Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Природно-ресурсный потенциал аграрного производства Республики Калмыкия
1.1 .Районирование территории Калмыкии 11
1.2. Климатические условия 18
1.3. Гидрографическая сеть 23
1.4. Почвенный покров 26
1.5. Растительный покров 30
Выводы по главе 1 34
Глава 2. Объекты, этапы, район и методы исследования
2.1. Схема и объекты исследования 36
2.2. Природные условия района исследования 38
2.3. Методика и условия проведения полевых опытов 47
2.4. Лабораторные методы анализа 50
Глава 3. История освоения и современное состояние землепользования территории Республики Калмыкия
3.1 . История освоения территории Калмыкии 52
3.2. Современные проблемы землепользования 57
3.3. Структура земельных угодий 66
3.4. Оценка использования пахотных земель 71
Выводы по главе 3 73
Глава 4 Региональные особенности оптимизации возделывания озимых зерновых культур в Калмыкии
4.1. Продуктивность озимых зерновых культур 76
4.2. Оценка предпосевных условий увлажнения 81
4.3. Сроки сева озимых культур 88
4.4. Агроклиматическое обоснование необходимого количества паров под посев озимых 91
4.5. Влияние агрометеорологических условий на накопление и изменение содержания нитратного азота 96
4.6. Особенности зимнего периода 99
4.7. Оценка условий вегетации 103
Выводы по главе 4 108
Глава 5. Формирование высокопродуктивных и экологически устойчивых агроландшафтов озимых зерновых культур в степной зоне Калмыкии
5.1. Продуктивность районированных сортов озимых зерновых культур 110
5.2. Адаптивность агроландшафтов опытных сортов озимых культур 118
5.3.. Продуктивность агроландшафтов опытных сортов озимых культур 132
5.4.Продуктивность перспективных сортов озимых зерновых культур в разных природно-сельскохозяйственных зонах Калмыкии 141
Выводы по главе 5 144
Заключение 146
Рекомендации производству 149
Список литературы 150
Приложения 168
- Климатические условия
- История освоения территории Калмыкии
- Агроклиматическое обоснование необходимого количества паров под посев озимых
- Продуктивность агроландшафтов опытных сортов озимых культур
Климатические условия
Калмыкия самый засушливый район на Европейской территории Российской Федерации. По степени засушливости она уступает лишь пустыням Средней Азии [1]. Режимам атмосферного увлажнения присущи: незначительное количество осадков, их крайняя разногодичная неустойчивость и неравномерность выпадения в течение года. Территория Калмыкии далеко неоднородна в климатическом отношении - отдельные части значительно отличаются как по увлажнению, так и по температурным условиям. Условия увлажнения, характеризуемые средним годовым количеством осадков, непрерывно ухудшается в направлении с запада на восток (рис. 1.2).
Основные климатические показатели по многолетним данным по данным метеостанций в Калмыкии представлены в таблице 2 приложения.
Климат в Калмыкии является резко континентальным. Лето продолжительное, очень сухое и жаркое, с температурой доходящей до + 44. Зима малоснежная, довольно суровая, хотя и неустойчивая. В отдельные годы температура понижается до -40 [1], но наряду с морозными днями часто бывают продолжительные оттепели с температурой до +10. Весна короткая, с быстрым нарастанием температур, падение же температуры в осенние месяцы более медленное и постепенное. Средняя продолжительность безморозного периода довольно велика — от 140-150 дней на севере, до 180 дней на юге. Часто бывают поздние весенние и ранние осенние заморозки.
Среднегодовое количество осадков невелико. Показатели годовых сумм осадков по десятилетиям и их отклонения от средней многолетней представлены в таблице 3 Приложения.
В разных частях Калмыкии выпадает от 200 до 300 мм осадков. И только на западной окраине долины Маныча оно достигает 400мм и более. Больше половины годового количества осадков выпадает в теплое время года, когда температура воздуха высокая, а потому значительная часть выпавших осадков испаряется, не успев проникнуть в почву. Зимы малоснежные, а часто и совсем бесснежные.
В северной части протяженность территории с запада на восток невелика, но и здесь наблюдается значительная разница между количеством осадков. Например, в Малых Дербетах, расположенных у подножья Ергеней, и в Юсте, лежащей недалеко от восточных границ республики. В средней части Калмыкия имеет большую протяженность в направлении долготы, а потому и разница в количестве осадков более значительна.
