Содержание к диссертации
Введение
Глава. 1. Обзор литературы
1.1. Интродукция и селекция сои в Нечерноземной зоне России 4
1.2. Основные закономерности фотосинтетической деятельности сои в посевах 12
1.3. Особенности минерального питании культуры 24
1.4. Агротехника сои в центральных районах Нечерноземной зоны 34
Глава.2. Экспериментальная часть
2.1. Цели и задачи исследований 43
2.2. Объекты и методика исследований 45
2.3. Условия выполнения экспериментальных исследований 48
Глава. 3. Результаты исследований
3.1. Анализ фенологических наблюдений 53
3.2. Особенности ростовых процессов 57
3.3. Формирование листовой поверхности растений и посевов 64
3.4. Особенности накопления и распределения сухих веществ 68
3.5. Взаимосвязь основных показателей фотосинтетической деятельности растений в посевах 73
3.6. Накопление основных элементов минерального питания в стернекорневых остатков зерновых и бобовых культур 78
3.7. Сравнительная энергетическая оценка эффективности возделывания сои в южной зоне Московской области 80
Выводы 83
Рекомендации производству 85
Литература 85
Приложение 103
- Основные закономерности фотосинтетической деятельности сои в посевах
- Агротехника сои в центральных районах Нечерноземной зоны
- Особенности ростовых процессов
- Взаимосвязь основных показателей фотосинтетической деятельности растений в посевах
Основные закономерности фотосинтетической деятельности сои в посевах
Образование сухого вещества растениями в процессе фотосентеза -основа продуктивности растениеводства. Поэтому урожайность посевов зависит от влияния многих внутренных и внешних факторов. (Алиев Д.А., Акперов З.И, 1987, 1995).
Урожай создается в процессе фотосинтеза, когда в зеленых растениях образуется органическое вещество из диоксида углерода (ССЬ), воды (Н20) и минеральных веществ. Энергия солнечного луча переходит в энергию растительной биомассы. Эффективность этого процесса и в конечном счете, урожай зависят от функционирования посевов как фотосинтезирующей системы. (Ничипорович А.А, 1970; Посыпанов Г.С, 1984; Лебедев СИ, 1988; Кхативада М.К, 1983 и др.). Повышению фотосинтетической продуктивности посевов в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий уделяется пристальное внимание (Махамед Мозахад Хасейн, 1970; Давнар В.С и Панифедова Л.М, 1991).
Формирование высокого урожая в посевах наряду с агротехническими мероприятиями связано не только с оптимальным размером площади листьев, ростом ее во времени, но и активностью фотосинтетического аппарата (Зеленский М.И., Магилова Г.А, 1980; Жакотэ, Харти, 1990).
Таким образом, можно сказать, что у высокоурожайных сортов одним из основных признаков, определяющих высокую продуктивность растений является более продолжительный период высокой ассимилирующей способности фотосинтетического аппарата, особенно в период образования репродуктивных органов. ( Алиев Д.А., Акперов З.И, 1983, 1995).
В процессе фотосинтеза растения усваивают из внешней среды все углеводы, составляющие примерно 42 - 45 % их сухой массы и создаются все органические вещества, составляющие 90 - 95 % сухой массы урожая. В процессе фотосинтеза растения усваивают из потоков солнечной радиации и запасают во вновь образуемых органических веществах всю энергию, которая в дальнейшем является движущей силой всех жизненных процессов не только у зеленых растений, но и у животных. (Ничипорович А.А, 1971; Панова Е.А и Петухов МЛ, 1985; Кукреш Л.В, 1992).
На первый взгляд может показаться, что быстрый темп роста листовой поверхности в посевах должен обеспечивать во всех случаях высокую эффективность фотосинтеза за счет поглощения больших количеств энергии солнечной радиации, а следовательно и получение высоких урожаев. В действительности это не всегда так. Чрезмерно быстрое увеличение площади листьев после появления всходов и слишком раннее смыкание посевов приводят к взаимозатенению растений и ухудшению условий образования репродуктивных органов, а в конечном итоге к снижению урожая хозяйственно ценных органов. Максимальный урожай можно гарантировать обеспечивая определенный (в зависимости от вида и даже сорта культурных растений, а также от района их возделывания) темп нарастания площади листьев с помощью различных агротехнических мероприятий, таких, как орошение, внесение удобрений, нормы высева семян и др. (Овчинников Н.Н., Шиханова Н.М, 1972; Вавилов П.П., ГатаулинаГ.Г., Козлов ВД1980, Schou J.B, 1978).
