Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ПОДМОСКОВЬЯ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ПОДМОСКОВЬЯ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

" На правах рукописи ШАРОВ Анатолий Федорович

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ПОДМОСКОВЬЯ

(Специальность 06,01.09 — растениеводство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА— 1979

Работа, выполнена на кафедре растениеводства Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева..

Научный руководитель — академик ВАСХНИЛ доктор* сельскохозяйственных наук профессор И. С. Шатилов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук В. М. Леман и кандидат сельскохозяйственных наук И. И. Василенко.

, Ведущее предприятие —Всесоюзный" научно-исследовательский институт сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны. ^

Защита диссертации ^состоится «

1979 г. в « /¿Г» час. на-заседании Специализированного совета Д-120.35.04 при ^Московской сельскохозяйственной академии нм. К А-Тимирязева.

Адрес:127550. г. Москва, И-550, . Тимирязевская ул., 49. Ученый совет ТСХА. . , - ' ■

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « > . . 1979 г.

Ученый секретарь >9

Специализированного совета доктор биологических наук /

. Крастина

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В решениях XXV съезда и июльского'-(1978 г.) Пленума ЦК КПСС большое значение отводится развитию зернового производства, значительный вклад в намеченный рост которого должны внести центральные районы Нечерноземной зоны РСФСР. Для этого здесь имеются благоприятные природные и экономические условия, на что указано в Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по дальнейшему развитию сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР» (1974 г.). Поставленные задачи по крутому подъему сельского хозяйства нечерноземных областей определяют необходимость проведения всесторонних исследований условий и процессов формирования урожая возделываемых культур. Только на основе изучения процесса создания органического вещества зелеными растениями можно обеспечить получение устойчивых высоких урожаев при одновременном удовлетворении требований неуклонного возрастания плодородия почвы и охраны окружающей среды.

Данная работа является частью научных исследований кафедры растениеводства ТСХА, выполняемых по проблеме: «Разработка теоретических основ и методов получения запрограммированных высоких урожаев сельскохозяйственных культур».

Цель к задачи исследований. Цель исследования заключалась в изучении особенностей формирования урожая озимой пшеннцы в полевых условиях с учетом основных слагаемых, определяющих величину урожая. За основу было принято изучение динамики роста ассимилирующей поверхности и газообмена растений.

Научная новизна. Впервые в условиях центральных районов Нечерноземной*зоны проведены подробные исследования по изучению динамики фотосинтеза и дыхания отдельных органов растений озимой пшеницы, полученные не в лаборатории, а непосредственно на поле, и дополненные необходимыми сведениями о приходе и поглощении ФАР, о водно-теп-

ловом режиме посева, о плодородии почвы и снабжении посева элементами минерального питания.

Практическая ценность. Полученные в опыте данные позволили выявить факторы, снижающие продуктивность растений, и определить оптимальные величины показателей фото-сннтетнческон деятельности растений в посевах, достижение которых за счет осуществления технологических приемов обеспечит получение заранее рассчитанного уровня урожая высокого качества.

Реализация результатов исследований. Применение рекомендации по расчету доз удобрений на планируемый урожай с учетом эффективного плодородия, использования питательных веществ из запасов почвы н удобрений обеспечило получение за период 1975—1978 гг. в учебно-опытном хозяйстве ТСХА «Михайловское» 38,8 ц/га зерна озимой пшеницы (86% от планируемого уровня) на всей площади.

Апробация. Материалы исследований доложены на научной конференции молодых ученых ТСХЛ в 1977 г. Основные результаты исследований изложены в трех опубликованных работах.

Объем работы. Диссертация изложена на 104 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков, 34 таблицы и 32 приложения. Список использованной литературы включает 260 наименований, в т. ч. 55 иностранных.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ

Полевые исследования выполнены в 1974—1977 гг. на опытах отдела растениеводства экспериментальной базы ТСХА «Мнхайловское» Подольского района Московской области.

Почва опытного участка дер ново-слабоподзол петая сред-несуглннистая с глубиной пахотного горизонта 18—20 см. рН солевой вытяжки 6,2. Содержание легкогидролизуемого азота составило по годам опыта 8,3—5,0—6,1 мг, Рг05 ( по Кирсанову)— 17,0—16,3—12,4 мг и КаО (в уксусио-аммонийной вытяжке) — 14,0—23,0—24,3 мг на 100 г почвы.