Вместе с количеством осадков изменяются и другие показатели условий увлажнения: количество дней с атмосферной засухой (т.е. относительная влажность воздуха в дневные часы менее 30%), количество дней с суховеями, а зимой - количество дней со снежным покровом. В западной зоне количество дней с атмосферной засухой составляет в среднем 90-95, а в восточной оно увеличивается до 120-130 дней в год. Количество дней с суховеями увеличивается соответственно с 75 до 117, а количество дней со снежным покровом уменьшается с 76-79 до 42-43.
Температурные изменения в направлении с севера на юг подчиняются закономерностям широтной зональности. Показатели средних годовых температур воздуха по десятилетиям и их отклонения от средней многолетней представлены в таблице 4 Приложения. Таблицы 5, 6 Приложения дают представление об абсолютных максимуме и минимуме температуры воздуха.
На севере Калмыкии средняя годовая температура составляет +8,2 С , на юге до +10,0 С -10,5 С. Разница между годовыми температурами севера и юга достигает 2,3 С. Получается она главным образом за счет зимних температур.
Следует отметить, что, начиная с 60-х годов века, наблюдается повышение температуры воздуха с одновременным увеличением количества осадков.
Зима на севере значительно более суровая, а лето менее жаркое, чем на юге. Следовательно, по мере передвижения с севера на юг климат становится более теплым и в то же время менее континентальным, так как температура самого теплого и самого холодного месяца в этом направлении уменьшается. На одной и той же широте континентальность климата увеличивается с запада на восток, по мере увеличения засушливости. Зима в северных районах не только более суровая, но и более продолжительная. С этим связано и незначительное количество дней со снежным покровом на юге и большим количеством дней со снежным покровом в северных районах.
Территория Калмыкии благодаря своему географическому положению получает много солнечной радиации. Количество суммарной солнечной энергии колеблется от 115 ккал/см на севере и западе до 120ккал/см в центральных и юго-восточных районах. Продолжительность солнечного сияния здесь составляет 2180-2250 час. за год. Поверхность Калмыкии более или менее однообразная, воздушные массы свободно перемещаются, что способствует однородности климатических условий. Но нередко сравнительно небольшие повышения служат своеобразным климаторазделом, способствуя абсорбции влаги. Отсутствие больших водоемов на территории республики способствует увеличению сухости воздуха. Каспийское море несколько смягчает климат побережья, но его влияние распространяется лишь на 30-40 км от берега.
Относительная влажность воздуха имеет ярко выраженный годовой ход. Наименьшие значения отмечаются в июле - 45-50%, минимальные в отдельные дни могут быть 20% и ниже. Годовое количество осадков колеблется от 210 до 340 мм, в Городовиковском районе до 420 мм.
При агроклиматическом районировании на территории Калмыкии выделяют районы по показателям влагообеспеченности и подрайоны по показателям теплообеспеченности лета и суровости зимы [1] (рис. 1.2.)
История освоения территории Калмыкии
Небольшая по площади, 76,1 тыс. км тыс. (хотя больше двух Бельгии) и населению, около 320 тыс. человек территория Республики Калмыкия занимает особое место на карте мира. Калмыки - народ изолированный в расовом (монголоиды), лингвистическом (Алтайская семья, монгольская ветвь), конфессиональном (буддизм) и хозяйственно-культурном (экстенсивное скотоводство) отношениях [192].
Предки современных калмыков — ойраты занимали небольшую территорию Западной Монголии, которая называлась Джунгарией. Они были частью Великой Монгольской Империи. В результате сложившихся социально-экономических и внешнеполитических условий часть ойратских феодалов с подвластными им людьми откочевала в начале XVII столетия из Джунгарии и, поселившись на берегах Тобола, Ишима и Иртыша (1608-1636 гг.), ойраты не стали двигаться дальше в ногайские степи к Волге, а почти три десятилетия жили здесь. Второй этап движения ойратов - 1630 по 1637 гг., является периодом откочевки их в низовья Волги. Значительная часть ойратов, покинувшая кочевья, и обосновавшаяся в низовьях Волги, оказалась в новой географической социально-экономической этнографической и культурной среде. Эта часть ойратов, добровольно вошедшая в 1639 г. в состав России и приняв Российское подданство, постепенно стала формироваться в особую монголо-язычную народность — калмыцкую, процесс этот в основном завершился в конце XVIII века и термин "калмык" приобрел значение самоназвания народа [192].
