В мировом земледелии горох занимает площадь посева, равную - 5,8 млн. га. Россия по площади посева гороха занимает второе место в мире - 450 тыс. га, первое - Китай – 800 тыс. га, в США его посевы занимают - 113 тыс. га. Горох успешно выращивают в разных почвенно-климатических зонах, благодаря относительно короткому вегетационному периоду, его выращивают как в северных районах, а так же на юге, западе и востоке нашей страны [4].
Семена бобовых растений являются важным источником биологически активных веществ витаминов В1, В2 и витамина РР(никотиновая кислота). горошке до Витамины группы В содержатся главным образом в оболочке, а жирорастворимые А, Д, и Е в зародышах. Зеленый горошек богат биологически активными вещества, такими, как холин (260 мг%), инозит (160 мг%), тиамин (0,50 мг%), пиридоксин (1 мг%), рибофлавин (0,10 мг%), фолиевая кислота (0,13 мг%), а аскорбиновая кислота (50 мг%), а также минеральными солями, содержащими железо, калий, кальций, фосфор .Большое количество витаминов и наличие щелочных солей в натуральных консервах из зеленого горошка позволяют считать их диетическими продуктами и применяют в лечебных целях для предупреждения авитаминозов [3, 8].
Зеленый горошек может быть использован круглый год: летом в свежем, а зимой в консервированном виде. По калорийности он в 1,5 - 2 раза превосходит другие овощи и картофель. Горох так же возделывается для получения зеленого корма, сена, силоса и витаминной муки. Гороховая солома хороший грубый корм для скот, так как в расчете на 1 корм. ед. горох содержит более 150 г переваримого протеина, в то время как кукуруза, ячмень, овес - соответственно 59, 70 и 83 [3, 8, 9].
Учитывая важное продовольственное и кормовое значение этой культуры, а также короткий вегетационный период, была поставлена цель изучить влияние некорневых подкормок на некоторые физиологические процесс и урожай сортов гороха с различным вегетационным периодом в засушливых условиях Астраханской области.
Методика исследований
Для проведения исследований были подобраны сорта с разным вегетационным периодом: Ранний мозговой – раннеспелый, Рамонский 77 – среднеспелый, Уладовский 208 – позднеспелый. Исследования проводились в Камызякском районе на почвах аллювиально луговые насыщенные засоленные в комплексе бурыми полупустынными легко суглинистыми, где содержание подвижных форм марганца и цинка не достаточное, содержание гумуса 1,8%, азота 58,8 мг/кг, Р205 80 мг/кг, К2О 84 мг/кг, рН 6,8. Осенью после предшественника проводилась зяблевая вспашка на глубину 25 -30 см,с внесением минеральных удобрений фосфорные 35 – 45 кг д.в./га, калийные 30 - 40 кг д.в./га, весной - выравнивание почвы металлическим брусом, сплошная культивация с боронованием. Перед посевом внесли азотные удобрения 15 – 20 кг д.в./га.
Опыты были заложены по методике полевого опыта В.А. Доспехова (1979) в четырех вариантах в двух повторностях с площадью делянок 6 м2 по схеме: 1 - контроль -опрыскивание дистиллированной водой, 2 - опрыскивание марганцем 0,03%, 3 - опрыскивание цинком 0,05%, 4 - опрыскивание смесью растворов солей марганца 0,03 и цинка 0,05%. Растворы готовили из сульфата цинка ZnSO4 и перманганата калия KMnO4. Нормы растворов готовили согласно литературным данным Гальстона и Школьника. Оптимальная доза для цинка - 0,05%, для марганца - 0,03%. Опрыскивание проводили согласно схеме опыта по фазам роста: в фазу 5-6 листьев, бутанизации, цветение и завязывания плодов. После каждого опрыскивания через 3-4 дня проводили физиологические наблюдения, транспирацию, фотосинтез, накопление хлорофилла, а морфологические наблюдения по окончанию фазы роста проводили измерения по росту и развития надземной массы (высота стебля, количество листьев, длина листовой пластинки, количество бутонов, количество и длина бобов, количество семян и структуру урожая). Урожай гороха по трем сортам рассчитывался согласно норме высева семян на 1га 0,7 млн.шт., из которого рассчитано количество растений на 1м2. на которых проводились исследования и расчет структуры урожая.
Все наблюдения проводились в двукратной повторности, физиологические наблюдения по фазам роста, транспирация, хлорофилл и интенсивность фотосинтеза по обще принятой методике в физиологии растений.
Результаты и обсуждения
Исследования показали, что некорневая подкормка солями микроэлементов марганца и цинка в период вегетации положительно влияла на рост и развитие растений гороха, улучшая физиологические процессы: транспирацию, фотосинтез и накопление хлорофилла, и морфологические показатели.
