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

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

о

г" /•

\ - ^ >

Работа выполнена в лаборатории потенциальной продуктивности растении Всероссийского института удобрений и аг-ропочвоведения им. Д Н Прянишникова

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор Ниловская Н. Т.

Официальные оппоненты доктор биологических наук Крастина Е. Е., кандидат биологических наук Сургучева М. П

Ведущее учреждение — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны Российской Федерации.

Защита диссертации состоится . . . .

1994 г в « часов на заседании специализированного совета Д.120 35 07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева

Адрес 127550, г. Мос<ва, ул. Тимирязевская, 49, сектор защиты диссертаций.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « . . 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологических наук )

У/

1ДЧС/

А. С. Лосева

. ОБЩАЯ !ХАРАЮЗ=ЯСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Потребность в высококачественном верна твердей пшеницы, которое служит сырьем для крупяной и макаронной промышленности, в настоящее время обеспечивается недостаточно. Один ив путей успешного решения этой проблемы состоит в повышении урожайности твердой пшеницы на основе интенсификации производства с максимальным использованием климатических условий районов, пригодных для возделывания твердой пшеницы. ; ' В технологии возделывания пшеницы одно ив первых мест отводится сорту,' его адаптационным способностям, причем адаптивные функции ценова находятся в прямой зависимости от чис-а - особей на единицу площади. Известно, что новые сорта интенсивного типа отличаются генотипически иамепенной нормой реакции на условия загущения и факторы интенсификации (Ламан,' 1992). В отличие от сортов старой селекции, новые сорта интенсивного типа лучше отбываются на внесение фосфорных удобрений , что немаловажно для южной лесостепи Западной Сибири , почвы которой характеризуются высоким содержанием азота и недостатком фосфора (Кочегарова, 1992). Сорт твердой пшеницы Омский рубин, интенсивного типа, селекции Сибирского НИИ сельского хозяйства, был рекомендован к районированию в 1991 г., в связи с чем возникла необходимость изучения его реакции на изменения условий возделывания и выбора оптимальной густоты стояний растений, позволяющей сформировать высокопродуктивный посев и наиболее полно реализовать потенциальные возможности нового сорта.. .

: Разработка приемов управления продукционным процессом путем регулирования густоты стояния растений при разном уровне применения средств химизации невозможна бее физиологической оценки их влияния не только на формирование элементов продуктивности

Г~ ЦЕНТРАЛЬНАЯ

1 НАУМ--\г б: слиотека

I • 'о- с се,1_скэх02. гиадгмии

(Куперман, 1984; Purl е.а., 1988; Natrova. 1989; Остапенко.

1991), и качеств«? верна (Груздев,'; 1985; Behle-Schalk, Zoschke. i ' ... ' ' 1980; Гридасов, Заверюха, 1989; Деков, 1990; Павлов, 1993), но

л ла фотосинтетическую деятельности ценозов растений, их оптико-биологическую характеристику (^ичипорович,. 1992; Кумаков, 1986; ШатилоЕ, 1987; Березина, 1989; Гуляев, 1989) и донор-но-акцепторные- отношения (Мокроносов, 1988; ■ Кефели, 1990; Clifford, 1992; Sonnewald, WillImitzer, 1992; Шабашвили, Чиков, 1992; Климашевская, 1993).

Цель и задачи исследований. Цель наших исследований заключается п изучении влияния нормы высева на формирование продуктивности твердой пшеницы сорта Омский рубин при разных уровнях использования средств химизации.

В диссертации поставлены следующие.задачи:

1. Определить оптимальные нормы высева пшеницы при разных уровнях применения средств химизации. ■ . ' < :

2. Оценить влияние изучаемых приемов интенсивной технологии на формирование продуктивности, урожай и качество зерна твердой пшеницы. ;

3. Изучить фотосинтетическую деятельность пшеницы в зависимости от нормы высева и применения средств химизации.

4. Определить влияние условий возделывания на; характер до-

■ '" 1 i ' -норно-акцепторных отношении растений пшеницы. ' ■

Научная новизна и практическая ценность работ». В диссертации впервые проведена комплексная оценка формирования продуктивности твердой пшеницы в онтогенезе при варьировании 1вух факторов - нормы высева и уровня применения средств химизации с использованием морфофизиологического контроля, показателей фотосинтетической деятельности и донорно-акцепторных отношений.

