Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Фотосинтетическая и семенная продуктивность безвысадочных семенников сахарной свеклы в различных ценозах

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Фотосинтетическая и семенная продуктивность безвысадочных семенников сахарной свеклы в различных ценозах"

л-5 0 5 9 ?

шхз.тя НАУК БГДЛРУС/ ОРДЕНА ТРУДСЗСГО КРАСНОГО ЗгШОЮ ИНСТИТУТ ЭКСПЕ-гаМЕНТЛлЬНОЙ БОТАНИК ИМ. В.Ф. КУПРЕЗИЧА

На правах рукописи ПАЛАМАРЬ Иван Тимофеевич

Фотостшттт и сан шля продуктивность

БКЗВЫСАДОШЫХ СЕ'лЕКНИКСВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В РАЗИНЫХ ЦЕНОЗАХ

03.00.12 - физиология растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических к ауте

Минск- 1992

)-

г

Работа выполнена во Всесоюзно;»: ордена Ленина научно-иссле-довательс; институте сахарной свеклы (ЗНЛС)

Научный руководитель - Еорисюк В.А. кандидат биологических

наук

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,профессор

Довнар B.C.

кандидат биологических Как вич Л.В.

Ведущее учреждение: Львовский государственный университет ел. И.Франко

Залита состоится "¿¡d " IC'fPfl-fl592 года в '/Ч часов на заседании специализированного совета F 006.04.01 по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук при Ордена Трудового Красного Знамени Институте экспериментальной ботаники им. В.Ф.Купревича АН Беларуси (220072, г.Минск, ул. Ф.Скорины, 27 ).

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ш.Я.Колоса АКБ.

Автореферат разослан " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного ,

совета, кандидат биологически наук U. ^^^\\.В.Рогульченко

Стая ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ .... Актуальность габот'-'. Соврзменнче требования ньучяо-технпче-:кого прогресса г облает;* свекловодства предусматривают: вчэдрс-новкч сортов и ктбрздов, разработку технологи:: ;:х ведолкза-тя, соверто:1Ство?ан.че систеж семеновог.стаа, в то:: ч"сле яэре-:ол на ?кг.ет;:-?ан::е семян сахарно:« с?склк сзапсало'^ым способом.

Со.ме-на, вч-эазспсге от л:.: способом, отличаются зисокол вохоче-;ть:о, одноросткозость'-о ".: выравненное;-ьп. Одкэло в течение уногяс :ет ксслетораплй по бегвксалоч'-хг.у способу в^-ридеания сеглн проводились спорадически. Погск резервов велся путем зкел; -члн но-»;;х сортов :: гибридов, улучшения корневого питания и водного ре-а также соверлелствования агротехнических приемов. Главном шогтяругсеи ¿актором гл:гокого внедрения отого способа внрапива-¡::я смлн является недостаточно внеокач устойчивость растений к зоздеиствия низких температур ;;рл перезимовке, что ведет к изреженности посевов и недобору урожаев сеулн. Дальнейшее внедрение этого способа возможно лиль на основе глубокого изучения интенсивности к направленности фнзиолого-биохпллпеекпх процессов, ле-чаклх в основе киви- деятельности безвнеадочних семенников. В связи с этим представляется вшкннм изучение продукционного процесса з онтогенезе на уровне: пигментная систеул • . -р:..стд,тае-деноз, а таете взаимосвязи светового к корневого питания с учетом сортовых особенностей, исходя из конкретных почвенно-климатических /словий зоны возделывания.

Цель и зпдачи исследований. Целью нашей работы было изучено взаимосвязи светового и корневого питания безвысадочных се-ленников, а таете механизмов онтогенетической регуляции продукционного процесса с учетом биологических особенностей сортов и юны возделывания.

В задачи исследований входило:

- изучение физиолого-биохимических путей регуляции фотосинтетической деятельности растений перед уходом в зиму, направленных на повышение сохранности семенников в период перезимовки;

- определение наиболее оптимального уровня светового и минерального питания с учетом сортовых особенностей семенников и условий зоны возделывания;

- изучение особенностей фотосинтстической деятельности посева в онтогенезе роста и разгчтия растешг! и определение путей повышения семенной продуктивности;

- создание научно-обоснованных высокопродуктивных моделей ценоза с учетом почвенно-климатических условий зоны конкретно для каждого исследуемого сорта.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые в зоне, даны физиологические обоснования продукционного процесса безвысадочных семенников на уровне: пигментная система - степень сохранности - семенная продуктивность, с учетом биологических особенностей исследуемых сортов и гибридов, выведенного на основе Ц.МЗ.,

Доказано, что эффективность работы фотосинтетического аппарата семенников до входа в зиму, в значительной мере зависит от условий освещенности внутри посева и минерального питания, которые предопределяют степень сохранности растений в период перезимовки.

