Содержание к диссертации
Введение
Краткий обзор литературы
1.1 Агробиологические особенности топинамбура 8
1.1.2 Особенности роста и развития 10
1.1.3 Реакция растений на факторы внешней среды 13
1.2 Особенности формирования урожайности при разных сроках и способах посадки 18
1.3 Влияние резки семенных клубней на формирование урожайности и коэффициент размножения 26
1.4 Способы борьбы с нежелательной порослью топинамбура 30
2. Место, условия, объект и методика проведения исследований 34
2.1 Место проведения исследований и схемы опытов 34
2.2 Методика определений и наблюдений в опытах 36
2.3 Характеристика сорта Скороспелка 38
2.4 Технология опытных посадок 39
2.5 Агрометеорологические условия в годы исследований 41
3. Формирование урожайности топинамбура при разных сроках и способах посадки 45
3.1 Особенности роста и развития сорта Скороспелка при разных сроках и способах посадки 45
3.2 Фотосинтетическая деятельность растений в агроценозе топи намбура 52
3.3 Урожайность, качество урожая топинамбура в зависимости от сроков и способов посадки 62
3.4 Экономическая эффективность производства топинамбура при разных сроках и способах посадки 66
4. Влияние сроков весенней посадки на продуктив на ность агроценоза топинамбура 70
4.1 Особенности роста и развития топинамбура при разных сроках весенней посадки 70
4.2 Влияние сроков весенней посадки на фотосинтетическую деятельность растений в агроценозе 77
4.3 Урожайность, качество урожая и экономическая эффектив ность возделывания топинамбура при разных сроках весенней посадки 89
5. Влияние резки семенных клубней на формирование урожайности и коэффициент размножения топинамбура 94
5.1 Особенности роста и развития топинамбура при использовании разного семенного материала 94
5.2 Влияние качества посадочного материла на фотосинтетическую деятельность растений в агроценозе топинамбура 97
6. Способы борьбы с нежелательной порослью топинамбура
6.1 Влияние различных способов борьбы на возобновление вегетации топинамбура 112
6.2 Сохранение продуктивности топинамбура после уничтожения поросли 116
6.3 Гибель растений при разных способах борьбы с нежелательной порослью топинамбура 119
Основные выводы 124
Предложения производству 128
Список литературы
Приложения 150
- Реакция растений на факторы внешней среды
- Методика определений и наблюдений в опытах
- Особенности роста и развития сорта Скороспелка при разных сроках и способах посадки
- Влияние сроков весенней посадки на фотосинтетическую деятельность растений в агроценозе
Введение к работе
Актуальность темы. Повышение качества жизни человека - стратегическая задача 21 века. Улучшение жизнеобеспечения человека зависит от многих факторов, среди которых большое значение имеют полноценное питание и обеспечение препаратами лечебно-профилактического свойства. В решении этих задач определенная роль принадлежит топинамбуру как высокопродуктивной экологически пластичной культуре многостороннего использования, благодаря ценному химическому составу надземных органов и клубней. В последние годы значительно возрос интерес к этому растению как к источнику получения диетических продуктов питания, пищевых добавок и лечебных препаратов. Высоко его кормовое значение.
Лучшим сортом клубневого направления является Скороспелка, из которого налажено производство продуктов лечебно-профилактического свойства.
Создание сырьевых зон для промышленной переработки и расширение использования на кормовые цели требует дельнейшего совершенствования приемов технологии, направленных на повышение продуктивности, качества урожая, коэффициента размножения, а также по борьбе с нежелательной порослью топинамбура после прекращения использования его плантаций. Эти вопросы недостаточно изучены применительно к условиям Центрального района Российской Федерации, в том числе Верхневолжья.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить особенности формирования урожайности топинамбура сорта Скороспелка при разных сроках и способах посадки, разработать приемы повышения коэффициента размножения дефицитных сортов, а также способы борьбы с нежелательной порослью после прекращения использования многолетних посадок; выявить и рекомендовать производству лучшие приемы выращивания и уничтожения поросли топинамбура в севообороте.
Задачи исследований :
1. Изучить особенности роста и развития растений в зависимости от сроков, способов посадки, качества посадочного материала.
2. Исследовать фотосинтетическую деятельность топинамбура при разных приемах возделывания : формирование листовой поверхности, фотосинтетического потенциала агроценоза, изменение чистой продуктивности фотосинтеза, коэффициента хозяйственной эффективности урожая, КПД ФАР ценоза.