Впервые выражены в регрессионных моделях зависимость урожая зерна твердой пшеницы от погодных условий, плотности посева и формирования листовой поверхности. Определены величина фотосинтетического потенциала и количество колосоносных побегов к уборке, при которых формируется урожай 25-30 ц/га. Установлено, что наиболее'негативное влияние на формирование зерновой продуктивности окаеывают высокие температуры воздуха в период прохождения растениями 6 - 9 этапов органогенеза.

Определены оптимальные. нормы высева на каждом иэ уровней . применения средств химизации. Показано, что для сорта твердой пшеницы Омский рубин при неблагоприятных условиях в период налива верна, характерна высокая степень реутилизации азотистых веществ иэ вегетативных органов. , . . -

Апробация работы. Материалы исследований были представлены и доложены на конференции молодых ученых ВИУА (1993), на Между-. народной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам интенсификации сельского хозяйства в г. Шортанды (1993).

• Публжации. По теме диссертации опубликовано 2 печатные работы, 2 находятся в печати.,.

Структура м обмм диссертации. Диссертация состоит ив введения, обзора литературы,, описания условий и методов проведения исследований, ' 4 экспериментальных глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу, ; 12 рисунков. Список литературы включает 200 наименований, в том числе 64 иностранных.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.

Исследования проводились в 1991-93 гг. на пслях Сибирского НИИ сельского хозяйства ( г. Омск) с твердой пшеницей (Triticum

. - ' 4

durum Desf.) сорта Омский рубин. Сорт относится к степной за-.' падно-сибирской экологической группе, среднеспелый, интенсивного, типа.

Схема опыта включала в себя три варианта : .■■'•■ • контроль ( Oes средств химизации ), ! / - .> ' ■

- внесение фосфорных удобрений (Рэо). •. ■ •

- комплекс химизации (Р90 + пестициды + ретардант ), .. на которых варьировали - три нормы высева: 3.5, 4.5, 5.5 мля. верен на га . ' . , .

Использование комплекса химизации, , разработанного для южной лесостепи Западной Сибири , включало в себя внесение фосфорных удобрений в виде двойного суперфосфата в дозе 90 кг/га. д.в., гербициды - диален в количестве г л/ra, фунгициды - тилт. (0.5 л/га), инсектициды - метафос (0.7 л/га) в 1991 г. и ретардант - тур (4 л/га). В 1992-93 гг. вместо метафоса использовался суми-а (0.2 л/га). Посевы обрабатывали, гербицидами на 4 эта^ • пе развития растений, туром в трубкование, а инсектицидами и фунгицидами - по мере поражения посевов вредителями и болезня--ми. . ...;..'■. ''.'■.

■ Площадь опытной делянки 50 кв.м, учетная - 36 м2. Предшественник- чистый пар. .Основная обработка почвы - плоскорез-, ная на глубину 25-27 см. -j Почва опытного участка - слабовыщело-ченный, среднегумусный, среднемощный, тяжелосугликистый чернозем. Основные запасы азота приходятся на верхний полутораметровый слой и составляют 18,4 тонны на га., Валовое; содержание (фосфора в почве опытного участка небольшое и составляет 1348-jlV5Q мг/кг, в т.ч. . подвижных соединений .(по Чирикову) 6-8Z от. его валовых вапасов, которые в основном сосредоточены в гумусовом горизонте. Обменного калия (по Масловой) содержится 58-81 мг на кг почвы, , что говорит, о достаточности этого элемента. РН поч-

венного раствора близка к нейтральной. Повторность опыта 4-х ■ кратная.. -

.' Для получения динамических характеристик роста и развития растений отбирали растительные пробы с площади 0.25 кв.м на каждой повторное™ на 3. " 6, 8, .10 и 12 этапах органогенеза. Наступление этапа устанавливали по методу Куперман (1955).

