Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние расчетных доз минеральных удобрений и орошения на водный режим, фотосинтез и продуктивность овса в условиях Предкамья Республики Татарстан

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Влияние расчетных доз минеральных удобрений и орошения на водный режим, фотосинтез и продуктивность овса в условиях Предкамья Республики Татарстан"

РГ6 од

-'» /іь:і .

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Роосийской Федерации Каэанокая государственная сельскохозяйственная академия

. На правах рукописи

УДК 581.II; 581.134 631.67; 631.816

АНИСИМОВА ВАЛЕНТИНА ВАСИЛЬЕВНА

ВЛИЯНИЕ РАСЧЕТНЫХ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ Й\ ОРОШЕНИЯ НА ВОДНЫЙ РЕШ«?,ФОТОСИНТЕЗ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ОВСА В УСЛОВИЯХ ПРЕДШЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

03.00.12 - физиология растений 05.01.09 - растетгаводотво

. . : : Автореферат . ■

диссертации на соискание ученой степена кандидата сельскохозяйственных наук

Казань, 1995

Работа выполнена на кафедре ботаники и физиологии, растений Каванской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель - заслуженный деятель науки

Республики Татарстан, доктор биологических наук, профессор Ф.Д.САШШ0В

Официальные оппонента: доктор биологических наук

А.А.ЗШШЮВ

кавдидат сельскохозяйственных наук ' П.А.ЧЕКМАРЕВ

Ведущая организация: Научно-производственное объединение

"Нава Татарстана"

Защита диссертации состоится " Ш” 1995 г.

в /3 часов та заседании специализЕро^анного Совета •

К 120.24.01 при Казанской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 420011, г.Казань, учебшй городок КГС1А, корпус агрофака. ауд.22 ' ,

С диссертахщей моано ознакомиться в библиотеке Казашкой государственной сельскохозяйственной академии

Автореферат разослан " 1995 г.

■ Учешй секретарь л .

специализированного Совета,* у ,

жаададат с.-х. Э.П.ВЛАДИМИРОВ

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Актуальность' теш. Непременным условием достижения высокой продуктивности растений является сочетание оптимального снабжения растений водой и элементами минерального питания.

В условиях Среднего Поволжья зерновые культуры - пшеница, овес и др. в первой половине вегетационного периода часто стра-

■ дают от недостатка влаги, в результате чего возникают отклонения в нормальном ходе физиологических процессов, которые приводят к снижению их продуктивности.' В этих условиях важное значение имеют регуляция и оптимизация водного и питательного реяи-иа растений путем разработки оптимального ронжа орошения и корневого питания растений.

Среди зерновых культур в республике одно нз ведущих мест занимает овес, считающийся лучшей. зернофуражной культурой и занимающий 10-12$ в структуре посевных площадей. Многолетние исслэ-дования по этой культуре в Татарстана проводились в Казанском СХИ (Фомин,1986; Емельянов,1937; Чеягларев,1993). Однако нз охваченными оставались физиологические аспекта интенсификации приемов возделывания овса. 3 связи о этим нами были проведаны исследования водного реаима, фотосинтеза и продуктивности овса при применении расчетных доз удобрений з орошения. :

Цель и задачи доследований. Цель настоящей работн заключается в физиологическом обосновании приемов оптимизации водного и питательного реаима овса для получения урожаев зерна в 4-5 т в I га в условиях Предкамья Республики Татарстан. В соответствии с этой цельв в работе ставились следующие задача:

- исследовать влшцше удобрений я орошения на водный, резин

растений овса - общее содержание вода, водшй дефицит, водо-удерживапщуй способность,-состояние воды в клетках, интенсивность транспирации; ;

- на основании определения коэффициентов водопотреблешш ш-

явить влияние ороиенкя и удобрений на продуктивность: расходо-. ваняя вода растениями; , .

- изучитъ вдашйна ороэемш и удобрений ка вишон?шЙ аппарат

а фотосинтез растений овса; ■, . . . / .•

- изучать влшшиа условий минерального шатания а водообооиа-чянноотя на продуктшздасть и качоотво урозая оваа.

Научная новизна работы. В настоящей работе впервю проведены физиологические исследования водного реаима, фотосинтеза и продуктивности овса в зависимости от уровня минерального питания и аодообесаеченности в условиях лесостепи Среднего Поволжья.

В результате исследований получена разносторонняя информация

о влиянии орошения и удобрений на водный регим, фотосинтез и продуктивность овса, В работе исследовано влияние: I) удобрений без орошения, 2) орошения без внесения удобрений, 3) орошения в сочетании с удобрениями в дозах, рассчитанных на 3-4-5 т/га зерна. Показано, что при применении минеральных удобрений и полива происходят благоприятна изменения водного реюша растений, на фоне возрастания интенсивности фотосинтеза увеличивается удельный вклад в фотосинтез нелистовых органов растений-стебля и метелки.

Установлена отрицательная корреляция меаду коэффициентом во-допотреблення и уронаем зерна - чем больше урожай зерна, тем меньше коэффициент водопотребления. Наименьшим этот коэффициент оказался при совместной применении орошения и удобрений.

