Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Формирование продуктивности твердой пшеницы в зависимости от нормы высева и применения средств химизации в условиях южной лесостепи Западной Сибири

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Формирование продуктивности твердой пшеницы в зависимости от нормы высева и применения средств химизации в условиях южной лесостепи Западной Сибири"

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ им. К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

КУЗЬМИНА Наталья Александровна

РГВ од

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НОРМЫ ВЫСЕВА И ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Специальность 03.00.12 — физиология растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1994

Работа выполнена в лаборатории потенциальной проду тивности растений Всероссийского института удобрений и а ропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова.

Научный руководитель — доктор биологических наук, пр фессор Ниловская Н. Т.

Официальные оппоненты: доктор биологических на) Крастина Е. Е., кандидат биологических наук Сургучева М. 1

Ведущее учреждение — Научно-исследовательский инст: тут сельского хозяйства центральных районов Нечерноземнс зоны Российской Федерации.

Защита диссертации состоится « '*•» . . .

1994 г- в часов на заседании специализированного сов

та Д.120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академр имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49, сектор з; щиты диссертаций.

. С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА. Автореферат разослан « • 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологических наук /) //

■VI /(Фк А- С' Л°СеВа

ОБЩАЯ ХАРАКЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Потребность в высококачественном ерне твердей пшеницы, которое служит сырьем для крупяной и ма-лронной промышленности, в настоящее время обеспечивается не-остаточно. Один из путей успешного решения этой проблемы сос-оит в повышении урожайности твердой пшеницы на основе интенси-икации производства с максимальным использованием климатичес-их условий районов, пригодных для возделывания твердой пшеницы.

В технологии возделывания пшеницы одно из первых мест отво-ится сорту,- его адаптационным способностям, причем адаптивные ункцин ценоза находятся в прямой зависимости от чис.;а особей а единицу площади. Известно, что новые сорта интенсивного типа глотаются генотипически измененной нормой реакции на условия агущения и факторы интенсификации (Ламан, 1992). В стличке от зртов старой селекции, новые сорта интенсивного типа лучше отдаются на внесение фосфорных удобрений , что немаловажно для той лесостепи Западной Сибири , почвы которой характеризуются гсоким содержанием азота и недостатком фосфора (Кочегарова, 192). Сорт твердой пшеницу Омский рубин, интенсивного типа, ¡лекции Сибирского НИИ сельского хозяйства, был рекомендован к Локированию в 1991 г., в связи с чем возникла необходимость ¡учения его реакции на изменения условий возделывания и выбора [тимальной густоты стояний растений, позволяющей сформировать юокопродуктивный посев и наиболее полно реализовать потенци-ьные возможности нового сорта..

Разработка приемов управления продукционным процессом путем гулирования густоты стояния растений при разном уровне применил средств химизации невозможна без физиологической оценки влияния не только на формирование элементов продуктивности

(Куперман, 1984; Purl е,а., 1988; Natrova, 1989; Остапе! 1991), и качество верна (Груздев,¡1985; Behle-Schalk, Zosch 198Ç; Гридасов, Заверюха, 1989; Деков, 1990; Павлов, 1993), лла фогосинтетическую деятельность ценозов растений, их он ко-биологическую характеристику (Вичипорович, 1982; Куыак 1985; ШатилоЕ, 1987; Березина, 1989; Гуляев, 1989) и дон но-акцепторные отношения (Мокроносов, 1988; ■ Кефели, 19 Clifford, 1992; Sonnewald, Willlmitzer, 1992; Шабашвили, Чик 1992; Климашевская, 1993).

Дель и задачи исследований. Цель наших исследований зак. чается в изучении влияния нормы высева на формирование прод: тивности твердой пшеницы сорта Омский рубин np:i разных ypoBi . использования средств химизации.

В диссертации поставлены следующие задачи:

1. Определить оптимальные нормы высева пшеницу при разь уровнях применения средств химизации.

2. Оценить влияние изучаемых приемов интенсивной технол гии на формирование продуктивности, урожай и качество зер твердой пшеницы.

3. Изучить фотосинтетическую деятельность пшеницы в зав

симости от нормы высева и применения средств химизации.

1

4. Определить влияние условий возделывания на характер д

! I

норно-акцепторных отношений растений пшеницы. ]

Научная новизна и практическая ценность работи. В диссе] тации впервые проведена комплексная оценка формирования nponyi тивности твердой пшеницы в онтогенезе при варьировании дв; факторов - нормы высева и уровня применения средств химизации использованием морфофизиологического контроля, показателей фс тосинтетической деятельности и донорно-акцепторных отношений.