Для изучения формирования элементов продуктивности растений пшеницы подсчитывали количество побегов кущения в онтогенезе, проводили учет, чисаа колосков и цветков на 5-7 этапах органогенеза, испольвуя : микроскоп МВС-10. Учитывая число верен в колосе на 12 этапе органогенеза,. рассчитывали процент реализации цветков в зерновки. Показатели продуктивности анализировали у 10 растений с каждой из 4-х повторностей; ; >•»;

Для характеристики фотосиятетическо* деятельности растений определяли величину ассимиляционной поверхности растения и отдельных его органов (Кумаков. 1985); индекс листовой поверхности (ЛИ); ^фотосинтетический потенциал ДО1), характеризующий величину и продолжительность работы листового аппарата (Дорохов, 1959); скорость нетто-ассимиляции, характеризующую эффективность работы листьев по Бидлу (1989). 1

Для оценки потенциальной продуктивности и энергетической эффективности посевов рассчитывали КПД использования растениями фотосинтетическиактивной радиации (ФАР), .(Каюмов,1989):-

Для оценки донорно- акцепторных отношений исполь эовали следующие показатели: , отношение' массы колоса к массе листьев на 8 этапе органогенеза, коэффициентпрмроста колоса ва период налива зерна, условная реутилизация (Кумаков и др1, 1982). .

. Определение общего азота в растительных образцах проводили нейтронно-активационным методом.' Для определения доли источни-

ков азота в накоплении азотистых соединений верном-изучали перераспределение азота в период налива (Кумаков, 1985).

На 12 этапе органогенева анализировали структуру и продуктивность растений, определяли массу верна и массу 1000 верен при 1451 влажности. Определение качества верна проводили в лаборатории качества СибШИСХова. Аминокислотный анализ верна проводили в лаборатории фивических методов исследования БИУА с помощью прибора "СПгото5рек". -

Погодные условия оценивали по следующим параметрам: средние температуры воздуха 'и количество осадков по декадам вегетационного периода, сумма эффективных температур выше 5°С по этапам органогенеза.,

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

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ - Влияние изучаемых приемов интенсивной технологам на формирование продуктивности пиеницм. Вовсе годы исследований между числом продуктивных побегов и урожаем .верна отмечена тесна* вваимосвявь (К - +0.96), Эта зависимость носила криволинейный характер и описывалась следующим уравнением регрессии:

У ХОЗ. - -21.61 + 0.2Эз- О.ОООЗг2, где Ухоэ-. хозяйственный урожай, ц/га, г - количество колосопос-ных побегов на м2, ■ , .'•.-,* ; - .1 | •.- .

Ив анализа данного уравнения следует, что оптимальным^ является стеблестой, численность колосоносных побегов в котором не лревышает 400 штук на м2. Дальнейшее повышение плотности" посева приводит к снижению урожайности.

Определение количества валожившихся на ¡5-ом этапе органогенева элементов продуктивности главного колоса:, показало, что

внесение удобрений повышало вакладку цветков в колосках на 7 -1SX в зависимости " от условий года исследований. В эасушливом 1991 году положительное воздействие фосфора на этот процесс было менее выражено, так как к моменту формирования цветков вала' сы влаги в почве были очень низкими, что могло ухудшать поступ-; летае минеральных элементов, в особенности фосфора, в растения ; (Павлов, 1988; 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-! ложилось 61-70 и 70-85 цветков соответственно.- Проведенный нами .

статистический анализ влияния метеоусловий на формирование эле; ■ ментов продуктивности растений поаволил выр&зить-эту зависимость следующим уравнением регрессии:

. С - 2.5 ЕГ - 2.5 D3 - 0.005(ЕТ)2. R - 0.93, ДИ - 9.4, ' Где С - количество валажившихся цветков, штуки, ЕТ - сумма эффективных температур выше +5°С к 6 этапу органогенеэа, SO -сумва осадков ва этот период, : мм.

Это уравнение подтверждает положение о том, что высокие температуры и малое количество осадков сокращают, прохождение этапов органогеием, тем самым снижая вакладку элементов про- " дуктивности (Куперман, 1984; Сичинава, Остапенко, 1990).