Ничипорович А.А, 1956 г. изучая продуктивность не одного растения, а целого фитоценоза установил, что наивысший урожай получается при оптимальном количестве растений на единице площади посева при рациональном их размещении.
Итак, в борьбе за высокий урожай следует стремиться к повышению интенсивности фотосинтеза, к соответствующему увеличению листовой поверхности, увеличению продолжительности активного фотосинтеза, увеличению коэффициента эффективности фотосинтеза и наконец, к повышению процента хозяйственно ценного продукта. (Лебедев СИ, 1988).
Поглощение фотосинтетическии активной солнечной радиации ФАР находится в прямой зависимости от величины площади формируемого за вегетационный период листового аппарата, а также возраста листьев, характера их размещения на растениях, высоты стеблестоя и других факторов. Процент использовании ФАР, поглощенной посевами сои, растет по мере увеличения загущенности посевов и по мере роста площади листьев. Однако этот рост продолжается до определенной степени загущения. (Устеменко. Г. В; Попов. В. П, 1980).
Загущение посевов ведет к снижению продуктивности фотосинтеза. В широкорядном посеве продуктивность фотосинтеза выше, чем в сплошном рядовом. Большая площадь питания и лучше условия освещенности растений в широкорядном посеве способствуют более продуктивной работе листьев. (Г. Г. Гатаулина. 1968).
Различные факторы внешней среды воздействуют на растительный организм через изменение ряда метаболических процессов, многие из которых зависят от света. Мощность светового потока и его спектральный состав регулируют процессы роста и фотосинтеза, от которых зависит продуктивность растений. (Клешнин А.Ф, 1954; Лушан В.М, 1971; Шульгин И.А, 1983; Протасова Н.Н., Кефели В.Н, 1982).
Условия светового режима определяют многие стороны формирования и состояния фотосинтетического аппарата. Различные интенсивности света и его спектральный состав могут вызвать структурные изменения фотосинтетического аппарата. Изменение структуры и функции фотосинтетического аппарата могут быть первопричиной изменения направленности обмена веществ клетки, от интенсивности которого зависит и биологическая продуктивность растений. (Кахнович Л.В, 1983).
Потенциально возможной урожайности, которую можно достичь в результате усвоения культурой и сортом заданного процента приходящей фотосинтетически активной радиации (ФАР) можно лишь в том случае, если все другие почвенно-климатические факторы будут находиться в оптимуме, при высоком уровне технологии на каждой агротехнической операции. ( Шатилов И.С, 1970 и Бондаренко Н.Ф., Жуковский Е.Е, 1981).
Температура оказывает влияние на все процессы жизнедеятельности растительного организма. Общее влияние температуры на фотосинтез растений обычно характеризуется одновершинной кривой. При низких температурах фотосинтез относительно низок, а с повышением температуры его интенсивность возрастает, достигая максимума при 25 - 30 С. Дальнейшее повышение температуры вызывает депрессию интенсивности фотосинтеза и приводит к полному его прекращению (Лебедев СИ, 1988).
Не менее важный фактор, оказывающий непосредственное влияние на процесс фотосинтеза, эта концентрация углекислого газа в окружающей среде. Увеличение интенсивности фотосинтеза с ростом содержания СО2 в воздухе происходит лишь до некоторого предела, при котором наступает насыщение фотосинтеза углекислотой и дальнейшее повышение концентрации практически уже не отражается на скорости данного процесса (Овчинников Н.Н., Шиханова Н.М, 1972).
Фотосинтетическая деятельность растений определяется главным образам площадью листьев, чистой продуктивностью фотосинтеза, фотосинтетическим потенциалом, суточными приростами биомассы и коэффициентом хозяйственной эффективности фотосинтеза, все эти показатели находятся в сложном взаимодействии (Посыпанов Г.С, 1985; Лебедев И.С, 1988; Каюмов М.К, 1989).