Впервые выражены в регрессионных моделях зависимость уро-я зерна твердой пшеницы от погодных условий, плотности посева формирования листовой поверхности. Определены величина фото-нтетического потенциала и количество колосоносных побегов к орке, при которых формируется урожай 25-30 ц/га. Установле-, что наиболее негативное влияние на формирование зерновой эдуктивности оказывают высокие температуры воздуха в период эхолдения растениями 6-9 этапов органогенеза.

Определены оптимальные нормы высева на каждом из уровней именения средств химизации. Показано, что для сорта твер-й пшеницы Омский рубин при неблагоприятных условиях в период пива 8ерна, характерна высокая степень реутилизации азотистых цеств из вегетативных органов.

Апробация работи. Материалы исследований были представлены цсложены на конференции молодых ученых ВИУА (1993), на Мелду-родной научно-практической конференции молодых ученых и спе-алистов по актуальным проблемам интенсификации сельского хо-яства в г. Шортанды (1993).

Публгетгцкя. По теме диссертации опубликовано 2 печатные 5оты, 2 находятся в печати. .

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из вве-айя, обзора литературы, описания условий и методов проведения следований, 4 экспериментальных глав, выводов и списка лите-гуры. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, почает 31 таблицу, 12 рисунков. Список литературы включает 3 наименований, в том числе 64 иностранных.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Исследования проводились в 1991-93 гг. на полях Сибирского 1 сельского хозяйства ( г. Омск) с твердой пшеницей (ТгШсиш

durum Desf.) сорта Омский рубин. Сорт относится к степной • падно-сибирской экологической группе, среднеспелый, интенсив! го типа.

Схема опыта включала в себя три варианта :

- контроль (бее средств химизации ),

- внесение фосфорных удобрений (Рдо).

- комплекс химизации (Рдо + пестициды + ретардант ),

на которых варьировали три нормы высева: 3.5, 4.5, 5.5 ила серен на га .

Использование комплекса химизации, разработанного для ю ной лесостепи Запалной Сибири , включало в себя внесение фо форных удобрений в виде двойного суперфосфата в дозе 90 кг/, д.в., гербициды - диакек в количестве 2 л/га, фунгициды - ти. (0.5 л/га), инсектициды - метафос (0.7 л/га) в 1991 г. и рета] дант - тур (4 л/га). В 1992-93 гг. вместо метафоса испольаова. ся суми-а (0.2 л/ra). Посевы обрабатывали гербицидами на 4 этг • пе развития растений, туром в трубкование, а инсектицидами фунгицидами - по мере поражения посевов вредителями и болезш ми.

Площздь опытной делянки 50 кв.м, учетная - 36 м2. Пред шественник - чистый пар. .Основная обработка почвы - плоскорез нал на глубину 25-27 см. у Почва опытного участка -j слабовыщело

ченный, среднегумусный, среднемощный, тяжелосугликистый черно

i

зем. Основные запасы азота приходятся на Еерхний полутораметро вый слой и составляют 18,4 тонны на га. Валовое содержание фос фора в почве опытного участка небольшое и составляет 1348-|l75i мг/кг, в т.ч. подвижных соединений (по Чирикову) 6-8% от ег* валовых запасов, которые в основном сосредоточены в гумусовог горизонте. Обменного калия (по Масловой) содержится 58-81 мг ш кг почвы, что говорит о достаточности этого элемента. РН поч-

энного раствора Сливка к нейтральной. Повторностъ опыта 4-х сратная.

Для получения динамических характеристик роста и развития »астений отбирали растительные "пробы с площади 0.25 кв.м на аждой повторности на 3, б, 8, ,10 и 12 этапах органогенеза. 1еступление этапа устанавливали по методу Куперман (1955).

Для изучения формирования элементов продуктивности расте-1ий пшеницы подсчитывали количество побегов кущения в онтогене-1в. проводили учет числа колосков и цветков на 5-7 этапах орга-югенева, испольвуя кжроскоп мвс-10. Учитывая число зерен в »лосе на 12 этапе органогенеза, рассчитывали процент реапиза-ага цветков в зерновки. Показатели продуктивности анализировали ' 10 растений с каждой из 4-х повторностей.

Для характеристики фотосинтетнческой деятельности растений шределяли величину ассимиляционной поверхности растения и отельных его органов (Краков, 1935); индекс листовой поверхнос-•и (ЛИ); фотосинтетический потенциал (2Щг характеризующий ве-агашу и продолжительность работы листового аппарата (Дорохов, .959); скорость нетто-ассимиляции, характеризующую эффектив-¡ость работы листъез по Видлу (1989).