Практическая значимость работа. В работа физиологически обоснованы условия водного и питательного резшыа, при которых у растений овса значительно улучшается водный режим в (частности, вода расходуется экономнее, судя по уменьшении коэффициента водоиотребления на 26,6-39,3&) и в 1,5-2 раза увеличивается урожай зерна без существенного изменения его качества.

Результаты исследований могут быть использованы для разработки рекомендация по совершенствование технологии возделывания овса в условиях Цредкаыья Республики Татарстан. Они так-ке свидетельствуют об обоснованности использования коэффициента водоиотребления а качестве показателя еффективности расходования воды растениями и указывает на флесообразность применения данного коэффициента в исследованиях по оптимизации водного и питательного рехша седьскохозяйственнвс культур.

Апробация работы. Результаты работы далояены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Казанского № V 1988, 1989, 1990, 1991, 1992, 1993 годах и научной конференции Свердловского СХИ (1990 г.).

До материалам диссертации опубликовано пять работ.

- з -

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики природник условий и методики исследования, четырех глав экспериментальной части, общего заключения, выводов. Список литературы содорзит 216 наименований, из них 20 на иностранной языке. Работа изложена на /^страницах машинописного текста, содержат 16 таблиц, 7 рисунков, приложение из 3 таблиц.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИСОЩОВАНИП

Большая часть территории Республики Татарстан расположена в лесостепной зоне Поволжья. Рельеф в основном равнинный, но сильно расчлененный оврагаыи и реками. Климат континентальный.

В годы исследований погодныз условия били близки к средний много-летним, за исклачеииеи 193? года, когда наблюдался некоторый дефицит осадков.

В почвенном покрове пахотных угодий республики преобладают вшелоченные и обыкновенные чернозема (39,3&) и серые лесные почвы (39,ОЙ).

Для исследований был выбрш районированный в Татарстане сор? овса Скакун. Сорт пластичный, высокоурожайный. За все годы исследований посевной материал протравливали фундазояом из расчета 2 кг на тонну сешш. .

' Технология выращивания овса - общепринятая в зоне. Все технологические операции проводили соврекешьзш сельскохозяйственными машинам согласно зональной системе земледелия*

Изучение влияния минеральных удобрений и орошзнкя на физко-логические процессы и продуктивность овса проводил» в течение 1987-1993 годов на опытной поле кафедры растениеводства Казанского СХИ. ■ : . ... ■ ..' : . . Л '■ :

Овес возделывался в севообороте со схемой: I. Пар чистый.

2. Озішая роаь. 3. Картофель. 4. Горох. 5. Овес. : ’

Размер делянок 270 кв.м., учетная площадь - 207 кв.м., ’

повторность трехкратная. Схема опытов следующая: ‘ ■

1. Контроль - без удобрений, неорошаемый*

2. Вез удобрений + полив. ;

3. Расчет удобрений на урояай 4 т/га ~ ^75 PjI5 %0' П9_ орошаеаый»

4. Расчет удобрений на урожай 4 т/га - Рц5 К^о + полив.

5. Расчет удобрений на урожай 5 т/га - Л^22 ^Х78 КП5 + п(шш* Почва участка серая лесная, ср едне суглинистая. Объемная

шсса на глубине 0-10 ом"- 1,26 г/см3, 10-20 ом - 1,23 г/см3, 20-30 см - 1,40 г/см3. Содержание щелочно-гидролизуемого азота по Корнфилду - 11-13 ыг на 100 г почвы, подвижного фосфора-20-23 ыг и обменного калия - 12 мг на 100 г почвы (по Кирсанову). Содержание гумуса по Тюрину - 3,0/6, pH солевой вытяжки - 5,4.

Нормы удобрений рассчитывали балансовым методом согласно результатам анализа почвы, мастных коэффициентов выноса и использования, питательных веществ из почвы и удобрений, предло-Еенньк для условий Республики Татарстан А.А.Зиганшлнш и Л. Р. Шарифуллинш (1931). Фосфорные и калийные удобрений во все годы исследований вносили осеньэ» азотные - под предпосевную культивацию. Орошение овса проводили дождеванием 2-3 раза за вегетации в вечерние часы суток. Срок полива определяли по влажности почвы, считая оптимальной влааность в пределах от 60 до ПВ. В зависимости от этого норма расхода воды сос-

• л

тавляла ЯЮ-300 м ка гектар. .

Динамика влажности почвы в годы исследований складывалась в зависимости от метеорологических условий, условий минерального питания и водообеспеченности (табл.1). Запасы продуктивной влаги в ыетровоы слое почвы в 1987 году из-за сухой «аркой погоды были значительно ниже, чем в последующие два года.

К фазе выметывания вследствие вьпавших осадков и проведенного орошения запас продуктивной влаги был хорошим (98-117 нм), к уборке урожая снизился до 41-58 ш.

В 1986-1983 годы запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевои были значительно больше, хорошими они оставались и в более поздние фазы развития. -

В тачзние всего вегетационного периода изучали физиолого-биохишческне провесы растений овса. Исследования проводили на вегетирующих растениях, у которые использовали сформировавшиеся листья верхнего яруса.