Разные по возрасту листья выполняют в онтогенезе неодинаковую по интенсивности работу и таким образом играют в жизни растений различную роль. В начальный период вегетации растений преобладают процессы новообразования и роста листьев, в более поздний - отмирания и усиленного транспорта пластических веществ из прекращающих жизнедеятельность листьев в запасающие и репродуктивные органы. В конечном итоге изменение площади листьев в онтогенезе растений выражается обычно одновершинной кривой. При оценке факторов, определяющих ход формирования урожаев, все эти особенности необходимо учитывать.
По количеству накапливаемой в течение вегетации общей сухой массы, быстроте роста и развития площади листьев растения разных видов значительно отличаются. В период максимального развития площадь листьев растений - эфемероидов не превосходит 30 - 100 см раст., зерновых злаков достигает 150 - 750 см /раст; свеклы, кукурузы, подсолнечника, картофеля - 0,5 - 1,0 м ; тыквенных 5 - 20 м ; крупных деревьев - 50 - 70 м /раст. В то же время, различия между растениями по интенсивности и чистой продуктивности фотосинтеза значительно меньше. В среднем они могут отличаться друг от друга лишь в 2 - 3 раза, (Ничипорович А.А, 1956).
Агротехника сои в центральных районах Нечерноземной зоны
Строгое соблюдение всех рекомендуемых агроприемов позволяет собирать урожай семян сои в Нечерноземной зоне в зависимости от сорта в пределах 2,0 - 3,0 т/га.
Место в севообороте. В севообороте для сои следует подбирать наиболее чистые от сорняков поля. Лучшие ее предшественники в Европейской части страны - раноубираемые озимые зерновые культуры и кукуруза на силос. Также можно размещать ее после зерновых кормовых культур, корнеплодов, (Интенсивная технология по возделыванию сои, 1988).
К лучшим предшественникам сои во многих районах ее возделывания относятся сидеральные пары, пласт и оборот пласта, многолетних трав, зерновые и колосовые культуры, идущие по чистым и занятым парам, а также пропашные (кукуруза, картофель, сахарная свекла и др). Не выращивают сою после суданской травы и подсолнечника.
Наиболее высокие урожаи сои можно получить на нейтральных или близких к нейтральным почвах с рНсол. 6.0 - 7.0. кислые почвы следует известковать, возвращать культуру на прежнее место следует не раньше чем через 3-4 года, (Смолянинов В.В., Деревянский В.П. 1992).
Обработки почвы. Система обработки почвы под сою должна обеспечить максимальное уничтожение сорняков, особенно многолетних, создать оптимальную структуру почвы для хорошей аэрации, накопления и сбережения влаги, выравнивания поля и предотвращения ветровой и водной эрозии (Оксенеко И.А. 1997).
На Европейской части страны при засоренности полей однолетними сорняками выполняют улучшенную зяблевую (два - три дискования и осенняя вспашка) или полупаровую обработку почвы (летняя вспашка и одна - две культивации для уничтожения всходов сорняков). При наличии на полях корнеотпрысковых сорняков применяют послойную обработку почвы, которая включает лущение лемешными орудиями и последующую глубокую вспашку на 30 - 32 см при появлении массовых всходов сорняков (соя интенсивная технология, 1988).
Основная обработка почвы должна быть направлена на сохранение влаги, уничтожение сорняков, заделку удобрений и выравнивание поверхности поля. При засорении полей корнеотпрысковыми сорняками (осот розовый или желтый) следует проводит послойную обработку почвы с внесением гербицида 2,4-Д по отросшим розеткам сорняков за 12 -14 дней до вспашки, она должна также включать дискование поля в два следа на глубину 8 -10 см и вспашку плугом с предплужником на глубину 25 - 27 см в агрегате с кольчатым или шпоровым катком или зубовой бороной. (Смолянинов В.В., ДеревянскийВ.П. 1987, 1992,1993.).
При наступлении физической спелости почвы проводят боронование в два следа поперек основной обработки зубовыми боронами (ЗБЗС-1,0), что предохраняет почву от испарения влаги, а также способствует прогреванию почвы и ускоряет прорастание семян сорняков. При необходимости дополнительного выравнивания поверхности используются планировщик (ВПН-8) или любая другая волокуша.
