266-269

VII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2013 г.
СВЯЗЬ ФОТОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ХЛОРОПЛАСТОВ
С УРОЖАЙНОСТЬЮ СОИ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ
ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ
Щегольков А.В.
350038, Краснодар, ул. Филатова, д. 17
ГНУ ВНИИ масличных культур имени В.С. Пустовойта Россельхозакадемии
Апробирован метод диагностики питания растений с измерением фотохимической активности хлоропластов сои при выращивании на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья. Установлена связь между внесением серы, молибдена и бора в суспензию хлоропластов и некорневыми подкормками указанными микроэлементами в фазу цветения на урожайность сои в условиях 2012 года.
Введение. Для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур
необходима полная мобилизация их потенциальных возможностей в процессе
формирования урожая и его качества. Оптимизация минерального питания является одним из важных и регулируемых путей решения этой задачи. Разные культивируемые растения предъявляют неодинаковые требования к обеспеченности
почвы доступными формами питательных элементов, потребность в которых зависит от конкретных условий их произрастания. По этой причине растительная
диагностика обеспеченности растений элементами минерального питания уточняет агрохимическую характеристику почвы, или почвенную диагностику [2].
Стандартные методы определения содержания элементов питания в почве являются трудоемкими, а по результатам химических анализов растений вообще очень сложно дать точную оценку обеспеченности растений элементами
питания из-за отсутствия корректировки по почвенно-климатическим особенностям, сортовым различиям и другим косвенным факторам. В связи с этим, для
оперативного определения потребности растений в элементах питания в период
вегетации были созданы так называемые методы «экспресс-диагностики».
В растительной экспресс-диагностике существует два подхода:
1. Химический анализ, где уровень питания растений определяется не по
абсолютным величинам, а по соотношениям содержаний элементов питания между собой.
2. Учет косвенных показателей, характеризующих жизнедеятельность
растений, который напрямую не связан с содержанием в них элементов питания,
однако в лабораторных условиях можно проследить реакцию растения на внесение того или иного элемента питания.
Одним из методов растительной экспресс-диагностики является функциональная диагностика, в которой критерием оценки потребности растений в элементах питания служит фотохимическая активность хлоропластов [6]. В случае
повышения активности по сравнению с контролем (без добавления элементов)
делается вывод о недостатке данного элемента; при снижении – об избытке; при
одинаковой активности – об оптимальной концентрации в растении.
Фотохимическая активность хлоропластов является одним из количественных показателей, характеризующих процесс фотосинтеза. Однако если первоначально представление о связи фотосинтеза растений с их продуктивностью
базировалось на мнении о том, что между ними существует прямая зависимость,
работа проводилась под руководством д-ра с.-х. наук Тишкова Н.М.
266
VII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 13 г.
то в дальнейшем оказалось, что не существует четких количественных соотношений между интенсивностью фотосинтеза и конечным урожаем [3, 4, 5]. Более того, между фотосинтезом, происходящим в хлоропластах, и различными потребляющими органами существует масса прямых и обратных связей, и активность
фотосинтетических процессов на “низком” уровне организации, может оказаться
не реализованной на более высоких уровнях организации фотосинтетического
аппарата (лист, растение) [1].
В связи с этим, целью наших исследований было установить связь между
изменением фотохимической активности хлоропластов листовых пластинок сои
при внесении элементов питания (серы, молибдена и бора) в суспензию хлоропластов в лабораторных условиях и урожайностью сои при применении некорневых подкормок серными, молибденовыми и борными удобрениями в полевых условиях на посевах сои.
Материал и методы. Исследования проводились в 2012 году на ЦЭБ ВНИИМК г. Краснодар на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья. Объектом исследований был среднеспелый сорт сои Вилана. Повторность опыта четырехкратная, размещение делянок систематическое по блокам, общая площадь
делянки – 28 м2, учетная – 14 м2. Технология возделывания сои адаптивная, разработанная во ВНИИМК, с широкорядным (70 см) способом посева. Некорневую
подкормку растений сои проводили посредством ранцевого опрыскивателя в фазу
начала цветения при норме расхода рабочего раствора – 250 л/га. В качестве
серного удобрения использовался сульфат калия (250 г/га), молибденового – келик молибден (125 мл/га), борного – солюбор ДФ (1 кг/га). Учет урожая осуществляли посредством селекционного комбайна Винтейштайгер.
В лабораторных условиях определялась фотохимическая активность хлоропластов в растительных образцах, взятых с экспериментального участка. Для
анализа использовались по 20 листовых пластинок вторых-третьих полностью
сформировавшихся листьев в трехкратной повторности. Их отбор проводился в
утренние часы за один день до опрыскивания. За фотохимическую активность
хлоропластов принималась разница оптической плотности (D) до и после прохождения светового луча через солевую вытяжку суспензии хлоропластов в течение 10 секунд, умноженная на 1000. Оптическая плотность измерялась с помощью фотоколориметра Экотест 2020 при длине волны 620 нм. Из-за постоянно
снижающейся активности хлоропластов при проведении анализа, в каждом образце она измерялась 6 раз: сначала без добавления элементов питания (контроль), а затем при добавлении одного из них (сера, молибден или бор).
