17. Действие азотных удобрений на урожайность

и качество зерна пшеницы сорта Московская 35

Вариант	Урожайность, ц/га	Белок, %	Сырая клейковина, %	ИДК, ст.ед	Категория качества зерна
90Р90К	21,6	12,4	19,7	101	слабая пшеница
90N90Р90К	36,4	13,8	23,4	89	слабая пшеница
50N90Р90К	39,1	14,6	25,7	81	Ценная Пшеница
180N90Р90К 90N90Р90К+60N в кущение	34,2 40,7	14,9 14,7	26,1 26,4	82 73	Ценная Пшеница
150N90Р90К+40N в виде некорневой подкормки	40,7	16,2	29,7	69	Сильная пшеница

Примечание: дозы удобрений в кг действующего вещества на 1 га.

В ней представлены результаты опытов с яровой мягкой пшеницей сорта Московская 35, проведенных на дерново-подзолистой почве в Московской области. Из данных этой таблицы следует, что в условиях Московской области высококачественное зерно можно получить только при внесении достаточно высоких доз азотных удобрений (150 кг азота на 1га) в сочетании с поздней некорневой азотной подкормкой.

Повышение белковости зерна при некорневоой азотной подкормке объясняется тем, что нанесённая на листья мочевина очень быстро проникает в их ткани (1-2сут.) и включается в обмен азотистых веществ. В тканях листьев мочевина расщепляется с образованием аммиака, который далее включается в реакции восстановительного аминирования и используется для синтеза аминокислот.

Расщепление мочевины может происходить гидролитически под действием фермента уреазы или другим путём с участием АТФ-зависимой ферментной системы. Образующиеся аминокислоты вместе с потоком ассимилятов поступают в зерно и включаются в синтез белков. Кроме того, как было показано ранее, возможна ассимиляция мочевины за счёт обращения реакций орнитинового цикла, при этом азот мочевины включается в аминокислоты (аргинин, аргинино-янтарную и аспарагиновую кислоты).

В наших опытах с применением ¹⁵N показано, что растения мягкой пшеницы используют на синтез белков в зерне 20-30 % азота некорневой подкормки, проведённой в фазу начала формирования зерна (через неделю после цветения). Уже через 5 дней после проведения подкормки раствором мочевины, меченной ¹⁵N, 75 % азота подкормки, поступающего в зерно, включается в синтез белков, а к фазе полной спелости зерна 95 % поступившего в зерно азота подкормки включается в состав белков. В зрелом зерне азот подкормки составляет 8-13 % от общего азота зерна, а в перерасчёте на общий азот белков – в среднем 10 %.

Поздние азотные подкормки -  необходимый приём в технологиях выращивания сильных пшениц. Однако,  учитывая значительные затраты на их проведение, необходимо прогнозировать конечный результат. Если подкормка обеспечивает получение зерна сильной или ценной пшеницы, то её проводят, в ином случае проведение подкормки нецелесообразно.

С целью прогнозирования качества зерна пшеницы в фазах выхода в трубку - колошения осуществляют диагностику обеспеченности растений азотом. Чаще всего для этих целей определяют содержание азотистых веществ в листьях, соке листьев, стеблях растений и на основе полученных данных устанавливают целесообразность проведения поздней некорневой азотной подкормки. В результате обобщения большого количества данных в каждом регионе определены оптимальные градации содержания азотистых веществ, при которых обеспечивается получение зерна с повышенным содержанием белков и клейковины.

В зависимости от питания и других условий выращивания растений изменяется не только уровень накопления в зерне белков и крахмала, но и их качественный состав. При более влажных условиях и умеренных температурах, способствующих большему накоплению крахмала, в нём увеличивается доля амилозы, а в более сухих и жарких условиях повышается относительное содержание амилопектина.

Значительные изменения происходят и в составе белков. При повышении белковости зерна в результате действия любых факторов увеличивается накопление запасных белков - проламинов и глютелинов, а концентрация белков альбумино-глобулинового типа понижается. Поскольку белки проламиновой фракции у всех зерновых культур очень бедны лизином и триптофаном, увеличение их доли в общем белковом комплексе зерна снижает биологическую ценность суммарного белка. Это наиболее заметно проявляется у пшеницы, кукурузы, ячменя, то есть у тех культур, которые характеризуются высоким содержанием в зерне спирторастворимых белков.

Как было указано ранее, фракции белков альбумины, глобулины, проламины и глютелины представлены большим набором индивидуальных белков. Методом электрофореза в полиакриламидном геле было установлено, что при разных уровнях азотного питания и под влиянием природно-климатических факторов субъединичный и компонентный состав альбуминов, глобулинов, проламинов и глютелинов зерна злаковых культур, зависящий от набора кодирующих их генов, не подвержен изменениям, вследствие чего остаётся постояннымм аминокислотный состав белковых фракций зерна.

Таким образом, регулируя влажность, обработку почвы, питание растений и другие факторы, можно в значительной степени повысить накопление в зерне белков и улучшить технологические свойства зерна. Однако аминокислотный состав и биологическая ценность белков от действия этих факторов не улучшаются, а у ряда культур - пшеницы, кукурузы, ячменя - даже ухудшаются. Объясняется это тем, что изменение аминокислотного состава белков зерна возможно только генетическими методами, путём изменения наследственных свойств растительных организмов.

Примером может служить создание селекционерами высоколизиновых гибридов кукурузы, у которых уровень урожайности примерно такой же, как и у обычных гибридов, однако в их зерновках содержится больше белков с повышенным содержанием лизина и триптофана (см. стр …).

Существуют также генно-инженерные проекты улучшения аминокислотного состава белков зерна, в которых предпринимаются попытки ввести в генотипы злаков природные или синтетические гены, кодирующие полипептиды, построенные в основном из незаменимых аминокислот.