Калмыки имели вполне сложившуюся и довольно сложную феодально-иерархическую структуру, сословный слой и традиции, которые на новой территории, в новых исторических, географических и социально политических условиях получили дальнейшее развитие применительно к изменившейся обстановке. Они пришли в Россию с имевшим многовековые традиции и навыки хозяйственным укладом, базировавшимся на экстенсивном кочевом скотоводстве, которое было доминирующим средством существования у ойратов [183].
Природно-ресурсный потенциал Прикаспийского региона наиболее полно отвечал требованиям рационального ведения овцеводства, мясного скотоводства, коневодства в сочетании с дикими животными. Этому способствовала эволюционно возникшая естественная структура пастбищ, сложенная из полукустарничково-травяных пастбищ, теплый длительный период в течение года, а также исторический опыт и сложившиеся традиции ведения пастбищного животноводства.
Первые очаги земледелия у калмыков появились в 30-х годах XIX века. Оно получило распространение прежде всего на Ергенях, занятых кочевьями Малодербетовского улуса, и в низовье реки Волги, в Хошеутовском улусе [192]. Характер его был южно-русского типа, в котором использовались наилучшие природные комплексы (лиманы, понижения и западины), являющиеся естественными накопителями влаги. Эти понижения интенсивно распахивались, с учетом ландшафтно-контурной ситуации, по замкнутым горизонтальным кривым в соответствии с контуром отступающей талой воды. При этом, распаханные участки чередовались с целинной степью. На более возвышенной и менее влажной территории обычно сеялись засухоустойчивые культуры, ближе к центру — более влаголюбивые. Принцип подбора культур к почвам испокон веков осуществлялся в рамках крестьянских хозяйств. При ведении хозяйства они применяли сменокультуру в севообороте, чередуя озимые зерновые (рожь) с яровыми культурами и залежным полем. Земледелие базировалось на рациональном природоохранном использовании аккумулированных осенне-зимних, а также редких летних осадков и противостоянии дефляции и эрозии почв. Такой способ земледелия, обеспечивая достаточно высокую продуктивность крестьянских полей, мог считаться основой современной ландшафтно-контурной системы земледелия [79].
К середине XIX в. у русского правительства возник особый интерес к Калмыцкой степи и ее хозяйственной значимости, поскольку утверждающемуся капитализму нужны были свободные земли. К этому времени общая площадь составляла около 8,18 млн.га. Эта площадь распределилась между калмыцкими улусами, крестьянскими и казачьими обществами, переселенческим крестьянским населением и отдельными лицами на условиях аренды, безвозмездного и общинного пользования [34].
В Калмыкии до революции не было частной собственности на землю. Все земельные угодья Калмыцкой степи считались собственностью Российского государства и юридически находились в общинном пользовании, однако фактически землей, в соответствии с традициями владели нойоны, зайсанги и крупные скотопромышленники.
Накануне реформы 1861г. Калмыкия отличалась от других национальных окраин и самой России разнообразием форм землепользования. Это объяснялось ее национальными особенностями и природными условиями. Скотоводческие улусы сохраняли общинные формы землепользования. В полуоседлых улусах наряду с господствующей общинной формой землепользования сложилась начальная форма частного владения землей (неприкосновенное право на обрабатываемую землю).
Во второй половине XIX в. продолжалось освоение и расширение пахотных земель. Необходимо отметить, что технологии возделывания сельскохозяйственных культур были привнесены из южных областей Европейской части России, т.е. из более мягких природных условий. Почва обрабатывалась обычным отвальным украинским плугом, что приводило к развитию ветровой эрозии. Большие наделы позволяли крестьянам несколько раз подряд, но не более трех лет, распахивать и засевать один и тот же участок, после чего он оставлялся, а распахивался другой, что вело к сильному истощению почвы. Дальнейшее вовлечение в хозяйственный оборот природных ресурсов калмыцкой степи обусловило хозяйственное освоение бывшего «белого пятна» на карте России. Правительство России поставило задачу изучить калмыцкую степь для устройства поселений, выяснения вопросов озеленения малоплодородных земель Маныча, а также обследования дорог, связующих Астрахань со Ставрополем.