Для характеристики водного режима растений определяли об-

Таблица X

Запасы продуктивной влаги в метровой сдое почвы« ма

5 198? ! 1988 1 1389

Барзшжгы опыта ' |а по_ ! севу 1 !вшэ-! к !к по-' ! тгква-! уборке! севу !ниа ! ! 1 вше-! К IК ПО-! ВЬБ£Э-1 тыва-1 уйорьсе! севу !тыва-!ние { } !нив !к убор- !ке I

Контроль» без удобрений, неоровшзмкЯ • .. 170 : 28 ■ 41 214 ИЗ 50 2го 158 116 * ся

Баз удобрений + подав- • 170 106 48 214 1а) 53 210 162 118 1

Н ?Х15 %0’ кеоро®азинй 170 103 51 214 И7 56- 210 165 121

N ^70 +'Я0Лйз . 170 Щ '» 214 128 56 210 171 127

^ 122 РГ78 %15 + полно 170 117 58 214 134 58 210 1Ш 126

. ... - б — ' ' щее содержание воды в.листьях, их водоудерживащую способность-методом подсушивания (Сулейманов,1972), интенсивность транспирации - весовым методом по Л.А.Иванову (1950), водаый дефицит (Незговоров,Соловьев, 1965). Для характеристики состояния воды в растениях определяли время спин-решеточной релаксации на спин-эхо релаксоыетре в трехимпульсной последовательности 90°-90°-180° на частоте 9 мГц ( Жг/л- ,1953).

Суммарное испарение,или суммарное водопотреблент, определяли методом водного баланса (Костяков,1960). Коэффициент во-допотребления рассчитывали путем деления полученной величины суммарного испарения (водопотребления) на полезную часть урожая и выражали его в м3/т урожая.

О состоянии пигментного аппарата листьев судили по содержанка хлорофилла, который определяли по методу И.Л.Аэрова и Д.А.Лихолат (1967). Для характеристики продукционных процессов, определяющих величину урожая овса, на основании данных о содержании хлорофилла рассчитывали хлорофильный фотосинтетический потенциал (Тарчевский,1972; Андрианова,1978). Для этого по кведому варианту опыта составлялся график изменения содержания хлорофилла а растении в течение вегетации. По этим графикам весовда методам определяли хлорофильный фотосинтетический потенциал овса. .

Интенсивность фотосинтеза определяли радиометрическим методом (Заленский,Семихатова,Вознесенский,1965; Быков,1909).

Структуру урожая определяли по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1961).

Содержание. /УРК в зерне и соломе определяли из одной навески методом мокрого озоления с хлорной кислотой с последующей отгонкой и определением азота по Кьельдалю, фосфора - колори-ыетрированивм, калия - на пламенном фотометре.

Учет урожая проводили по делянкам методом сплошного обмолота. Экспериментальные данные подвергали статистической обработке методом дисперсионного анализа (Доспехов,1973).

,, . РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ' .

: _ I, Влияние условий минерального питания и

. • водообеспеченности на водньй режим овса

Оводненность тканей растений является важнда показателем водного рекима растений. Как видно из рис.1, содержание воды

1987

1989

*

I

РисЛ. Обцее содержание воды а листьях оиса: I - контроль-без удобрений,неорошае-мбй; 2 - без удобрений + полиз; 3 - А/75 Рц5 ^70’ неорошаемый; 4 - А/?5 Рцд Начислив; 5 > N^173 %15. +полиа* '

в листьях растений к концу вегетации постепенно уменьшается, однако орошение, как и минеральные удобрения, способствует увеличению этого, показателя на протяжении всего периода вегетации, что вполне согласуется с имеющимися в литературе данными о влиянии орошения на содержание воды в тканях растений (Петинов,19з9; Ткачук,198б).

Определение водного дефицита растений позволяет судить о напряженности водного режима растений. Продолжительный и устойчивый водный дефицит отрицательно сказывается на физиологических процессах растений , что приводит в конечном счете к подавлению ростовьх процессов,и, следовательно, к уменьшению размеров листьев и сокращению ассимиляционной поверхности. Величина водного дефицита листьев растений в большинстве сроков наблюдений отрицательно коррелирует с общим содержанием воды в листьях.

Одншл из интегральных, показателей состояния воды в живых тканях является водоудерглващая способность, которую можно характеризовать как количеством отданной за определенное время воды, так и содержанием воды, оставшейся в клетках после воздействия водоотнимащего фактора. Учитывая, что для жизнедеятельности растений важнее содер&ание оставшейся в клетках воды, мы в своей работе'характеризовали водоудержи-вавдую способность тканей количеством сохраниьщейся в клетках воды при подсушивании их в течение, определенного времени.