3. Выявить особенности накопления урожая сырой, сухой фитомассы, клубней в зависимости от изучаемых приемов технологии.
4. Определить влияние изучаемых приемов на структуру, качество урожая и урожайность надземной части и клубней.
5. Выявить лучший способ борьбы с нежелательной порослью топинамбура после прекращения использования плантаций.
6. Дать экономическую оценку изучаемым приемам технологии возделывания топинамбура, рекомендовать лучшие из них для внедрения в производство.
Научная новизна. Впервые в полевых опытах на супесчаных дерново-среднеподзолистых почвах Верхневолжья изучены особенности формирования урожайности и фотосинтетической деятельности топинамбура при разных способах осеннего и весеннего сроков посадки, использовании целых и резаных семенных клубней; выявлены лучшие способы и сроки посадки, приемы повышения коэффициента размножения сорта Скороспелка и способ борьбы с нежелательной порослью топинамбура, обеспечивающие наибольшую продуктивность, рентабельность производства, а также возделывание в севообороте, исключая засорение полей.
Практическая ценность работы заключается в рекомендациях производству лучшего способа посадки при осеннем и весеннем сроке закладки плантации, оптимального срока весенней посадки, возможности резки се
менных клубней в целях повышения коэффициента размножения семян; эффективного способа борьбы с нежелательной порослью после прекращения использования топинамбура (подана заявка на патент РФ). Осенняя посадка обеспечивает получение дополнительно, в среднем, 46,8 ц/га клубней, 17,8 тыс.руб./га чистого дохода, повышает рентабельность производства на 58,7 %, а способ осенней посадки на грядах по схеме 110+30x30 см соответственно - 22 ц/га, 8,4 тыс. руб./га, 26,2 %. Оптимально ранний срок посадки позволяет получать с гектара 87,0 тыс. руб. условно чистого дохода при рентабельности производства 280 %.
Реализация результатов исследований. Результаты работы нашли отражение в рекомендациях "Рекламный проспект научных разработок, предлагаемых для внедрения и инновационной деятельности Тверской государственной сельскохозяйственной академии", Тверь, 2002, внедрены в ООО КФХ "Топинамбур" Осташковского района Тверской области на площади 50 га.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на 1 -ой Международной научно-практической конференции "Растительные ресурсы для здоровья человека(возделывание, переработка, маркетинг)", Москва - Серги-ев-Посад, 23-27 сентября 2002 г., на 2-ой Российской научно-практической конференции "Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными ресурсами и создание функциональных продуктов (2-3 июня 2003 г., г. Москва), а также на XXIV, XXV, XXVI, XXVII, научно-практических конференция Тверской ГСХА, 2001, 2002, 2003, 2004 гг.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, подана заявка на выдачу патента РФ на изобретение, приоритет от 27 янв. 2004 г.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 129 страницах, содержит 48 таблиц, 5 рисунков, состоит из 6 глав, основных выводов, предложений производству, библиографического списка использованной ли
тературы, который включает 203 наименования, в том числе 25 на иностранных языках, 6 приложений.
Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Тверской ГСХА на 1996-2000 и 2001-2005 годы.
Основные положения, выносимые на защиту :
положительное влияние на формирование урожайности и фотосинтетическую деятельность агроценоза топинамбура осеннего срока посадки и способа посадки на грядах по схеме 110+30x30 см;
- преимущества в развитии растений и накоплении урожая оптимально ранних сроков посадки;
- особенности формирования урожайности и возможность использования на посадку целых, резанных на 2 доли и на 3-4 поперечные части семенных клубней в целях повышения коэффициента размножения дефицитных сортов;
- способ борьбы с нежелательной порослью топинамбура.
Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Усановой Зое Ивановне за помощь в работе над диссертацией. Отдельное спасибо сотрудникам кафедры растениеводства за содействие и помощь в написании диссертации.
Реакция растений на факторы внешней среды
Биологическая особенность топинамбура по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами заключается в его высокой экологической пластичности, повышенной жизненности и сравнительной нетребовательности к условиям выращивания. Один из родоначальников опытов с культурой топинамбура В.И. Козловский (60) писал : "Это единственное растение из всех разводимых, которое дает большие урожаи почти без затрат труда, не опасаясь ни мороза, ни засухи, ни дождя, ни плохой почвы ...".