Установлена прямая зависимость между степенью сохранности семенников и КПД использования посевом ФАР.

Определено, что состояние пигментной системы ценоза в значительной мере опредц^шет направленность продукционного процесса.

Изучение основ регуляции фотосинтетической деятельности ценоза в онтогенезе и ее взаимосвязи с семенной продуктивностью

на уровне: биолсгическая особенность растения - физиологическая актирчостт ценоза как ед.'.лого цело1'о, позьолило установить пути, управления продуктивностью ценоза и устранение факторов, лгатяи-руюпих семенную продуктивность.

Полученные результаты дают основания для использования их при создашь': высокопродуктивн;;:-; моделей посевов безвксадочных семенников сахарной свеклы путем регуляции продукционных процессов.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на распаренном научно-методическом совещании отделил Физиологии растении и селекции и семеноводства ЗНПС ( Киев 1984; 1988 гг.), на конференции молодых ученых ВНПС ( Киев, 1986; 19Р9).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 4 работах.

Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, предлоиешш ьроизводству и списка цитируемой литературы. Работа изложена гн 150 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 23 таблицы. Описок цитируемой литературы включает 173 ( из них 16 зарубежных ) источников.

'-^подшшг^

одной и той же партии. Размещение вариантов в опыте - рендомизи-рованное, повторность опытов - четырехкратная. Технология выращивания семян безвнсадочным способом общепринятая для данной зоны в соответствии с рекомендациями ВНИС. Уоорку семян проводили раздельным способом. На участках гибридизации семенники многосо-мянного опылителя после окончания цветения удаляли. Гибридные сег..зна убирали только с MC компонента.

Полевые и лабораторные исследования проводили согласно соответствующим методикам.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ФОТОСИНТЕГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ .:J0EBA Особенности работы фотосинтетического потенциала безвыса-дочннх семенников перед уходом в зиму

Изучением фотосинтетической деятельности растений в посеве сахарной свеклы ( фабричной ) занимался ряд исследователей ( Орловский Н:И., 1952; Гомоляко С.Е., Човакова Д.С., 1961; Гуляев Б.И., T9G6; 1985; 1988; Оканенко А.С.,1968 и др. ). Однако результаты исследований данных авторов неприемлемы для применения при беэ-высадочной культуре семян в силу различия биологических особенностей роста и развития семенников и специфики их возделывания.

Главным условием получения высоких урожаев семян при возделывании их безвысадочным способом является определение модели ценоза до входа в зиму, которая бы обеспечила наилучшую сохранность растений сахарной свеклы к весне. Изменение степени освещенности растений внутри посева влечет за собой изменения архитектоники и физиолого-биохимических показателей растений, а также их сохранности.

В наших исследованиях установлена следующая зависимость сохранности растений от числа их в посеве, корневого питания и сор-

товых особенностей. Самая высокая сохранность ( 80-ГЗ^ ) отмечена у сорта Ялтушковскал односемянная-30 на фоне минерального питания ^х5?405%75 пРи исходной густоте 27,3-51 пастений на Г м рядка ( перед уходом в зиму она составила 489-825 тыс/га ). На фоне минерального питания -^2хор270к250 лУч,пе перезимовали растения МС компонента гибрида Юс идейный (79-80^ ),исходная густота 23,0 - 41,5 растений на I м рлдка,( перед уходом в зиму 374-760 тыс/га)(рис.1). Хуже перезимовали растения сорта Бело-церковская односемянная-34. Сохранность их при исходной густоте 26,2-39,8 растений на I гл рядка ( перед уходом в зиму ч68-658 тне/га ) составила 73-77^. Это характерно для обоих фонов питания.

С изменением числа растений в ценозе изменяется его оптические свойства, направленность работы фотосинтетического аппарата. Установлено, что увеличение содержания 'белкового азота в корнеплодах ведет к резкому понижению содержания Сахаров и сухих веществ, что отрицательно сказывается на сохранности растений в зимний период.

Установлено, что по мере увеличения числа растений в посеве, чистая продуктивность фотосинтеза ( Ф.ч.пр. ) понижалась. Эта закономерность прослеживается у всех гсслед^еких сортов и гибрида Юбилейный на обоих фонах питания. Ф.ч.пр. посева на фоне ^315^405^375 несколько выше, чем на фоне ^ГО^О^О* Иссле~ дования показали, что наивысшая чистая продуктивность фотосинтеза ( Ф.ч.пр. ) соответствует наибольшей величине фотосинтсти-ческого потенциала посева. Самая высокая чистая продуктивность фотосинтеза посевов семенников отменена у сорта Белоцерковская односемянная-34, несколько ниже у сог:а Ялтушковскал односемянная-30 и еще ниже у МС компонента гибрида Юбилейный.