В 1937 году в большинстве сроков наблюдения неорошаемые растения имели более высокую водоудерживающую способность, чем растения поливных вариантов (рис.2), что является, по-видимому, результатом адшта^и их к условиям ограниченного водоснабжения и связано с увеличением осмотического давления клеточного сока и снижением проницаемости клеточных мембран, Минеральные удобрения, внесенные в различных соотношениях, способствуют повышению водоудерживакхцей способности листьев. Это может быть связано с увеличением под влиянием удобрений концентрации и осмотического давления клеточного сока и положительным влиянием минеральных удобрений на метаболические процессы растений. . ■

В 1989 году в связи с лучшими условиями водообеспеченное-ти в водоудерживаодей способности растений наблюдаются неко-

1 - контроль-бзз удобрений,неорошаемый; 2 - баз' удобрений полив; 3 - /Л,5 Р^15 ^.нео'рошаеиый; 4 - Р^д ^+

полив; 5 - Д/^22^178^1Г5 + Полив'

Время, часы . .. Время, часы ;

Время, часы

Содержание воды, % от сырой массы

_____§______§________$......а...

8

8

<2

О

.ё

торые различия по сравнению с 1987 годом (рис. 3). Орошение как на неудобренном фоне, так и при внесении удобрений увеличивает содержание воды в тканях листьев и они сохраняют более высокую оводненность при воздействии водоотнимающих факторов. Минеральные удобрения в течение всей вегетации способствуют повышению водоудерживающей способности листьев растений.

Внесенио минеральных удобрений, повышая концентрацию почвенного раствора и снижая водный потенциал почвы, оказывает заметное влияние на водный режим растений и приводит такие к снижению интенсивности транспирации как на неорошаемом фоне, так и на фоне орошения (рис. 4). Необходимо также отметить, что в вариантах с внесением удобрений'интенсивность транспирации снижалась на фоне возрастания Еодоудерживащей способности листьев, а возрастание интенсивности транспирации при поливе в большинстве сроков Наблюдений (см. данные 1937 г.) происходило на фоне снижения, у -растений водоудерживающей способности листьев. ; - • :

Важным показателем продуктивности использования воды . растениями является коэффициент водопотребления. Чем меньше этот коэффициент, тем благоприятнее складывается водный режим. растений,, тем эффективнее орошение. Как видно из табл.2, применение минеральных удобрений как на неорошаемом фоне, так и при поливе приводит к повышению урожая‘зерна и соответственно - к снижению коэффициента водопотребления. При поливе, хотя и происходит значительное увеличение сумларно-го расхода воды полем (суммарного водопотребления), однако вследствие повышения урожая зерна оно в большинстве случаев приводит к снижению коэффициента водопотребления растений как на неудобренном фоне, так и при внесении минераль-шяс удобрений. • •. : V ; ; ; , . ' . -

Величина коэффициента водопотребления тесно коррелирует с величиной урожая зерна: чем выше урожай'зерна овей, тем меньше коэффициент водопотребления ( коэффициент корреляции в 1907 году —0,96; в 1988 году - -0,93; в 1989 году --0,90).

г/г сырой массы в час

Рис.4. Интенсивность транспирации листьев овса: I - ш.тршшчйЭ ¡,*обреиий.н^рошас-^Гг - «»3 удобрения + полив; 3 - «76РПЛо- «ороиеи«; « - *75 ?П5 Ьо *

полив; 5 - ^122 Р178 КШ + ПШШВ*

- ІЗ -

Таблица 2

Суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления оаса

Варианты опыта !Суммарное 1 Средний Iводопотрзб-! урожай, ! ление,, I т/га ( м /га ? Коэффициент водопотребле ния, м3/т

Контроль-без удобрений, 2594,0 2,28 1137,7

неорошаемый

Без удобрени" + полив 2904,9 2,99 598,3

РТТ5 К™, неорошаемый 2977,3 3,13 . 936,4

^75 РИ5 ^70 + П0ЛИВ 3040,5 . 3,64 835,3

^122 Р178 КП5 + псшш 3026 4,38 630,9

2. Динамика развития листовой поверхности, содержание пигментов, интенсивность фотосинтеза и их влияние на продукционные процессы овса

Одним из наиболее важных показателей продуктивности растений является мощность развития фотосинтетического аппарата, дающая'Представление о потенциальных возможностях растений создавать урожай, который определяется прежде всего размерами ассимиляционной поверхности и интенсивностью еэ работы.

Как видно из табл. 3, внесение минеральных удобрений и . полив оказывают положительное влияние на развитие листовой поверхности. Максимальная листовая поверхность приходится на фазу выметывания метелок, далее она уменьшается за счет постепенного отмирания листьев и передвижения из них пластических веществ в репродуктивные органы.

Яолоаительноо влияние на развитие листовой поверхности оказало орошение, но по безудобренному фону она увеличивается, незначительно, однако в сочетании с оптимальными дозами удобрений возрастает более чем в 1,5.раза по сравнению с контролем. '

Мощность развития листового аппарата, определенная в одну какую-то фазу, еще не дает представления о потенциальной спо-

... -"14- ■' ■■■ ■ • "

. Таблица 3

Листовая поверхность овса в зависимости от уровня минерального питания и орошения, тыс.кв.м на I га, средняя за 1987-1989 гг.

. ¡Кущение [Выход 1Выметы-1 Молоч-! Средне- Вапиянты ппытя 1 1 в труб-1 вание !ная (взве-оарианты опыта { !ку { ,спе_ ¡шенное . ! I .1 !лость 1 за ве-! ! ! 1 Iгетаи.

Контроль - без удобрений,

неорошаемый . ' 5,6 -12,4. 19,4 9,1 7,8

Без удобрений + полив 5,1 14,0 22,8 11,1 8,8

^75 Р115 1{70»

неорошаемый 7,3 18,0 ад 13,9 П,1

N 75 РП5 ^70 + полив 7,7 19,2 31,5 14,6 И.9 .