Объектом исследования была озимая пшеница сорта Мироновская 808. Агротехника возделывания соответствовала рекомендованной для условий Нечерноземной зоны. Исследования велись параллельно на двух крайних вариантах; а) вариант без удобрений (контроль); б) вариант с расчетными дозами удобрений на получение 133 и/га абсолютно сухого вещества, что соответствует урожаю зерна — 55 ц/га. Нормы внесения удобрений (в среднем за 3 года — МапРюКэт) под озимую пшеницу в варианте с расчетными дозами рассчитывали с учетом эффективного плодородия почвы и выноса

основных элементов минерального питания с урожаем, величина которого определялась согласно максимальной влаго-обеспеченности.

Повторность опыта четырехкратная. Размер делянок 180 м2.

Метеорологические условия в вегетационные периоды 1974—1977 гг. характеризуются большим разнообразием. 1975 г. был засушливым. Сумма осадков за летнюю вегетацию составила 74% от нормы. Выше средне многолетней па 2,8° С била температура воздуха. В отличие от 1975 г., 1976 г. был прохладным и дождливым. Количество осадков за период май — август превысило 400 мм, что привело к полеганию растений удобренного варианта. Погодные условия 1977 г. не отличались от нормы, что нашло ейое отражение в высоком урожае.

В ходе вегетации проводили фенологические наблюдения, определяли ассимилирующую поверхность каждого органа растения, накопление абсолютно сухого вещества, влажность почвы, температуру и относительную влажность воздуха, интенсивность солнечной раднашш. Все исследования выполнены по общепринятым методикам.

Интенсивность фотосинтеза и дыхания органов регистрировали с помощью переносных автоматических установок, созданных на кафедре растениеводства ТСХА (Шатилов И, С., 1975). Прибором, анализирующим содержание СОг в токе воздуха, послужил инфракрасный газоанализатор ГИП-ЮМБЗ, Установки работали по дифференциальной схеме. Точность прибора ±10%. В качестве ассимиляционных камер применялись камеры из обычного стекла собственной конструкции.

Газомстрнческне исследования проводили по фазам роста и развития растений. Средние показатели интенсивности газообмена СОа каждого органа на любой срок определения рассчитывали по 2—5-суточным наблюдениям. о" „

Видимый фотосинтез (ВФ) выражали в мг СО;/дма*день, ночное дыхание (Дн)—мг СОг/дм2-ночь, темповое дыхание (Дтс) —мг СОг/дмг*деиь. Количество углекислоты, поглощенное н процессе фотосинтеза нлн выделенное при дыхании органами растений, в посеве определяли умножением соответствующей величины интенсивности газообмена СОа на площадь органа, нрнходищуюся на 1 га пашни. Видимую ассимн- ... ляцию (Л вф) и темновое дыхание (Л дтс) выражали' в кг СО:/га-день, а ночное дыхание (А дн) —кг СОг/гачючь.

Газообмен С02 посева рассчитывали сложением соответствующих величин каждого органа, функционирующего на данный период. Суммируя полученные показатели всех перно-

дов определения, получали итоговые их величины, характеризующие газообмен С02 посевов озимой пшеницы за вегетацию (кг СО-/га). ,

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Формирование ассимилирующей поверхности и фотосинтетнческнй потенциал

Б наших исследованиях размеры листовой поверхности посевов озимой пшеницы варьировали от 2,17 до 5,80 м2/м5 почвы. Решающими факторами, определяющими величину нарастания площади листовой поверхности растений, явились влагообеспечеиность и наличие доступных элементов минерального питания растений. Во все годы опыта площадь листьев в варианте с расчетными дозами удобрений выше, чем на контроле, на протяжении всей вегетации. Более интенсивное нарастание листовой поверхности в нарнанте с расчетными дозами удобрений происходит за счет большей кустистости удобренных растении, развития более крупных, длительнее функционирующих (на 1—4 дня) листьев. Максимальные размеры площади листовой поверхности, сформированной при расчетных дозах, превышали эти показатели у растений контрольного варианта в 1,4—1,6 раза.