64 -I

Тустота насаждений перед уходом в зиму, тнс/га

• ис. I. Эффективность рлботы фотосинтетического аппарата безвысадочных семенников перед уходом в зиму и степень сохранности их в зависимости от числа растений в посеве

(сорт Ялтушковская односемлнная-30, фон минерального питания ^10Р270К250 >•

Изучение эффективности использования посевом ( КПД посева/ фотосинтетически активной радиации дало возможность установить прямую зависимость между степенью сохранности растений в зимне-весенний период и КПД посевом, Установлено, что наиболее эффективной работе фотосинтетического потенциала посева соответствует наивысшая сохранность семенников (рис.1). Это характерно для всех исследуемых сортов гибрида Юбилейный ма обоих фонах питания.

Таким образом, степень сохранности растений зависит от направленности работы фотосинтетического аппарата - увеличение содержания сухих веществ, углеводов и уменьиение количества органических веществ белковой природы регулируется световым и минеральным режимами. Степень сохранности растений тесно связана также с эффективностью использования посевом ФАР.

Пигментная система

Содержание пигментов дает представление о потенциальных возможностях растений, способность ассимилировать СО^ и формировать урожай. Однако следует подчеркнуть, что безвысадочннй способ выращивания семян имеет очень существенную особенность: рост и развитие семенников в осенний период при дефиците азотного питания во избежание перерастания растений. Общеизвестно, что недостаток азота вызывает резкое нарушение в структуре хлоропластов, понижается содержание хлорофилла - это ведет к ингибирования всего комплекса фотосинтетического процесса. Весьма существенное влияние на формирование и работу пигментной системы оказывает степень освещенности и спектральный состав света в посеве. В листьях сорта Ялтушковская односеиянная-30 на фоне минерального питания %1()Р270^2р0 г^стоте тыс/га количество хлорофилла (а ) составило 34,06 мг/г сухого вещества, увеличение

же числа растений на гектар до 990 тыс/га привело к уменьшению количества хлорофилла ( а ) на 6,83 мг/г и составило 27,13 мг/г сухого вещества.

Увеличение доз минерального питания несколько повышает содержание хлорофилла, что вполне объяснимо. Так, на фоне питания ^315?405*%75 пРактически ПРИ том ке количестве растений, что и на фоне ^210^270^250 количество хлорофилла ( а ) соответственно составило 37,98 : 29,20 мг/г сухого вещества. При этом разница в содержании ::лорофилла ( а ) между крайними густотами 300-900 тыс/гг несколько выше - 8,78 мг/г сухого вещества. Если увеличение густоты насаждений семенников ведет к резкому уменьшению содержания хлорофилла ( а ),независимо от корневого питания, то количество хлорофилла (в ) изменялось незначительно.

^ повышением густоты насаждения соотношение хлорофилла (а) к хлорофиллу (в ) уме шиается. Так, при густоте перед уходом в зиму 373 тис/га на фоне минерального питания ^210^270^250' сорт Ялтушковокая односемянная-30 соотношение хлорофилла ( а/в ) составило 2,34, при 990 тнс/га это соотношение уменьшилось на 0,36. Аналогичная--закономерность наблюдается и на фоне питания

№ЗГБР4051<375-

Увеличение доли хлорофилла (в) происходит вследствие того, что осенью при уменьшении длинноволновой части света и дефиците ФАР частично прекращается синтез пигментов, в результате чего хлорофилл (а ) чаоти«чо переходит в хлорофилл( в ) ив ка-ротиноиды. Кромь того, увеличение числа растений в посеве ведет к взаи'тному затенению их, естественно, что при этом увеличивается доля коротковолнового спектра света и как следствие - увеличивается процентное содержание хлорофилла (в ) и каротиноидов.

Анализируя структуру фотосинтетического потенциала по сум-

ме хлорофилла, нами установлено, что с увеличением числа растений в посеве прослеживается уменьшение сумии хлорофилла( а+в) • Установлено, что у?еличение•доз минерального питания способствует повышению суммы хлорофилла ( а+в).Так, на фоне 5^405^ 75

она выше, чем на фоне •'•г2Юр270к2сЮ яа 7,30 ~ р»04 мг/г сухого вещества.