При оценке участия5 боковых побегов в формировании урожайности посева в целом выяснилось, что связь между долей верна . боковых побегов; и урожайностью' посева: отсутствует (R -. -0.004). Это отчетливо просматривается при сравнении.доли боко-;;' вых. продуктивных побегов в растении и их вклада в верновую про-.к://яукгювост\(табг. 1). -Г .' : - -' ^' ■ .

'■■'.■ Таблица 1 . Продуктивное кущение и вклад боковых побегов в верновую продуктивность растения' ; < '

--—,——-—-~~~— I-——--;-

Норма* |Ноэф.прод.кущения. 12 атап| Масса верна бок.побегов. 2 • высева | 1991.г.| 1092 Г.| 1993 Г.I 1991 Г.| 1992 Г.| 1993г.

_1__!_I__;_I__1__ I _I __ ' .'

■ ' ■ - контроль . '

3.5 1.18 Л '1.16 1.40 ' 19.1 6.0 ' 18.3

4.Б 1.03 1.11' . 1.19 : 1.8 3.5 5.8 . .

4.5 1.00 ' 1.05 1.10 0.0 3.1 2.4

- , удобрения ■ • .' .

3.5 - ' 1.26 1.62 8.4 14.8

4.5 V 1.19 : 1.3? . - . 7.0 . 9.2 ,

6.5 " 1.17 1.19 5.6 5.9

комплекс химизации '•'

3.5 1.33 1.33 1.63 • 21.0 . 11.6 . 16.3.1,:

4.5 1.20 1.29 1.28 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 нормы , высева - млн. верен/га ■ • • . ■ • .

Как следует ив таблицы 1, самый высокий коэффициент продукт

тивного кущения наблюдался на варианте комплексной химизации при норме высева 3.5 млн.верен/га в 1993 г. и составил 1.63 побега/растение. - На атом же варианте доля верна боковых побегов: составила 16.ЗХ от величины продуктивности одногс! растения.

Более выравненные по аерновой продуктивности главны^ и боковые побеги были отмечены в 1991 году, когда иэ-ва высоких температур воздуха растения быстро проходили этапы, органогене-ва, а развитие растений было: синхронным. . ;" (:..:'

Анализ полученных, результатов показал, что как правило1^ при возрастании нормы высева происходило снижение массы Берна интак-тного растения, При этом отмечен сложный характер, зависимости

урожайности посева .от взаимоотношений количества растений и »ерновой продуктивности интактного растения, в основном различия в массе верна зависели от того,' насколько повышалась густота стояния растений (таб. 2).

Литературные данные по влиянию нормы высева на урожай верна пшеницы неодновначны. Так, одни авторы считают, что продуктивность пшеницы мало меняется при возрастании густоты посева (Сулейменов, 1980; Япиев, 1987; Иодко, 1968). Другие исследователи приходят > к., выводу,.. что в интервале от 3 до 5-6 млн. верен/га-наблюдается возрастание урожайности, а затем наблюдается ее спад (Гущин, 1984; Савицкая, 198?; Павлов, 1969; (Загго, .1990); В наших опытах подтвердились обе закономерности, так как в зависююсти от метеоусловий складывалась определенная, структура посева, : характеризующаяся большими или меньшими различиями в количестве растений на единицу площади и, соответственно, разной верновой продуктивностью одного,,растения.

- Полученные нами данные показали, что наиболее сильное воздействие на зерновую продуктивность оказывают погодные условия. В 1991 году масса верна интактного растения была в 2-3 раза ниже, чем в последующие годы, что связано с васухой. Применение средств химивации и удобрений повышало этот показатель во все годы исследований. Снижение нормы высева увеличивало долю верна боковых побегов; во все 1^оды исследований на всех вариантах химивации. Применение удобрений и комплекса химизации положительно влияло на ?тот показатель по сравнению с контрольными вариантами лишь при нормах высева 4.5 и 5.5 млн.зерен/га.

Особвшдастм ♦отоовггетичвслой деятельности ценовое пшеницы в {зависимости от средств химизации. Анализируя формирование ассимиляционной поверхности посева на протяжении вегетационного

. Таблица 2

■ йрактерястики зерновой продуктивности интакгного растения и посева в цехе*

Есрма высева Масса 8ерна 1 растения, г Урогай зерна ,ц/га '¿:сло растений на га. и

1351 :г. ■ ' 1952 г. 1953 г. 1991 г. ( 1992 г. 1993 г. 1991 Г. 11992 г. 1993г.