Для оценки потенциальной продуктивности и энергетической (ффективности посевов рассчитывали КПД использования растениями ютосинтетнческн аетивной радиации (ФАР), (Кашов,1989):

Для оценки донорно-акцепторных отноаений кспольвовали сле-[угощие показатели: отнесение массы колоса к массе листьев на 8 |тапе органогенеза, коэффициент прироста колоса за период нали-(а верна, условная реутилизация (Кумаков и др., 1982).

. Определение общего азота в растительных образцах проводили [ейтронно-активациоянш методой. "Для определения доли источни-

ков азота в накоплении азотистых соединений зерном изучали ш рераспределение азота в период налива (Кумаков, 1985).

На 12 этапе органогенеза анализировали структуру и проду» тивность растений, определяли массу зерна и массу 1000 зер< при 14% влажности. Определение качества верна проводили в лабс ратории качества СибНШСХоеа. Аминокислотный анализ верна прс водили в лаборатории физических методов исследования ВЙУА с пс мощью прибора "СЬгопюБрек".

Погодные условия оценивали по следуювдм параметрам: ере; ние температуры воздуха и количество осадков по декадам вегете ционного периода, сумма эффективных температур выше 5°С по эга паи органогенеза.

Данные, полученные в опытах, обрабатывали статистически п методике Доспехова (1984) с помощью ЭВМ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Влияние изучаемое приемов интенсивная к¡ююлаппг на форт ' роваюю продуктивности птающц. Во все годы исследований межд числом продуктивных побегов и урожаем верна отмечена тесна взаимосвязь (И - +0.96). Эта зависимость носила криволинейны характер и описывалась следующим уравнением регрессии:

Ухоа. - -21.61 + 0.232 - 0.000322, где Ухоа- хозяйственный урожай, ц/га, г - количество колосопос-ных побегов на м2. ; ■ |

Из анализа данного уравнения следует, что оптимальным является стеблестой, численность колосоносных побегов в которог не превышает 400 штук на м2. Дальнейшее повышение плотности посева приводит к снижению урожайности.

Определение количества заложившихся на 6-ом этапе органогенеза элементов продуктивности главного колоса показало, чте

внесение удобрений повышало закладку цветков в колосках на 7 -15Х в зависимости от условий года исследований. В засушливом 1991 году положительное воздействие фосфора на этот процесс было менее выратено, так как к моменту формирования цветков запасы влаги в почве были очень низкими, что могло ухудшать поступление минеральных элементов, в особенности фосфора, в растения (Павлов, 1982; Лысенко, Сургучева, 1991). Такие погодные условия позволили сформировать лишь 45-52 цветка в колосе, тогда как в более благоприятные по метеоусловиям 1992 и 1993 годы ва-ложилосъ 61-70 и 70-85 цветков соответственно. Проведенный нами статистический анализ влияния метеоусловии на формирование элементов продуктивности растений позволил выразить эту зависимость следующим уравнением регрессии:

С - 2.5 ЦТ - 2.5 Е0 - 0.005(ЕТ)2, I? - 0.93, ДИ - 9.4, Где С - количество еалсишвшихся цветков, штуки, ЕТ - суша эффективных температур выше +5°С к 6 этапу органогенеза, ЕО -сумма осадков за этот период, мм.

Это уравнение подтверждает положение о том, что высокие температуры и налое количество осадков сокращают прохождение этапов органогенеза, тем сачым снижая закладку элементов продуктивности (Куперман, 1984; Сичинава, Остапенко, 1990).

При оценке участия боковых побегов в формировании урожайности посева в целом выяснилось, что связь между долей верна боковых побегов и урожайностью посева отсутствует (И --0.004). Это отчетливо просматривается при сравнении доли боковых. продуктивных побегов в растении и их вклада в зерновую продуктивность (таб. 1).

в

Таблица 1

Продуктивное кущение и вклад'боковых побегов в верновук

продуктивность растения --,--,---

Норма* |Коэф.прод.кущения, 12 этал| Масса зерна бок.побегов, высева | 1991 Г.| 1992 г.| 1993 г.| 1991 Г.| 1992 г.| 1993 г. _I_I_I_I_1_I-

контроль

3.5 1.18 ' 1.16 1.40 19.1 6.0 18.3

4.6 1.03 . 1.11 1.19 1.8 3.5 5.8

4.5 ■1.00 1.05 1.10 0.0 3.1 £.4

удобрения

3.5 1.26 1.62 - ' 8.4 14.8

4.5 1.19 1.37 7.0 9.2

Б.5 - 1.17 1.19 5.6 5.9

комплекс химизации

3.5 1.33 1.33 1.63 21.0 . 11.6 16.3.

