специальностей (Туркова, Жданов, 1958; Белозерский, 1959; Конорев, 1959).
Мы определяли содержание нуклеиновых кислот методом Oгypa и Розена. Данные по нуклеиновому обмену приведены в таблице 73.
Анализ содержания нуклеиновых кислот в листьях яровой пшеницы показал, что количество их сильно варьирует в зависимости от возраста листа. В молодых жизнедеятельных листьях нуклеиновых кислот больше, чем в более старых. Так, четвертый лист снизу в возрасте восемнадцати дней (6 июня) содержал нуклеиновых кислот примерно в три раза меньше, чем в возрасте четырех дней (22 мая). Падение содержания нуклеиновых кислот происходило в результате уменьшения количества РНК и ДНК.
На содержание нуклеиновых кислот особенно большое воздействие оказывает азот. При увеличении в питательной среде дозы азота повышается содержание РНК и ДНК. (табл. 73, варианты 1, 2, 3), в то время как от повышения дозы фосфора увеличивается только в основном содержание РНК, а количество ДНК резко падает (варианты 2 и 4). Увеличение дозы калия в питательной среде на относительно низком уровне фосфорного питания (варианты 2 и 5) способствует повышению содержания РНК и снижению ДНК, а при повышенном уровне фосфорного питания (варианты 4 и 6) — повышению содержания РНК и ДНК.
Вариант 7 имел наиболее благоприятное для питания пшеницы соотношение между азотом и фосфором. В связи с этим интенсивнее шли рост и развитие растений. Любопытно отметить, что сумма нуклеиновых кислот, особенно в седьмом листе, находилась в коррелятивной зависимости от величины урожая. В вариантах, где обнаружено большое содержание нуклеиновых кислот в листьях, был выше и урожай зерна пшеницы (табл. 73, варианты 3, 6, 7).
Такие изменения в обмене веществ в листьях пшеницы, вызванные различными условиями питания, сопровождались изменениями величины урожая и его качества. Яровая пшеница сильнее всего реагировала на внесение азотных удобрений, увеличение дозы которых повышало урожай. Происходило это главным образом в результате повышения массы зерна.
Действие фосфорных удобрений на урожай пшеницы полностью зависело от обеспеченности растений азотом. Так, на фоне 0,75 г N увеличение дозы фосфора дало прибавку урожая зерна 1,9 г (варианты 2 и 4), а на фоне 1,25 г N прибавка составляла 2,7 г (варианты 3 и 7).
Увеличение в питательной среде дозы калия также оказало положительное влияние на урожай зерна, но меньше, чем увеличение дозы азота или фосфора. Влияние уровней минерального питания, особенно азота, определяло величину урожая в основном за счет повышения массы зерна.
Условия питания сильно влияли не только на урожай, но и на его качество. В данном опыте уровень азотного питания оказал самое большое влияние на содержаний белковых фракций в зерне, наряду с общим увеличением белка в зерне сильно повышалось содержание клейковинных белков.
При оценке качества зерна пшеницы нельзя руководствоваться только общим содержанием белка, при этом необходимо учитывать и качественный его состав (Кретович, 1958). В настоящее время установлено, что хлебопекарные свойства пшениц в основном зависят от форм белков, входящих в состав клейковины (Щукина, 1962, Козьмина, Кретович, 1950; Княгинечев, 1951). Увеличение содержания клейковины и общего белка в зерне пшеницы, как показывают данные таблицы 74, зависит в основном от доз азотных удобрений: чем выше доза азотных удобрений, тем больше содержится в зерне общего белка и клейковины (варианты 3 и 7). В то же время при одностороннем увеличении в питательной среде количества фосфора на фоне азота N0,75 процент общего белка и клейковины сильно снижается. Это подтверждают данные, приведенные в таблице 75, в которой показаны варианты опыта с возрастающими дозами фосфора на фоне N0,75 на сосуд.
Действие минеральных удобрений на содержание отдельных фракций белков в зерне яровой пшеницы показано в таблице 76.
Определение белковых фракций в зерне яровой пшеницы мы проводили по методу А.И. Ермакова и др. (1952). Увеличение в питательной среде дозы азота с 0,75 до 1,25 г на сосуд (табл. 76, варианты 1 и 2) резко повысило содержание глютенинов и несколько в меньшей степени альбуминов и глобулинов; содержание глиадинов заметно снизилось, в связи с чем отношение крахмала к глиадину возросло. Увеличилось отношение крахмала к глиадину и при увеличении дозы фосфора (варианты 1 и 3), но при этом сильно уменьшилось содержание в зерне всех фракций белков, вследствие чего в этом варианте общее количество белка и клейковины было самым низким.
При повышении дозы калия (варианты 1 и 4) увеличилось содержание альбуминов и глютенинов, а количество глобулинов и глиадинов уменьшилось. Отношение крахмала к глиадину резко возросло.