. контроль

3.5 0.68 ' 1.38 1.08 6.4 7.8 ' 18.7 119 124 178

4.5 0.51. 1.23 а 87 8.2 ,12.5 23.1 153 154 207

5.5 0.31 ' 1.24 ■■' а 97 14.4 , 25.0 163 200 ' 274

удобрения'

3.5 V, . 1.32 • 1.90 ■.. -г. .. 10.2 га о .'Л 138 : 186

4.5 ; - . 1.36 1.66; 11.9 ■ 25.0 : 163 207.

5.5 1. 34/ .1.60 ■ -.; 14.8 26.2 •- . .188 324

'.. ■■. комплекс химгаааии

.3.5 0.90 V 1.52 1.98 7.9 9.8 га 4. " ■ 130 121 234 \

4.5 . 0.76 ' 1. 43 • 1.65 :. 1.7 1а 0 га 7 156 140 • 275

: 5.5 а 50 -■1.44 ' 1.28 • аз' 16.7 29.3. 220 161 345 .

ЕСР(С5) '' ■ • ■ '• ■

по;-к. в. а 15 - 0.18 •• а ?2; 'о. 8 1.9 ао

по хим.. а и 1 - • йб • ■ .. • ■■.

' л • • ' 11 > '.: ' .• ;

периода можно сделать вывод, что улучшение фосфорного питания, позволило сформировать посевы с белее высокими значениями ЛИ

• (таб. 3). Применение средств химизации снижало темпы нарастания

• листовой поверхности на начальных этапах органогенеза, но увеличивало продолжительность работы листьев по сравнению с.вари-

■ антом Рдо. • '

. Л"',"-:--.'--'■■V"-; / *'.".' Таблица 3

. Листовой индекс в зависимости от применения средств химизации и норки высева, тыс.уг/га

-".'" ', '..' ''.'■-—:■■ Г' .";'■:! '/"'-' , ■-" , . I—;----

Норма высева! Кущение |Трубкование| Колошение | Начало налива

.'" " .'.';у." .".•-■ 1 ~. _I .,-.,. г,.-" _:__>__:__

. . ■■ контроль

3.5 4.56 22.34 17.64 - 4.90

4.5 6.72 " . 25.06 15.94 Б.30

Б.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.Б4

5.6 ; 10.52 42.50 29.37 7.30

комплекс химизации

3.6 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 ив данных таблицы 3, при. увеличении норш высева суммарная фотосинтетическая поверхность ценоза, как правило, воарастает, так как уменьшение размеров ассимиляционной поверхности иктактного растения полностью компенсируется большим количеством побегов на единицу площади при высоких нормах высева/ ■■■

-. В наших 'исследованиях была : выявлена г юная положительная , взаимосвязь между листовой поверхностью посева на Э, б, 6 и 10 этапах органогенеза и урожаем зерна (К « соответственно 0.84,

0.79, 0.83 и 0.91). Суммарный Фотосинтетический потенциал листьев посева (Ml) танке тесно был свяван с урожаем верна (тай. 4).

За три года наблюдений 8ависимость урожая верна (Ухоа) от величины ДП описывается следующим уравнением регрессии:

Ухов - 6 «- 18.3(«1)2 - 3.4(«Q)4, R - 0.91, ДИ - 6.9 Уравнение регрессии отражает криволинейный характер зависимости, на основании анализа которой можно заключить, что урожай верна в 30 ц/га возможен при формировании фотосинтетического потенциала листьев 1.6 млн. м2/сутки. Расчеты, сделанные с использованием полученного уравнения регрессии, отражающего взаимосвязь <ХЛ и урожая верна, показывают, что при дальнейшем увеличении фотосинтетического потенциала рост, урожайности будет незначителен, а при <И1 листьев, превышающем 2 млн.м2/сутки произойдет снижение урожайности.