Содержание пигментов в пересчете на единицу листовой поверхности с увеличением числа растений в посеве уменьшается. Так, на фоне 'l''ojo?270^2t3n c¿• хлорофилла (а+п) понизилась на 97, Г мг/ма иа фоне -'''3^5^405^375 !Ifl Г19,1 кг/м^, Уменьшение сую.® хлорофилла ( а+в ) идет в основном за счет хлорофилла ( а ) удельная масса которого составляет 70-80^.

Содержание пигментов в пересчете на гектар депо возможности установить прямую зависимость степени сохранности растений в зимний период от количества суми хлорофилла ( а+в). Так, на 'Тоне питания -íf2TOP270^250 у со',та Ялтушковская односемянная-30 она составляет 77-79Í? при густоте 572-727 тмс/гп, что соответствует наибольшему количеству пигментов, а также суммы хлорофилла (a+h) -105,11 - 118,27 кг/га. На фоне 5^-105'^íí75 )1аивисшео количество суммы хлорофилла ( а+в ) отмечено при густоте стояния растений перед уходом в зиму 489-736 ткс/га - 161,72-173,12 кг/га.

Состояние пигментной системы ценоза в значительной меро определяет направленность продукционного процесса. Поэтому количественное определение a-стояния пигментной системы в данный момент поможет определ'-''"ь пути его регуляции.

Фотосинтотический потенциал ценоза и факторы, определяющие его развитие

Проведенные исследования показали, что на фоне минерального питания íf3xr,P405Kg75> независимо от числа растений в посеве,

семерики сортя Ялтушковсквя ол.иосемянная-30 и Белоцерковская од-носешннг.я-54 обладают более ,л;ес;'.им ¿.о-посинтетическим потенциалов ко сравнению с Г,1С компонентом гибрида Юбилейны:.1 и сортом Верх' ндчекая многосемянная-038. Такая же закономерность наблюдается и на фоне минерального литания ПРК гУст0,ге насаждений

100-300 тыс/га, дальнейшее повышение густоты нивелирует эти различия. Это объясняется различной отзывчивостью исследуемых сортов на условия освеп.лшости и минерального 1.лтания.

Увел: ченче числа растений в посеве ведет к уменьшен™ асси-шдяцг'ошгой поверхности одного растен ия " зависимо ст фазы развития и минерального питания^ Так, на фон ^210^270^?50 в ^азе розетки асс.мляцьонная поверхность одного растения сорта Ялтуш-ковская односеь'лнная-30 при густоте 100 ткс/га - 1561,2 см2, а при .густоте 402 тне/га - 655,0 Зк. г£оие же иякерального питания ^375Р405КГ!75 плои, да. листьев одного растения практически при тех же густотах составила 1891,5 и 973,9 см2.

В силу своих биологически особен"-отей все исследуемые сорта и гибрид Юбилейный на протяжении всего вегетационного периода • по-разному реагируют на загущение посева и минеральное питание и, следовательно, обладают различной величиной фотосинтетического потенциала. Установлено, что увеличение доз минерального питания способствует более интенсивному листообразованию, что ведет к увеличению ассимилирующей поверхности посева. Так, в фазе розетки на фоне %];5Р40','%75 ассимиляционная поверхность расте-

п

ний посева выше на 3,3-9,8 тыс/м , чем на фоне ^Ю^УО^бО* у сорта белоцерковская односемянная-34 эта прибавка составляет 2,2-8,1 тыс/м2 в зависимости от числа растений.

Увеличение числа растений в посеве, как правило, сопровождается повышением фотосинтетического потенциала посева. Например,

ассимиляционная поверхность растения посеьа •.. ;>""■:> Бе: церковская односемянная-34 в фазе розетки на фоне ''9з;[5р405%75' ПР1: густоте 100 тыс/га составила 19,1 тыс/м2, при 400 тыс/га - 19,9 тыс/м2. Такая же закономерность наблюдается и на фоне ^210^270^250* У сорта Ялтушковская односемякная-30 увеличение ассимиляционной пгверхкости посева наблюдается при повышении густоты растений от 100 до 249-300 гыс/га, дальнейшее же повышение числа растений ведет к ее уменьшению. Это характерно для обоих фонов питания.

Освещенность внутри посева и корневое питание весьма существенно изменяет и йитометрические показатели фотоспнтезирующей поверхности растений в посеве. С увеличением числа растений в ценозе от КО до 300 тыс/га удельно поверхностная плотность листьев посева ( УППЛ ) увеличивается линейно, дальнейшее повышение густоты ведет к понижению ее. Эта же закономерность прослеживается в фазр розетки весной и цветения. Повышение доз минерального питания способствует повышению УГОТЛ посева.