Различия погодных условий в годы опыта оказали влияние на развитие листовой поверхности. В засушливых условиях 1975 г., когда важно знать максимально возможную площадь листьев, ее наибольшие размеры составили 3,59 мг/м2 почвы, в условиях 1976 г. при влагообеспеченности посевов, значительно превысившей норму, максимальный индекс листовой поверхности составил 5,8. В благоприятном по метеоусловиям 1977 г. наибольшая величина листовой поверхности достигла 4,63 м3/м= почвы. Максимальные размеры площади . листьев контрольного варианта оценивались за годы опыта ^соответственно— 2,17—4,06—3,20 м'/м1 почвы.

Как на контроле, так и в варианте с расчетными дозами удобрений в начале вегетации площадь листьев увеличивается за счет листьев всех ярусов одинаково,' в фазу конца выхода в трубку достигает - максимального значения, причем основную часть площади (50,9—54,7) иа этом отрезке времени составляли листья средних ярусов, и затем уменьшается одинаковыми темпами.

Ассимилирующая поверхность целых растений увеличивается до фазы цветения, когда растения были наиболее высокорослыми. За годы опита максимальные размеры ассимилирующей площади растений для обоих вариантов колебались от 6,82 до 20,26 мг/м2 почвы и превосходили соответствую-

щнс показатели площади листьев более чем п 2—3 раза, Более комплексной характеристикой деятельности ассимилирующего аппарата растснни является фотосннтетичсский потенциал (ФП) посева. Полученные в нашем опыте результаты показывают, что наименьшие величины ФП листьев и общего ФП отмечены в засушливом 1975 г., а в сезоне 1976 г., при чрезмерном развитии растений, эти показатели наибольшие за все годы эксперимента. Одинаковые метеоусловия, но разная обеспеченность доступными элементами минерального питании привели к увеличению величин листового и общего ФГ1 при расчетных дозах удобрений в 1,5 раза по сравнению с контролем. Па контроле листовой ФП колебался от 102,1 до 1-17,0 мг • дн/м2, а общин ФП—от 304,4 до 636,4 м2 • дн/.м2 почвы, в варианте с расчетными дозами удобрений соответственно — от 139,6 до 2*16,3 и от 403,9 до 1071,3 мг-дн/мг почвы.

Максимальное значение листового ФП приходится на период начало — конец фазы выхода в трубку, а общего ФП — на период формирования максимальной площади ассимилирующей новерхност!!. Размер ФП органов возрастает с увеличением высоты их расположения. Доля листьев в формировании общего ФП колебалась по годам опыта от 23,0 до 44,4%. Среди листьев'решающее значение в формировании ФП имели верхние 4 яруса при наибольшем участии листа-флага (5.6—10,6%). За годы опыта каждая тысяча единиц листового ФП обеспечивала получение на контроле . 4,0— 2,8—3,4 кг, в варианте с расчетными дозами удобрении соответственно— 3,5—1,8—3,4 кг зерна. > 1 ■ ■

Интенсивность фотосинтеза озимой-пшеницы сорта Мироновская 808

Дневная динамика интенсивности видимого фотосинтеза ' органов растений озимой пшеницы в естественных условиях произрастания определяется складывающимися условиями облученности и в умеренных условиях внешней среды (при температуре до 20'С) описывается одновершинной . кривой. В дни с температурой воздуха свыше 25е С, высокой интенсивностью солнечного нзлучення, ннзкой относительной влажностью воздуха (около 40¡%) и недостаточной влагообеспе-ченностью растений интенсивность фотоассимнляции листьев следует за приходом ФАР только утром и вечером. В полуденные часы интенсивность фотосинтеза снижается, а иногда наблюдалось выделение углекислоты. Началом проявления полуденной депрессии являются условия, при которых влажность пахотного слоя составляет 48% ППВ. А

У полистовых органов полуденной депрессии фотосинтеза не обнаружено. Однако под действием засухи они имели по-

ниженную интенсивность видимого фотосинтеза на протяжении всего дневного времени. В конце осени при температуре воздуха — 3—Т С был отмечен видимый фотосинтез у озимой пшеницы с максимумом 0,63 мг С02/дмг-час. Кривая дневного хода интенсивности фотосинтеза растений, вышедших из-под снега, не всегда соответствует изменению ФАР. В дневные часы интенсивность фотосинтеза выходит на «плато», опускаясь иногда до нулевых значений.