Оценка использования лучистой энергии посевами в зависимости от технологии возделывания показала, что ва период вегетации посевы твердой пшеницы испольвовали на создание биологического урожая от 0.16 до 0.561 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 оптимальном по тепло- и влагообеспеченкости, КПД использования ФАР был в 1.5- 2 pasa выше, чем в предыдущие годы на соответствующих вариантах опыта. Как правило, при высоких нормах высева растения лучше испольвовали энергию сольца. Повышение нормы высева от З.б до 5.5 млн.верен/га увеличивало этот показатель на 2 - 80Х в зависимости от варианта химизации и года исследова-

Таблица I

Характеристики фотосинтетической деятельности и урогай твердой пшеницы

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

1991 Ь 1992 Г. 1993 Г. 1991 Г. 1992 Г. 1993г. 1991 Г. 1992 г. 1953 Г.

контроль

3.5 212 520 720 6.4 7.8 18.7 0.18 0.16 0.38

4 5 206 527 769 8.2 12.5 23 1 0.23 0.26 0.46

5.5 275 624 885 5.6 144 25 0 0.16 0.29 0.48

• удобрения •

3 5 - 803 1039 - 10.2 23.0 - 0.21 0.46

4.5 - 854 1249 - 11.9 25 0 - 0.24 0.48

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 2В 7 С. 22 0.26 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 24% при низких. Таким 'образом;" увеличение нормы высева, , как и применение комплекса средств химизации позволило при благоприятных погодных условиях сформировать посевы с большим суммарным ФП листьев, которые характеризовались лучшим усвоением энергии солнца, что приводило к повышению урожая. Дальнейшее увеличение урожайности при повышении ФП лимитировалось климатическими условиями. ' ; ч ;

Характер донорно-акцепторных отношений пявнгым »зависимости от нормы высева и средств химизации. Анализ сложившейся к цветению морфоструктуры растений показал, что улучшение фосфорного питания снижало отношение массы колоса к массе вегетатив- -ных органов (0.21-0.23) по сравнению с контролем (0.22-0.24), а применение комплекса химизации увеличивало его (0.23-0.25), так как при этом формировался более крупный колос, а масса вегета- .. тивных органов снижалась аа 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 растет ния, 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 " увели- , чивался на всех вариантах при повышении нсрмы высева.

Таблица 5

■ Коэффициент реализации колоса и Доля поступившего иа почвы

азота в репродуктивный период -_—, -_____---—-,---;-"

: I Масса колоса,* 8 этап | Норма I Масса колоса, 12 этап I Поступило N из почпы, X высева| 1991 Г.I 1992 Г.| 1993 г. | 1991 г.| 1992 Г.| 1903 г.

__ I , .. _I_!___I_—I_:_1:-1--

контроль

3.5 4.0 5.8 4.1 36. ,2 65.4 27.2

4.5 3.7 ' 5.4 4.3 25. 1 60.0 54.8

5.5 3.5 6.6 4.8 удобрения 24. 2 66.6 64.5

3.5 4:8 . . 6.2 36.1 57.8

4.5 . 5.1 5.6 - 43.7 57.1

6.5 V 5.9 5.3 46.5 50.1

комплекс химизации

3^ ..■" 4.8 4:2 5.4 ■ 41. ,3 36.3 65.1

4.5 '. 4.2 4.9 5.3 38, ,9 56.6 50.4

5.6 " 3.8 4.9 5.0 . 28.7 53.4 50.9

: Обнаружена тесная положительная взаимосвязь между коэффициентом реализации колоса и поступлением азота из почвы в период налива,: й - 0.79. При неблагоприятных для растения условиях, когда увеличивалась реутилизация азота из вегетативных органов, ■приросты массы колоса в период налива снижались. Била отмечена отрицательная, взаимосвязь между коэффициентом реализ.чции колоса .и величиной реутилизации азота из вегетативных органов , Я - - 0.71.. . . ! "

К сожалению; наблюдаемые закономерности использования азота растениями .твердой пшениц^ в литературе не достаточно освещены. Считалось,.что более-низкая.продуктивность твердой пшеницы связано с'болеё слабым оттоков азотистых вещиств и углеводов йэж< вегетативных .органов в.зерно (Таранов. 1962,.. ПолимОетова,

что. реутилизация, паота из гюге-

тативных органов была довольно высокой и достигала 627,, хотя при этом продуктивность в силу неблагоприятных погодных условий была нивкой. 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 , 1 если у растений была возможность использовать авот ив почвы в период налива. . : •

Урожай и качество верна меннцы в зависимости от условий вовдешвакия. Наши исследования показали зависимость урожая как от нормы высева, так и от. применения средств химизации . (таб. б). Приведенные данные позволили сделать вывод, что на действие приемов интенсивной технологии оказывали; влияние- метеоусловия года исследований.

