Освещенность и фотосинтетическая деятельность кустов винограда в связи с архитектурой и структурой насаждений

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ

НАУКИ

УДК 68.35.01

ОСВЕЩЕННОСТЬ И ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КУСТОВ ВИНОГРАДА В СВЯЗИ С АРХИТЕКТУРОЙ И СТРУКТУРОЙ НАСАЖДЕНИЙ

© 2008 Арабханов Ю.М., Арабханов М.Ю.

Дагестанский государственный педагогический университет

В статье приводятся результаты исследований по изучению фотосинтетической деятельности кустов винограда в связи со структурой насаждений. Листовая поверхность на высокоштамбовых виноградниках (свободное расположение побегов в пространстве) находится в лучших условиях освещенности, чем при узкорядных насаждениях. Это способствует повышению продуктивности листового аппарата и, в конечном итоге, продуктивности насаждений. При одинаковой площади листовой поверхности одного погонного метра ряда плотность листового полога при свободном расположении побегов снижается в 3,13,4 раза по сравнению с вертикальным ведением прироста при узкорядных посадках. Это обстоятельство создает резервы повышения нагрузки побегами одного погонного метра ряда, а следовательно, и увеличения площади листового аппарата.

The article deals with the results of investigation of photosynthesis action of vines in connection with their structure. Leaf surface on high-stool vines (free location of shoots in space) is in better conditions of sunlight than at narrow row plantations. It favors the increase of productivity of leaf apparatus and, the productivity of plantation in the end at equal area of leaf surface of the one linear meter of row the thickness of leaf canopy at free location of shoots decreases 3.1-3.4 times as compared with vertical increase - keeping at narrow row plantation. This circumstance creates reserves for increasing load by the shoots of one row linear meter and as a result for increasing the area of leaf apparatus.

Ключевые слова: освещенность, чистая продуктивность фотосинтеза, фотосинтетический потенциал, биологический урожай, хозяйственный урожай, КПД ФАР.

Keywords: luminosity, clear productivity of the photosynthesis, photosynthetic potential, biological harvest, economic harvest, efficiency of photosynthectically active radiation.

К числу актуальных проблем современного виноградарства относятся разработка и совершенствование моделей агроценозов, обладающих высоким КПД фотосинтетически активной радиации (ФАР) [8].

Роль солнечной радиации в фотосинтетическом процессе растений общеизвестна. Как отмечают А.А. Ни-чипорович, В.О. Молофеев [4], фотосинтез и сахаронакопление зависят в основном от интенсивности поступающего света. Чрезмерное увеличение плотности кроны ведет к снижению продуктивности виноградника.

Задачи исследования - выявить влияние различных способов ведения культуры и формировок винограда на фотосинтетическую деятельность его насаждений.

Данные наших наблюдений показали, что на узкорядном винограднике с вертикальным ведением прироста верхним слоем (0-30 см) задерживается 98-99% солнечной радиации, так как крона кустов имеет высокую плотность площади листьев в этом слое. Показание люксметра на уровне 50 см (контроль 2,5x1,5 м, слой сверху вниз) при его расположении внутри кроны составляет в среднем 1,4 тыс. лк, что соответствует по уровню освещенности компенсационной точке, которая находится в пределах 0,30-1,35 тыс. лк. В полдень, когда крона освещается сверху, задерживается более 99% солнечной радиации, поэтому уровень освещенности в это время еще ниже. Внутри кроны кустов высокоштамбовых виноградников со схемой посадки растений 4,0x2,5 м на уровне 50 см (слой сверху вниз) наблюдается иная картина: в утренние и вечерние часы освещенность снижается до 1,4-1,7 тыс. лк, в полдень достигает около 6,9 тыс. лк. В нижних слоях кроны на уровне 70 и 90 см (слой сверху вниз) разница в освещенности между вариантами не наблюдается. Уровень освещенности при вертикальном и свободном рас-

положении побегов находится в пределах компенсационной точки.

Таким образом, листовая поверхность на высокоштамбовых виноградниках (свободное расположение побегов в пространстве) находится в лучших условиях освещенности, чем при узкорядных насаждениях. Это способствует повышению продуктивности листового аппарата и, в конечном итоге, продуктивности насаждений.

Площадь листовой поверхности -один из главных факторов, влияющих на фотосинтетическую деятельность кустов. Лишь при оптимальной величине листовой поверхности и в лучших условиях ее расположения в пространстве возможна высокая продуктивность фотосинтеза.

По литературным данным [7], в зависимости от густоты посадки, системы ведения кустов, нагрузки побегами, сортовых особенностей величина листового аппарата виноградников колеблется в значительных пределах: от 19 до 43,9 тыс. м2/га.

Как отмечает А.Г. Амирджанов [1], увеличение площади листьев на гектаре является одним из факторов повышения потенциала продуктивности виноградника и КПД ФАР.

По данным ряда исследователей [5, 6, 3], величина поглощения фото-синтетически активной радиации и продуктивности листового аппарата у крупных, мощных растений более высокая. Так, по данным Г.А. Сарнецко-го [7], у сорта Ркацители чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) при высокоштамбовой культуре составляла 2,32 г/м2 х сутки, тогда как у низкоштамбовых кустов только 1,57 г/м2 х сутки.

