Урожай и качество зерна яровой пшеницы (часть 5)
Наши исследования с различными сортами озимых и яровых пшениц также показали, что под воздействием повышенного азотного питания у некоторых сортов пшеницы сильно развивалась вегетативная масса, но снижались урожай и белковость зерна. В опытах Г.И. Скоробогатова (1936) в Омске некоторые сорта яровой пшеницы по-разному отзывались на азотно-фосфорное удобрение: у Цезиум 111 урожай зерна увеличивался больше при внесении фосфорных удобрений, чем азотных, а у Мильтурум 321, наоборот, урожай больше повышался от азотных удобрений. В своих опытах мы установили, что различное отношение сортов пшениц к удобрениям связано с особенностями биохимических процессов, происходящих у различных сортов пшениц в отдельные фазы развития растения. Сорта по их реакции на удобрения в основном распределяются по тем же селекционным группам, которые выделяют селекционеры. Это скороспелые, среднеспелые и позднеспелые сорта. Как известно, у позднеспелых сортов пшениц под влиянием азотных удобрений сильно развивается вегетативная масса и значительно удлиняется вегетационный период. Листья этих пшениц при внесении азотных удобрений более продолжительное время находятся в относительно молодом состоянии, вследствие чего у таких растений преобладают синтетические процессы над гидролитическими даже в тот период, когда для лучшего питания колоса у них должны были бы преобладать гидролитические процессы. Поэтому для позднеспелых сортов пшениц небольшое преобладание фосфорных удобрений над азотными или равное их количество наиболее благоприятно как для увеличения массы зерна, так и для улучшения его качества. Скороспелые же сорта характеризуются более сжатыми сроками прохождения ростовых процессов, и поэтому для них относительное (по сравнению с позднеспелыми сортами) преобладание азота над фосфором оказывает лучшее действие как на урожай зерна, так и на его качество. Указанное отношение поздне- и раннеспелых сортов к азоту и фосфору объясняется различной ролью отдельных элементов питания в растительном организме.
Повышенное азотное питание, особенно до периода колошения, ведет к усилению синтетических процессов и увеличению органической массы. Растение длительнее находится в относительно молодом работоспособном состоянии, и все его органы более продолжительное время увеличивают свою массу. Фосфорные удобрения действуют иначе. Они сокращают фазы прохождения роста, и растения под их влиянием быстрее созревают. Это сопровождается потерей воды в организме, вследствие чего усиливаются гидролитические процессы.
В задачу наших исследований входило выявление различия в характере развития разных сортов и течении биохимических процессов в их организме. В частности, необходимо было установить, как складывается белковый и углеводный обмен в листьях разных сортов в течение вегетации, и, следовательно, при каких условиях идет формирование зерна при различном уровне минерального питания.
Известно, что в большинстве случаев созревание растений идет снизу вверх, что одревеснение проводящей системы происходит снизу стебля еще до того, как зерно нальется. Отсюда ясно значение листьев, особенно верхних, в период формирования зерна. Приток питательных веществ в колос, в частности азота, происходит в этот период в основном уже не из почвы, а главным образом из листьев. Ранее синтезированный азот в форме сложных — структурных и ферментных — белков в связи со старением растительного организма распадается до аминокислот и отдельных их фрагментов, которые поступают в зерновки и там синтезируются в запасные — простые белки. Чем больше к этому времени растения успевают накопить белковых веществ в своих органах, тем лучше сложатся условия питания колоса, конечно, если к этому времени в листьях будут преобладать гидролитические процессы над синтетическими.
Рассмотрим биохимические процессы в листьях, которые наиболее характерны для данного растения. В наших исследованиях были использованы некоторые варианты полевого опыта, заложенного на ЦОС ВИУА. Агрохимическая характеристика почвы: pH солевой вытяжки 5,2; содержание Р2О5, по Кирсанову, 7 мг на 100 г почвы; К2О, по Пейве, 6 мг на 100 г почвы. Для исследования были взяты два сорта яровых пшениц, резко отличающихся между собой: Мелянопус 69 — среднеспелый сорт твердой пшеницы и Лютесценс 62 — скороспелый сорт мягкой пшеницы. Опыт проводился в четырехкратной повторности при размере делянок 90 м2. Растительные пробы брали три раза за лето в 9 ч утра. Среднюю пробу составляли из 300—350 растений, взятых из разных мест делянок. Листья дифференцировали по ярусам и фиксировали. С сортом Мелянопус 69 был поставлен еще один опыт на обыкновенном черноземе в Куйбышевской области в совхозе «Красное озеро» по той же схеме, что и на ЦОС ВИУА. Результаты этих опытов приведены в таблице 84.
Увеличение дозы азота с 60 до 120 кг на 1 га повышало урожай зерна сорта Лютесценс 62 и улучшало его качество. В то же время сорт Мелянопус 69 реагировал на увеличение дозы азота снижением урожая зерна и увеличением соломистости. Это имело место в условиях как Московской, так и Куйбышевской области. Использование азота для формирования зерна у разных сортов было неодинаковым, очевидно, из-за различий в процессах обмена веществ, происходящих в листьях в отдельные фазы жизни растений, и особенно в период налива зерна. Работу листа различных сортов можно наиболее полно охарактеризовать, используя метод вакуум-инфильтрации (Курсанов, 1938), который дает представление о синтетической способности листа в отдельные периоды роста и развития растений. В листья, взятые с растений полевых опытов на ЦОС ВИУА в период налива зерна, вводили аминокислоты, приготовленные из яичного альбумина. Результаты опыта приведены в таблице 85.
Высокая синтетическая способность листьев во время налива, характеризуемая процентом белкового азота, синтезированного из аминокислот, отрицательно сказалась на содержании общего азота в зерне, так как азот, который должен был поступать в колос, оставался в листьях. Чтобы повысить качество зерна, необходимо уменьшить способность листа синтезировать сложные белковые вещества ко времени налива зерна. Другими словами, сделать лист к этому времени относительно более старым для того, чтобы все процессы, связанные с образованием органической массы и накоплением питательных веществ в листьях, были закончены. Достичь этого можно правильным соотношением вносимых в почву удобрений, главным образом азотных и фосфорных. Относительно пониженная влажность почвы и повышенная температура воздуха в период налива зерна также способствуют усилению гидролитических процессов в листьях, а в связи с этим ускорению оттока в колос пластических веществ.