Представляется возможным отметить, что листья с углом наклона к оси стебля в 45° не имели различий в величине дневного усвоения СО; с горизонтально расположенными.-В связи с тем, что приход ФАР на плоскость листа, расположенного под углом к стеблю, ниже, чем у горизонтальных, значения кратковременных коэффициентов использования ФАР у первых листьев были выше, чем у вторых, в среднем в 1,5 раза. Из этого следует, что при наклонной ориентации листьев происходит лучшее распределение в посеве' и более полное использование растениями солнечной радиации.

Интенсивность фотосинтеза, как правило, возрастала от листьев нижнего яруса к верхним. Однако у молодых, не полностью развитых листьев, фотосинтез несколько понижен. В дальнейшем при полном развитии они становятся фотосин-тетическн самыми активными. Интенсивность видимого фотосинтеза листьев нижнего яруса колебалась от 2,31 до 28,26 мг СОг/дм2* день. Отрицательных величин газообмена СОг у данных органов не обнаружено.

Наибольшее поглощение С02 в опыте составило 36,12 мг С02/дмг-час и отмечено при уровне ФАР 31,2 кал/см2*час, относительной влажности воздуха 61%, температуре 17,5°С и влажности почвы 78% ППВ.

В отдельных частях стебля весной баланс СОг был отрицательным, что обусловилось ростом стебля в высоту, а следовательно, усиленным его дыханием. Отрицательная величина баланса СОа самых нижних частей стебля в дальнейшем связана с низкой облученностью из-за затенения, действие которого особенно усиливается при превышении листового индекса 4,5. В конце вегетации интенсивность фотосинтеза нелистовых органов возрастает в результате осветления посевов. Из нелистовых органов наиболее фотосинтетически активной является часть соломины, находящаяся непосредственно под колосом. Фотосинтетическая активность колоса снижается в ходе вегетации и прекращается при влажности зерна 42,0%.

Максимальная фотоасспмиляция СОг листьев приходилась на период трубковання, когда отмечено высокое значение удельной поверхностной плотности листьев, а целых растений— в период роста стебля — появления колоса. Суще-

ственных различий между вариантами по интенсивности усвоения С02 листовой поверхности и в расчете на целое растенне не обнаружено. Однако удобрения оказали положительное влияние иа фотосинтез, выразишнееся в продлении «физиологической молодости» верхних листьев.

В середине вегетации (период колошение — цветение) 1975 г. из-за резкого снижения запасов влаги в варианте с расчетными дозами удобрении дневное поглощение СОг растением было ниже на 32,3—57,4%, чем на контроле. Видимое поглощение СОа в расчете на целое растение в 1976 г. ниже, чем в смежные с ним годы опыта. В благоприятном по метеоусловиям 1977 г. отмечена высокая фотосннтетическая активность колоса, что положительно сказалось на росте урожая.

Дыхательная активность органов растений озимой пшеницы.

Световые компенсационные пункты

В полевых условиях интенсивность дыхания широко изменяется в течение суток и за вегетацию. Интенсивность дыхания в основном зависит от температуры воздуха, изменение которой на 10° С увеличивало этот показатель у листьев примерно в два раза. Наиболее интенсивно ночное дыхание проходят в вечерние часы, темновое— в полуденные.

Интенсивность выделения СОа органами растений в прохладных и дождливых условиях 1976 г. значительно ниже, чем в засушливом 1975 г. Снижением интенсивности дыхания характеризуется и фаза кущения, что связано с невысокой среднесуточной температурой воздуха. В 1977 г. дыхательная активность органов занимала промежуточное положение между соответствующими показателями за предшествующие годы, за исключением колоса. В этот год его дыхательная активность, как и фотосннтетическая, была наивысшей.

Независимо от условий года и уровня минерального питания динамика интенсивности дыхания (в расчете на целое растение) может быть выражена одновершинной кривой с максимумом в конце фазы выхода в трубку—начале колошения. Молодым органам растений свойственно более интенсивное дыхание. По мере старения этот показатель выражен слабее, что особенно заметно в контрольном варианте. Начиная с фазы колошения, более высокорасположенные органы имеют большую интенсивность дыхания.

