Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Известно, что при фотосинтезе и минеральном питании растений, этих двух взаимосвязанных автотрофных процессах, происходят поглощение и ассимиляция органогенов С, О, Н, N, Р, S и других элементов (металлов и неметаллов) и синтез углеводов, белков, липидов и веществ вторичного происхождения (органические кислоты, гликозиды, фенольные соединения, алкалоиды, каучук и др.), т, е. синтез органических веществ. Установленные закономерности и корреляционные зависимости между световым и углеродным питанием (фотосинтез), транспирацией, дыханием, минеральным питанием и урожайностью составляют основу теории объединения воздушного и минерального питания растений как интегрального процесса. Поэтому для протекания в растениях эффективного продукционного процесса необходимы следующие условия:
оптимальный уровень обеспеченности растения всеми необходимыми элементами питания;
оптимальное соотношение элементов минерального питания в почве или в искусственном субстрате в течение вегетации;
высокий уровень энергетического обеспечения (световое питание);
оптимальное соотношение фотосинтеза и дыхания;
. сохранение относительного постоянства обводненности листьев — гомеостаз.
Эти составляющие продукционного процесса могут быть выражены уравнением
где К — коэффициент водообеспеченности; W—количество воды, доступной для транспирации; Л — скрытая теплота испарения, Дж (2450 Дж на 1 г воды при 20 °С); Ей—лучистая энергия, поглощенная растением, Дж.
При достаточно высоком обеспечении растений минеральным питанием, и особенно азотом, коэффициент будет близким к 1, а КПД фотосинтеза равен 4—5% (А. А, Ничипорович).
Расчет доз удобрений может быть произведен по балансовой схеме по формуле, предложенной И. С. Шатиловым и М. К. Каю-мовым:
100В—пки
Д- КуСу
где Д — доза удобрения, кг/га; В— вынос элемента минерального питания с урожаем, кг/га; П—содержание доступной формы питательного вещества в почве, кг/га; Су — содержание питательного вещества в удобрении, %; Кп — коэффициент использования питательного вещества из почвы, %; Ку — коэффициент - использования питательного вещества из удобрения, %.
Теория интегрирования питания растений должна служить основой при разработке и реализации интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.
О ГЕНЕТИКЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
Физиолого-биохимические исследования усвоения элементов питания растениями привели к необходимости изучения генетики минерального питания. Этому вопросу был посвящен ряд симпозиумов и конференций (СССР, 1968; Югославия, 1983, 1985; США, 1985). Результаты исследований свидетельствуют, что на основе знаний генетической специфики минерального питания сортов сельскохозяйственных растений можно существенно повысить эффективность действия удобрений и окупаемость их урожаем, Показано, что не столько размеры корневых систем, сколько прежде всего их генетически обусловленная поглотительная и синтетическая активность, скорость оттока ассими-лятов и отзывчивость сортов на заданный уровень NPK обеспечивают высокие коэффициенты поглощения элементов минерального питания и их ассимиляцию. При испытании реакции ряда сортов яровой пшеницы, ячменя, гороха, сои, гречихи и картофеля на NPK установлено (Э. JI. Климашевский, 1988), что в среднем за 5—8 лет так называемые агротехнически перспективные сорта (АПС) обеспечивали прибавку урожая на 97% (зерновые — на 14,4 ц/га, картофель — на *127 ц/га), тогда как агротехнически неперспективные (АНПС) —только на 22% (соответственно 5 и 46 ц/га). В первом случае коэффициент использования NPK был в 2 раза больше, а затраты на' производство 1 ц дополнительной продукции АПС всех культур составили 1,4, АНПС — 4,2 руб. При этом АПС имеют более
стабильную продуктивность в разные по погодным условиям годы. Было также выявлено, что растения озимой пшеницы сорта Харьковская 83 очень чувствительны к недостатку азота и фосфора, а растения сортов Мироновская 808 и Краснодарская 39 — только к фосфору. Таким образом, разработка интен» 'сивных, энергосберегающих технологий в растениеводстве я правильное построение систем удобрения невозможны без учета генетико-физиологической специфики поглощения и усвоения ионов растениями. Поэтому наряду с фнзиолого-биохимическк-ми аспектами минерального питания растений необходимо изучение их генетически обусловленных физиологических свойств, обеспечивающих высокую степень поглощения и метаболизма но иов.
Ставится также задача разработать физиолого-генетические модели для создания агротехнически перспективных сортов с •определенными параметрами корневого питания, с такими индексами, как ионообменная емкость и фонд активных генов корневой системы, активность ферментов (например, нитрат-редуктазы, фосфатазы и др.) и индексы системы источник — акцептор ассимйлятов и др.
Вопросы для самоконтроля
К Каков механизм поглощения элементов корневого питания?
2. При какой реакции среды преобладает катионный, а при какой анионный обмен?
