CC BY
11УДК 631.4
ВЛИЯНИЕ ПИТАТЕЛЬНОГО И ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ХЛОПЧАТНИКА
Ж.Я. Батькаев, М.Т. Шотаева
Университет «Сырдария», ЮКО, 160500, г. Жетысай,ул. Ауэзова, 12 В результате проведенных исследований установлено, что условия минерального питания и водного режима почвы влияли на фракционный состав воды в листьях хлопчатника, концентрацию клеточного сока, площадь листовой поверхности, накопление сухой массы и интенсивность фотосинтеза листьев хлопчатника
ВВЕДЕНИЕ водит к увеличению продуктивности рас-
Почвы Голодной степи слабо обеспе- тений и показателей чистой ассимиля-
чены гумусом и азотом, подвержены быстрой минерализации органических остатков, благодаря интенсивной деятельности почвенных микроорганизмов характеризуются слабой оструктурен-ностью и подвержены вторичному засолению.
Исследованиями Белоусова М.А. [1] установлено, что азотные и фосфорные удобрения оказывают положительное вли-яние на обводненность тканей растений. Причем, при повышении концентрации питательного раствора до 1,5 нормы получено заметное сокращение расхода воды на синтез органического вещества и коэффицент транспирации, повышение минеральных соединений и количества связанной воды.
Петинов Н.С. [2] указывает, что ткани листьев хлопчатника при минимальной водообеспеченности удерживали воду с большей силой, чем растения обеспеченные влагой. При недостатке влаги в почве в растениях увеличивается содержание свободных аминых и карбоксильных групп способных к ионизации, что увеличивает количество связанной белком воды.
Автор, проводя работу по учету продуктивности листьев и зависимости от условий выращивания растений, установил вполне определенные и четкие зависимости говорящие о том, что улучшение условий водоснабжения и питания при-
ции, повышению урожайности селькохо-зяйственных растений.
Максимов Н.А. [3] в вопросах водного режима растений большое значение придает концентрации клеточного сока листьев, которая определяет поступление воды в клетку и ее способность удерживать влагу. При повышении концентрации клеточного сока выше определенного предела задерживаются синтетические процессы как транспирация, фотосинтез, рост и величина урожая.
Рыжов С. Н., Агапова М.И. [4] отмечают, что в условиях орошаемого земледелия Средней Азии внесение высоких доз минеральных удобрений повышает концентрацию клеточного сока листьев. Засоление почвы также способствует повышению концентрации клеточного сока. С увеличением влажности почвы до определенных пределов при благоприятном питании улучшается водный баланс растений, повышается степень насыщенности клеток водой и общее содержание воды в листьях, снижаются величины сосущей силы и концентрация клеточного сока листьев.
Подробное изложение понятия о фотосинтетической деятельности растений и ее значении дано в работах Ничи-поровича А.А [5]. Он отмечает, что чистая продуктивность фотосинтеза является мобильной величиной и сильно зависит от внешних факторов, фаз самого растения.
К числу факторов влияющих на фотосинтез относятся: температура окружающей среды, условия освещения, водо-беспеченность, минеральное питание и др. Исходя из разработанной теории получения высоких урожаев, Ничипорович А.А. обращает внимание на необходимость разработки гармоничных условий как удобрение, водный режим и другие, которые бы повышали урожай, не нарушая нормальных и выгодных соотношений между ростом и размерами вегетативных и репродуктивных органов.
Автор указывает, что для развития растений по оптимальным нормам помимо воды растения необходимо обеспечить в течение всего периода достаточным количеством азота и зольных элементов в соответствии с их потребностями.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ Изучение влияние минерального питания и водного режима в полях севооборота проводились в полевых опытах научно - исследовательского института хлопководства (пос. Атакент).
Почва опытного участка средне - суглинистая по механическому составу. Содержание гумуса в среднем 0,6 - 0,8 %, общего азота - 0,06 - 0,07 %, валового фосфора - 0,14 - 0,17 % к массе почвы. Грунтовые воды среднеминерализованные -4 - 6 г / литр залегают на глубине 2,5 - 3,5 м от дневной поверхности.
Таблица 1 - Фракционный состав воды в л тельного и водного режима, % :
Методика исследований:
1. Динамика влажности растений термостатно - весовым методом с сушкой до оптимального веса.
2. Освещенность хлопкового поля в междурядиях определялось в 13 часов до и после поливов.
3. Содержание общей и свободной воды в листьях определялись по Марин-чику А.Ф. (1957).
4. Определение концентрации клеточного сока в листьях хлопчатника про-водими рефрактическим способом.
5. Накопление органической массы растений путем взвешивания сырой и воздушно - сухой массы.
6. Размер площади листовой поверхности растений устанавливали по методу Бегешева А.А. (1953).