Отношение к свету. Топинамбур относится к растениям короткого дня. Это значит, что растение топинамбура могут образовывать соцветия и семена только при сокращении длины светового дня (37, 146, 155,174).
Влияние фотопериодического воздействия на рост, развитие и продуктивность топинамбура хорошо изучено З.И. Усановой (144, 146). Как отмечает автор, сокращение длины дня вызывает торможение ростовых процессов у растений. В условиях длинного дня рост коротко дневных растений в высоту усиливается. Интенсивность ростовых процессов у топинамбура на сокращенном световом дне зависит так же от сроков и продолжительности затенения, скороспелости сорта и температурного режима (144,146).
В условиях Нечерноземной зоны высота растений скороспелых форм под влиянием затенения уменьшается на 2-21 см в сухие годы и на 8-64 см в годы с дождливым и особенно сильно - с прохладным летом.
Чем скороспелее сорт, тем в более ранние сроки и сильнее проявляется торможение ростовых процессов : у раннеспелых форм - при затенении 10-дневных растений; у среднеспелых форм 10-20 дневных; у позднеспелых-20-30 дневных растений. Торможение роста, сопровождается усиленным вет-вением. Как отмечает З.И. Усанова (144,146), при сокращении светового дня происходит перераспределение питательных веществ в растении. Короткий день подавляет рост надземной вегетативной массы. Питательные вещества у затененных растений в большей степени направляются не только в генеративные, но и в вегетативные органы растений. У сортов с хорошим периодом вегетации, как правило, при затенении урожай клубней уменьшается.
При искусственном сокращении длины дня ускоряются развитие растений, несколько уменьшается рост стеблей, цветение происходит в более благоприятных условиях и возможно получение семян для селекционных целей (144, 145, 155,159).
М.Х. Чайлахян (168), С.С. Шаин (170) утверждают, что образование клубней у топинамбура идет на коротком дне. М.Х. Чайлахян (168) дает объяснение, описывая механизм клубнеобразования у видов, образующих клубни на коротком дне и не образующих их на длинном. Гормональная регуляция клубнеобразования у таких клубненосов осуществляется на коротком дне при благоприятном соотношении фитогармонов в две фазы. В первую фазу идет поступление гебберелинов и абсцизинов в нижние стеблевые точки, сначала под влиянием гиббереллинов идет образование и рост столонов затем под влиянием абсцизинов - задержка их роста. Во вторую фазу под влиянием цитокинов начинается утолщение столонов и образование клубней. На длинном дне при неблагоприятном соотношении гормонов идет только образование столонов (168).
Отношение к температуре. Топинамбур - теплолюбивая и одновременно холодостойкая и морозостойкая культура. Минимальная температура прорастания колеблется от +4 до +9 С. Интенсивное прорастание начинается при повышении температуры почвы до +12 +18 С. Оптимальная температура прорастания +18 +25 С. Минимальные температуры при которых растения продолжают рост- +8 +10 С (144, 155). По данным П.Н. Кордуняну (62, 63), В.Н. Литвинова (81) для роста надземной массы лучшей температурой является 20-28 С. Другие авторы (11, 37, 77, 78, 97, 136) отмечают, что при достаточной влажности почвы и воздуха топинамбур может переносить и более высокие температуры до +40 С (55-60 С) без потери тургора. Однако, как замечает В.Н. Литвинов (81), при повышении температуры до +40 С прирост растений в высоту в орошаемых условиях Таджикистана уменьшается. В то же время многие исследователи (18, 27, 75, 76, 79, 88, 35, 123, 155, 170, 175) указывают, что топинамбур холодостойкая культура. Молодые растения выдерживают весенние заморозки до -3 -4 С, а ботва - осенние заморозки до -5 -8 С. В возрасте 10-20дней растения имеют наибольшую морозостойкость, а наименьшую - в период образования соцветий- 150 дней (56). Повышение холодостойкости молодых и закаленных растений объясняется более высоким содержанием в них Сахаров (56).
Для образования генеративных органов требуется определенная сумма температур от всходов и до конца вегетации (31, 38, 40, 146, 155, 164). Семянки образуются при сумме тепла за вегетацию 3107-3154 С, а при сумме 2694-2793 С семянки не образовались (201).