Дыхательный газообмен органов связан со спецификой их строения. Наибольший он у стеблей, что объясняется активными физиологическими процессами, протекающими в них. Динамика дыхания колоса в ходе вегетации имеет одновершинный характер. Максимальное выделение углекислоты колосом отмечается в фазу цветения,

*

В 1975 г., в условиях л; ар кой, сухой погоди, интенсивность' дыхания в варианте с расчетными дозами удобрений была выше, чем на контроле — у листьев на 18%, у нелнстовых органов— на 12%. В 1976 г. при влагообеспсченностн, значительно превысившей норму, интенсивность дыхания при расчетных дозах удобрений выше, чем на контроле, лишь н период •колошение — цветение, в связи с более активными ростовыми процессами. В фазу цветения произошло полное полегание удобренных растений, в результате чего интенсивность дыхания стеблей данных растений снизилась и была меньше, чем на контроле, на 16,7—(2,8%. Снижение интенсивности дыхания связано с тем фактом, что полегание побегов вызывает нарушение энергетических процессов и обмена веществ. Таким образом, снижение интенсивности дыхания имеет отрицательное значение для повышения урожайности растений. В течение вегетации 1977 г. различий в интенсивности дыхания органов растений разных вариантов не обнаружено. Представляется возможным отметить, что в условиях этого года динамика интенсивности дыхания органов пропорциональна интенсивности фотосинтеза.

Формирование урожая существенно зависит от соотношения между интенсивностью дыхания н фотосинтеза. У молодых листьев это отношение составляет от 7,5 до 24,8%, хотя при весеннем кущении доходит до 40%, что объясняется более быстрым восстаноиленнем дыхательной активности, чем фотосинтеза у растений, только что вышедших из-под снега. По мере старения, а также в результате затенения расход С02 на дыхание повышается до 40—80% и в отдельные годы, например 1976 г., в период выхода в трубку — колошение, может превышать фотосинтез в 1,1 — 1,5 раза.

У стебли соотношение выделенной и поглощенной углекислоты очень высокое, что связано с высокой их дыхательной активностью и недостаточной облученностью в зоне расположения. Например, в 1976 г. при площади листьев выше 50 тыс.м5/га приход ФАР на уровне нижних междоузлий удобренных растений снизился с 30 до 3 кал/см2-час, и в этих условиях обнаружился лишь дыхательный их газообмен.. У контрольных растений нижние междоузлия усваивали СОг, однако непродолжительное время (1—2 часа), поэтому дыхание значительно превосходило фотосинтез (примерно в 30 раз в конце фазы выхода в трубку). Для участка стебля с влагалищем верхнего листа отношение выделенной углекислоты к усвоенной колебалось от 34,3 до 415,4%, у стебля с влагалищем второго сверху листа — от 46,9 до 1010,7%.

Соломина верхнего междоузлия по своим количественным характеристикам стоит ближе к листьям. Величина отноше-

ния дыхания к видимому фотосинтезу у нее составляет 12,8— 58,0%, *

Расход выделенного СО; к усвоенному за день у колоса возрастает в ходе вегетации от 23,3% (в начале колошения) до 421,7% (в фазу молочной спелости).

В условиях нашего опыта полное солнечное излучение достигает 1,5 кал/см2 * мни. Измерения световых компенсационных пунктов (СКП) показало, что у листьев верхнего яруса величина СКП колебалась за годы опыта от 0,00350 до 0,0348 кал/смг'мин, т. е. находится на уровне 1—2% полного солнечного излучения. Компенсации фотосинтеза дыханием у нижних ярусов листьев происходит при интенсивности интегральной радиации 0,015—0,155 кал/смг-мнн, у средних ярусов— 0,005—0,085. Величины СКП стеблевых органов увеличиваются вниз по профилю с 0,006 до 0,787 кал/смг*мнн. Данные о значении СКП у колоса указывают на возрастание их величины в ходе вегетации с 0,003 до 0,213 кал/см2-мни.

Продуктивность фотосинтеза и урожай

Полученные нами данные о динамике ассимилирующей поверхности, интенсивности фотосинтеза и дыхания органов озимой пшеницы позволили выяпить величину усвоения и выделения СОг посевом.