Таблица 1. Влияние некорневой подкормки микроэлементами марганцем и цинком на морфологические изменения в фазу 5-6 листьев и начало бутонизации
| Варианты опыта | Сорта | ||||||||
| Ранний мозговой | Рамонский 77 | Уладовский 208 | |||||||
| Морфологические признаки | |||||||||
| Высота, см. | Листьев, шт. | Бутонов, шт. | Высота, см. | Листьев, шт. | Бутонов, шт. | Высота, см. | Листьев, шт. | Бутонов, шт. | |
| Контроль | 22,0 | 6 | 2 | 20,0 | 4,0 | 5,0 | 25,1 | 6,0 | 5,0 |
| Марганец | 30,8 | 6,0 | 3,0 | 16,4 | 8,0 | 6,0 | 30 | 9,0 | 7,0 |
| Цинк | 25,6 | 6,0 | 4,0 | 15,2 | 7,0 | 6,0 | 28,5 | 10 | 7,0 |
| Марганец + Цинк | 32,0 | 10 | 5,5 | 17,5 | 8,1 | 7,0 | 35,2 | 10 | 8,5 |
Проведенная первая подкормка микроэлементами на ранней стадии развития в фазу 5-6 листьев и начало бутанизации, незначительно повлияла на рост и развитие растений, но по сортам наблюдались некоторые различия по высоте растений, количества листьев и бутонов (табл. 1).
В начальный период вегетации некорневая подкормка микроэлементами дала по сравнению с контролем у всех сортов повышение роста стебля, количество листьев и бутонов, но особых различий между элементами не отмечено, тогда как при совместном опрыскивание марганца и цинка эти показатели были выше, а по сортам наибольший прирост отмечался у сортов Ранний мозговой и Уладовский 208.
Период цветения и образование бобов самый ответственный период который приходится на 8-10 период органогенез, когда растениям необходимо наличие питательных веществ и влаги, от которых зависит формирование, рост бобов и количества семян в них. В этот период подкормка микроэлементами марганцем и цинком оказала положительное действие по всем вариантам опыта по сравнению с контролем, но по сортам наблюдались существенные различия. Высокая эффективность некорневой подкормки отмечена у сорта Уладовский 208 при совместной опрыскивании микроэлементами марганца и цинка. Высота растений составила 98,7 см., количество листьев 22,4 шт., количество бобов 34,5 шт., несколько ниже у сорта Ранний мозговой и наименьшее Рамонский 77. Отдельно каждый микроэлемент, дал прибавку по всем показателям (табл. 2), но цинк в сравнении с марганцем был несколько ниже как по высоте растений, так и по количеству листьев и бобов.
Таблица 2. Влияние некорневой подкормки микроэлементами марганцем и цинком на морфологические изменения в период цветения и нарастания бобов
| Варианты опыта | Сорта | ||||||||
| Ранний мозговой | Рамонский 77 | Уладовский 208 | |||||||
| Высота растений, см. | Количество листьев, шт. | Количество бобов. Шт. | Высота растений, шт. | Количество листьев, шт. | Количество бобов, шт. | Высота растений, см. | Количество листьев, шт. | Количество бобов, шт. | |
| Контроль | 58,0 | 10,3 | 4,0 | 29,4 | 5,5 | 0,0 | 60,8 | 11,5 | 8,0 |
| Цинк | 71,8 | 14,7 | 9,8 | 53,0 | 9,0 | 9,1 | 82,4 | 16,0 | 15,4 |
| Марганец | 83,1 | 16,0 | 10,5 | 65,2 | 13,0 | 13,4 | 95,1 | 18,0 | 29,9 |
| Марганец + Цинк | 88,3 | 21,0 | 18,7 | 71,0 | 14,6 | 19,0 | 98,7 | 22,4 | 34,5 |
Согласно исследований авторов [1, 6], эффективность некоторых микроэлементов отмечена на первом этапе роста, а других в период формирования генеративных и запасающих органов [8, 11], что подтверждается нашими исследованиями. Результаты исследований по сортам показали, что Ранний мозговой и Уладовский 208 имели более короткий период вегетации (цветение-образование бобов), чем Рамонский 77, у которого этот период попал под высокие температуры, и образовавшаяся завязь опадала.
В условиях засушливого климата при выращивании сельскохозяйственных культур важным фактором является обеспечение растений влагой. В период роста и развития фаз потребление влаги растениями меняется. На первом периоде посев-всходы расход влаги низкий, по мере того как растения переходят в период быстрого роста, отмечается интенсивное увеличение ежесуточного потребления влаги растениями с максимумом в фазы цветения и образования плодов, рост плодов и развитие семян [2, 4, 5]. Учитывая, что горох имеет короткий период вегетации и не выносит высоких температур, поэтому обеспечение влагой в ответственные фазы имеет большое значение.