Клубни топинамбура отличаются повышенной морозостойкостью. По утверждению А.Ф. Мейснера (91), И.Н. Лаврухина (73) в Алтайском крае, А.И. Хребтова (162) на Урале, П.Н. Яхтенфельда (177) в Иркутской области, В.А. Космортова (64) в Сыктывкаре, клубни топинамбура перезимовывают при понижении температуры воздуха до - 30-50 С при снежном покрове 30-40 см. По наблюдениям Г.В. Устименко (158), клубни топинамбура на поверхности почвы безболезненно переносят морозы до 10 С на протяжении 20 дней, более низкие температуры в аналогичных условиях приводят их к массовой гибели. Зимостойкость клубней зависит от сортовых особенностей. Как правило, сорта с высоким содержанием растворимых углеводов обладают повышенной зимостойкостью (145, 155). П.Ф. Медведев (71) отмечает, что позднеспелые сорта вымерзают сильнее, чем раннеспелые, так как их клубни к зиме не заканчивают развитие.
Характерной особенностью клубней топинамбура является слабое развитие пробковой ткани, в результате чего они обезвоживаются как при высоких температурах, так и при промораживании (13, 37, 41, 164). При обезвоживании из клубней удаляется свободная вода, а содержание жестко-структурированной (связанной) воды увеличивается, что и способствует повышению их зимостойкости (155, 156).
Отношение к влаге. Единого мнения по отношению топинамбура к влаге нет. Одни авторы относят топинамбур к засухоустойчивым растениям (11, 18, 62, 69, 73, 97), а другие - влаголюбивым (38, 77, 81, 101, 162, 164, 175), третьи указывают на относительную засухоустойчивость земляной груши по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами (69, 74, 97).
Методика определений и наблюдений в опытах
Сорт Скороспелка клубневого направления, выведен в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева совместно с Тульским НИИСХ. Авторы Устименко-Бакумовский Г.В. и Усанова З.И. Куст прямостоячий. Из 1 клубня образуется 1-4 побега. Высота осевого побега достигает 180-200 см (средняя высота 130-150 см). Осевой побег сильно ветвистый (до 30 и более побегов), хорошо облиственный (до 40-50 листьев). Листья нижних ярусов (1-8)- супротивные, вышерасположенные - очередные.
Соцветие - корзинка, на 1 растении образуется до 75-80 соцветий. В одном соцветии - до 65 цветков.
Тип гнезда - компактный (в северных районах - сжатый); столоны короткие (1-5 см); клубень округлой формы со слабо выдающейся верхушечной почкой, глазков на одном клубне - 6-8; глазки слабо бугристые, в конце вегетации разрастаются и образуют крупные округлой формы выросты. Клубни крупные (до 50-200 г), расположены кучно в гнезде, вполне удовлетворительно сохраняются в почве в течение зимы. Столоны хрупкие, во время уборки легко отделяются от клубня. Сорт пригоден для механизированной уборки.
Сорт Скороспелка отличается ранним образованием генеративных органов и высокой интенсивностью формирования клубней. После цветения площадь листьев и содержание сухого вещества в них сокращается (особенно у листьев нижнего яруса), что указывает на интенсивный отток пластических веществ в клубни (особенно в последний месяц вегетации). Высокая интенсивность ростовых процессов клубней в последний месяц вегетации определяет их урожай. Урожай клубней сорта Скороспелка в центральных и южных районах не уступает картофелю и значительно выше, чем у других сортов топинамбура. Зимостойкость клубней в центральных районах - 70-90 %, южных-90-100%.
Сорт устойчив к болезням и вредителям. Перспективен как высокопродуктивный по клубням в центральных, западных, а также южных зонах. Потенциальная продуктивность сорта Скороспелка до 800-900 центнеров клубней с одного гектара. Главное достоинство сорта-скороспелость (144, 155).