Минимальные урожаи верна (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::

У91 - 6.5 - 0.31 п2 + 0.9 П Ух. Я - 0.86, ДИ -'±1.57. где Уда - урожай верна, ц/га, п - норма высева , х - средства химизации.

В 1992 году как увеличение нормы высева так , и применение средств химизации положительно отравилось на урожайности. Математически эти вакономерности выражены уравнением: ;

У92 - 4.7 ♦ 0.8 х '+ 3 П , К - 0.97. ДИ - * 1.45, ив которого видно,: что .влияние нормы высева в этом году было более существенно.

Таблица 6

1 Урожай верна твердой пшеницы, ц/га

—г—-1-■ , ■ ■ ■ I --ч-:-

Норма | ■ "• ■ Годы исследований_;__

высева | 1 - 1991 | 1992 . | I 1 1993

1 1 • 1 •■'- ■ контроль

3.5 ,6.4^ : , ' 7.8 .. 18.7

4.5 '. * 8.2' 12.5 23.1

6.5 . 5.6 14.4 25.0

. удобрения

■ 3.5 •; ; . ., . Ю.2 .. . 23.0

4.5 ".;' 11.9 . 25.0

• 6.5 ' .' 14.8' ' 26.2

■ ', -.' ' '• ■■ •: '.. ..-:. комплекс химизации ■•■■.

3.5 7,0 9.8 28.4

; 4.5 V 7.7 13.0 ■,.-.. 28.7

' ' 5.5 • 8.3 • ; "' ' '16.7 . 29.3

НСР05 V-- . ' >' ■'"'■. ' '"' ' ■ ■'•'

по Н.В. ; 0.8 ■ г:; 1.9 3.0

по хим. ; "0.6-

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 верновой 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: • •"'"'. V ■ УвЗ - 9.7 + 6,0 х + 4.5 П - 1.4 ПХ , I? - 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 пшеницу сформировали зерновую продуктивность в 3 -.3.5 раза выше по сравнению с 1991 годом.

V 18

Как показали наши исследования, урожайность.росла с увеличением количества осадков, что отражает коэффициент корреляции между этими показателями в равные.фаэы развития растений (таб. 7). . Г: ;" ,.*'.-'" .■■'■■.,'•"■■■'' ' . • "'•'.'■ ; ■ V '• ■ Таблица/ . •Взаимосвязь урожая верна и метеоусловий в 1991-93 гг., ■*'

—р————. . 1 • ■ ~ ~ - ■ [ ■

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

_ ■'- 1 "• '1 ' ' <_- -

Кущение I? - + 0.66 I? » - 0.44

Трубкованиё К - + 0.70 •'. -1 Я - - 0.83 . "

Начало цветения Я - + 0.85 -Л\ I? - - 0.79

Начало налива : К - + 0.92 : - Я - - 0.33

Полученные данные позволяют сделать вывод,.что урожай зерна в климатических условиях лесостепной воны юга Западной Сибири определяется в большей степени суммой осадков, выпавших к началу налива. В то же время тесная отрицательная взаимосвязь можду 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 снижают зерновую продуктивность пшеницу. ; • '..*•

Зависимость урожая от погодных условий выражается уравнением регрессии: . . .. ' .;" V■ ■ 7-• Ухоэ - -0.03 ЕТ + 0.13 ЕО +0.0004(ЕТ)2; И - 0.94, да - ± 5.53, где Ухоэ - урожай зерна, ц/га; ЕТ - сумма эффективных температур к началу налива. °С; ЕО - сумма осадков к началу налива, мм.