КШ +

полив 9*4 23,9 39,7 19,7 13,7

собности растений формировать биологический урожай в течение всей вегетации. Обычно для этого определяют фотосинтетический потенциал, суммируя ежедневные показатели поверхности листьев, а в последние годы - всех фотосинтезирующих органов растений. . , ' \•"V ■ ■'' ; V \ .' ■'

Как показывают данные таблицы 4, максимального значения листовой фотосинтетический потенциал достигает в период выхода в трубку - выметывания. Минеральное питание а орошение оказывав : положительное влияние на этот показатель в течение всей: вегетации, особенно существенно увеличивается листовой фото-синтетический потенциал с Повышением фона питания в сочетании с поливом (почти в И раза по сравнению с контролем).

Более полное представление о мощности развития фотосинте-тического аппарата; можно получить с помощью данных о содер- ; кании хлорофиша в растении (Тарчевский, 1971,1972). Содер-какие пигментов может быть использовано как показатель, определяющий продуктивность растений.-Общий1 (биологический) уро- ' кай растений будет зависеть от содержания дигментов, времени и интенсивности их работы.

- 15 -

_ Таблица 4

Листовой фотосинтетический потенциал овса в зависимости от уровня минерального питания и орошения, тыс.кв.м.суток на I га,средние данные за.1987-1989 гг. .

Варианты опыта

! Всходы! Кущение! Выход !Вшеты-! Молоч-t Суша '-куще-1-выход І в трубівание- !ная !за ве-ние I в труб-!ку-вы-! молоч-1!ene- I гета-I ку {меты- !ная , !лость-1циа

! !вание !спелость воско!

І І І ! вая I

I I I lene___________________________________! ! ! !лость I___

Контроль-без

удобрений, неорошаемый 59,3 139,3 246,8 177,2 54,5 677,1

Без удобрений +

полив 65,3 153,6 351,6 202,0 63,1 835,5

^75 РН5 %» неорошаемый 77,4 199,1 369,3 249,4 64,0 959,2

^ 75 РП5 ^0 +

полив 81,7 209,3 380,9 271,8 80,9 1024,6

^122. РІ70 “іШ’-полив 99,6 259,0 484,6 358,1 103,9 1310,6

Для выявления особенностей накопления в растениях овса кошонентов пигментной системы в зависимости от уровня минерального питания и водообеспеченности hoj.hi определялось содержание хлорофиллов а и б (табл.' 5). Внесение минеральных удобрений и орошение оказывают заметное влияние на пигментную систему растений. Так, в фазах кущения и трубкования содержание хлорофилла во всех опытных вариантах было значительно больше, чем в контрольном, причем более эффективно влияние удобрений на неорошаемом фоне. В более поздние фазы развития прослеживается аналогичная закономерность. При внесении, высоких доз удобрений концентрация хлорофилла увеличивается как в листьях, так и в нелистовых органах.

Положительное влияние на содерааниэ хлорофилла оказал по-

- • Таблица 5.

Влияние условий минерального питания м водообеспеченности на содержание хлорофилла в растениях овса, мг на 100 г сырой массы,: у---средние-данные-за 1987-1989 гг.- ’

!

Рвриантн опыта

Контроль _ без удобрений,; неорошаемый ,. , . : ■

Без удобрений + полив

^75 РП5 %>>' КЭ°Р°-шаемь-й , -. ^

*75 РП5 %о + полив

N ■ . Р. • .К „ + полив 122 173 115,

Фазы развития

’Орган I - Кущение ! Трубкование! ВыметыванийМол. спе- ¡Восковая -¡растения!; ! ! 1 лость ¡спелость

1 - ! а ! а+б ! а ! !а+б ! а !а+б ! а ! а+б ! ! а ! а+б

лист : •: 64 110 107 195 164 246 77 III 14 20

стебель. - : ' 21 34 74 109 96 127 41

метелка '' . - - 12 38 48 84 - _ »

лист . 93, 150 156 210 177 230 106 155 18 13 Й

стебель — ■ ■ ■ 21 33 58 98 76 II0 54' 75 ,

метелка - ' ■V - 8 II 36 Ы -

лист ' 95 183 : 159 235 189 245 127 194 28 36

стебель - *-. . 36 54 71 104 77 92 67 87

метелка . ■ ■■' ' г: :: . - ■ . - 15 21 31 43 ; - - . .

лист ■ 74 131 137.215 183 251 122 171 21. 32

стебель . _. ■ ' — ; ■■ 40 62 73 109 ‘ 69 89 59 82

метелка • , -■ . - . - 30 70 34 76 - -

. лист ' .. 92 :1б2 , 180 227 200 269' 171 217 50 73

стебель ; ■ 78 121 89 123 77 102 68 91

кэ телка • V . • • * 4 • ■ — ; ¿2. 74 •47 61 ■ • • - ■ - ;.

лив; на поливном фона это1? показатель вше, чем в контроле.