Топинамбур размещали в выводном поле севооборота кафедры растениеводства. Рельеф участка ровный, имеются микровпадины. Предшественниками топинамбура в опытах 1,2,3 были однолетние бобово-злаковые мешанки. Опыт 4 закладывали на посадках топинамбура 4 года пользования. В опытах соблюдали запланированную технологию. В опытах 1,2,3 осенью проводили отвальную вспашку на глубину 20-22 см (МТЗ-80 + ПЛН-3-3,5), затем проводили культивацию с боронованием (МТЗ-80 + КПС-4). Перед осенней посадкой нарезали гребни и гряды агрегатом МТЗ-80 + КОН-2,8 ПМ. Весной до посадки проводили рыхление гребней и гряд агрегатом МТЗ-80 + КОН-2,8 ПМ. Удобрения в опытах 1, 2, 3 вносили весной общим фоном из расчета N4s P48 K48 в виде нитрофоски (Ni6 Pie К]6) на гектар под культивацию. Посадку проводили вручную по схеме опытов с глубиной заделки семян 8-10 см от верхней части клубня при весенней посадке в опытах 1, 2, 3, в опытах 1 и 2 при осенней посадке глубина заделки семян составила 12-14 см. Фракция семенных клубней в опытах 1, 2, 3 - в соответствии со схемой опыта целые клубни массой 30-50 г. Способ посадки в соответствии со схемами опытов. Сроки осенней посадки в опыте 1 : в 1998 г. - 11 октября, в 1999 г. - 13 октября, в 2000 г. - 9 октября. Сроки весенней посадки соответственно по годам - 21 мая, 17 мая, 19 мая. В опыте 2 осенняя посадка в 2001 г. проведена 12 октября, в 2002 - 9 октября; весенняя посадка в 2002 г. - 19 апреля, в 2003 - 15 мая. В опыте 3 сроки посадки в 2002 г. : 1 срок — 20 апреля; 2 срок - 24 апреля; 3 срок - 29 апреля; 4 срок - 6 мая; 5 срок - 13 мая; 6 срок - 17 мая; в 2003 г. : 1 срок - 7 мая; 2 срок - 12 мая; 3 срок - 17 мая; 4 срок — 21 мая; 5 срок - 26 мая, 6 срок - 30 мая. Уход состоял из междурядных обработок : первой - до появления всходов и второй после всходов, в опыте 1 проводили удаление сорняков вручную. Опыт 4 закладывали на посадках топинамбура 3-4 года пользования. После весенней выборки клубней проводили в вариантах 2-3 вспашку агрегатом МТЗ-80 + ПЛН-3-35, затем культивацию (МТЗ-80 + КПС 4) на 8-10 см и культивацию на 8-10 см - в вариантах 4-12. После появления всходов поле разбивали на делянки согласно схеме опыта. Сроки скашивания и обработки гербицидами : в 2001-2002 годах 1 срок скашивания растений и обработка гербицидами (глифосат и гранстар 30 г/га и 90 г/га) - 3 июля; 2 срок скашивания и обработка глифосатом - 18 июля; 3 срок скашивания и обработки глифосатом - 1 августа. В 2003 году 1 срок скашивания и обработки растений гербицидами — 23 июля; 2 срок - 6 августа; 3 срок- 20 августа. Уборку и учет урожая в опытах проводили в 1999 и в 2000 гг.- 4 октября; в 2001- 2 октября; в 2002 - 3 октября; в 2003 - 2 октября. Годы проведения исследований существенно различались по погодным условиям (табл. 2.3). В 1999 году от весенней посадки до уборки урожая выпало 180,6 мм или (54,5 % от нормы) осадков. С момента появления всходов до конца вегетации при осенней посадке осадков выпало 173 мм (55 % от нормы). Особенно засушливыми были июнь, июль, 1-я декада августа, когда выпало всего 26 мм, или 13,5 % осадков от нормы (норма 191,3 мм). Общая сумма температур от весенней посадки (23.05) до уборки уро-жая была на 467,8 С, сумма ФАР на 107 МДж/м больше нормы.
Погодные условия 2000 года характеризовались избыточным увлажнением. За период от посадки до уборки выпало 326 мм осадков, что состави-лоїіб % от нормы. Сумма температур была выше нормы (1855,5 С, норма 1765,3). Особенно много осадков было в июле (119 % от нормы), при этом наблюдалось застаивание воды в междурядьях. Температура за период с июля по августа была выше нормы по декадам на 0,1-2,8 С. 2001 год характеризовался нормальным увлажнением. За период от посадки до уборки выпало 314 мм осадков или 94,6 % от нормы. Во время вегетации осадки распределились неравномерно, в 1 декаде июля их выпало 36 % от нормы, в 1 декаде сентября 145 % от нормы, избыточное увлажнение чередовалось с недостатком влаги.
Особенности роста и развития сорта Скороспелка при разных сроках и способах посадки
Важным показателем фотосинтетической деятельности является чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), характеризующая производительность работы листового аппарата.