Из уравнения видно, что сумма осйдков играет большую роль, . чем сумма эффективных температур, : а-сочетание минимального количества осадков с максимальной ¿уммой эффективных температур приводит к резкому снижению урожая, что и наблюдалось в 1991 . ГОДУ. ; ;

! Как показал ' анализ' вавгсямости урожая верна от длительности начальных этапов.органогенеза.■ наиболее тесная вваимос-' вявь отмечалась между урожаем и длительностью 6 'этапа органогенеза, И - +0.95. Увеличение времени прохождения 3, 4 и 5 этапов также оказало положительное влияние на величину урожая. Коэффициенты корреляции между этими показателями составили соответс-. • твегаю: 1?э ■ + 0.55,; 1?4 - + 0.85 и (?5 - '+ 0.82. Необходимо отметить, что эта свяэь была менее тесной по сравнению с 6 этапном. 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 посравнению с удобренными вариантами на 1.9 - 5.4 ц/га. . Это говорит; о том, что изменяя технологию вовделывания, 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 верна. В жарком и засушливом 1991 году верно отличалось максимальным содержанием белка (21.7 -'22.4*) из всех лет исследований. Определенных закономерностей в изменении содержания белка, как и в содержании аминокислот в верне, и в доле" незаменимых аминокислот в сумме аминокислот при ' увеличении нормы высева не было обнаружено. :

20 • : 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 зерна нами не обнаружено. Такие показатели качества зерна, как белковость, содержание клейковины/качество клейковины соответствовали требованиям .предъявляемым к классному верну во все годы исследований, однако технологические качества зерна пшеницы не всегда были высокими.

■ "•' в ы в оды ■'■¡¿'У:;" ;'./'•

1. Установлено, что оптимальным дляформирования высокой продуктивности твердой' пшеницы ; в климатических условиях южной лесостепи Западной Сибири является стеблестой с числом нолосо-носных побегов 400 штук на м2.. Дальнейшееповьшениеплотности ценова приводит к снижению урожайности! Определено, что свяэь между урожаем зерна и проективностью боковых побегов практически отсутствует (R - -0.004). Основная роль в создании про-. дуктивности принадлежит главным побегам. ! " \ ; * .

2. Формирование ценоза о оптимальным стейаестоем определяется технологией возделывания.В условиях интенсивного выращивания растений наибольшая реализация потенциальной продуктивности пшеницы достигается при . меньших нормах высева - 4.5 млн.зе- ■ рен/га. В вариантах беэ применения . удобрений и при внесении фосфора необходимо увеличивать' норму высева семян до Б.5 млн. ; верен/га. •' • ;. .'"•.;' '*.-•;.

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

у;'" * • 21 i

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

Установлено, что урожай зерна в условиях неустойчивого увлажнения на юге Западной Сибири определяется суммой осадков, выпавших к началу налива верна (R - +0.92). Наибольшие урожаи пшеницы были получены при использовании комплекса средств химизации в благоприятном по условиям водообеспечения 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 25-30"ц/га. В неблагоприятные годы КДЦ использования ФАР снижался в 1.5 -2 раза. ; - •

б..Определено, что при засухе ведущая роль в формировании фотопотенциала твердой пшеницы принадлежит стеблю (43%) и колосу (23Х).С улучшением условий водообеспечения увеличивается доля листьев (50Х) и снижается доля колоса J15Х). 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 неоднозначно вависят от! погодных условий и изучаемых факторов. В вегетативный период напряженность донорно-акцепторных отношений определяется в основном обеспеченностью растений фосфорным питанием. В репродуктивный период реализация потенций колоса зависит1 от способности растений усваивать азот из почвы

при наливе верна. Отмечена тесная положительная взаимосвязь между поступлением авота ив почвы В период налива верна и коэффициентом реализации колоса (R - + 0.79).

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

9. Для оценки зависимостей формирования продуктивности пшеницы от различных факторов были рассчитаны множественные per-. рессионные 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, опубликовании! по теме диссертации:

1. Кувьмина 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.-практ. конф. молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам интенсификации с.-х.- Шортанды, 1993.- С. 17-18.

Объем 1 '/г п л

Заказ 148

Тираж 100

Типография Московской с х академии ин К А Тимирязева 127550, Москва И "О Тимирячевская \л , 44