4.5 1.20 1.29 1.23 21.3 9.0 8.3

5.5 1.08 1.25 1.24 4.6 7.1 9.7

* - в таблице 1 и других таблицах единица измерения нор высева - млн. верен/га

Как следует из таблицы 1, самый высокий коэффициент проду! тивногс кущения наблюдался на варианте комплексной химизащ при норме высева З.Б шщ. верен/га в 1993 г. и составил 1,63 П( бега/растение. На этом кв варианте доля верна боковых побег« составила 16. ЗХ от величины продуктивности одного! растения.

Более выравненные по верновой продуктивное™] главные и Си ковые побеги были отмечены в 1991 году, когда из-еа высота температур воздуха растения быстро проходили этапы органоген« за, а развитие растений было синхронным. |

Анализ полученных результатов показал, что как правило, щ

I

возрастании нормы высева происходило снижение массы верна интг тного растения. При этом отмечен сложный характер, вавпстосч

урожайности посева от взаимоотношений количества растений и верновой продуктивности интактного растения. В основном различия в массе зерна зависели от того, насколько повышалась густота стояния растений (таб. 2).

Литературные данные по влиянию нормы высева на урожай верна пшеницы неоднозначны. Так, одни авторы считают, что продуктивность пшеницы мало меняется при возрастании густоты посева (Сулейменов, 1980; Япиев, 198?; Иодко, 1988). Другие исследователи приходят к выводу, что в интервале от 3 до 5-6 млн.зерен/га наблюдается возрастание урожайности, а затем наблюдается ге спад (Гушлн, 1984; Савицкая, 198?; Павлов, 1969; Sargo, 1990). В наших опытах подтвердились обе закономерности, так шк в зависимости от метеоусловий складывалась определенная, структура посева, характеризующаяся большими или меньшими различиями в количестве растений на единицу площади и, соответственно, разной верновой продуктивность» одного,растения.

Полученные нами данные показали, что наиболее сильное воздействие на зерновую продуктивность оказывают погодные условия. 3 1991 году масса зерна интактного растения была в 2-3 раза ничем в последующее годы, «то связано с засухой. Применение средств' химизации и удобрений повышало этот показатель во все годы исследований. Снижение нормы высева увеличивало долю зерна Зоковых побегов во все годы исследований на всех вариантах химизации. Применение удобрений и комплекса химизации пологситель-яо влияло на этот показатель по сравнению с контрольными вариантами лишь при, нормах высева 4.5 и 5.5 млн. зерен/га.

Особенности фотсскитотнчэсксЛ деятельности ценозов пшеница з зашгс:мости от средств язсгкзгщкя. Анализируя формирование ас-:имиляционной поверхности посева на протяжении вегетационного

Таблица 2

Характеристики зерновой продуктивности интактного растения и посева в цехса

Норма высева Шсса.аерна 1 растения, г Урохай зерна , ц/га '^сло вастений на кв. м

1551 г. 1992 г. 1993 г. 1991 г. ( 1992 Г. 1993 г. 1991 г. ; 1992 г. 19ЭЗг.

контроль

3.5 0.68 1.38 1.08 6.4 7.8 18.7 119 124 178

4.5 0.51 1.23 0.87 8.2 12.5 23.1 153 154 207

5.5 0.31 1.24 0.97 5.6 14.4 25.0 163 200 274

удобрения

3.5 - 1.32 1.90 - 10.2 га о - 138 186 .

4.5 - 1.36 1.66 - 11.9 25.0 - 163 2С7

5.5 - 1:34 1.60 - 14 8 26.2 - 188 324

комплекс химизации.

3.5 0- 90 1.52 1.98 7.9 9.8 28. 4 130 121 234

4.5 0. 76 1.43 1. 65 7.7 13.0 2а 7 156 140 275

' 5.5 0.50 1.44 1.28 аз 16.7 29.3 220 161 345

НСР( 05)

150 К. Е. 0.15 0.18 0.22 0.8 1.9 3.0

ПО ХИМ. С. 11 - - а б ■ - -

периода мсшго сделать вывод, что улучшение фосфорного питания» позволило сформировать посевы с. более высокими значениями ЛИ (таб. 3). Применение средств химизации снижало темпы нарастания листовой поверхности на начальных этапах органогенеза, но увеличивало продолжительность работы листьев по сравнении с вариантом Рэо.