Результаты и обсуждение. Показатели фотохимической активности хлоропластов листовых пластинок с добавлением элементов питания и без и урожайность семян сои при проведении некорневых подкормок приведены в таблице.
При проведении анализа фотохимическая активность хлоропластов возрастала только при внесении серы (на 6,7% от контроля). Среднее значение активности при добавлении молибдена было меньше, чем в контроле (на 0,4%),
однако различие было недостоверным. Бор оказал отрицательное влияние и значительно снизил фотохимическую активность хлоропластов (на 37,1%) по сравнению с контролем.
В полевых условиях достоверной была прибавка урожайности (7,1% к
контролю) при проведении некорневой подкормки серным удобрением. При применении келика молибдена проявилась лишь тенденция к увеличению урожайности (на 4,5%), а при использовании солюбора ДФ – к снижению (на 3,0%).
267
VII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2013 г.
Таблица – Показатели фотохимической активности хлоропластов листовых пластинок с добавлением элементов питания и без, и урожайность семян сои при проведении некорневых подкормок
ЦЭБ ВНИИМК г. Краснодар, 2012
Фотохимическая активность
хлоропластов
Вариант
единицы
изм.*
отклонение от контроля
ед. изм.*
Контроль
Внесение
НСР05
13,7
14,6
0,9
0,5
Контроль
Внесение
НСР05
10,7
10,3
-0,4
0,7
Урожайность
т/га
отклонение от
контроля,
т/га
%
%
Сера
6,7
2,52
2,70
0,18
0,13
7,1
Молибден
-3,7
2,65
2,77
0,12
0,14
4,5
Бор
Контроль
9,7
2,63
Внесение
6,1
-3,6
-37,1
2,55
-0,08
-3,0
НСР05
0,8
0,11
*
– изменение оптической плотности (D) при длине волны 620 нм при засветке суспензии
хлоропластов на 10 сек, умноженное на 1000.
Заключение. Наибольший эффект в условиях 2012 года получен как на
уровне хлоропласта, так и на уровне агрофитоценоза при применении серного
удобрения. При применении борного удобрения закономерность сохранялась –
при уменьшении фотохимической активности хлоропластов проявляется тенденция к снижению урожайности. Однако некорневая подкормка молибденовым
удобрением способствовала незначительному увеличению урожайности, хотя на
процесс фотосинтеза существенного влияния внесение молибдена не оказало.
Полученные предварительные данные свидетельствуют о возможности
диагностировать потребность растений в элементах питания по фотохимической
активности хлоропластов, однако требуется дополнение и подтверждение полученных результатов не только в пункте проведения исследований, но и в более
контрастных почвенно-климатических условиях.
Литература
1. Кершанская О.И. Концепция оптимального фотосинтетического типа
растения пшеницы в оптимизации селекционного процесса // Вестник Башкирского университета. – 2001. – № 2 (I). – С. 39-41.
2. Лукомец В.М. Методика проведения полевых агротехнических опытов с
масличными культурами / В.М. Лукомец, Н.М. Тишков, В.Ф. Баранов, В.Т. Пивень, Уго
Торо Корреа, И.И. Шуляк. – Краснодар, – 2010. – 328 с.
3. Мокроносов А.Г., Гавриленко В.Ф. Фотосинтез: физиолого-экологические и биохимические аспекты. М., – 1992. – 319 с.
4. Ничипорович А.А. Фотосинтетическая деятельность растений и пути
повышения их продуктивности // Теоретические основы фотосинтетической продуктивности. М.: Наука, – 1972. – С. 551.
268
VII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 13 г.
5. Чиков В.И. Связь фотосинтеза с продуктивностью растений // Соросовский образовательный журнал. Казань: Изд-во Казан. Ун-та. – 1997. – № 12.
– С. 23-27.
6. Шеуджен А.Х. Диагностика минерального питания растений / А.Х. Шеуджен, А.В. Загорулько, Л.И. Громова, Л.М. Онищенко, И.А. Лебедовский, М.А.
Осипов. – Краснодар, – 2009. – С. 277-279.
THE CONNECTION BETWEEN THE PHOTOCHEMICAL ACTIVITY
OF CHLOROPLASTS AND SOYBEAN PRODUCTIVITY IN LEACHED
CHERNOZEM OF THE WESTERN CISCAUCASIA
Schegolkov A. V.
The article describes the testing of method of diagnostics of plant nutrition
along with monitoring of the photochemical activity of soybean chloroplasts in leached
chernozem of the Western Ciscaucasia. The connection between the introduction of
sulfur, molybdenum and boron in the suspension of chloroplasts and the foliage nutrition by the mentioned minor elements in the flowering stage on soybean productivity
in 2012 is determined.
269