Для обеспечения роста и развития растений хлопчатника необходим достаточный запас разнообразных питательных веществ. Азот (N), фосфор (P) и калий (K) считаются тремя основными питательными веществами для улучшения производительности культуры.

По сравнению с другими питательными веществами, применение N, P и K является более фундаментальным.

За последние два десятилетия хлопчатник Bacillus thuringiensis (Bt) получил широкое распространение в мире благодаря его устойчивости к вредителям и меньшему потреблению химических пестицидов. В Китае, который является одним из ведущих производителей хлопчатника Bt в мире, был проведен ряд экспериментов относительно влияния трех важных макронутриентов на культуру.

Влияние азотных удобрений на Bt-хлопчатник

Выяснилось, что содержание N, особенно в листьях плодоносящих растений и листовых хлопковых коробочках, тесно связано с ростом коробочек и клетчаткой. Экспрессия белка Bt в растениях хлопчатника также повышается при соответствующем применении N, что может положительно повысить устойчивость растений против хлопковой моли.

При низкой норме внесения N растения хлопчатника, напротив, испытывают дефицит азота, необходимого для фотосинтеза, накопления биомассы, роста коробочек и развития волокон. Но когда норма внесения слишком высока, эффективность использования N снижается, а выброс закиси азота (N 2 O; от внесения азотных удобрений) увеличивается, что приводит к экологическим проблемам.

Один в поле не воин

Впрочем, одних азотных удобрений хлопчатнику мало, выяснили китайские ученые.

Недостаточное и ненадлежащее снабжение N, P и K обычно приводит к значительному снижению физиологической активности растений хлопчатника.

В условиях стресса питательных веществ активность антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза (SOD), каталаза (CAT) и пероксидаза (POD), которые защищают растения от токсического воздействия ROS (активных форм кислорода), снижается, что приводит к ухудшению роста и развития хлопчатника. В условиях стресса питательных веществ другие физиологические параметры, включая тургорное давление и гомеостаз воды, общий растворимый белок, ферментативную активацию семян и транспортировку растворенных веществ, также влияют на снижение урожайности.

Эффективность использования N, P и K зависит не только от количества вносимого вещества, N, P и K, но и от соотношения этих трех элементов. Соответствующее соотношение N, P и K может максимизировать эффективность комплексного использования этих трех элементов.

Основная цель работы китайских ученых состояла в том, чтобы исследовать влияние соотношения N, P и K на развитие хлопковых коробочек и сравнить морфофизиологические характеристики двух генотипов хлопчатника Bt.

Двухлетний (2016–2017) полевой эксперимент был проведен на Экспериментальной ферме университета Янчжоу, провинция Цзянсу, Китай.

Первым экспериментальным фактором были разновидности культуры, включавшие два сорта хлопчатника: Siza1 (трансгенный гибрид Bt) и его родительский сорт Sikang 1.

Вторым экспериментальным фактором были соотношения N, P и K, применяемые на четырех уровнях: 1: 0: 0, 1: 0,3: 0,6, 1: 0,6: 0,9 и 1: 0,9: 1,2. N, P и K вносились в виде мочевины, суперфосфата и хлорида калия с различными комбинированными скоростями.

Семена были посеяны 20 апреля в 2016 и 2017 годах на 24 участках с каждым участком 28 м 2 (8,0 м × 3,5 м). Плотность посадки составляла 30 000 растений на га, расстояние между линиями составляло 100 см, а расстояние между рядами - 33,3 см. Азот был применен дважды при равной дозе 150 кг/га после посева семян и на начальной стадии цветения. Химический контроль был применен в период пикового цветения и периода схватывания коробочек. Практика управления полем соответствовала местным рекомендациям.

Десять однородных растений каждого участка были помечены, и наблюдения проводились на стадиях пикового цветения (25 июля), развития коробочек (10 августа и 25 августа) и вскрытия коробочек (20 сентября).

Сорт против гибрида

Данные показали, что объединенные соотношения 1: 0,9: 1,2 значительно увеличили вес свежей коробочки в течение двух лет с разной реакцией среди разных обработок у всех подопытных растений.

Но сорт Sikang 1 показал лучший отклик при более высоких соотношениях комбинированных N, P и K (1: 0,9: 1,2) при в течение двух вегетационных сезонов. Масса коробочек положительно увеличивалась с увеличением количества N и К. При однократном применении N растения производили и сохраняли меньшее количество коробочек.

Вес хлопкового сухого волокна также был увеличен во время развития коробочек. Следовательно, применение удобрений N, P и K увеличило вес хлопкового волокна.

Объединенные соотношения 1: 0,6: 0,9 и 1: 0,9: 1,2 увеличили массу сухого волокна больше в Sikang 1 по сравнению с Siza 1 в течение двух лет. Учения считают, что в этом скорее заслуга калия, чем фосфора.

Добавление фосфора не оказало ярко выраженного положительного или отрицательного влияния на урожай и качество волокна, таким образом, ученые пришли к выводу, что применение фосфорных удобрений может быть уменьшено без какого-либо отрицательного влияния.

По сравнению с однократным применением N, гибрид Siza1 значительно увеличил количество семенных коробочек с объединенными соотношениями 1: 0,3: 0,6 и 1: 0,9: 1,2.

Более высокие отношения комбинированного применения N, P и K увеличивали содержание растворимого белка и растворимого сахара во всех случаях по сравнению с контролем.

В этой научной работе соотношения N, P и K положительно повлияли на все морфофизиологические активности, где и у гибрида Siza1, и у сорта Sikang 1 было большее число коробочек с большей средней массой, а также высокое содержание растворимого сахара, по сравнению с контролем.

Однако у сорта Sikang 1 коробочки оказались выше, шире и длиннее, объем коробочки, масса семян и сухого волокна также обогнали показатели гибрида при добавках комбинированного удобрения в оба вегетационных периода.

Опыты подтвердили преимущества внесения комбинированных удобрений для достижения более высокой урожайности хлопчатника по сравнению с однократным применением N. Таким образом, из результатов можно сделать вывод, что соответствующая комбинация удобрений N, P и K и сорта Sikang 1 является многообещающей альтернативой для получения хороших экономических выгод при производстве хлопка в долине реки Янцзы в Китае.

фото: news.lt