Таблица 3

Листовой индекс в зависимости от применения средств химизации и нормы высева, тыс. мг/га —-,---р—--(-

Норма высева| Кущение |Трубкование| Колошение | Начало налива

' _ - I 1 -1 )_1_________

контроль

3.5 4.56 22.34 17.64 4.90

4.5 6.72 25.06 15.94 Б.30

5.5 8.21 28.98 17.44 5.40

удобрения

, . 3.5 5.74 33.92 25.08 6.68

4.5 8.17 . 37.65 28.90 8.54

5.5 10.52 42.50 29.37 7.30

комплекс химизации

3.5 5.74 28.57 22.06 11.78

4.5 8.17 33.66 24.26 12.52

5.5 10.52 39.78 26.42 13.65

Как следует из данных таблицы 3, при увеличении нормы высева суммарная фотосйнтетическая поверхность ценоза, как правило, возрастает, так как уменьшение размеров ассимиляционной поверхности иктактного растения полностью компенсируется большим количеством побегов на единицу площади при высоких нормах гысе-ва. , '

В наших исследованиях была выявлена тесная положительная взаимосвязь между листовой поверхностью посева на 3, б, 6 и 10 этапах органогенеза и урожаем зерна ({? « соответственно 0.84,

0.79, 0.83 и 0.91). Суммарный фотосинтетический лотендиа листьев посева ((И) также тесно был связан с урожаем верш (тай. 4).

За три года наблюдений зависимость урожая зерна (УХоз) от величины ДО описывается следующим уравнением регрессии:

Ухоэ - 6 + 18.3(ФЛ)2 - 3.4«Ш)4, I? - 0.91, ДИ - 6.9 Уравнение регрессии отражает криволинейный характер зависимости, на основании анализа которой можно заключить, что урода' зерна в 30 ц/га возможен при формировании фотосинтетическогс потенциала листьев 1.6 млн. м2/сутки. Расчеты, сделанные с использованием полученного уравнения регрессии, отралиющего взаи-мосвявь ФП и урожая верна, показывают, что при дальнейшем увеличении фотосинтетического потенциала рост, урожайности будет незначителен, а при ФП листьев, превышающем 2 шш.м2/сутки произойдет снижение урожайности.

Оценка использования лучистой энергии посевами в зависимости от технологии возделывания показала, что за период вегетации посевы твердой пшеницы использовали на создание биологического урожая от 0.16 др 0.56Х приходящей на посев энергии фо-тосинтетически активной радиацш. (таб. 4)

Определено, что на использование растениями ФАР существенное влияние оказывают погодные условия. В 1993 году, более оп-

1 I

тимальном по тепло- и влагообеспеченкости, КПД использования ФАР был в 1.5-2 раза выше, чем в предыдущие годы на соответствующих вариантах опыта. Как правило, при высоких нормах высева растения лучше использовали энергию солнца. Повышение нормы 'высева от 3.5 до 5.5 млн.верен/га увеличивало этот показатель на 2 - 80Х в зависимости от варианта химизации и года исследова-

Таблица 4

Характеристики фотосинтетической деятельности и урожай твердой пшеницы

Норма высева Суммарный ФП.тыс. кв. м/га-дней Урожай зерна, ц/га КПД ФАР 1

1991 г. 1992 г. 1993 г. 1991 г. 1992 г. 1993г. 1991 Г. 1992 г. 1993 г.

контроль

3.5 212 528 720 6.4 7.8 18.7 0.18 0.16 0.38

4.5 205 527 769 8.2 12.5 23.1 0.23 0.26 0.46

5.5 275 624 885 5.6 14 4 25.0 0.16 0.29 0.48

• удобрения

3.5 - 803 1039 - 10.2 га 0 - 0.21 0.46

45 - 854 1249 - 11.9 25.0 - 0.24 й 48

5.5 - 894 1429 - 14.8 26.2 - 0.30 0.53

комплекс химизации

3.5 233 666 1136 7.9 9.8 28.4 0.22 0.20 0. 58

4.5 277 750 1314 7.7 13.0 28.7 0.22 0.25 0.58

5.5 316 850 1540 8.3 16.7 29.3 0.24 0.34 • 0.59

ний. Повышение уровня фосфорного питания и применение комплекса химизации также улучшало использование ФАР в среднем на 16% при высоких нормах высева и 84X при низких. Таким образом, увеличение нормы высева, как и применение комплекса средств химизации позволило при благоприятных погодных условиях сформировать посевы с большим суммарным 533 листьев, которые характеризовались лучшим усвоением энергии солнца, что приводило к повышению урожая. Дальнейшее увеличение урожайности при повышении ФП лимитировалось климатическими условиями.