Оточено, что параллельно с увеличением величины УППЛ посе-

I*

ва повышается процентное содержание.сухих веществ и масса хлоро-пластов.

Оводненность листа, по данным наших исследований, есть величина обратно пропорциональная таким фитометричесгим показателям как УППЛ посева, массе хлоропластов и процентному содержанию сухих веществ. Изменение фитометрических характеристик листа в онтогенезе роста и развития растений показываем что исследуемые показатели изменяются в зависимости от прохождения фаз развития. На®: устчновлено, что у сорта Ялтушковская односеиян-ная-30 на фоне минерального питания №2IOpr?o^250 пеРел .7™Д°М л зиму величина УППЛ варьирует в зависимости от числа растений от 71,3 до 57,1 " сухого пеп.згтт/м2. На фоне №зт5Р405к375 она

рьигует от 80,9 до 62,6 г сухого вещ-зства/м^. Б фазе розетки УШ1/1 посева несколько меньше, чем перед уходом в зиму. В фазе цветения УЛПЛ немного увеличивается и в начале созревания она резко уненошалЕСЬ. Такая же закономерность наблюдается и в отношении сухой массы хлоропластов.

Что касается оводненности листьев, то наибольшее содержание веди на грамм сухого вещества наблюдается в фазе розетки ( весной ) наименьшее - перед уходом в лиму. Установлено, что с увеличением содержания сухих веществ оводненность растзний снижается.

Совокупность фитометричоских характеристик является составной и определяющей величиной фотосинтетической продуктивности посева и характеризует состояние структуры листа на данный период.

Интенсивность работы фотосинтетического аппарата в ценозе

Нашими исследованиями установлено, что работоспособность .■единицы листа в зависимости от числа растений в посеве на протяжении вегетационного периода изменяется незначительно. Более существенное влияние на нее оказывает корневое питание и сортовые особенности растений.

Повышение работоспособности единицы листа на фоне Р405К"75 ойьясняется более высокой степенью развития растений, а также более мощной ассимиляционной поверхностью как отдельного растения, так и посева в целом. Кроме того, в силу вступает ценотическое взаимодействие, которое повышается по мере увеличения числа растений в посеве, при этом происходит торможение синтетических процессов вследствие адаптационных изменений.

р

В фазе цветения работоспособность I м листовой поверхности значительно выше, чем в фазе розетки. Установлено, что

число растений в посеве определяет величину работоспособности посева хотя и в меньшей степени, чем минеральное питаниз. Увеличение .пела растений в посеве со 100 до 250 ткс/га значительно повышает ее ^'личину. Это характерно для всех исследуемых сортов и гибрида Кайленный.

Степень развития ассимиляционной поверх; ости растений посева и способность раннего использования фотосинтетически активной радиации указывает на то, что сорт Ялтукиевская односемянная-30 относится к экстенсизным, а МС компонент - к интенсивным сортам. К экстенсивным сортам относится и сорт Белоцерковская односемян-ная-34.

Чистая продуктивность фотосинтеза ( Ф.ч.пр. ) в фазе розетки возрастает с увеличением густо" от 100 до 300 тыс/га, дальнейшее повышение числа растений ведет г. понижению ее. Это связано с тем, что по мере увеличения растений в посеве возрастает взаимное затенение. Кроме того, супествуют определенные критиче-' ские точки густоты насаждений, переход через которые лимитирует накопление хозяйственно ценных частей растений. В этих точках в результате сильного затенения и увеличения оптической плотности посева происходит угнетение отдельного растения, что в конечном итоге отрицательно влияет на продукционный процесс.

Интенсивные - сорт Верхнячскал многосемянная-038 и ,МС гибрида Юбилейный более эффективно используют ФАР на ранних стадиях развития - фаза розетки - начало стебления. В фазе цветения величина Ф.ч.пр. посева интенсивных сортов нивелирует ее по сравнению с экстенсивными - Белоцерковская односемянная-34 и Ялтушков-ская односемянная-30. В фазе созревания более высокой чистой продуктивностью фотосинтеза обладают посевы интенсивных сортов ( рис. 2 ).