Для нормального функционирования растений, особенно в период их цветения, нарастание бобов и формирование семян, необходима достаточная насыщенность клеток водой. Степень обеспеченности клеток водой обуславливается транспирацией [2, 5]. Транспирация способствует передвижению минеральных веществ в растении и снижает температуру растений. Данные расхода воды в фазу цветение и нарастание бобов по сортам, накопление хлорофилла и продуктивность видимого фотосинтеза, представлены в таблице 3.
Таблица 3. Влияние некорневой подкормки микроэлементами на физиологические процессы различных сортов гороха в фазу цветение- завязывание бобов
| Показа тели | Ранний мозговой | Рамонский 77 | Уладовский 208 | |||||||||
| Варианты | ||||||||||||
| Контроль | Марганец | Цинк | Марганец + цинк | Контроль | Марганец | Цинк | Марганец + цинк | Контроль | Марганец | Цинк | Марганец + цинк | |
| Площадь листьев, см2 | 73,8 | 141,7 | 127,2 | 174,8 | 70,2 | 129,8 | 112,4 | 150,7 | 110,2 | 163,5 | 151,1 | 192,4 |
| Транспирация, мг/дм2/ч | 80,5 | 78,6 | 73,0 | 68,2 | 138,7 | 115,6 | 98,2 | 87,4 | 98,6 | 71,4 | 68,5 | 64,7 |
| Хлорофилл, мг/г сырого веса | 0,768 | 1,209 | 0,976 | 1,255 | 0,705 | 1,067 | 0,978 | 1,080 | 0,873 | 1,420 | 1,073 | 1,460 |
| Продуктивность видимого фотосинтеза, мг/г/м2/ч | 153,4 | 508,9 | 458,2 | 673,4 | 173,3 | 488,7 | 438,8 | 532.3 | 367,1 | 608,3 | 561,9 | 871,4 |
В таблице 3 показано, что потребление воды растениями в период цветения и интенсивного роста, когда идет усиленное нарастание вегетативной массы и завязывания бобов, самый высокий расход воды растениями с единицы листовой поверхности отмечается на контроле у сорта Рамонский 77 – 138 мг/дм2/ч, несколько ниже у сорта Ранний мозговой и Уладовского 208, транспирация составила соответственно 80,5, 98,6 мг/дм2/ч. Благоприятный водный режим складывался, как при раздельной подкормке, так и смесью марганца и цинка, где наблюдалось снижение транспирации по всем вариантам опыта у всех сортов, что способствовало поддержанию обводненности клеток листа. По данным других авторов [1, 6] при не достатке влагообеспеченности в период интенсивного роста, задерживается цветение и завязывание бобов, ускоряется старение листьев и снижается урожай. Особенно большое влияние на урожай оказывает дефицит влаги во время налива семян. Водный дефицит угнетает фотосинтез, в связи, с чем снижается ассимилирующую поверхность, формируется меньше цветков, ослабевает ветвление и опадает завязь [1, 7].
Наши исследования показали, что некорневая подкормка микроэлементами способствовала улучшению нарастания фотосинтетического аппарат и накопление содержание хлорофилла. Набольшая площадь листьев и содержание хлорофилла отмечено при совместной подкормке марганца и цинк по всем трем сортам по сравнению с контрольными растениями. Отдельно каждый элемент, также увеличивал ассимиляционную поверхность и хлорофилл, но так как марганец принимает активное участие в накоплении хлорофилла, то на этом варианте по сравнению с цинком показатели были выше. По всем сортам наблюдалось наименьшее нарастание ассимиляционной поверхности и накопление хлорофилла на контрольных растениях. Согласно литературным данным, марганец входит в структуру хлоропластов, и в отсутствие его хлорофилл быстро разрушается на свету и замедляет фотосинтез, а не достаток цинка способствует задержке роста междоузлий и листьев [7, 11]. Из исследуемых сортов по высокому накоплению хлорофилла и интенсивности фотосинтеза оказался сорт Уладовский 208, где при совместной подкормке марганца и цинка накопление хлорофилла и интенсивность фотосинтеза составила соответственно 1,460 мг/г сырого веса, 871,4 мг/г/м2/ч, несколько ниже у Раннего мозгового и самый низкий Рамонский 77, но в сравнении с контролем их показатели были выше. Известно, что для получения высоких урожаев с кпд фотосинтеза 4 - 5% необходимо в первую очередь сочетание двух условий оптимальное обеспечение водой и достаточно высокого обеспечения растений минеральным питанием [4, 6, 10]. В наших опытах улучшение водного режима и минерального питания при некорневой подкормке усиливало интенсивность фотосинтеза и накопление хлорофилла, и повышению продуктивности гороха (табл. 4).