Выявлено, что сроки и способы посадки оказывают значительное влияние на изменение ЧПФ в течение вегетации и в среднем по вариантам опыта (табл. 3.7, 3.8). Так, в 1999 г. максимального значения 10,6 г/м х сутки ЧПФ достигал при осенней посадке в период максимального роста растений в высоту и начала клубнеообразования. В 2000 г. также отмечено преимущество осеннего срока посадки, за исключением начала вегетации, когда ЧПФ была выше (9,2 г/м х сутки) в вариантах весенней посадки на 1,1 г/м х сутки в сравнении с осенней. В 2001 г. ЧПФ при осенней посадке, как правило, была меньше, чем при весенней, что, по-видимому, объясняется большим уплотнением почвы в вариантах осенней посадки в связи с повышением увлажнения в осенний период и высоким снежным покровом при слабом промерзании почвы.
Средняя за вегетацию чистая продуктивность фотосинтеза зависит от погодных условий, срока и способа посадки (табл. 3.8). Наименьшие показатели ЧПФ отмечались в 2000 году с более умеренной температурой воздуха и повышенным увлажнением, когда сформировался высокий ФП. В более засушливые и теплые годы сорт Скороспелка отличается более высокой ЧПФ. Так, в 1999 году средняя по вариантам ЧПФ при осенней посадке (3,94) была на 0,31, при весенней (3,99) - на 1,87 г/м2 х сутки больше, чем в 2000 году. В 2001 году эти превышения составили 0,52 и 1,43 г/м2 х сутки.
Осенний срок посадки способствовал более высокому ходу ЧПФ рас-тений топинамбура (3,90 г/м х сутки), чем весенней (3,22 г/м х сутки). Из способов посадки преимущество в средней за вегетацию ЧПФ имеет возделывание на грядах в 1 ряд. По сравнению с традиционным способом посадки (в гребень, 70x3 0см) ЧПФ увеличилась на 1,61 при осенней и 0,11 г/м х сутки при весенней посадке. Это увеличение объясняется не повышением урожая сухой фитомассы, а существенным уменьшением ассимилирующей поверхности агроценоза. В месте с тем повышение ЧПФ при осенней закладке плантации сдерживало падение урожайности сухой фитомассы. Так, при этом способе посадки ФПП снизился в 2,1 раза, а урожай сухой фитомассы - в 1,36 раза. Накопление сухой фитомассы зависит от сроков, способов посадки и погодных условий в годы исследований (табл. 3.9). В среднем за 3 года наибольший урожай сухой фитомассы формируется при осеннем сроке посадки. Исключение составил 1999 год, когда при весенней посадке накоплен урожай сухой фитомассы на 4,4 ц/га больше, чем при осенней, за счет увеличения урожайности на одном из 4-х вариантов способа посадки - в гребень 70x30 см. Особенно сильное снижение этого показателя при весенней посадке наблюдалось во влажном 2000 году, оно составило 35,1 ц/га, или 42,0 %. Это объясняется значительным уменьшением ЧПФ при весенней посадке (в 1,71 раза) в сравнении с осенней. В среднем за 3 года весенняя закладка плантации снизила урожай фитомассы на 10,9 ц/га (14,8 %). Возделывание топинамбура с густотой 47,6 тыс/га при разных способах посадки (вар. 1, 2, 4)обеспечивает получение близких урожаев фитомассы. Существенное уменьшение урожайности наблюдается при возделывании на грядах в 1 ряд с густотой 23,8 тыс/га. По сравнению с контрольным вариантом (1 вар.) сбор сухой фитомассы уменьшился при осеннем сроке на 18,8 ц/га (на 26,5 %), а при весеннем - на 38,2 ц/га (50,5 %). Увеличение площади питания растений, хотя и повышает ЧПФ, но оно не компенсирует недобор урожая за счет уменьшения густоты стояния. Для сортов клубневого направления, к которым относится Скороспелка, большое