Нами были рассчитаны по принятой методике (Тарчзвский,

1972; Андрианова,1978) хлорофильныэ фотосинтетические потенциалы (ЖП) и их структура, характеризующиеся суммой ежедневных величин хлорофиллового индекса. С помощью данных о содержании хлорофилла в целой растении в определенные фазы составлялись графики нарастания количества хлорофилла в растениях овса в течение вегетации и по ним были рассчитаны хлоро(|йльныэ фотосинтетические потенциалы и вклад в них отдельных органов в течение всего вегетационного периода.

Как показывают данные таблицы,6, в ранние фазы развития растений (кущение, трубкование, выметывание) основной вклад в ХШ1 вносят листья, однако в период формирования и созревания зерна увеличивается доля нелистовых органов. Применение минеральных удобрений увеличивает ХЗШ овса как на поливном, так и на неорошаемом фоне. Особенно значительное увеличение этого показателя наблюдается на удобренных вариантах в сочетании с орошением.

Установлена тесная положительная коррзляция хлорофильного фотосинтетического потенциала растений овса с хозяйственным и биологическим урояаем в ранние фазы развития (кущение, трубкование). Коэффициенты корреляции соответственно равны 0,93 и 0,96. В более поздние фазы (выметывание, молочная спелость) эта связь ослабевает, а в восковой спелости носит обратный характер. • .

' В настоящее время большое внимание уделяется изучению вопроса о взаимосвязи содержания хлорофилла и интенсивности фотосинтеза (Ничипорович,1972; Гапоненко,197б) в связи с оценкой продукционных процессов.

Данные радиометрического определения интенсивности фотосинтеза показывают, что под влиянием минеральных удобрений этот показатель увеличивается в течение всей вегетации. Такое усиление фотосинтеза, которое проявляется в течение вегетации, начиная о ранних фаз развития, верояоно, связано а изменениями в пигментом комплексе хлороплас'юв и активности ключевых ферментных систем (Чэрнядьев ,Доман и др.,1935). Использование .минеральных удобрений, как правило, увеличивает вклад нелисто-

' . Таблнца 6

Хлорофильный фотосинтетический потенциал и вклад в него различных органов в зависимости о? фаза развития (кг хлорофилла на гектар), -----------------т-......средние-данные-за. 19Э7-1989 гг.

Варианты,опыта:

! Орган ’Кущение *раст8ния|—■

Фазы -развития

ГЗ^убковашб. Вшетыва-! Молочная . Г Восковая ! .ние .’спелость.-,! спелость

кг ! %

! кг ! % ! кг !

оГ

/о

! кг !

! - кг !

Контроль г-бзз.удобрений^ неорошаемый : - .,

Без удобрений + полив

/І/75 Рц5 Яг^д, неорошаемый • '

^75 РП5 *70 + полив ^122 Р178 К :Н5+ полив

ЛИСТ .

стебель мэтелкя все раст

лист стебель метелка все рас^

■' ЛИСТ стебель ..метелка все рас,

лист -стебель штэлка все рас,

лист стебель метелка ■ все -рас

36,2 :

.об, 2

46.7

46.7 80,1

80,1

119.4

119.4 149,1

100 76,9 - 1,0

100 7В~5

100 88,9 - 2^8

100 91~7

100 116,2

- 3,8

100 Ш~0

100 154,5 : 4,8

100 10Э~3

100 174,9

- 14,1

98

2

100

97

3

100

96

-.4

64,? 76 20,4 23 1,9 I 87 0 100

77

22

I

78,8 23^6 10 103,4 100

82,5 64 46 4 І4

35'

I

100 130,3 100

97

3

100

92

.149,1 100 189,0 -100

122,1 65 65,$ 29 12,0 .6 199,8 100

135,7 52 III 0 45 77 7 3

2Ь4,4 100

41.8

97.4 7,3

146.5

39.9

107.7 II I

158.7

51.8

147.3 22,1

221,2

88,3

216,2

22.9

327.4

93,6

.266,5

44.5

404.6

10,0

69,8

30

65 .5

100 99,8

27 2,3

66 III 0,

7 -

100 113,3

-26 23,9

64 128,5 10 • • -■

152.4

15,5

206.5

.100

29

64

7

100

26

63

II

100

39,9.

225,8-

.10 ' 90 ■

100 і

98

2

юо

14

86

100

7

93"

222,0 100

15

.85

265,7 100

вых органов (метелки и стебля), роль которых в образовании урожая на последних этапах развития велика, тогда как в ранние фазы развития (трубкование, выметывание) основная доля в поглощении COg падает на- листья. Полив также способствует увеличению интенсивности фотосинтеза, особенно на удобренном фоне.

3. Влияние условий минерального питания и . водообеспеченности на продуктивность и

качество урожая овса •

Продуктивность растений'- урожай, семян или плодов - есть общий суммарный результат всей жизнедеятельности организма, итог сложно переплетающихся физиологических процессов.

Анализируя полученные данные (табл. 7), можно заключить, что минеральные удобрения и орошение способствуют значительному повышению урожайности овса. В.среднем за три года прибавка урояая от удобрений и орошения составила от 7,1 до 21,0 ц/га, или 31,1-92,1% по сравнению с контролем.