Из приведенных данных (табл. 1) следует, что наибольшая продуктивность посевов и 1974/75 г. отмечалась в фазу цветения, т. е. в период, когда плошадь листовой поверхности составила 63,5—82,4% от наибольших размеров, а величина дневного усвоения СОг в расчете на целое растение — 70,0—81,2% от максимальной величины. В середине вегета-тации (колошение—цветение) прн расчетных дозах удобрений отмечается снижение суточного усвоения С02 на 9,4— 25,3% в сравнении с контролем, вследствие полуденной депрессии. Усвоение СОг посевами за сутки в вегетационном периоде 1975/76 г. было наибольшим в начале фазы выхода в трубку, в наиболее благоприятный для роста и развития период, В этот момент площадь листовой поверхности составила 75,8—77,5% от максимального значения, а интенсивность фотосинтеза была максимальной. В сезоне 1970/77 г. прн достаточном количестве тепла, света и влаги максимальное количество С02 было усвоено в фазу цветения, когда площадь листовой поверхности составила 59,3—66,3%, а интенсивность видимого фотосинтеза — 85,0—89,1% от своих максимальных величин. Таким образом, за годы опыта наибольшее усвоение СОа приходилось на период, когда интенсивность видимого фотосинтеза достигала 80% и более от максимальной величины, а площадь листьев лишь 66—75%. Сле-

Динамика газообмена СО; посевов озимой пшеницы (кг СОг на 1 га посева за сутки)

Таблица I

Фазы развития

Показатели кущение выход В трубку

всходи осеннее весеннее начало конец колошение цветение молочная спелость за вегетацию

24,95 34,03 16,44 22.43 19 74/75 г. 60,70 93,32 254,89 314,16 366,23 273,63 382,90 348,64 143.56 340,17 17837,21 19461,20

Алс+Л1и ■ л * 3,38 ^ 4,98 3,19 5,22 — 19,52 21,10 97,56 100,40 89.83 125,22 95,99 150,46 62,47 121,52 518557 7322,78

Аля 0,81 1,24 1,08 3,24 — 4,27 4,37 31,85 37,58 3031 53,37 32.С0 38,58 19,20 28,75 1963,43 2141,90

АЕф 13.6 14,3 19,5 23,2 — 24,3 25,8 38,2 32,5 24,6 45,9 25.0 43,3 43,5 35,7 29,1 37,6

фа.. юо%- 3.2 10,2 5.3 12,5 10,7 8,5 13,4 9.4

3,6 14,5 4,7 12,1 19,8 . 11,2 8,5 11,0

12,33 12,07 28,60 40,50 1 5,63 13,45 >75/76 г. 453,53 578,74 223,24 314,44 70,29 321,71 94,78 226,90 136,53 280.03 17861.31 30065,43

Адк+Ада 1,0-1 1,65 4,96 5,24 2,65 5,09 58,74 62,81 74,57 81,16 49,31 103,77 79,28 126,31 65,60 98,72 5465.31 7939,11

Адн 0.52 0,53 2,10 2,41 , 0.76 1,36 10,76 13.20 30,03 36,89 18,35 33,02 24,91 38,53 13,79 30,84 1599,54 2427,72

Продолжение таблицы 1

Показатели Фазы развития

исходи кушеяие выход в трубку колошение цветение молочная спелость за пег с тайн ю

осеинсе весеннее начало конец

1375/76 г.

Апс+Д 1н 13,3 17.3 47,0 12,7 33,4 69,5 83,5 47,0 30,5

13,0 13,0 37,а 10,9 25,8 32,2 55,7 35.2 25,8

Аеф 4,2 7,3 13,4 23 13,4 26,1 20,2 10,1 8,9

4.2 6,0 10,1 2.3 11,7 10,2 1 17,0 11,0 7,5

Адге+Л ля Адн

-100=

Л» ^

1-100%

1976/77 г.

9,27 1С,14 1.00 174,91 205,54 258,94 294,97 175,18 15311.15

15,71 18,61 2,08 190,30 268,80 356,81 412.99 261,44 21030,52

2.20 2,76 0,51 28.39 01,25 81.74 100,51 74,43 4806,06

2,51 3,79 0,89 33,46 89,41 140.67 173,93 138,59 7987,22

0,69 1.14 0,21 7.78 18.63 18.21 21,74 16,86 1199.60

0,92 1,69 0.26 9,80 30,41 36.&5 41,33 23.67 1963,84

23.0 17,1 51,0 16,2 29,7 32.7 31.1 42 2 30,4

15.9 20,3 42,7 17,5 33,2 39,4 42,1 53,0 37,9

7,4 7.1 21.0 4,4 9,1 7.0 8.4 9,7 7,5

5,9 9,1 12.5 ъа 11,3 10,4 10,0 10.9 9.3

Примечание. В числителе — контроль, в знаменателе— расчетные дош удобрений.

довательно, дальнейший рост продуктивности посевов будет зависеть от увеличения размеров листового аппарата растений, что, в свою очередь, связано с увеличением продолжительности ее работы.

