|
Марчук І.У., Ященко Л.А.
Інформація надана виданням "Настоящий хозяин" за липень 2004 року
Цукровий буряк вважається лідером в біологічній продуктивності сельскохозяйственных культур. Як акцентує доктор с-х. наук О.А.Іващенко, за оптимальними умовами вирощування вони здатні синтезувати до 28 т/га сухої речовини, що в традиційних величинах складає 90-95 т/га коренеплодів і 35 т/га бадилля. Разом з цим, дана культура має таку важливу біологічну особливість, як синтез сахарози і її накопичення в паренхімних клітках коренеплоду.
Цукронакопичування обуславливается трьома основними процесами: первинним біосинтезом сахарози в листі, далеким транспортуванням освічених ассимилянтов і вступом її до вакуольного апарату коренеплоду, що запасається. Тривалість цих процесів залежить від багатьох умов, проте визначальним чинником є активність цукросинтезуючих ферментів: цукрофосфатсинтетази (СФС) і цукросинтетази (СС).
Питання синтезу сахарози, її метаболізм і накопичення в коренеплодах під дією різних чинників досліджувалися великим количеством учених. Зокрема, описані фізіологічна роль цукросинтезуючих ферментів, синтез і рух сахарози, її метаболічні перетворення в клітках коренеплоду, показаний вплив і інших чинників на ці процеси.
В теж час М.В.Роїк (директор Українського інституту цукрового буряка) і О.Л.Кляченко відмічають, що основною умовою активного процесу цукронакопичення коренеплодами у виробничих посівах є вживання мінеральних добрив в оптимальних дозах, тому що деякі іони в значній мірі впливають на спрямованість їх проходження. Проте дані про вплив доз і способів внесення мінеральних добрив на активність цукросинтезуючих ферментів в літературі практично відсутній.
Ціллю наших исследований было изучение влияния разных доз и способов внесения удобрений на активность СФС и СС, как основных сахарозосинтезрующих ферментов в растениях сахарной свеклы и формирование урожая корнеплодов. Исследования были проведены в микрополевом опыте на Агрономической исследовательской станции. Почва исследуемого участка лучночерноземная, карбонатная, грубораспыленная легкосуглинистая, пахотный слой которой характеризовался показателями: вміст гумуса 4,6%, рН –7,8, содержание подвижных соединений азота и фосфора среднее, калия – низкое. Повторность опыта трехразовая, площадь учетного участка 50 м2. Гибрид сахарной свеклы – Украинский ЧС70, предшественник – озимая пшеница, которую высеивали после многолетних трав. Органические и минеральные удобрения вносили под основную обработку почвы. Внекорневую подкормку сахарной свеклы проводили соответственно фазам роста и развития: первую – в период смыкания листьев в междурядьях, вторую – в период интенсивного роста растений. Для подкормки использовали водные растворы калий-магниевых солей в нитратной форме с добавлением микроэлемента бора.
Отримані нами дані показали, що різні рівні мінерального живлення істотно впливають на процеси, які забезпечують синтез сахарози в листі цукрового буряка.
Активність СФС в листі цукрового буряка у фазу зімкнення бадилля в міжряддях на контролі складала 2,13 мкмоль сахарози/міліграми і 182 мкмоль сахарози/г тканини в годині При внесенні на тлі гною (30 т/га) N70P90K85 ці показники виросли на 0,42 і 32,2, а при збільшенні норми мінеральних добрив – до N140P180K170, на 1,50 і 109 мкмоль відповідно. Внекорневая підгодівля активізувала діяльність даного ферменту як по відношенню до контролю, так і до варіантів з відповідними нормами мінеральних добрив. Дворазова підгодівля проведена помірними (N70P90K85) нормами мінеральних добрив, внесених на тлі гною, що збільшило активність СФС в 1,2 разу, а одноразова підгодівля по рекомендованій (фон + N140P180K170) нормі – в 1,1-1,2 разу порівняно з варіантами без підгодівлі. Максимальних значень в листі цукрового буряка вона досягає в період інтенсивного зростання рослин і накопичення сахарози в коренеплодах.
Найвища (373 мкмоль/г тканини в годину) його продуктивність в цей період відмічена на варіанті з разовою підгодівлею по одинарній нормі. Активність СФС приэтом була на 148 і 39,3 мкмоль/г тканини в годину, що вище за показниками на варіанті без добрив і з рекомендованою нормою відповідно. На момент збору урожаю приріст асиміляційного апарату значно знижується, що закономірно знижує активність СФС. Найінтенсивніше (2,63 мкмоль/г білка і 235 мкмоль тканини в годину) вона знижується в порівнянні з показниками попереднього періоду зростання на варіанті з одинарною (фон + N140P180K170) нормою добрив при проведенні разової підгодівлі, але залишається найвищою порівняно з іншими варіантами досвіду.