Максимальный урожай за все годы исследований был получен в варианте с внесением повышенных доз минеральных удобрений на орошаемом фоне. Орошение наряду с рекомендуемыми доза?,¡и удобрений также способствовало увеличению урожайности овса за все время проведения опыта, но более значительное повышение урожайности отмечается при их совместном применении.

Величина урожая определяется конкретным выражением слагаемых элементов ее структуры, таких как озерненность метелки, масса 1000 зерен, продуктивная кустистость и др. Под влиянием удобрений и орошения меняются компоненты структуры урояая (табл.8).

Урожайность растений овса находилась в тесной корреляционной связи с элементами структуры урожая, причем сильная положительная корреляция отмечалась между урожайностью и массой зерна с одаой метелки ( t * 0,9681), числом колосков с I метелки ( Ъ *0,9514), массой 1000 зерен ( Ь »0,9327), количеством продуктивных стеблей перед уборкой ( 2 *0,9319).

Полученные нами данные химического состава растений овса подтверждают литературные данные о том, что зерно овся богаче

, Таблица 7

Влияние условий минерального питания и аодообеспеченности на продуктивность овса, средние даяние за 1987-1939 гг.

! ; ' - ■ Урожайность, п/га { П лт Г Прибавка

Варианта опЕта 1 1937 гГ \ \ ! 1 1988 г.! I 1989 г. ; 1Средняя Iзаплани- ! {затри ! ронанной 1года ! ! и/га ^ % к кон-Iтролю

Контроль-без удобрений, неорошаемый - . 23,7 • 22,6 22,0 22,8 . " ' ‘ - '• —— .. ■■ ' ■ ' ■ ■ ■

Без удобрений +■ полив . 29,9 30,0 30,0 29,9 .. ' — ‘ • 7,1 • 31,1

^75Р115К70-нео?ошаеиьг“: • 34,1 ё?,в 33,7 31 ;з 79,5 9,0 39,4 ■

^75^15^70 + полиь . ЗГ?,8 32,3 33,5 .37,4 : ' 91»° 13,6 59,6

^12^178^115 + П0ЛКЗ 45,2 41,2 45,0 43,3 :■ 87,& 21,0 92,1

кср05 1,12 1,85 1.51

Таблица 8

Элементу структуры уроная лосеиоз овса.срздшзз данные за 1987-19Й) гг.

ШОНТрОЛЬ— ?БвЗ УДОбрЗ^^сРттсКул* {^чсРтткКул |^Т2?^>Т7Й^ТТ'}

!без даобраЧшШ * в<шм! 'а 110 /и !

! най, наоро- I ¡н&ороша&шй! •*■ полна I +■ полиь

[ шавш& I ! ?____________{____________

Показатели

Масса I растения, г 2,18 2,30 2,72 2,85 3,65-

Чдсдо колосков с 1-го расгенш, ни. ' 14 I? 19 Я) 22

Чиияо' зерен с 1-го растения, шт,- 2Э 34 • # .. 33 ' . 40 44

Масса зерна с 1-й ыатедки» г 0,331 0,€65 0,694 0,701 0,756

Иасаа зерна с 1-го растения ,г 0,858 1,03 1,18 1,22 1,40

Пасса 1000 зарел, г . 20,0 -■ £0,3 31,0 31,2 31 »3

Продуктивная кустистосгь 1,45 Л*55 1,70 1,74 1,85

- 22 - . азотом и фосфором и, наоборот, основная масса калия накапливается в соломе. Минеральные удобрения привели к возрастанию содержания азота в зерне и калил в соломе как на неорошаемой, так и на поливной фонах; полив несколько сникает содержание азота и фосфора в зерне, калия в соломе по сравнению с контролем, особенно заметно это снижение на неудобренном фоне во все годы исследований.

Таким'образом, применение минеральных удобрений как на поливной, так и на нзороиаемоц фонэ ведет к существенному повышению урожайности овса, улучшэыиа элементов структуры уроаая,' а также к увеличение содержания азота и фосфора в зерне овса, калия -в солоке. Особешш значительная прибавка в урожае достигнута при внесении поваееннш: доз минеральных удобрений в сочетании с поливом; в этом ее варианте отыечшэтся наиболее высокие показатели элементов структуры урожая. .

4. Экономическая зф^ктивность возделывания овса

Затраты на выращивание овса при внесении шшеральиш: удобрений и орошзнйи несколько увеличкааатся (4 и 5 варианты опыта).

Но в результате повышения урокайноотк овса на отше вариантах опыта снизилась себестоимость зерна овса и соответственно повысились чистый доход и уровень рентабельности. Самая низкая се-бестоиыоать (1399 руб/ц в цэиак 1992 года) и наиболее высокий уровень рентабельности (185,9$) получейы в варианте -

^75 РИ5 %) + псшш*

. - ВЫВОДЫ ' : - . ;

I. В результата комплексного изучения водного редама, фотосинтеза, ростовкг процзссов и продуктивности овса в различных условиях минерального питанияи врдообеспечедаости на серык лесных почвах Предкаиья республики Татарстан выявлены пути регуляции и оптимизации физиологических процессов и повышения продуктивности растений овса. ‘ ^ ■ . '

2. Повышение уровня минерального питания вывивает определенные изменения в водном рекиые овса: увеличение водоудеротвавдеі опособщости и оводданнооти листьев, снижение интенсивности траї спираіда и коэффициента водопотребления растений.