Для этих целей была организована Кумо-Манычская экспедиция в составе ученых различных профилей [20]. В результате этой экспедиции были изучены орография, гидрология, геология, почвенно-растительные условия, особенности климата Высокой и Низменной степи: Ергени, Восточный и Западный Маныч, северные Кавказские предгорья и массивы, прилегающие к Каспийскому морю. Кроме того, экспедиция провела экономическое обследование Калмыцкой степи Астраханской губернии. Впервые был поднят вопрос о налаживании в степи искусственного луговодства для увеличения запасов сена и улучшения качества кормов. Следует подчеркнуть, что уже в то время прослеживался экологический подход к решению проблем луговодства. И. Костенков писал: «...по отношению к калмыцкой степи нельзя без разбора руководствоваться наблюдениями, сделанными в других местностях и при других климатических условиях, ибо больший или меньший успех в разведении растений весьма часто зависит от исключительного влияния естественных причин. Поэтому необходимо предварительно сделать химический анализ почвы, исследовать анализ естественных лугов, определить виды дикорастущих на них трав, съедобность их, количество заключенных в них питательных начал и наконец, по тщательности наблюдений, указать на те растения, которые бы с пользой могли быть распространены здесь искусственно...» [101].
Кроме того, в 1885г. были дополнительно подвергнуты изучению природные условия Калмыцких степей. Показана зависимость между почвами и растительностью, даны описания флоры, а также указаны виды дикорастущих растений, пригодных для закрепления барханов.
В 1886 г. площадь калмыцких земель составила 7042,9тыс. десятин. Обследование показало, что 45% составляют солончаки, 8% - приходились на пески и озера, 1,6% - сенокосы, 45% - земли были пригодны для выпаса скота и лишь 0,4% можно было использовать под распашку [127].
Обеспокоенность исследователей по поводу необходимости закрепления барханов была понятна: официальные данные свидетельствуют, что на территории Калмыцкой степи в 1896г. было зарегистрировано 375,0тыс. дес. сыпучих песков. Наличие больших массивов засоленных земель, почв легкого гранулометрического состава и сыпучих песков свидетельствовали о наличии предпосылок к развитию опустынивания при нерациональном землепользовании.
Уже к концу XIX и началу ХХв. остро встали вопросы изменения условий ведения скотоводческого хозяйства. Отмечалось, что скотоводство в калмыцкой степи крайне примитивно и скот находится исключительно на пастбищном содержании. В связи с этим правительством России была поставлена задача расширения площадей под хлебопашество и травосеяние. Началось ускоренное расширение пахотных земель. Не всегда обоснованная распашка целинных земель и расширение пахотных почв, несоблюдение севооборотов приводило к их истощению и увеличению площади песков, которая в 1902 году достигла 375 тыс. дес, что составляло 60% всей неудобной земли в Калмыцкой степи. Земледелие в Калмыцкой степи сильно подвергалось неблагоприятным природным явлениям. К примеру, в Большедербетовском улусе в 1885г. было всего 17,1тыс. дес. посевных площадей, а к 1916г. их площадь достигла 93,9тыс.дес.
Агроклиматическое обоснование необходимого количества паров под посев озимых
Черный пар как предшественник озимой пшеницы в засушливых районах юга и юго-востока Европейской части России в любой год создает благоприятную обстановку для проведения сева в оптимальные сроки, так как семена можно заделать во влажный слой почвы. Даже в очень засушливые годы слой сухой почвы сверху редко превышает 6-8 см. конечно, при этом поле должно содержаться в чистом состоянии на протяжении всего периода парования, а его обработка с весны до осени должна проводиться с постепенным убыванием глубины культивации [27, 91]. Зимостойкость озимой пшеницы, возделываемой по черным парам, как правило, выше, чем зимостойкость озимых по другим предшественникам [155]. Озимая пшеница при ее возделывании по черным парам содержит больше белка, чем выращенная по другим предшественникам [91]. Кроме того, черный пар как предшественник озимой пшеницы оказывает некоторое влияние на выращивание других сельскохозяйственных культур в ротации севооборота во второй и третий годы после парования. Это выражается как в повышении урожайности, так и в увеличении содержания белка в зерне [27, 89].