Таблица 4. Влияние микроэлементов на структуру урожая гороха
| Варианты опыта | С о р т а | |||||||||||
| Хозяйственные признаки | ||||||||||||
| Ранний мозговой | Рамонский 77 | Уладовский 208 | ||||||||||
| Количество бобов, шт. на 1 раст. | Количество семян, шт. | Масса семян, г | Урожай, т/га. | Количество бобов, шт. на 1 раст. | Количество семян, шт. | Масса семян, г | Урожай, т/га | Количество бобов, шт. на 1 раст. | Количество семян, шт. | Масса семян, г | Урожай, т/га
| |
| троль | 7,3 | 9,7 | 3,70 | 2,5 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 8,0 | 8,5 | 2,75 | 1,9 |
| Марганец | 10,5 | 17,3 | 4,35 | 3,0 | 8,0 | 4,6 | 2,25 | 1,5 | 11,4 | 16,8 | 3,40 | 2,3 |
| Цинк | 9,8 | 15,1 | 4,20 | 2,9 | 6,0 | 3,9 | 1,89 | 1,3 | 9,5 | 14,6 | 3,52 | 2,4 |
| Марганец+ Цинк | 11,8 | 18,6 | 4,60 | 3,2 | 9,5 | 5,7 | 2,57 | 1,7 | 12,8 | 17,9 | 3.84 | 2,7 |
Исследования показали, что самая низкая урожайность отмечалась на контроле, у сорта Ранний мозговой и Уладовский 208 и составила соответственно 2,5, 1,9 т/га, а у сорта Рамонский 77 урожай оказался нулевым, хотя завязывание бобов наблюдалось, но в период формирования семян бобы засыхали и отпадали, так как растениям не хватало влаги и питания в самый ответственный период, которым определяется величина урожая. Наиболее эффективными некорневые подкормки микроэлементами при совместном опрыскивании марганцем и цинком оказались для сорта Ранний мозговой, где самые высокие показатели по структуре урожая и урожайности, несколько ниже у сорта Уладовский 208.
Отдельно каждый элемент, также улучшал эти показатели по сравнению с контрольными растениями, но значительных различий между ними не наблюдалось. Следует отметить, что некорневые подкормки микроэлементами сыграли положительную роль в начальный период вегетации и при закладке генеративных органов.
Таким образом, наши исследования показали, что в условиях засушливого климата некорневые подкормки марганцем и цинком, создавая благоприятный водный режим, способствовали увеличению нарастания ассимиляционной поверхности, повышению накопление хлорофилла и продуктивности фотосинтеза, и как следствие, повышение урожайности. Из изученных сортов наибольшая эффективность некорневой подкормки отмечена у раннеспелого сорта Ранний мозговой и позднеспелого Уладовский 208, которые можно рекомендовать для выращивания в засушливых условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Власюк П.А. Физиологическое значение марганца для роста и развития растений [Текст]/ П.А. Власюк, З.М. Климовицкая. - М.: Колос, 1969. - С. 120-125.
2. Гусев Н.А. Некоторые закономерности водного режима растений [Текст] / Н.А. Гусев. -М.: АН СССР, 1959. - С. 97-100.
3. Орлов В.П. Зернобобовые культуры в интенсивном земледелии [Текст] / В.П. Орлов и др. - М.: Агропромиздат, 1986. - 157-159.
4. Кошкина Е.И. Частная физиология полевых культур [Текст] / Е.И. Кошкина, Г.Г. Гатулина, А.Б. Дъяков и др. - М.: Колос, 2005. – С. 135-141.
5. Крафтс Х., Карриер К, Стокинг К. Вода и ее значение в жизни растений [Текст] / Х. Крафтс, К. Карриер, К. Стокинг. - М.: Иностранная литература, 1951. - С.-58-60.
6. Охрименко М.В. Физиологическое значение микроэлементов для растений [Текст] // М.Ф. Охрименко / Физиология и биохимия культурных растений. -1986 -Т. 18, № 6. - С. 571.
7. Рубин Б.А. Биохимия и физиология фотосинтеза [Текст] / Б.А. Рубин. – М.: Из-во Московского университета, 1977. – С. 100-105, 301-305.
8. Сагатов К. Микроэлементы в сельском хозяйстве [Текст] / К. Сагатов. - М.: Наука, 1963. – С. 43.
9. Спицына С.Ф. Экологическая целесообразность применения микроэлементов в Алтайском крае [Текст] // С.Ф. Спицына / Агрохимический вестник. - 2005. - № 5. - С. 2-3.
10. Турков Н.С. Физиология сельскохозяйственных растений [Текст] / Н.С. Турков. – М.: Из-во Московского университета, 1967. - Т.6. - С. 249-251.
11. Школьник М..Я. Микроэлементы в жизни растений [Текст] / М.Я. Школьник. -М.: Просвещение, 1974. - С. 252.