Культивацию проводят перед самым посевом на глубину 5 - 6 см, сочетая ее с заделкой почвенного гербицида (трефлана). Обрабатывают культиватором (КПС-4,0) в сцепке с боронами (ЗБЗС-1,0), уничтожая проросшие сорняки и создавая лучшие условия для посева семян сои на нужную глубину. Перед посевом прикатывают почву катками (ЗККШ-6). После посева также необходимо прикатывание почвы, если в агрегате с сеялкой не было катков. (Кашеваров Н.И., Горин А.А., Кашеварова Н.Н. 1999).
Удобрение. Рациональной системой удобрения сои может быть признана та, которая в большей мере учитывает биологические особенности культуры и способствует накоплению биологического азота. Она включает основное, предпосевное удобрение и подкормки, обеспечивающие потребности растений в питательных элементах в течение всей вегетации. При расчете норм удобрений учитывается: содержание доступных элементов питания в почве, их вынос с урожаем, коэффициент использования из почвы и удобрений. (Заверюхин, 1981).
Удобрение вносят в виде основного осенью под зяблевую вспашку, а также весной локально в рядки при посеве. Норма внесения минеральных удобрений в Нечерноземной зоне на типичных и обыкновенных черноземах центральной и северной зоны - N3o Рзо К30, на карбонатных черноземах южной зоны - N45 Рзо К3о- В качестве основного удобрения целесообразно использовать сложные туки. При этом не менее 90 % общего их количество должно вносится осенью под основную обработку почвы разбрасывателями РУМ-8, следует также вносит на всех типах почв припосевное удобрение; при этом лучше применять аммофос в дозе 0,5 ц туков на га или 11%-ную нитрофоску - 1 ц на га. Использование сложных удобрений устраняет возможные нарушения в соотношении питательных веществ, способствует повышению эффективности туков, улучшению качества сева и увеличению производительности труда.
Хороший эффект дает применение микроудобрений, внесенных локально в рядок при посеве сои и в виде некорневой подкормки. При посеве вносят на 1 га 400 - 500 г бора (действующего вещества), 100 — 150 г цинка, 80 - 100 г молибдена. На участках, где соя возделывается впервые, рекомендуется перед посевом проводить обработку семян клубеньковыми бактериями.
Посев. На развитие растений сои большое влияние оказывают температурный и световой режимы, полевая всхожесть и степень засоренности посевов, а данные факторы зависят в свою очередь от сроков сева.
Посев проводят хорошо очищенными с высокой всхожестью семенами. За 1 - 2 месяца до посева семена обрабатывают против грибковых заболевании фентиурамом 4-6 кг/т или ТМТД 3-4 кг/т.
В связи с отсутствием в почве новых районов возделывания сои природных клубеньковых бактерий семена перед посевом необходимо обрабатывать соевым нитрагином (ризоторфином). Обработка семян препаратом проводится в день посева в затененном месте. Один пакет (норма нитрагина на 5 га) растворяют в пяти - шести литрах воды и полученной суспензией обрабатывают пятигектарную норму семян, тщательно их перемешивая, через 30-35 минут после того как семена просохнут их можно высевать.
Сою начинают сеять, когда почва на глубине заделки семян (4-6 см) прогреется до 14 - 16 С. При ранних сроках, когда почва еще не прогрелась в достаточной мере, семена прорастают медленно, период от посева до массовых всходов удлиняется, снижается полевая всхожесть семян. По мере повышения температуры воздуха и почвы при поздних посевах продолжительность периода от посева до появления всходов сокращается, повышается полевая всхожесть семян (Романов Х.С., Мирзажанов К.М., Талибуллин Р.Т. 1990).
По мнению Оксененко И.А. (1997), при поздних сроках посева, когда наступают благоприятные для прорастания семян температуры развитие сои протекает при более длинном дне, что отодвигает формирование и созревание бобов на более поздний осенний период, когда приближается похолодание и появляются заморозки. При ранних сроках посева - наоборот развитие растений сои совпадает с более коротким световым днем, что и ускоряет созревание бобов. Однако ранний посев сои связан с риском: всходы могут попадать под заморозки, а это вызывает гибель посевов или затягивает созревание растений. В связи с этим в опубликованных работах сою предлагается высевать при минимальной температуре почвы 8 -12 С.