Характер донорно-акцепторних отношений пшеницы в вависи-мости от нормы высева и средств ютгаации. Анализ сложившейся к цветению морфоструктуры растений показал, что улучшение фосфорного питания снижало отношение массы колоса к массе вегетативных органов (0.21-0.23) по сравнению с контролем (0.22-0.24), а применение комплекса химизации увеличивало его (0.23-0.25), так !*ак при этом формировался Солее крупный колос, а масса вегетативных органов снижалась за счет уменьшения размеров стебля.

Определено, что реализация сложившейся морфоструктуры зависела от погодных условий в период налива верна (таб. 5).

В 1991 и 1993 гг." прирост массы колоса в репродуктивный период был выше на удобренных вариантах по сравнению с контрольным и снижался с увеличением нормы высева, так как растения, накопившие к моменту цветения большую биомассу и сформировавшие достаточную ассимиляционную поверхность эффективнее использовали ассимиляты. В 1992 году негативное действие кратковременной засухи в период колошения-цветения меньше .отразилось на контрольном варианте, где растения имели меньшую массу, чем на варианте Рдо и при использовании комплекса химизации. Поэтому коэффициент реализации колоса был выше на контроле и увеличивался на всех вариантах при повышении нормы высева.

Таблица 5

Коэффициент реализации колоса и доля поступившего из почвы азота в репродуктивный период

I I

I Масса колоса, 8 этап | Норма 1 Масса колоса, 12 этап | Поступило N из почвы, X высева| 1991 г. | 1992 г. | 1993 г. | 1991 г.| 1992 г.| 1993 г.

_I_I__I_1___I_1---

контроль

3.5 4.0 5.8 4.1 36.2 65.4 37.2

4.5 3.7 5.4 4.3 25.1 60.0 54.0

5.5 3.5 6.6 4.8 24.2 66.6 64.5

удобрения

3.5 - 4.8 6.2 - 36.1 57.8

4.5 - 5.1 5.6 - 43.7 57.1

5.5 - 5.9 б.З - 46. Б 50.1

комплекс химизации

з.е 4.8 4.2 5.4 41.3 36.3 65.1

4.5 4.2 4.9 5.3 38.9 Б6.6 59.4

5.6 ' 3.8 4.9 5.0 28.7 53.4 Ш.9

Обнаружена тесная положительная взаимосвязь между коэффициентом реализации колоса и поступлением азота из почвы в период налива, R » 0,79. При неблагоприятных для растения условиях, когда увеличивалась реутилизация азота из вегетативных органов, приросты массы колоса в период налива снижались. Была отмечена отрицательная взаимосвязь между коэффициентом реализации колоса и величиной реутилизации азота ив вегетативных органов , R - - 0.71.

К сожалению, наблюдаемые закономерности использования аао-' та растениями твердой пшеницы в литературе не достаточно освещены. Считалось, что более низкая продуктивность твердой пшеницы связано с' более слабым оттоков азотистых вещчств и углеводов из^ вегетативных органов в зерно (Таранов, 1962, Полимоетова, 1962, 1980). Нами установлено, что реутилизация азота из веге-

тативных органов была довольно высокой и достигала 627,, хотя при этом продуктивность в силу неблагоприятных погодных условий была низкой. В то же время при благоприятных условиях поступление азота из почвы составляло 67Х, что является высоким показателем. Таким образом, в наших опытах растения хорошо усваивали как первичный, так и вторичный азот, что по-видимому свидетельствует о большой пластичности сорта. Потенциальные возможности колоса лучше реализовались , если у растений была возможность использовать азот из почвы в период налива.

Урожай м качество верна пвекици в зависимости от услозий Еозделывания. Наши исследования показали зависимость урожая как от нормы высева, так и от применения средств химизации (таб. 6). Приведенные данные позволили сделать вывод, что на действие приемов интенсивной технологии оказывали влияние метеоусловия года исследований.

Минимальные урожаи зерна (5.6 - 8.3 ц/га) были получены в 1991 г., для которого была характерна острая воздушная и почвенная засуха в первой половине вегетации и прохладная погода с обильными осадками во второй. Эти закономерности описываются следующим уравнением:

ув1 - 6.5 - 0.31 п2 + 0.9 п Ух , й - 0.86, ДИ - ±1.57, где Уд1 - урожай зерна, ц/га, п - норма высева , х - средства химизации.

В 1992 году как увеличение нормы высева так и применение средств химизации положительно отразилось на урожайности. Математически эти закономерности выражены уравнением:

у92 „ 4.7 + 0.8 х + 3 П , Я - 0.97, ДИ « ± 1.45, из которого видно, что влияние нормы высева в этом году было более существенно. \

Таблица 6

Урожай верна твердой пшеницы, ц/га

Норма высева

1991

Годы исследований

1992

1993

3.5 4.5

5.5

3.5 4.5 5.5

3.5 : 4.5 5.5 НСРоб по Д. В. по хим.