значение имеют приемы, способствующие усилению оттока продуктов фотосинтеза в клубни. Исследованиями выявлено, что закладка плантации топинамбура в осенние сроки улучшает отток ассимилянтов в клубни и повышает коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза (Кхоз). Так, в среднем за 3 года Кхоз при осенней посадке (0,55) был на 0,1 ед. больше, чем при весенней (0,45), что способствовало более высокому урожаю клубней. Наибольшие снижения Кхоз при весенней посадке произошло в 2000 и 2001 годах, когда этот показатель уменьшился на 0,13 и 0,14 ед. Влияние способа посадки на величину Кхоз не отличается стабильностью. При осенней закладке плантации в среднем за 3 года преимущество имеет возделывание на грядах в 1 ряд, при котором Кхоз достигло наибольшей величины - 0,61. То есть увеличение площади питания при возделывании на грядах улучшает фотосинтетическую продуктивность агроценоза и усиливает отток ассимилянтов в клубни. О положительном влиянии увеличения площади питания топинамбура на урожайность клубней было показано в работах З.И. Усановой, В.А. Иванова (150). При весенней закладке плантации топинамбура сорта Скороспелка преимущество возделывания на грядах в один ряд по величине Кхоз проявилось в один - засушливый 1999 год. В другие годы преимущество имела посадка на грядах в 2 ряда, при которой строчное расположение растений по центру гряды с расстоянием 30 см сдерживало рост надземной массы в пользу урожая клубней. В сухие годы с повышенной температурой воздуха продукты фотосинтеза у сорта Скороспелка в большей мере используются на накопление урожая клубней. Кхоз в такие годы достигает наибольших значений (0,62-0,64), а в отдельных вариантах - 0,67-0,78. Так, Кхоз в 1999 году при осенней посадке было на 0,09 ед. больше, чем в 2000 и на 0,19 ед., чем в 2001 году. При весенней посадке снижение Кхоз в 2000 и 2001 годах, было еще большим и составило соответственно 0,20 и 0,31, что отрицательно сказалось на урожае клубней. Корреляционный анализ выявил существенную (среднюю) положительную прямую связь урожайности клубней с Кхоз. Коэффициент корреляции равняется 0,63. Уравнение регрессии имеет вид : У клубней = 353,41 Х3 ± 7,0, при г = 0,63,1 = 3,76, t05 = 2,07, Рфакг.= 14,16, F05 = 4,26. Положительной является связь урожая сухой фитомассы с Кхоз. Она более слабая, чем урожая клубней. Коэффициент корреляции г = 0,41, 1фшсг = 2,14, t05 = 2,07, факт = 4,57, F05 = 4,26. Самой точной мерой оценки производительности агроценоза является КПД ФАР (100,143).
Влияние сроков весенней посадки на фотосинтетическую деятельность растений в агроценозе
Сроки посадки и условия тепло-и влагообеспеченности оказали существенное влияние на формирование фотосинтетического потенциала посева (табл. 4.9). Его величина зависит не только от средней площади листьев ценоза, но и от времени активной вегетации растений. Поэтому сокращение этого периода при опоздании со сроком посадки, наряду с уменьшением площади листьев, оказало отрицательное влияние на величину листового фотосинтетического потенциала агроценоза. Так, в 2002 году ФП уменьшался от 2-го к 6-му сроку с 1750 до 1016 тыс.м /га, то есть в 1,72 раза, а в 2003 году с 3213 до 1704 тыс.м /га, или в 1,88 раза. Дефицит влаги в сочетании с повышенной температурой воздуха оказал отрицательное влияние на формирование ФП ценоза, при первом сроке посадки он уменьшился, в сравнении с влажным годом, в 2,07 раза, а при шестом - в 1,68 раза.