Норма высева семян сои, густота всходов зависит от возделываемого сорта и почвенно-климатических условий, поэтому оптимальные их величины могут колебаться в значительных пределах. Итак, посев сои необходимо проводит таким способом, который обеспечивал бы наибольший урожай в конкретной почвенно-климатической зоне. Из способов посева большинство авторов рекомендует широкорядный однострочный посев сои. Обычно низкорослые сорта сеют с междурядьями 45 см, среднераннеспелые и среднеспелые 60 см и высокорослые среднеспелые и позднеспелые - 70 см. норма высева для ранне и среднераннеспелых сортов - 400 -500 тыс.шт/га, среднеспелых 350 - 400, среднепозднеспелых и позднеспелых - 300 - 350 тыс.шт/га. (Романов Х.С., Мирзажанов К.М., Талибуллин Р.Т, 1990).
В то же время, ряд авторов считает, что при уменьшении ширины междурядий с 70 до 45 см урожайность сои повышается. Это связано с тем, что при одной и той же норме высева семян растения сои при более узких междурядьях размешаются в рядках более равномерно, в результате этого они более полно обеспечиваются всеми факторами жизни. При снижении ширины междурядий с 30 до 15 см и меньше усиливается затененность растений сои, что задерживает ее созревание. Кроме этого, такие посевы без применения гербицидов зарастают сорняками (Неметов Х.Ш. 1981).
Особенности ростовых процессов
В современном растениеводстве проблема регулирования роста растений является весьма актуальной. По современным представлениям -это новообразование структурных элементов, связанное с увеличением размеров и массы тела растения. Рост можно определить как процесс дифференцировки организма за счет образования новых и увелечения старых элементов его структуры (молекул, клеток, тканей и органов), оказывающий решающее влияние на распределение, перераспределение и использование образующихся при фотосинтезе и метаболизме органических веществ, а также поглгщенных минеральных солей и воды, идущих на образование новых органов и тканей, их регуляцию и на запасные отложения (Шевелуха, 1980).
Вегетативный рост растений неразрывно связан с условиями внешней среды и может рассматриваться как интегральный показатель комплекса физиологических процессов, протекающих в растении, свидетельствующий о физиологической активности организма. Через ростовые процессы реализуются наследственные возможности в формировании всех органов растений, их анатомических и морфологических структур. Именно через них преломляется влияние условий среды на морфогенез растений, на их фенотипическую изменчивость. Интенсивность ростовых процессов во многом зависит не только от индивидуальных возможностей растений, но и от условий вегетации. Поэтому агротехнические мероприятия, направление на повышение урожайности сельскохозяйственных культур, в большей или меньшей степени отражаются на развитии всех органов растений (Горанов, Конова, Петракиева, 1981).
В наших опытах, как и следовало ожидать, максимальная высота осевого побега последовательно возрастала с ростом плотности посевов сои с 200 до 400 тыс. раст./га. Тенденция эта проявляется совершенно отчетливо при обоих испытанных типах междурядий, (45 и 70 см). Однако если в посевах с междурядьями 45 см. этот последовательный рост происходил в приделах от 63,81 см - 200 тыс. раст./га до 70,33 см -400 тыс. раст./га, то при более широких междурядьях он оказался несколько более значительным 66,21 и 74,59 см соответственно (рис 2). Напротив максимальное количество боковых побегов на растении последовательно снижалось. Следует подчеркнут, что как темпы снижения данного показателя, так и абсолютные значения признака при испытанных плотностях посевов оказались совершенно равноценными в посевах с междурядьями 45 и 70 см. Соответственно 3,36; 3,06 и 2, 66 шт/раст. - 200, 300, 400 тыс. раст./га - междурядье 45 см; 3,41, 3,04 и 2, 65 шт/раст. - междурядья 70 см.
Совершенно аналогичная тенденция характерна и для другого важнейшего биометрического признака - максимальное количество листьев на растении. Он как и максимальное количество боковых побегов на растении наиболее тесно, положительно связан с семенной продуктивностью индивидуальных растений. Так в наших опытах коэффициент корреляции между максимальным количеством листьев на растении и их семенной продуктивностью оказался на уровне г = 0,92±0,05 уравнение линейной регрессии: у = -3,30+Х 0,48. Между максимальным количеством боковых побегов и семенной продуктивностью г = 0.99+0,01 уравнение линейной регрессии: у = 6,65+Х 4,31.