Изменения в общем метаболизме корнеплода тесно связаны с регулированием ферментов углеводного обмена и в первую очередь СС, как ключевого фермента. Результаты опытов показывают, что увеличение норм удобрений заметно увеличивает каталитическую активность этого фермента, направленную на расщепление сахарозы, хоть активность, измеренная по синтезу дисахарида, также увеличивается, что особенно заметно при проведении внекорневой подкормки растений водными растворами калиймагниевых солей.
Так, на момент збору урожаю найактивніше реакція розщеплювання сахарози проходила на варіанті з одинарною нормою мінеральних добрив на тлі гною (30 т/га). Якщо швидкість розщеплювання сахароза на варіанті фон + N70P90K85 в 1,9 разу перевищувала відповідні дані на контролі, то на варіанті фон + N140P180K170 – в 2,3 разу.
Внекорневая одно- і дворазова підгодівля сприяла деякому (0,38-0,82 мкмоль фруктоза/міліграм білка в годину) зниженню цих показників по відповідних нормах, в теж час, прискорюючи пряму реакцію цукронакопичення. Так, разова підгодівля по одинарній нормі добрив на тлі гною сприяла збільшенню синтезу сахарози на 0,34 мкмоль/мг білка порівняно з відповідним количеством добрив без підгодівлі і на 1,79 мкмоль сахарози/міліграма білка під час відповідний до контролю. Найширше співвідношення в період вегетації між синтезом і розщеплюванням характерний для коренеплодів, вирощених на варіанті без добрив. Це свідчить про те, що хоча процес синтезу сахарози на цьому варіанті проходил з найменшою активністю, за рахунок зниження інтенсивності зворотної реакції відбувалося пригноблення ростових процесів, і в результаті коренеплоди відрізнялися збільшеним вмістом сахарози.
Варіанти дослідів, на яких коренеплоди інтенсивніше розвивалися, характеризувалися високою активністю ферменту СС, що Удобрюють. Так, на період інтенсивного зростання коренеплодів відношення синтезу сахарози до розщеплювання при внесенні на тлі 30 т/га гною помірної і одинарної норм мінеральних добрив складало 0,70-0,58. Тоді як при вживанні внекорневой підгодівлі дало можливість розширити ці показники до 0,79-0,63, що свідчить про позитивну дію цього заходу на проходження прямої реакції цукронакопичення. Співвідношення між синтезом і розщеплюванням в кінці вегетації може бути результатом транспорту сахарози в клітках, які вже закінчили своє зростання. На це вказує зниження активності ферменту СС, особливо на варіантах з дворазовою підгодівлею по помірній (фон + N70P90K85) і на контролі.
Результати дослідів по використанню внекорневой підгодівлі цукрового буряка нітратними для калія-магнію солями з додаванням мікроелемента бору в середньому за 1999-2002 рр. показали, що поліпшення живлення рослин сприяло збільшенню врожайності і зміні вмісту сахарози в коренеплодах. Максимальний приріст коренеплодів (31,6 т/га) відносно контролю в середньому за роки досліджень визначено на варіанті з одноразовою підгодівлею по одинарній (N140P180K170) дозі мінеральних добрив, внесеній на тлі гною 30 т/га.
Істотні зміни у врожайності рослин відмічено за умови дворазової внекорневой підгодівлі магнієвими для калія солями по фону використання гною і помірної (N70P90K85) норми мінеральних добрив. Якщо при використанні N70P90K85 спільно з гноєм в основне добриво врожайність коріння складала в середньому 42,0 т/га, то дворазова підгодівля по цьому фону забезпечила збільшення цих показників та 49,4 т/га.
Не дивлячись на значне збільшення врожайності рослин цукрового буряка за рахунок використання збільшення норм добрив, цукристість при цьому знижувалася. Внекорневая підгодівля водними розчинами магнієвими для калія солями з додаванням бору за рахунок активізації основних цукросинтезуючих ферментів, зменшило негативний їх вплив на накопичення сахарози в коренеплодах. Найменші (0,93%) втрати сахарози відмічені на варіанті, де на тлі помірної дози добрив проводили внекорневую підгодівлю.
Враховуючи отримані результати, можна зробити вивід, що використання внекорневой підгодівлі рослин цукрового буряка водними розчинами магнієвих для калія солей з додаванням мікроелемента бору дало можливість спрямувати процеси цукронакопичення у бік синтезу сахарози і в деякій мірі понизити її розщеплювання. Внаслідок чого на варіантах, де були проведені одно- і дворазова підгодівля, продуктивність рослин цукрового буряка була вища порівняно з іншими варіантами досвіду.
|