контроль 6.4 7.8

8.2 12.5

5.6 14.4

удобрения

10.2 11.9 14.8

комплекс химизации

9.8 13.0 16.7

1.9

7.9 7.7 8.3

0.8 0.6

18.7

23.1 25.0

23.0 25.0

26.2

28.4 28.7 29.3

3.0

В 1993 году характер взаимосвязи исследуемых факторов был таким же, как и в предыдущем, однако применение пестицидов и ретарданта оказало более сильное воздействие на формирование зерновой продуктивности. Различия между вариантами химизации были более выражены на низких нормах высева, где засоренность посевов была выше. Закономерности формирования урожая в 1993 году описываются следующим уравнением регрессии:

Удз - 9,7 + 6.0 х + 4.5 п - 1.4 пх , Н = 0.99, ДИ = ± 1.31 из которого видно, что применение средств химизации, как и в 1991 году, сгладило различия между нормами высева. В 1993 году в целом сложились благоприятные погодные условия, при которых посевы пшеницы сформировали зерновую продуктивность в 3 - 3.5 раза выше по сравнению с 1991 годом..

Как показали наши исследования, урожайность росла с увеличением количества осадков, что отражает коэффициент корреляции между этими показателями в разные фазы развития растений (таб. 7).

Таблица 7

Взаимосвязь урожая верна и метеоусловий в 1991-93 гг.

1 I ; "

Фаза развития ¡Сумма осадков, мм|Сумма эффект.температур,°С

_I_:_1_;_

Кущение Я - + 0.66 Я - - 0.44

Трубкование К - + 0.70 • И - - 0.83

Начало цветения I? - + 0.85 к> - 0.79

Начало налива к - + 0.92 : 5? - - 0.33

Полученные данные позволяют сделать вывод, что урожай зерна в климатических условиях лесостепной зоны юга Западной Сибири определяется в большей степени суммой осадков, выпавших к началу налива. В то же время тесная отрицательная взаимосвязь иоаду урожаем зерна и температурами в период трубкования - цветения говорит о том. что на ранних этапах развития температура воздуха не играет существенной роли, но высокие температуры' в период прохождения растениями. 6-9 этапов органогенеза снияаот зерновую продуктивность пшеницы.

Зависимость урожая от погодных условий выражается уравнением регресрии:

Ухоз - -0.03 ЕГ + 0.13 СО + 0.0004(£Т)2, В - 0.94, ДИ - ± 5.53, где Ухоз - урожай зерна, ц/га; £Т - сумма эффективных температур к началу налива, °С; ЕО - сумма осадков к началу налива, мм.

Иэ уравнения видно, что сумма осадков играет большую роль, чем сумма эффективных температур, :а сочетание минимального количества осадков с максимальной Суммой эффективных температур приводит к резкому снижению урожая, что и наблюдалось в 1991 году.

! Как показал анализ зависимости урожая верна от длительности начальных этапов органогенеза, наиболее тесная взаимосвязь отмечалась между урожаем и длительностью б зтала органогенеза, К » +0.95. Увеличение времени прохождения Э, 4 и 5 этапов также оказало положительное влияние на величину урожая. Коэффициенты корреляции между этими показателями составили соответственно: 1?3 « + 0.55, 1?4 - + 0.85 и [?5 ш + 0.82. Необходимо ответить, что эта связь была менее тесной по сравнению с б этапом. Применение средств химизации на ранних этапах органогенеза (гербициды и ретардант) задерживало развитие растений на 1-2 дня в зависимости от метеоусловий, что способствовало повышению урожая по сравнению с удобренными вариантами на 1.9 - 5.4 ц/га. Это говорит о том, что изменяя технологию возделывания, можно усилить или сгладить влияние погодных условий на формирование урожая пшеницы. Однако полностью устранить негативное влияние погодных условий невозможно, поэтому урожайность в значительной мере определяется условиями года исследований.

Как показали наши исследования, погодные условия оказывали влияние и на формирование качества зерна. В жарком и засушливом 1991 году зерно отличалось максимальным содержанием белка (21.7 - 22.4%) из всех лет исследований. Определенных закономерностей в изменении содержания белка, как и в содержании аминокислот в зерне, и в доле незаменимых аминокислот в сумме аминокислот при увеличении нормы высева не было обнаружено.