7. Интенсивность фотосинтеза листьев хлопчатника определяли методом половинок.
8. Фенологические учеты и наблюдения за ростом и развитием хлопчатника проводили по методике Союз НИХИ (1968).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В полевом опыте содержание связанной и свободной воды в листьях хлопчатника определяли до и после проведения вегетационных поливов на вариантах с разным уровнем азотно- фосфорного питания. (таблица 1).
Приведенные в таблице 1 данные показывают , что по фону полива по влаж-стьях хлопчатника в зависимости от пита-сырой массе
Фон по поливу, %ПВ Варианты Среднее за вегетацию
перед поливом после полива
N P свободная связанная свободная связанная
60-60 0 0 23,6 44,8 33,5 40,7
100 0 24,5 44,5 35,0 41,4
100 100 27,8 45,9 35,9 41,9
200 100 27,0 46,3 37,3 41,6
70-70 0 0 25,0 44,9 35,0 40,1
100 0 26,1 44,9 35,8 41,9
100 100 29,7 44,5 38,8 41,3
200 100 29,4 44,6 38,7 41,4
Примечание: ПВ - Полевая влагоемкость в слое 0-70 см.
ности 70-70 % ПВ во всех случаях количество свободной воды в тканях листьев хлопчатника было больше, чем при поливе по влажности 60-60 % ПВ. Количество связанной воды, в отличие от свободной, по фону полива 70-70 % ПВ имеет тенденцию к снижению в сравнении с поливом 60-60 % ПВ.
Содержание свободной воды в листьях перед поливом, примерно на 1/ или % меньше, чем после полива. В то же время фракция связанной воды, во всех случаях после полива снижается. Это, видимо, связано с коллоидно химическими изменениями протоплазмы, когда при недостатке влаги происходит снижение обмена веществ, интенсивность дыхания и повышение водоудерживающей способности листьев.
Такое явление отмечалось в исследованиях Петинова Н.С. [2]/ Автор указывает, что ткани листьев хлопчатника выращенного при минимальной водообеспе-ченности (40 % ПВ) удерживали воду с большей силой, чем растения контрольного (60-60 % ПВ) варианта опыта. Из данных таблицы 1 также видно, что внесен-ние минеральных удобрений способствовало большей оводненности тканей листа.
Минеральные удобрения четко сказались на повышение свободной воды. Так , по фону по влажности 60-60 % ПВ, в среднем за 2 года перед поливом количество свободной воды на контрольном варианте было -23,6 %, а в растениях удобряемых от 24,5 до 27,8 % к сырой массе. После поливов свободной воды было на контроле - 33,5, а в растениях удобряемых от 35,0 до 37,3 % к сырой массе. По фону полива 70-70 % ПВ соответственно на контроле перед поливом-25,0 %, а в удобряемых растениях - 26,1-29,7 %. После поливов на контроле - 35,0 % против 35,8-38,8 % на удобряемых растениях. При этом в удобряемых вариантах фракции связанной воды мало отличается от контроля как перед поливом , так и после полива.
Таким образом, внесение минеральных удобрений и повышение поливного режима способствовали увеличению оводненности тканей листа хлопчатника, в основном, за счет свободной воды. Это должно способствовать усилению физиологических процессов в растениях, лучшему росту и накоплению органической массы.
Концентрация клеточного сока в лис-тьяххлопчатника приводится в таблице 2.
Фон по поливу, %ПВ Варианты Фаза 50 % цветения Фаза 50 % созревания
перед поливом после полива перед поливом после полива
N Р
60-60 0 0 11,2 10,8 12,6 11,8
100 0 11,6 10,8 12,8 12,1
100 100 11,8 10,9 12,9 12,2
200 100 12,2 11,4 12,8 12,6
70-70 0 0 11,2 10,0 12,5 11,9
100 0 10,6 10,5 12,8 12,2
100 100 11,6 10,5 12,8 11,9
200 100 11,7 10,8 12,9 11,9
Примечание: П оказател и средние за 2010-2011 гг.
Таблица 2 - Концентрация клеточного сока в листьях хлопчатника в зависимости от питательного и водного режимов, (%)
Из данных таблица 2 видно, что концентрация клеточного сока по всем вариантам после поливов снижается в сравнении с дополивным периодом. В большинстве случаев концентрация клеточного сока при поливе 70-70 % ПВ ниже, чем при поливе по влажности 60-60 % ПВ. Следует отметить, что концентрация кле-
Таблица 3 - Площадь листовой повер: тельного и водного режимов
точного сока между удобренными и контрольными растениями менялась незначительно. Видимо, при достаточном поступлении питательных элементов в удобряемых растениях соответственно увеличивается и поступление воды, что сдерживает повышение концентрации клеточного сока в удобряемых растениях (таблица 3).