Проведение корреляционного и регрессионного анализов выявило сильную прямую положительную связь конечной продуктивности агроценоза топинамбура с максимальной площадью листьев (Хі) фотосинтетическим по тенциалом ценоза (Х2). Так, коэффициент корреляции зависимости урожая клубней (Уі) с Lmax. равен 0,97, с ФІШ - 0,96; урожая сухой фитомассы (У3), надземной массы (У2) и суммарного урожая (надземная часть + клубни, У\+Ут) с этими показателями соответственно 0,98 и 0,96. урожайности клубней по Lmax., уравнения (2 и 3) при программировании. Накопление сырой и сухой фитомассы в значительной степени зависит как от сроков посадки, так и от обеспеченности растений теплом и влагой (табл. 4.7). Поздние сроки посадки снижают темпы нарастания сырой и сухой массы растений. В сухой год уменьшение приростов начиналось с 1-3 сроков, во влажный - с 1 срока. Преимущество 3 срока посадки в 2002 году объясняется совпадением начала вегетации растений с более благоприятным периодом тепло-и влагообеспеченности. Прирост сырой и сухой массы растений топинамбура продолжается до 83 конца вегетации в связи с усилением темпов накопления сухого вещества клубней. Максимальная сырая масса 1 растения в сухой год накоплена на 3 сроке - 590 г, во влажный - на 1-ом - 1239 г, а сухая также в эти сроки, соответственно 188,9 и 412,6 г. В сухой год сырая масса одного растения от 3-го к 6-му сроку уменьшилась в 1,71, а в сырой - от 1-го к 6-му - в 1,57 раза. Сухая масса растения снижалась соответственно в 1,71 и 1,70 раза. Условия года и сроки посадки оказывают существенное влияние на суточные приросты сухой фитомассы (табл. 4.8). В условиях засухи максимум суточных приростов сухой фитомассы приходится на начало бутонизации и клубнеобразования (17.07-06.08), а при нормальном и повышенном увлажнении - на цветение и рост клубней (16.09-02.10), то есть на конец вегетации. Величина этих приростов также неодинакова. Так, в 2002 году максимальной величины 3,0-3,8 г/сутки суточные приросты были в вариантах 3 срока с 17.07 по 06.08 и с 6.08 по 20.08. В 2003 году наибольшие приросты 15.4 г/раст. отмечены у растений 1 срока посадки за период с 16.05 по 02.10. Суточные приросты фитомассы, как правило, снижаются от ранних к поздним срокам посадки, что оказывает влияние на конечный урожай сухой фитомассы. Особенно это заметно во влажные годы. Так, в 2003 году в начале цветения (03.09-16.09) суточные приросты фитомассы уменьшились от 1 срока к 6-му с 5,9 до 3,9 г, или в 1,51 раза, а во время роста клубней (16.09-02.10) с 15,4 до 8,4 г, или в 1,83 раза. Урожай сухой фитомассы находится в прямой связи с темпами накопления её в зависимости от условий года и сроков посадки (табл.4.9). По этому показателю оценивается также производительность агроценоза, или КПД ФАР. Максимальный урожай сухой фитомассы в 2002 году накоплен при посадке топинамбура через 10 дней после раннего срока, что объясняется лучшими условиями влагообеспеченности в начале вегетации. Он составил 94,4 ц/га, а КПД ФАР агроценоза достиг в этом варианте наибольшего значения в этот год - 1,61 %. При самом позднем сроке посадки урожай сухой фитомассы снизился до 56,2 ц/га, а КПД ФАР до 0,96 %. Во влажный 2003 год максимальный урожай сухой фитомассы сформирован при первом сроке посадки, он достиг 196,4 ц/га, а КПД ФАР - 3,3 %. По данным А.А. Ничипоровича (99) такие урожаи считаются хорошими. Они близки к рекордным (КПД ФАР 3,5-5,0 %). Опоздание с посевом на каждые 5 дней постепенно снижало урожай фитомассы, в среднем - на 16,2 ц/га, а за 1 день на 3,23 ц/га, что уменьшило урожай при последнем сроке посадки до 115,6 ц/га, а КПД ФАР до 1,90 %. При таком уровне КПД ФАР - урожай также считается хорошим. Таким образом, во влажные и теплые годы, несмотря на позднее начало весны, топинамбур способен формировать близкие к рекордным урожаи фитомассы. Такие урожаи достигаются при самых ранних сроках посадки. Опоздание со сроками посадки на 1 день снижает урожай сухой фитомассы на 3,23 ц/га, а на каждые 5 дней - на 16,2 ц/га, что не позволяет с высокой производительностью использовать приходящую ФАР. Важным показателем фотосинтетической деятельности агроценоза является чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ). Она показывает какое количество сухой массы растения накоплено на 1 м2 площади листьев в сутки, то есть производительность работы листового аппарата. Нами выявлено разное влияние сроков посадки и условий года на изменение ЧПФ в течение вегетации топинамбура (табл. 4.10). В среднем по вариантам опыта в резко засушливый 2002 год во все сроки определения, за исключением последнего, ЧПФ достигла больших значений, чем во влажный 2003 год. При этом опоздание с посевом не сопровождалось значительным снижением ЧПФ, наоборот, в периоды от всходов до образования столонов и в начале клубнеобразования она была выше при поздних сроках посадки (5 и 6 срок).