Проведенные исследования показали, что качество зерна определяется главным образом погодными условиями в период налива. Применение комплекса химизации несколько сглаживает негативное влияние неблагоприятных условий, но не устраняет его полностью. Определенного влияния изменения нормы высева на качественные характеристики верна нами не обнаружено. Такие показатели качества верна, как белковость, содержание клейковины, качество клейковины соответствовали требованиям , предъявляемым к классному зерну во все годы исследовании, однако технологические качества верна пшеницы не всегда были высокими.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что оптимальным для формирования высокой продуктивности твердой пшеницы в климатических условиях южной лесостепи Западной Сибири является стеблестой с числам кодосо-носных побегов 400 птук на м2. Дальнейшее повышение плотности . ценоза приводит к снижению урожайности. Определено, что связь между урожаем верна и продуктивностью боковых побегов практически отсутствует (Г? - -0.004). Основная роль в создании продуктивности принадлежит главным побегам. '' ■.

2. Формирование ценоза с оптимальным стеблестоем определяется технологией возделывания.В условиях интенсивного выращгаа-ния растений наибольшая реализация потенциальной продуктивности пшеницы достигается при меньших нормах высева - 4.5 млн.ее-рен/га. В вариантах без применения удобрений и . при внесении фосфора необходимо увеличивать норму высева семян до 5.5 млн. . верен/га. - - . .

3. Продуктивность интактного растения пшеницы определяется оптико-биологическими характеристиками ценоза, которые складываются в зависимости от метеоусловий года исследований и техно-

логии возделывания. Увеличение густоты стояния растений, как правило, снижает продуктивность интактного растения.

4. Установлено, что урожай зерна в условиях неустойчивого увлажнения на юге Западной Сибири определяется суммой осадков, выпавших к началу налива зерна (К > +0.92). Наибольшие урожаи пшеницы были получены при использовании комплекса средств химизации в благоприятном по условиям родообеспечекия 1993 году. Засуха 1991 года снизила урожай пшеницы в 3 - 3.5 раза.

5. Увеличение нормы высева до 4.5 - 5.5 млн. зерен/га при благоприятных погодных условиях позволило сформировать посевы с суммарным фотопотенциалом листьев в 1.3 - 1.7 млн. м2/га в сутки, ' которые характеризовались лучшим усвоением энергии солнца, что повысило урожай до 25-00 ц/га. В неблагоприятные годы КПД использования ФАР снижался в 1.5 -2 раза.

6. Определено, что при засухе ведущая роль в формировании фотопотенциала твердой пшеницу принадлелдат стеблю (43%) и колосу (23%).С улучшением условий водообеспечения увеличивается доля листьев (50%) и снижается доля колоса (15%). Применение комплекса химизации изменяет структуру фотопотенциала, снижая вклад стебля в величину ФП и повышая долю листьев за счет увеличения длительности их функционирования. Изменение нормы высева слабо влияет на структуру фотопотенциала главного побега.

7. Донорно-акцепторные отношения пшеницы по-разному складываются в вегетативный и репродуктивный периоды развития растений и нёоднозначно зависят от погодных условий и изучаемых факторов. В вегетативный период напряженность донорно-акцепторных отношений определяется в основном обеспеченностью растении фосфорным питанием. В репродуктивный период реализация потенций колоса зависит от способности растений усваивать азот из почвы

при наливе зерна. Отмечена тесная положительная взаимосвязь между поступлением азота из почвы в период налива зерна и коэффициентом реализации колоса (R » + 0.79).

8. Наиболее значительное влияние на формирование качества верна оказывали погодные условия периода налива зерна. Использование комплекса средств химизации повышало устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды и улучшало качество верна.

9. Для оценки зависимостей формирования продуктивности пшеницы от различных факторов были рассчитаны множественные регрессионные модели. На основании уравнений регрессии получены модели, описывающие зависимость урожая верна от климатических условий в разные периоды вегетации, длительности этапов органогенеза, фотосинтетического потенциала и количества колосоносных побегов на м2, а также зависимость длительности этапов органогенеза от метеоусловий года исследований.

Список работ, опублниозашшх по теме диссертации:

1. Кузьмина H.A. Формирование продуктивности яровой пшеницы в зависимости от нормы высева и средств химизации// Эффективность средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур: Tee. докл. конф. молодых ученых ВИУА 13-15 апреля 1993, Москва,- М., 1993.- С..18-19.

2. Кузьмина H.A. Фотосинтетическая деятельность и урожай твердой пшеницы в зависимости от нормы высева и применения средств химизации в условиях Сибири// Селекция и семеноводство, биотехнология, экономика и организация с.-х., кормопроизводство, механизация и электрификация с.-х.: Тез. докл. Междунар. науч.-лракт. конф. молодых ученых и специалистов по актуальным

проблемам интенсификации с.-х.- Шортанды, 1993.- С. 17-18. ftf^