При пересчете максимального количества боковых побегов и листьев на гектар посевной площади указанная тенденция меняется на противоположную. Максимальные значения признаков достигаются при наибольшей плотности посевов 400 тыс. раст./га. Причем абсолютные их значения практически идентичны при использовании междурядий 45 и 70 см, 1064000 боковых побегов и 6696000 штук листьев на 1 га; 1060000 и 6700000 шт/га соответственно (рис 3).
Поскольку между максимальным количеством боковых побегов на растении и семенной продуктивностью; максимальным количеством листьев и семенной продуктивностью индивидуальных растений существует тесная положительная корреляционная взаимосвязь; логично предположить аналогичную взаимосвязь между значениями данных признаков на единице площади (1 га). Действительно последующие расчеты подтвердили наличие тесной положительной взаимосвязи между максимальным количеством боковых побегов на 1 га с семенной продуктивности посевов, максимальным количеством листьев и семенной продуктивностью. Коэффициенты корреляции г = 0,97+0,03 и г = 0,97+0,03 соответственно.
Выявленные закономерности дают возможность использования рассмотренных биометрических признаков у сои, в качестве вполне надежного критерия в оценке эффективности того или иного агротехнического приема. Причем оценку эту можно провести задолго до конца вегетации.
Внесение минерального азота нормой 25-50 кг/га по д.в. существенно стимулировало ростовые процессы у сои на всех испытанных уровнях загущенности посевов. Это нашло свое отражение как на максимальной высоте осевого побега, так и на максимальном количестве боковых побегов и листьев на индивидуальных растениях. Важно отметить, что эффект от внесения 25 и 50 кг минерального азота оказался практически равнозначным за некоторым исключением предельной плотности посевов - 400 тыс. раст./га, где отмечено даже некоторое падение абсолютных значений рассматриваемых признаков при внесении максимальной нормы азота - 50 кг/га (рис.2.). Происходит это вероятно, в силу того, что при использовании 50 кг минерального азота происходит частичное замещение симбиотической фиксации азота.
Эффективность воздействия минерального азота на ростовые процессы сои при различной плотности посевов оказалась несколько неоднозначной. Так при загущении посевов 300 тыс. раст./га рост основных биометрических признаков - максимального количества боковых побегов и листьев на растении, признаков тесно связанных с семенной продуктивностью, составил 18% в сравнении с контролем. При 200 и 400 тыс.раст/га - 9 и 16% соответственно.
При пересчете максимального количества боковых побегов и листьев на единицу площади посева 1 га. Наибольшее их количество оказалось в посевах с максимальной плотностью 400 тыс. раст./га, получивших 25 кг/га по д.в. минерального азота. Понятно, что это имеет принципиальное значение, поскольку между максимальными значениями данных признаков на 1 гектаре посевов и их семенной продуктивностью здесь также отмечена тесная положительная зависимость, коэффициенты корреляции г = 0,87+0,03 и г = 0,87±0,03 соответственно.
В отношении максимального количества бобов на растении и на единице площади отмечена как и следовало ожидать, совершено аналогичная зависимость, как и уже по двум рассмотренным биометрическим признаком. Действительно с ростам площади посевов с 200 до 400 тыс. раст./га максимальное количество бобов на растении последовательно снижается. Абсолютные значения признака при равнозначной загущенности посевов как при использовании междурядий в 45 см и 70 см практически оказались равнозначными 20,59 и 20,67 шт/раст. соответственно.
Внесение минерального азота от 25 до 50 кг/га по д.в. существенно увеличило количество бобов на индивидуальных растениях. Наибольший эффект отмечен при внесении 25 кг азота 1 га. При пересчете максимального количества бобов на единицу площади (1 га) напротив их оказалось существенно больше при максимальном загущении - 400 тыс. раст./га и внесении на этом фоне 25 кг минерального азота (рис.3).