3.8

Фазы развития

розетка перед уходом в зиму

начало стеблевания

цветение

созревание

Рис. 2. Динамика хода чистой продуктивности фотосинтеза (Ф.ч.пр.) безвысадочных семенников в зависимости от сортового . состава при густоте их перед уборкой 300 тыс/га ( запланированная ) на фоне минерального питания ^210^270^250

-- Ялтушковская односемянная-30

------: Белоцерковская односемянная-34

-.-.-.-.-.-. МС компонент гибрида Юбилейный -о-"-'-' — «- Верхнячская многосемянная-038

Изучение эффективности использования растениями посева фото-синтетически активной радиации дало возможность установить взаимосвязь между КПД посева и величиной фотосинтетического потенциала, который в свою очередь зависит от числа растений в посеве, минерального питания и сортовых особенностей. Псигльзование энергии солнечной радиации с наивысшим КПД посева на обоих фонах питания в фазе розетки-начало стеблевания и в фазе цветения отмечено при густоте 300 тыс/га. В фазе цветения уменьшение величины чистой продуктивности посева идет параллельно с понижением эффективности использования посевом фотосинтетически активной радиации. При изучении эффек"/вности использования посевом ФАР на протяжении вегетации растений установлено, что 'Иболее эффективно используют фотосинтетически активную радиацию посевы с числом растений 250-300 тыс/га. Эта закономернгстъ характерна для всех исследуемых сортов и гибрида Юбилейный на обоих фонах минерального питания. Необходимо отметить, что в фазе розетки-начало стеблевания посевы с числом растений 250-300 тыс/га обладают наиболее высоким фотосинтетическим потенциалом и наивысшим КПД посо-ва, а также наибольшей величиной чистой продуктивности фотосинтеза ( Ф.ч.пр.).

Нами установлено, что показатель чистой продуктивности фотосинтеза более лабильный, и ее величина варьирует в ту или иную сторону на протяжении всего вегетационного периода в зависимости от степени развития растений, их освещенности в посеве. Более стабильным показателем, характеризующим продукционный процесс, является КПД чснользопания посевом фотосинтетически активной радиации ( ФАР).

Основные показатели фотосинте.ической деятельности

ценоза и семенная продуктивность безвисадочных семенников

Изучение продукционного процесса в онтогенезе роста и раз-

вятиг растений путем регул-. ли светового и минерального режимов дало возмокность смод кровать наиболее высокопродуктивные модели ценозов, фотосинтетический потенциал которых на протяжении вегетационного периода работает наиболее эффективно. Накопление энергетических ресурсов в виде биомассы в этих посевах наиболее высокая. Но все же главной задачей продукционного процесса является реутилизация запасенных органических веществ в виде урожая семян. Поэтому особо важно о значение имеет устранение (¿акторов, лкштируюудх продукционны!', процесс и установи . ле определенных параметров взаимосвязи фотосинтетической деятельности растений посева и семенной продукции.

Нами установлена прямая корреляция между индексом листовой поверхности и семенной продуктивностью.

Чистая продуктивность фотосинтеза посева в определенной степени указывает на работу ценоза в данный период, но как видно из результатов исследований, наивысшая чистая продуктивность фотосинтеза посева не всегда соответствует наибольшему выходу хозяйственно ценной биомассы - урожаю семян. Например, чистая продуктивность фотосинтеза посева в фазе созревания при густоте растений 100 тыс/га наивысшая, урожайность же семян с единицы площади посева самая низкая. Это связано с более высокой продолжительностью жизнедеятельности листьев и работой ассимиляционной поверхности, а также с образованием боковых побегов второго и трат^-ег" порядков, которые весьма существенно повышают накопление биомассы. В то же время, боковые побеги в конце вегетационного периода не успевают завершить свое развитие, что в конечном итоге отрицательно сказывается на семенную продуктивность ценоза. Чрезмерное загущение посева более 300 тыс/га понижает чистую продуктивность фотосинтеза, вследствие недополучения ФАР

растения п посеве менее развиты, что также лимитирует семенную продуктивность.

Так как чиста:: продуктивность фотосинтеза, по нашим данным, характеризует работу площади шстьев, а не плоцамп посева, то она , естественно, не коррелирует с семенной продуктивностью ценоза. Что же касается КПД использования посевом ОА?, то нашими исследованиями установлена прямая взаимосвязь с семенной продуктивностью ( рис. 3 ). Так, увеличение числа растений в посеве со 100 до 300 тыс/га, сорт Ялтушксвская односемянная-30, фон минерального питания педет к повышению КПД посева и урожая семян. Увеличение же числа растений более 300 тыс/га ведет к обоюдному понижению эффективности использования посевом ФАР.

СЕШ2ШАЯ ПРОДУКТ!ЗНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕМЯН САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В

ЗАВИСИМОСТИ ОТ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ 3 РАЗЛИЧНЫХ А1Т0ЦЕН03АХ

Семенная продуктивность безвысадочных семенников

Семенная продуктивность безвысадочннх семенников зависит от Целого ряда ¿[акторов: густоты насаждений, биологических особенностей сорта, минерального и светового режимов питания, а также зоны возделывания и почленно-климатических условий.