Преимущества черного пара как предшественника озимой пшеницы бесспорны. Однако посев ее по черным парам в ряде районов привел бы к снижению валового сбора зерна, так как сбор урожая при этом проводился один раз в два года. Поэтому надо найти такое соотношение паровых и непаровых предшественников под посев озимых, какое давало бы максимальных выход продукции. Что же касается некоторого снижения белковости по непаровым предшественникам, то оно может быть восполнено проведением внекорневых подкормок озимой пшеницы в фазе колошения. Такая подкормка в условиях Северного Кавказа увеличивает содержание белка в зерне на 1,2-3,5%, клейковины - на 2,2-6,3%, т.е. способствует повышению белковости пшеницы по непаровым предшественникам до уровня ее белковости на перовых полях [88]. Более того, сочетание паровых и непаровых предшественников под посев озимых должно учитывать экономическую выгодность такого соотношения [155]. Это соотношение остается стабильным лишь на определенном уровне энергоемкости сельскохозяйственного производства. Увеличение энергоемкости сельскохозяйственного производства будет приводить к изменению в соотношении предшественников, постепенно увеличивая долю непаровых предшественников.
В передовых, пока единичных, хозяйствах в районах с небольшим количеством паров уже сейчас не высевают на черных парах ни одного гектара озимых, заменяя черные пары занятыми. Так в течение последнего десятилетия поступают хозяйства Городовиковского района Калмыкии (СПК «Новая жизнь»), получая стабильные и почти всегда самые высокие урожаи в районе, в то время как окружающие хозяйства имеют до 40% черных паров, а урожаи получают ниже. Это объясняется высокой энерговооруженностью выше названного хозяйства, способностью его маневрировать имеющейся техникой и ежегодно обеспечивать своевременную и высококачественную обработку почвы, сокращение до минимума потерь влаги в предпосевной период и быстрое проведение сева в оптимальные сроки. Но пока это по силам лишь отдельным хозяйствам.
Сейчас подавляющее число хозяйств даже в сравнительно влажных районах не может решить эту задачу из-за вынужденных затяжек со сроками уборки предшественников, подготовки почвы и проведение сева, поэтому даже в этих районах необходимо иметь черные пары. В засушливых и степных районах, где условия климата требуют еще больших ограничений в проведении всех подготовительных работ к севу озимых, количество черных паров необходимо увеличивать, чтобы обеспечить максимальный валовой сбор зерна.
Известно, что эффективность черного пара возрастает от более влажных к засушливым районам. Поэтому правомерно искать зависимость между показателями, характеризующими засушливость, с одной стороны, и эффективность черного пара как предшественника озимой пшеницы, с другой стороны.
За показатель, характеризующий засушливость, принято количество осадков за август предшествующего года по май текущего. Это количество осадков мы сопоставили с коэффициентом К, характеризующим отношение удвоенной урожайности озимой пшеницы по непаровому предшественнику к урожайности по черному пару (К= 2УН/УП ). Получена довольно тесная связь (коэффициент корреляции г=0,83). При установлении зависимости использовано 175 случаев параллельных наблюдений со значениями К от 0,3 до 3,0 и количеством осадков от 250 до 430 мм. Установлено, что при К _2 площадь черного пара под посев озимых составит 0% площади озимых, а при К = 1 - 100%. Причем эти значения К соответствуют определенному количеству осадков за период август предшествующего - май текущего года (250-430 мм). В соответствии с изменениями величины К в зависимости от количества осадков в такой же пропорции изменяется необходимое количество черных паров (табл. 4.5.).
Зная количество выпавших осадков за осенне-зимний - весенний период (август-май), можно определить величину К и площадь необходимого количества черного пара. Таким образом, зная количество осадков за август -май, можно перейти непосредственно к определению необходимого количества черных паров. Такую зависимость мы получили, заменяя величину К необходимым количеством осадков.
Используя все случаи наблюдений со значениями К от 1,0 до 2,0 соответствующие им данные о количестве осадков и площадь озимой пшеницы по черным парам, мы получили зависимость, которая выражается уравнением регрессии:
У = 0,02х2-1,95х +463, (3.5)
R = 0,83 ± 0,03, Sy = ± 5%, п = 102 (3.6)
где у - необходимая площадь черных паров, % к посевной площади чистых паров, % к посевной площади озимой пшеницы; х — сумма осадков за август — май, мм; п - число случаев. Полученная зависимость позволяет прежде всего определить необходимое количество паров по районам Калмыкии. Для удобства расчетов необходимого количества черных паров составлена таблиц а (табл. 4.6).