сти хлопчатника в зависимости от пита-
Фон по поливу, % ПВ Варианты Площадь листьев , дм 2 на 1 растение
N Р бутанизация 50 % цветение 50 % созревание 50%
60-60 0 0 4,4 15,9 22,9
100 0 5,5 23,1 33,6
100 100 7,5 30,7 45,3
200 100 7,8 35,0 55,3
70 - 70 0 0 5,5 23,0 33,7
100 0 5,7 23,2 38,8
100 100 6,2 34,2 54,6
200 100 6,4 36,2 59,1
Примечание: Показатели средние з а 2010-2011 гг.
Наши исследования показали увеличение листовой поверхности от фазы бутанизации к цветению и далее к созре-ванию.Влияние минеральных удобрений и поливного режима на листовую поверхность особенно четко проявляется в фазы цветения и созревания. Минеральные удобрения и водный режим заметно сказались и на накоплении органической массы хлопчатника.
В фазу бутонизации масса одного растения на контроле при поливе 60-60 % ПВ составила - 6,9 г, на удобряемых вариантах в пределах -8,4-9,2 г. При поливе по влажности 70-70 % ПВ эти показатели составили соответственно - 7,3 г и 9,210,5 г. В фазу цветения масса одного растения при поливе 60-60 % ПВ на контроле была равна -26,7 г, а на удобряемых вариантах от 34,7 до 43,4 г. При поливе 70-70 % ПВ на контроле масса одного растения составила - 31,2 г, на удобряемых вариантах - 40,8 - 48,2 г. В фазу созрева-
ния при поливе 60-60 % ПВ на контроле одно растение весило -60,7 г, на удобряемых вариантах -78,3-96,9 г. При поливе по влажности 70-70 % ПВ соответственно -77,7 г и 82,7-105,2 г
Наши наблюдения за интенсивностью фотосинтеза листьев хлопчатника в 2011-2012 годы до поливов и после проведения поливов выявили положительную роль минеральных удобрений и повышенного поливного режима (70-70 % ПВ)
На фоне поливов по влажности почвы 60-60 % ПВ до поливов, в среднем, ассимиляция СО2 составила на контрольном варианте -15,8 мг/дм2 за 1 час, после поливов -17,9 мг /дм2. На удобряемых вариантах до полива показатели повысились до 16,3-18,5 г/дм2 СО2 , после поливов на контроле ассимиляция СО составила на контроле -17,9 г/дм2, на удобряемых растениях от 20,3 до 24,3 мг/дм2 СО2. На втором поливном фоне (70-70 % ПВ) на кон-
трольном варианте интенсивность фотосинтеза составила до поливов -16,1 мг/дм2 СО2 на удобраемых вариантах выше - 17,7 - 18,6 мг/дм2. После поливов эти показатели повысились на контроле до -19,1 мг/дм2, на удобряемых вариантах от 21,1 до 26,3 мг/дм2 СО за 1 час.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Подводя итоги наблюдений за физиологическими изменениями показате-
лей можно констатировать о положительной роли удобрений, особенно дозы 200 кг /га азота и 100 кг /га фосфора (вариант 4), а также проведение поливов по влажности почвы
70-70 % ПВ в сравнении с поливом по влажности почвы 60-60 % ПВ в корнео-битаемом 70 см слое почвы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белоусов МА. «Физиологические основы корневого питания хлопчатника» , Изд-во «Узбекистан». Ташкент. 1964.
2. Петинов Н.С. «Система питания» // Биологические основы земледелия. Изд-во АНССР.М.: 1957.
3. Максимов Н.А. «Физиологические основы засухоустойчивости растений». Изд-во «Сельхозгиз». М.: 1931.
4. Рыжов С.Н., Агапова М.И. «Зависимость урожайности хлопчатника от концентрации почвенного раствора // «Хлопководство». №11. М.: 1961.
5. Нечипорович А.А. «Фотосинтез и вопросы продуктивности растений». Изд-во АН СССР. М.: 1967.
ТУЙ1Н
Б1здщ гылыми зерттеу жумысыньщ нэтижеа бойынша топырацтыц минералдьщ к;оректе-Hyi мен су режиму жасуша шырыньщ концентрациясына, жапырак;тьщ жогаргы ауданына, мацта жапырагыныц к^ргак; массасынын, жинак;талуына жэне фотосинтез к;арк;ындылырына эсер!зерттелд1
RESUME
As a result of researches it is established that conditions of a mineral nutrition and a water regime of soil influenced on fractional composition of water in cotton leaves, concentration of cellular sap, the area of a leaves surface, accumulation of dry weight and intensity of photosynthesis of leaves of a cotton plant.