В тоже время, между степенью загущенности посевов (в тыс. раст./га) и максимальным количеством бобов на растении отмечена тесная обратная зависимость, г = - 0,98±0,02, уравнение линейной регрессии. У = 37,6+Х -3,00Е-2. Данная зависимость легко позволяет рассчитать максимальное количество бобов на растении и на 1 га при загущении посевов - 450 и 500 тыс. раст./га. По нашим расчетам это -18,9 и 16,6 шт/раст; 8505 и 8300 тыс. шт/га. против 20,59 и 8236 - 400 тыс.раст./га (междурядье 45 см). Все это свидетельствует о том, что наиболее оптимальным уровнем загушенности посевов для сои сорта Магева, без внесения стартовых доз минерального азота, в условиях зоны будет 400 тыс. раст./га.
При внесении наиболее рациональной, по нашим данным стартовой нормы минерального азота на серых лесных почвах зоны в 25 кг/га по д.в. оптимальный уровень плотности посевов также составил 400 тыс. раст./га. Между уровнем плотности посевов (тыс. раст./га), на фоне внесенного минерального азота в норме 25 кг/га, и максимальным количеством бобов на растении также отмечена тесная обратная зависимость г = -0,98±0,07. Уравнение линейной регрессии: У= 40,9+Х 3,72Е-2. В силу этого, простые расчеты показывают, что при увеличении плотности посевов до 450 тыс. раст./га на фоне внесенных 25 кг/га по д.в. минерального азота максимальное количество бобов на растении составит 24,2 шт. Соответственно на 1 га посевов это 10890 тыс. шт против 9992 тыс. шт./га - 400 тыс. раст./га, то есть существенного увеличения максимального количества бобов на 1 га посевов нет.
Взаимосвязь основных показателей фотосинтетической деятельности растений в посевах
Многогранность и неустойчивость процессов, определяющих конечный результат жизнедеятельности растительного организма -получение хозяйственно ценной части урожая, обусловливают сложности взаимовлияний отдельных показателей фотосинтетической деятельности. Рассмотрение в совокупности изменения этих показателей позволяет определить механизм взаимодействия основных процессов фотосинтетической деятельности растений в посевах при наиболее рациональном режиме выращивания в конкретной почвенно-климатической зоне, обеспечивает наиболее эффективное протекание жизненно важных, основных процессов и высокую продуктивность. Это может служить универсальным, надежным критерием эффективности того или иного агротехнического приема, оптимальности структуры как одновидовых так и совмещенных посевов, а также сравнительной продуктивности вновь создаваемых и интродуцируемых сортов сельскохозяйственных культур. Главный фактор, определяющий уровень продуктивности посевов, его фотосинтетическая деятельность, оптимальные значения величены площади листовой поверхности -основа формирования мощного фотосинтетического потенциала, средних за вегетацию показателей чистой продуктивности фотосинтеза, а также коэффициента хозяйственной эффективности.
По нашим данным увеличение ширины междурядий с 45 до 70 см на фоне увеличивающейся плотности с 200 до 400 тыс. раст./га сопровождалось существенным возрастанием максимальной площади листьев посевов сои (табл.9). Максимальные значения признака достигнутые при максимальном загущении посевов и использовании обоих типов междурядий уже практически выше оптимального уровня, как было отмечено выше, характерного для высокопродуктивных посевов - 61,24 (45 см) и 64,40 тыс. м /га (70 см). Для показателя более надежно характеризующего формируемую ассимиляционную поверхность посевов за весь вегетационный период - фотосинтетического потенциала (ФП) характерна совершенно аналогичная зависимость. Он последовательно растет с увеличением плотности посевов от 200 до 400 тыс. раст./га и ширины междурядий с 1,66 млн. м2/га - сутки до 2,79 и с 1,90 до 2,96 млн. м2/га - сутки, междурядья 45 и 70 см соответственно.
Поскольку между фотосинтетическим потенциалом посевов и биологическим урожаем существует весьма тесная положительная зависимость, по нашим данным г = 0,94±0,04, наиболее высоких значений данный показатель достигает в посевах с междурядьями 70 см. С возрастанием загущенности посевов от 200 до 400 тыс. раст./га, биологические урожаи также последовательно увеличивались при обоих типах междурядий.