Известно, что каждый конкретный сопт обладает определенным потенциалом урожайности, заложенным в генетическом аппарате. Поэтому подбор сортов играет немаловажную роль в создании высокопродуктивных посевов. Нами установлено, что наивысшим потенциалом урожайности семян обладает сорт Ялтуьковская односемянная-30. Однако, если учитывать то, что третья часть площади посева гибрида Юбилейный находится под гетерозисным опылителем ( учет семян урожая с гетерозисного опылителя но проводился ), то семенной потенциал гибрида находится на уровне сорта Ялт.ушковская односемянная-30. Рамного меньшим потенциалом урожайности обладает сорт

Густота перед уборкой, тыс/га

Рис. 3. Влияние эффективности использования посевом сорта Ялтушковская односемянная-30 фотосинтетически активной радиации ФАР на фоне минерального питания

^210^270^250 на семеннУЮ продуктивность в зависимости от числа растений.

Белоцерковская односемлннан-34.

Результате мр.тегльической обработки данных урожайности свидетельствуют о том, что влияние сорта на семенную продуктивность, в зависимости от года воздеи/вачия, составляет 58,5-69,3,1'. Леля обцей изменчивости урожая в зависимости от густоты насаждений несколько меньше - 19,0-28,8^. 1!' только 5,5/1 сост^влячт доля изменчивости урожая от минерального питания.

Исследования показати, ч"0 навзкеэая урожайность сорта Ял-тужоЕСкая односег.шш;яя-30 отмечена при густоте стояния семенников перед уборкой 289-292 тне/'гч. на фоне минерального ьнтания

%5Р4Э5!%75 ~ 31,0 п/га " 28-Г 1:/га на Ф°не %0?270К250' Пр11~ бавка урожая от внесения повышенных доз минеральных удобрений

составила 2,9 п/га. При увеличении числа растений от ТОО до 289 тыс/га па фоне минерального питания ''5210^270^2Ц0 ггРлйпвка Урожая составила 8,3 ц/га, а на фоне Аж;?405%75 прибавка состарила 9,5 ц/га. Наивысший урожай семян сорта Белоцерковская одлосе-мяннал-34 - 24,9 ц/га получен при густоте насаждений семенников перед уборкой 286 тыс/га на фоне минерального питания -'^рег 270 ^2сО ' на '*юне 5^405*^75 ПР:' гУстоге 240 тне/га урожай семян был 27,2 ц/га. Разница прибавки урожая по сравнению с минимальной густотой составляет 6,6 и 7,4 п/гп "гг ..'•' урожай семян гибрида Юбилейный на фоне минерального питания •'•2ЮР270К25^ ~ 20,8 ц/га получен при густоте 287 тыс/га, на Фоне наивысшая урожайность семлн отмечена при густоте 238-2Р0 тыс/га - 22,2 - 21,6 ц/га.

Семенная продуктивность посева определяется уровнем продуктивности отдельного растения. Поэтому увеличение числа непродуктивных растений в посеве может ьссьма существенна повлтть на »чпгод Число нригодукпч'гшх семенников в ценозе может из-

меняться в зависимости от густоты и уровня минерального питания. Однако в вашгх опытах количество непродуктивных растений в годы исследований составило 0,4 - 2, 2 %.

Увеличение числа растений в посеве способствует изменению морфологических свойств семенников: ведет к понижению количества многостебелышх растений и увеличению доли одностебельных.

Урожай семенников бсзвысадочных достаточно высок, его уровень зависит от степени развития семенников, их количества на единице площади, минерального питания и в значительной мере определяется потенциальными возможностями сорта.

Посевные качества семян

Известно, что семенная продуктивность кодируется на гено-типическом уровне и поэтому каждый сорт обладает определенным потенциалом урожайности. Посевные же качества семян могут изменяться посредством изменения фенотипа в зависимости от пластичности сорта.

Установлено, что более высокими посевными качествами характеризуются семена сорта Ялтушковская односемянная-30, чуть ниже они в гибрида Юбилейный, еще ниже у сорта Белоцерковская односешнная-34. Так, всхожесть семян Ялтушковская односемянная -30 на фоне -''210^270^2 50 сос;апила 85-89 %, на фоне • Р405%7Г- ~ ®>-90 %, у гибрида Юбилейный соответственно 82-87?! и 80-86?': 'юрта Белоцер;' • жая односемянная-34 : 80-83$ и 81-В4;1. Белее, низкие посевные качества семян сорта Белоцерковская односемяинан-34 обусловлены прежде всего более длинным сроком их созревания. Кроме того, у сорта Белоцерковская односемянная-34 наблюдается массовое вскрытие коробочек околоплодника при механизированной уборке и очистке.