Примеры расчетов по полученной зависимости для административных районов Калмыкии представлены на рис.4.7.
Анализируя количество черных паров на территории Калмыкии по установленной зависимости между К и суммой осадков, нетрудно заметить, что при переходе от степной к полупустынной зоне резко увеличивается необходимое количество их. Это объясняется орографическими особенностями местности и осадкообразующими процессами атмосферы. На границе между полупустынной и сухостепной зонами расположилась Ергенинская возвышенность. В центральной части Предкавказья расположена Ставропольская возвышенность, имеющая пологий уклон на север и северо-восток вплоть до Кумо-Манычской впадины. Такие особенности орографии неблагоприятны для болыцей части Калмыкии, так как воздушные массы, насыщенные влагой, приходят на эту территорию с запада и на западных отрогах указанных возвышенностей оставляют наибольшее количество влаги в виде выпавших осадков, постепенно уменьшая влагозарядку воздушных масс и снижая количество осадков над Калмыкией после прохождения возвышенности Ергени и Приволжской возвышенности. Сухостепная зона оказывается значительно суше, что и вызывает необходимость увеличения черных паров в этих районах под посев озимых.
Зависимость получена на материалах разных по засушливости лет и для разных природных зон и районов Калмыкии. Ее можно использовать так для оценки отдельных лет. В том случае, если для расчетов использованы данные о средних многолетних суммах осадков, то по этой зависимости можно определять необходимое количество черных паров для отдельного хозяйства.
Продуктивность агроландшафтов опытных сортов озимых культур
Оценка условий весенне-летней вегетации. Для озимых культур важное значение имеют осадки холодного периода года, которые, аккумулируясь почвой, создают по весне основной резерв продуктивных влагозапасов. Считается, что озимые культуры полностью используя осадки осенне-зимнего сезона и в 3-4 раза реже страдают от засухи весенне-летнего периода, оптимально усваивая при этом приходящую ФАР.
В н.в. особое значение приобретает исследование фотосинтетической деятельности растений и сложных растительных сообществ - природных фитоценозов и посевов сельскохозяйственных культур, — которая составляет основу первичной биологической продуктивности в природных экосистемах и основу продукционного процесса сельскохозяйственных растений [119, 120].
Такие исследования носят системный характер, поскольку они связаны с необходимостью анализа многокомпонентных и многофункциональных биологических систем. Для таких работ используется обширный арсенал инструментальных и теоретических методов, так как необходимо обеспечить комплексное изучение не только количественных показателей фотосинтеза, но и других составляющих продукционного процесса - роста, дыхания, ассимиляции азота.
Полное колошение озимых культур наступило в середине мая в 2001 г. и 2002 г., продолжительность периода начало весенней вегетации -колошение при этом в сравнении с 2003 г. сократилась. Запоздалая весна и более низкие температуры воздуха привели к тому, что в 2003 г. продолжительность периода начало весенней вегетации - колошение отклонилось на 5 дней. Среднесуточная температура воздуха в этом году за период от начала весенней вегетации до колошения была на 3,2 С меньше, чем в два предыдущих, а средняя температура воздуха в течение всех вегетационных сезонов составляла в эти годы - 10,7 С, 11,0 С и 8,1 С, соответственно (табл. 5.9.).
Период колошение-созревание зерна озимых культур в 2001 г., 2002г. и 2004 г. также происходил в более благоприятных условиях температуры и высокой влагообеспеченности, о чем свидетельствуют данные по количеству осадков в весенне-летний период. По нашим данным в вегетационный период 2000/2001г. общая сумма осадков составила 321,8 мм, из них в осенне-зимний (октябрь-февраль) период - 63,1 мм, а в весенне-летний (март- июнь) 229,0 мм; в 2001/2002 г. - 404,7 мм, 162,0 мм и 169, 0 мм; 2002/2003 г. - 434,0 мм, 176,0 мм и 66,0 мм, соответственно.