Во все годы опыта максимальное количество выделенной углекислоты приходилось на фазу цветения. С ростом и развитием растений возрастает расход С03 на дыхание от его дневного усвоения. В целом по опыту растения расходовали на дыхание 25,8—37,9% (в том числе 7,5—11,0% —на ночное дыхание) от С02, поглощенного за вегетацию.

В среднем по опыту за осеннюю вегетацию растения озимой пшеницы усваивали 3% СОг от общего поглощения ее посевом, от начала весенней вегетации до конца фазы выхода в трубку — 37%, от колошения до налива — 50% и за период от молочной спелости до конца вегетации—10%.

Видимое поглощение СОз надземной массой растений достигало в годы опыта на контроле 158,1—178,6 ц/га, в варианте с расчетными дозами удобрений—194,6—300,6 ц/га.

Участие отдельных органов в накоплении урожая показывает, что листья растений выполняют основную роль в этом процессе. На их долю приходится 74,5—88,5% от иетто-ассн-мнляции СОг посевом, при наибольшем участии листа-флага. Среди нелистовых органов наибольшим поглощением отличались соломина под колосом н колос, их вклад в формирование урожая составлял соответственно 4,6—12,4% и 1,7—9,6%. На долю части стебля с влагалищами верхнего и второго сверху листьев приходится 6,7—9,9% от нетто-ассимиляшш СОа посевом. Роль нижних оставшихся междоузлий в накоплении урожая отрицательная.

Конечным результатом опыта является урожай (табл. 2).

Таблица 2

Урожайность озимой пшеницы сорта Мироновская 808, и/га

Варианты опита Годы опыта

1975 1976 1977

Контроль.......; ■ , . 41,0 42,3 43,0

Расчетные дозы удобрений на получение 55 н/га зерна . . . 48,9 31,3 56,4

НСРК......... 5,47 3,87 й,21

Внесснне удобрений в расчетных дозах обеспечивало получение за годы опыта,, исключая крайне неблагоприятный сезон 12.

вегетации 1975/76 г., урожая зерна, близкого к запланированному уровню (с отклонением в -1,2%).

Внесение минеральных удобрений в нашем опыте повышало долю энергии ФЛР, запасенной в годичной продукции, до 30%.

Экономическая эффективность применения расчетных доз

удобрений

Проведенный экономический анализ показал, что по условиям трех лет опыта отмечено снижение уровня рентабельности удобренного варианта опыта по сравнению с контрольным на 22,3%, что связано с недобором зерна из-за полегания растений в 1970 г. и высокой стоимостью минеральных удобрений. Применение удобрений в благоприятном по метеоусловиям 1977 г. позволило значительно увеличить величину чистого дохода (на 33,8%) при одинаковых с контролем уровне рентабельности и себестоимости зерна.

Выводы

1. Решающими факторами, определяющими величину ассимилирующей поверхности, являются влагообеспечснность и наличие доступных элементов минерального питания, последние повышали площадь листьев в 1,5 раза. Максимальное развитие листовой поверхности (за счет листьев средних ярусов) приходится на конец фазы выхода в трубку, а целых растений — в фазу цветения.

2. Фотосинтетнческий потенциал органов возрастает с увеличением высоты их расположения. Доля листьев в формировании общего фотосинтетического потенциала составляет 23,0—44,4%. За годы опыта каждая тысяча единиц фотосшг-тетнческого потенциала листьев обеспечивала получение на контроле 4,0—2,8—3,4 кг, в варианте с расчетными дозами удобрений — 3,5—1,8—3,4 кг зерна.

3. Дневная динамика интенсивности видимого фотосинтеза определяется приходом ФЛР и в умеренных условиях описывается одновершинной кривой. Полуденная депрессия фотосинтеза отмечена у листьев при температуре воздуха выше 25° С, относительной влажности воздуха 40% и влажности почвы ниже 48%ППВ. Фотосинтез озимой пшеницы сорта Мироновская 808 наблюдается при отрицательной температуре воздуха (—3—7°С).

4. Максимальная фотоасснмнляцня листьев отмечалась в период выхода в трубку, а целых растений — в период выхода в трубку —колошение. .Среди листьев наибольшей фотосии-тетической активностью характеризуется лист-флаг (до

36,12 мг СО^/дм2-час), из нел истовых органов — Соломина под колосом. Усвоение СОг колосом: прекращается при влажности зерна 42%. Заметное-снижение интенсивности дневного усвоения С02 растениями в результате затенения происходит при площади листьев свыше 45 тыс.мг/га.