3, Под действием орошения как на удобренном, так и на кеудос

реннода '¡оне происходят изменения и водно« реяиые растений овса-~ увеличение общего содержания воды а листьях и интенсивности транспирации, сшшаиие водного дефицита, водоудерживащей способности листьев и, в большинстве случаев, коэффициента водопо-треблекня растений, каторш обусловливая? повышение интенсивности физиологических процэссов.

4. Установленная з исследованиях отрг?цательная корреляция «езду коэффициентом водопоурзбдения и величиной урозая зерна овса означает существенное изменение уронайности на фоне относительного постоянства величины суммарного водспотребления, что открывает пути поиска оптшальнкс условий экономного расходования воды растениями для повыашия их продуктивности.

5. Применение минеральных удобрений увеличивает хлорофаль-ный фотссинтетический потенциал овса как на поливном, так и на неорошаемой фоне. Особенно значительное увеличение этого показателя наблюдается на удобренных вариантах в сочетании с орошением (в 2 а более раза).

6. В исследованиях хлорофильного фотосинтетического потенциала овса подтверждается общая физиологическая закономерность о прямой зависимости хозяйственного и биологического урожая от величины хдорофнльного фотосинтетического потенциала. Но при этом проявляется следующие особенности: в начальные фазы развития' (кущение,трубкованиа) наблюдается тесная положительная корреля-щя ыезду отиии величинами; в более поздние фазы (вшативанио, полочная спелость) эта связь ослабевает*, состояние хлорофильного фотосинтетического потенциала в фазе восковой спелости не влияет на продуктивность овса.

7. Повышенные дозы минеральны* удобрений в сочетании с поливом даютнаибольшее увеличение интенсивности фотосинтеза. На фоне возрастания интенсивности фотосинтеза под влиянием минеральных удобрений и полива увеличивается удельный вклад в фотосинтез нелнстовых органов растений /стебля и метелки/.

8. Наибольшее увеличение продуктивности растений овса иабля-дается при сочетания орошения с внесением удобрений - в вариантах ^75Р1Х5^о + полив и ^122^178^115 + полиа* Увеличение уроаьл достигается в основном за счет увеличения длины и массы метелки, чаола а массы зорен в метелке, абсолютной массы зерна. Поп этой

. л ;; ' . - 34.** : '• . . • .

впойоитвош болов вффгжиттш бшг варншгг + падиа. ,

9. Использование шшврзлышг удобрений увеличивает вшос питательных веществ как при орошзиш» так н на неорошаемой фона. . Оровзлиа несколько сшзшзт потребление азота и калия и на удобрением фойе fii без внесения удобрений расход ве фосфора на етих вариш!тах существенно не изменяется.

Рвкомэвдащи производству

Чт-сби добиться приближения фштгееской урожайности овса к планируемой, повысить качества арадукщш,обеспечить луите использование питательные веществ пошзы н удобрений,a таюе осадков и поливной води,удобрения под культуру следует рассчитывать'-и пржшнять для конкретного уровня урожайности.Природные условия распублака » большинстве лет повволявт получать урезай овса порядка 4-5 тонн с I га.

Список публикации по теые диссертации:

Ï. Саиуняов Ф.Д. »Аннсиыова В.В. Водньй решш и продуктивность овса в зависимости от условий минерального питания и водообес-печенности.-£ ки. ;Повдаэние эффективности основнш: элементов зональных систем земледелия в TACGP ,ч. I.Казань ,19Ш ,0.144-150.

S. Никифорова В.И. .Никифоров Б.Д.,Анисимова В.В. .Докшин А.Н. Изучение протонной сшш-рзшеточной релаксацаи в семенах яровой пшеницу и овса в.провес© созревания.-Депонир.рукояись.Москва, ВИНИТИ, 1990. ■ ;; ■

3. Самуилов Ф.Д» »Анисиыова В.В. Влияние условий минерального

питания и орошения на водный регии и продуктивность овса.-Та-ailed докладов ХШ1 научной конфареации Свердловского СХй.Свердловск, 1990, с,65-66. .

4. Самуилов Ф.Д.. .Анйсииова В.В. Влияние условий минерального питания и водообеспечеиносйи на водний реюш и продуктивность яровой пшеницы и овса. Материал» юбилейной научной конференции Казанского с.-х.ин-та,ч.Ц,К4?вдь, 13Э2, с,207-209.

5. Анисимова В.В. Влияние уровня минерального питания и орошения на содержание пигыентов в различная органах овса в связи с оценкой продуктивности.Матаришш вбалейной маушюй Еоифврби^чи агрономического Ф-ïû Казанского Ш, Казань, 1^34, о.20-21.

Подавано к. начата зо.10.95г. і , «орвдг 60x90/Iô.

%шга sacras ■ . . . .. " . Яачазь офсоїная

7ш»тч,з?і і ,00. 100.. ' Заказ 225.

; О^вгшї дшЗодаторая ЩЙА

К.Шргсса,б5 Казанская государствашшя сгдашзгозайотаэшая

' ’ . ; авэдмая. - ' ' • ‘