Продукционный процесс. Процесс формирования урожая зависит от использования энергии солнечной радиации. Исследования, проведенные нами на различных сортах озимых культур, показали, что содержание хлорофилла в листьях различно. Высокое содержание хлорофилла в листьях новых сортов, превышающее уровень хлорофилла сорта стандарта в 1,5 - раза свидетельствует о высоких потенциальных возможностях растений -ассимилировать СОг и формировать биологический урожай, (табл. 5. 10). Более высокий уровень мощности развития фотосинтетического аппарата судя по содержанию хлорофилла характерен для сорта Яшкулянка, что определяет потенциальную фотосинтетическую продуктивность пшеницы.
Особого внимания заслуживает факт высокого содержания каротиноидов, количество которых к концу вегетации еще больше возрастает, что имеет важное приспособительное значение. Известно, что каротиноиды выполняют фотосинтезирующую роль, то есть защищают хлорофиллы от высокой активности солнечной энергии (инсоляции). Также, каротиноиды играют существенную роль в процессе фотосинтеза, участвуя в растениях в реакциях эпоксидации и образуя многочисленные кислородные производные. Они также участвуют в процессе дыхания и роста растений, переноса активного кислорода [128].
Но все же существенная роль в фотосинтезе принадлежит хлорофиллам, содержание которых в период вегетации изменяется. Поэтому соотношение хлорофиллов (в частности, отношение хлорофилла «а» к хлорофиллу «в») свидетельствуют об изменении пигмент - белкового (хлорофилл-белкового) комплекса [24, 39], от состояния которого зависит жизнеспособность листьев в засуху. Степень прочности, которого может быть одним из показателей засухоустойчивости растений [164,113,175].
Есть сведения, что в условиях засухи у генотипов озимой пшеницы с повышенным содержанием хлорофиллов более продолжителен фотосинтетический день и, следовательно, выше продуктивность. Это можно объяснить тем, что поглощение света растением в утренние и вечерние часы возрастает с увеличением концентрации зеленых пигментов в листьях, что было установлено на рисе [4].
Ранее было сказано, что содержание хлорофилла во всем растении дает представление о потенциальных возможностях растений ассимилировать СОг и формировать биологический урожай. Наши исследования показали, что новые сорта характеризуются высокой мощностью развития фотосинтетического аппарата. Данные о содержании хлорофилла или суммы пигментов, их отношение в листьях свидетельствуют о потенциальных возможностях растений усваивать углекислый газ и формировать тот или иной урожай. Определение мощности развития фотосинтетического аппарата по содержанию хлорофилла можно использовать для характеристики потенциальной возможности образования урожаев не только у отдельных растений, но и у посевов в целом.
Реализация максимальной продуктивности агроценозов в различных случаях происходит по-разному, и конечный результат определяется тем и не иным состоянием многих важных параметров и признание таких как, общая морфология и тип строения растений, их облиственность, размеры и плотность листьев, общая плотность расположения листьев во всем объеме ценоза и в различных его уровнях. Современные работы по повышению продуктивности растений основываются на комплексной теории фотосинтетической продуктивности растений, разработанной впервые А.А. Ничипоровичем [125]. Согласно этой теории основополагающая роль в продуктивности растений принадлежит фотосинтезу, при этом урожай рассматривается, как конечный результат сложной фотосинтетической деятельности растений, которая через последовательную цепь процессов превращения веществ и энергии реализуется в формирование реальных урожаев. Согласно теории фотосинтетической продуктивности растений [123,124], одним и наиболее важных показателей, дающих представление об особенностях протекания фотосинтеза в посевах и о потенциальных возможностях растений образовывать урожай, является мощность развития фотосинтетического аппарата.
Существует тесная связь между продуктивностью и площадью листьев, которая может образовываться в посевах. Для большинства культурных растений оптимальная площадь листьев близка к 4-5 м /м [120].
В наших опытах оптимальная площадь листьев новых сортов по этому показателю приближается к оптимуму и составляет 3,5-4 м /м . В то время как у стандарта 3 м /м , Следовательно, новые сорта озимых культур более эффективно используют фотосинтетическую активную радиацию (ФАР), реализуя ее в урожай.
Наилучшее сочетание свойств растений с возможностью образования ими высокопродуктивных агроценозов — задача непростая.