5. Интенсивность дыхания в основном зависит от температуры воздуха, повышение которой на 40° С увеличивает дыхание листьев примерно в два раза. Наибольшее количество СОг, выделенного растением за сутки, наблюдается в конце фазы выхода в.трубку — колошение. При полегании интенсивность дыхания отдельных органов растений снижается до 42,8%, что связано с нарушением обмена веществ и энергетических процессов.

6. Расход углекислоты на дыхание у молодых листьев составляет от видимого фотосинтеза 7,5—24,8%. По мере старения, а также в результате затенения он увеличивается до 40— 80% и в отдельные годы может превышать фотосинтез в 1,1— 1,5 раза. Соотношение выделенной и поглощенной углекислоты у стеблей очень высокое. В сумме для всех частей стебля дыхание превышало фотосинтез в 0,3—29,3 раза. Расход С02 на дыхание у колоса возрастает в ходе вегетации с 23,3 до 421,7% от накопленного за дневное время. За вегетацию на дыхание растениями расходуется 25,8—37,9% С02. в том числе на ночное — 7,5—11,0% от поглощенного за дневное время. ,

7. Наступление световых компенсационных пунктов у листьев верхнего яруса происходит при уровне интегральной радиации 0,003—0,035, у листьев средних ярусов — 0,005—0,085 и у листьев нижних ярусов —0,015—0,155 кал/см2'мнн. Величины СКП стеблевых органов увеличиваются вниз по профилю с 0,006 до 0,787 кал/см2 • мин, а у колоса возрастают в ходе вегетации с 0,003 до 0,213 кал/см2* мин.

8. В создании урожая растений основное участие (74,5— 88,5% от нетто-асснмиляцин СОг посевом) принадлежит листьям. Среди иелистовых органов наибольший вклад в урожай вносили соломина под колосом, колос и стебель с влагалищами двух верхних листьев. Роль оставшихся стеблевых органов в формировании урожая отрицательная.

9. За вегетацию видимое поглощение СОг надземной массой растений достигало на контроле 158,1—178,6 ц/га, в'варианте с расчетными дозами удобрений—194,6—300,6 ц/га. В ходе осенней вегетации озимая пшеница усваивала 3%, от весеннего кущения до конца трубкованпя — 37%, от колошения до налива— 50% и в период молочная спелость — конец вегетации— 10% углекислоты от общего ее усвоения.

10. Внесение удобрении на. планируемый урожай способствует усвоению 2% ФАР, накоплению фнтомассы посевами,

близкой к расчетной величине, и в условиях, когда динамика факторов внешней среды соответствует динамике потребностей фотосинтеза, дыхания, роста н развития растений, обеспечивает получение запрограммированных урожаев зерна озимой пшеницы 55 ц/га.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В центральных районах Нечерноземной зоны в типичные по метеоусловиям годы внесение расчетных доз удобрений способствует получению урожая зерна озимой пшеницы сорта Мироновская 808 50—55 ц/га.

2. Для достижения заданной урожайности необходимо:

— сформировать листовой аппарат в, размере 45 тыс. мг/га, а листовой фотоснитетическин потенциал —1,6— 1,8 млн. ма*дп/га;

— создать благоприятные условия для высокой фотосинтетической деятельности органов, особенно в период налива зерна.

3. В целях дальнейшего роста продуктивности посевов необходимо обеспечить максимально возможную продолжительность работы листового аппарата, а также создание новых сортов с плагио- и эректофильнон ориентацией верхних листьев.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Динамика ассимилирующей поверхности, интенсивность и продуктивность фотосинтеза и формирование урожая озимой пшеницы. Известия ТСХА, вып. 1, 1978, с. 23—35.

2. Дыхательная активность органов растений озимой пшеницы в полевых условиях. Вестник сельскохозяйственной науки, № 3, 1978, с. 6—14.

3. Фотосинтетнческий потенциал, интенсивность фотосинтеза и роль отдельных органов растений в формировании биологического урожая озимой пшеницы на разных агрофонах. Сельскохозяйственная биологии, т. XIII, № 1, 1978, с. 36—43,

Объем 1 п. л.

Заказ 1903.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул.; 44