Установлено, что загущение посевов вызывает понижение

г.з

ассн 1000 семян, количество семян посевной фракции ( 4,5-5,5 3,5-4,5 ил ) довольно высокое - 79-86 %.

Семена, выращенные беэвысадочным способом, имеют высокие

ос.евнке качества.

Экономическая эффективность рекомендуемой модели

В ходе производственной проверки оптимальная модель посе-а дола прибавку урожая семян 2,9 гУгп, по сравнению с общепри-ятой технологией возделывания. При сравнительно равных затра-ях труда и средств получена дополнительная прибавка урожая сеян без снижения посевных качеств. Это обеспечило пол; тзние го-оаого экономического эффекта в сумме 725,4 руб. на I га.

ВЫВОДЫ

1. Сохранность безвнеадочных семенников сахарной свеклы к есне зависит от направленности работы фотосинтетического аппа-ата в осенний период и обусловлена содержанием углеводов, су-их веществ, белков и оводненностью тканей.

2. Определяющими факторами сохранности безвысадочных семен-иков к весне являются густота насаждения их перед уходом в зи-у и фон минерального питания. Наиболее высокая сохранность астений обеспечивается при густоте перед уходом в зиму 46527 тыс/га на фоне внесения удобрений ^ ^е азот носится с осени в дозе 68 кг/га д.в.). Существенных различий

сохранности семенников, изучаемых районированных сортов Ял— ушковская односемпнная-30, Белоцерковская односемянная-34 и ибрида Юбилейный не установлено.

3. Фотосинтетический потенциал семенников перед уходом в иглу обусловлен содержанием пигментов в листьях. Между содер-анием пигментов и степенью сохранности растений существует рямап зависимость.

4. С увеличением густоты насаждения уменьшается содержа-

ние хлорофила (а ) , увеличивается содержание хлорофила (в) и каротпноидов.

5. Оитометрические показатели листа свеклы изменяются в онтогенезе з зависит,¡ости от условий освещенности, фона минерального питания и генетических особенностей сорта. Удельная поверхностная площадь листьев посела ( УТПТЛ ), содержание сухих веществ, вес сухой массы хлоропластов повышаются по мере' увеличения сухой биомассы ценоза.

0. Чистая продуктивность фотосинтеза ( Ф.ч.пр, ) посева безвысадочных семенников в значительной степени зависит от развития ассимиляционного аппарата, условий освещенности внутри посева и изменяется на протяжении всего вегетационного периода. В начале отрастания семенников весной наиболее высоким показателем Ф.ч.пр. "■ктеризуются посевы с густотой насаждения 300 - 350 тыс/га,

— "и - с густотой 100 тыс/га. Чистая продуктивность "ипует с семенной продуктивностью и может показатель работы листа в опреде-

9. Наиболее высокая семенная продуктивность бес высадочных семенников получена на фоне внесения минеральных удои'рений ^315^40^75 ПРИ гУстоте насаждения растений перед уборкой 238292 тыс/га. На этом фоне всхожесть и урожай семян составили: у сорта Ялтушковская односемянная-30 - 29,5 - 31,0 ц/га и 90 %,у сорта Белоцерковская односемяннал-34 - 26,7-27,2 ц/га и 83-84$ и у гибрида Юбилейный 21,6 - 22,2 ц/ia и 86 соответственно.

10. Внедрение разработанной нами оптимальной модели ценоза обеспечивает получение годового экономического эффекта 725,4 руб. с одного гектара безвысадочных семенников.

Основные материалы диссертации спубликованы в следующих работах:

Г. Паламарь К.Т. Изучение эффективности работы фотосинтетического аппарата безвысадочных семенников сахарной свек.~н // Достижения няучно-технического прогресса в свекловодстве на службу иарацивания продовольственного фонда страны / Тезисы докладов конференции молодых ученчх. - Кисе,1986. ВНИС. - С.36.

2. Чернявский A.A., Томашивский З.М., Паламарь И.Т., Тес-люк A.A. Особенности системы земледелия на мелиорированных землях // Научно-обоснованная система земледелия Черновицкой области. - Черновцы, 1988. - С. 35-43.

3. Паламарь И.Т. Сохранность и семенная продуктивность безвысадочных семенников сахарной свеклы в зависимости от степени развития фотосинтетического аппарата //Киев,1989.ВНИС.-С.67-74.

4. Паламарь И.Т.,Борисюк В.А. Оотосинтетическал деятельность и семенная продуктивность безвысадочных семенников в зависимости от густоты насаждения и фона минерального питания // Генетические исследования сахарной свеклы. - Киев, T99I. ВНИС. - С.143-152.