В посевах с междурядьями 70 см в условиях лучшего бокового освещения рядков растений даже при несколько большей листовой поверхности индивидуальных растений и посевов в целом она работает с той же эффективностью, что и аналогичная листовая поверхность растений и посевов с более узкими междурядьями - 45 см. Об этом свидетельствуют показатели чистой продуктивности фотосинтеза в среднем за вегетацию. Они практически идентичны при равной степени загущения в посевах с различными типами междурядий. В то же время, распределение пластических веществ между вегетативными органами и хозяйственно ценной частью в посевах с междурядьями 45 см оказалось существенно более выгодным. Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза здесь варьировал от 0,29 - загущение посевов 200 тыс. раст./га до 0,32 - 300 и 400 тыс. раст./га против 0,27 и 0,29 в посевах с более широкими междурядьями - 70 см.
В силу этого некоторые преимущества (по мощности) листового аппарата посевов с междурядьями 70 см не нашли свое отражение в семенной продуктивности посевов, она оказалось на уровне посевов с аналогичным загущением, но с более узкими междурядьями 45 см.
Все это свидетельствует о том, что семенная продуктивность посевов в значительной степени определяется не только размерами листовой поверхности формируемой за вегетационный период (ФП) и эффективностью ее работы, но и эффективным распределением сухих веществ между вегетативными и хозяйственно ценными органами растений.
При обоих типах междурядий семенная продуктивность посевов последовательно возрастала вплоть до предельного уровня в опыте - 400 тыс. раст./га - 1,98 и 1,96 т/га соответственно. Дальнейшее увеличение загущенности посевов является бесперспективным в силу еще большего падения показателей чистой продуктивности фотосинтеза, которое и так уже оказалось весьма резким при максимальном их уплотнении в опыте. Действительно, между степенью плотности посевов и ЧПФ в среднем за вегетацию, в нашем опыте, отмечена достаточно тесная обратная зависимость г = - 0,74±0,06 это позволяет рассчитать показатель ЧПФ посевов при более высокой их загущенности. Уже при уплотнении в 450 тыс.раст./га он понижается, по нашим расчетам, до 4,81 г/м2 сутки. Следовательно, даже если предположить линейное увеличение ФП посевов до 3,06 млн.м2/га - сутки с ростам их плотности до 450 тыс.раст./га то биологический урожай такого посева составит 14,81 т/га, то есть он будет на уровне посевов с загущением 400 тыс.раст./га. Поэтому непроизойдет и роста семенной продуктивности посевов, поскольку между биологическими урожаями и урожаями семян существует тесная положительная зависимость. В нашем опыте это г = 0,98±0,04.
Предпосевное внесение минерального азота на серых лесных почвах зоны существенно увеличивало как максимальные размеры площади листьев так и ФП, однако лишь до уровня - 25 кг/га минерального азота по д. в. (табл.10).
Объясняется это на наш взгляд тем, что использование повышенных норм азота 50 кг/га по д.в. уже приводит к частичной замене симбиотической азотфиксации. Напротив, использование половиной нормы азота 25 кг/га такого замещения не вызывает, а лишь дополняет её, определяя положительный эффект данной нормы. Проявляется это на фоне всех испытанных уровней загущенности посевов, однако наибольший эффект достигается при максимальном уплотнении 400 тыс. раст./га 66,20 тыс. м /га и 2,90 млн. м /га - сутки. - 25 кг минерального азота на 1 га по д.в. В то же время, следует отметить, что в еще большей степени влияние минерального азота в норме 25 кг/га проявилось в повышении эффективности работы листового аппарата посевов, не смотря на его существенно большие размеры по сравнению с контролем.
Так если увеличение показателей ФП при внесении 25 кг/га азота по д.в. и максимальной плотности посевов 400 тыс. раст./га составило 1,04 раза, в сравнении с контролем то по ЧПФ это 1,16 раза. Все это и определило наиболее высокую семенную продуктивность посевов данного варианта опыта-2,32 т/га.
В целом доля влияния минерального азота на семенную продуктивность посевов, в нашем опыте составила 48%, что даже несколько выше аналогичного влияния различной загущенности посевов - 45% (приложение табл.1). В опыте не отмечено влияния взаимодействия двух указанные факторов, что свидетельствует о том, что выявление эффективности различных норм удобрений следует проводить сразу на фоне оптимального загущение посевов специфичного по данному сорту для конкретных почвенно-климатических условий.
Похожие диссертации на Особенности биологии и агротехники сои в условиях юга Московской области