Как видно из данных табл. 1, в конце седьмого года вегетации самую высокую ассимиляционную поверхность имеет виноградник со схемой посадки кустов 3,0x1,5 м - 26,3 тыс. м2/га. Площадь листовой поверхности в насаждениях со схемой посадки растений 3,5x2,0 м занимает промежуточ-

ное положение между контролем (2,5x1,5 м) и вариантом со схемой посадки 3,0x1,5 м и составляет в конце седьмого года вегетации 23,3 тыс. м2/га. Величина фотосинтетического потенциала (ФП) по годам вегетации и вариантам опыта изменяется так же, как и величина листовой поверхности. С увеличением площади листьев при одинаковой продолжительности периода вегетации закономерно увеличивается и ФП. Одним из важных показателей фотосинтетической деятельности растений является чистая продуктивность фотосинтеза. В первый год исследований (четвертая вегетация) данные по ЧПФ у всех вариантов опыта были очень близки между собой, т.е. влияние способа культуры винограда на этот показатель не сказалось. Это связано, очевидно, с тем, что часть растений находилась еще в стадии формирования и нагрузка кустов не всегда соответствовала их силе роста. Воздействие различных способов культуры (узкорядного средне-штамбового и широкорядного высокоштамбового) проявилось после вступления в пору плодоношения винограда. Существенность наблюдаемых различий между вариантами 2,5x1,5 м (контроль) и 4,0x2,5 м доказывается на 5% уровне значимости. Сравнительная характеристика всех вариантов опыта по величине ЧПФ в 1983 году подтвердила данные предыдущих лет исследований: при широкорядном высокоштамбовом способе культуры винограда ЧПФ выше, чем при узкорядном среднештамбовом. Существенных различий по ЧПФ между фонами посадки не выявилось.

Общеизвестно, что накопление сухой биомассы является суммарным эффектом многих факторов. Одним из таких ведущих факторов, влияющих на накопление сухой биомассы, является величина площади листовой поверхности. По нашим данным, между величиной площади листьев и накопленной сухой биомассой имеется прямолинейная связь, которая выражается уравнениями: для 2,5x1,5 м

У = 16,82 + 2,81Х; для 4,0x2,5 м У =

I,19 + 3,88Х, где У - сухая биомасса, ц/га, Х - площадь листьев, тыс. м2/га. Анализ полученных уравнений показывает, что на единицу площади листьев на широкорядных высокоштамбовых насаждениях (4,0x2,5 м) накапливается больше сухой биомассы, чем на узкорядных (2,5x1,5 м). Такая же связь существует между фотосинтетическим потенциалом (Фп) и накопленной сухой биомассой. У = 10,78 + 37,31Х (2,5x1,5 м) и У = 1,68 + 46,46Х (4,0x2,5 м), где У - сухая биомасса, ц/га, Х - ФП, млн м2/дней. К аналогичным результатам в своих работах пришел А.Г. Амирджанов [2].

Нами были определены показатели фотосинтетической деятельности различных формировок винограда у сорта Ркацители. При улучшенной венгерской формировке происходит некоторое изменение структуры ряда по сравнению с обычной кордонной.

Как показали наши исследования, с увеличением нагрузки побегами растет площадь листового аппарата на единицу площади. Так, площадь листьев на контроле за три года колебалась в пределах от 12,4 до 15,5 тыс. м2/га, на варианте со «стрижкой» - 25,7-28,2 тыс. м2/га, а после восстановительной обрезки снизилась до

II,7 тыс. м2/га. На третьем варианте, без «стрижки», площадь листьев одного га находится в пределах от 14,5 до 15,6 тыс. м2 в зависимости от года. Постепенное увеличение нагрузки побегами на высокоштамбовых насаждениях со свободным расположением побегов в пространстве дает возможность увеличивать листовую поверхность виноградника, создавая тем самым лучшие условия для более полного использования растениями ФАР. Так как в районах широкого распространения виноградарства приход ФАР не является лимитирующим фактором в увеличении продуктивности насаждений, основными мерами повышения КПД ФАР могут быть лучшая структурная организация на-

саждений, посадка более продуктивных сортов и передовая агротехника.

Тенденция в сторону увеличения фотосинтетического потенциала наблюдается на варианте со «стрижкой» кустов. Увеличение ФП непропорционально к увеличению нагрузки побегами. Так, например, при двукратном увеличении нагрузки ФП составил 2,995 млн м2 х дней, а при трехкратном - 2,980 млн м2 х дней. ФП на контроле и третьем варианте

почти одного уровня. Величина ФП, в основном, зависит от длины побега и его облиственности, нагрузки побегами и структурной организации ряда, длины вегетационного периода. На втором варианте, где проведена «стрижка», ЧПФ больше варьирует по годам и колеблется в пределах от 3,06 до 3,76 г/м2 х сутки в зависимости от нагрузки побегами. На контроле и третьем варианте показатели ЧПФ почти одного порядка (табл. 2).

Таблица 7

Показатели фотосинтетической деятельности различных типов виноградника.

Сорт Рислинг рейнский

Схема посадки, м Площадь листьев, тыс. м2/га ФП, млн м2х дней ЧПФ, г/м2 х сутки Убиол, ц/га Ухоз, ц/га Кхоз. КПД ФАР %

2,5x1,5 25,3 2,24 4,56 102,3 52,4 0,51 0,95

3,0x1,5 26,3 2, 76 4,62 127,6 74,0 0,58 1,19

3,5x2,0 23,3 1,96 5,14 100,8 53,5 0,53 0,94

4,0x2,5 21,5 1,76 5,29 93,1 49,1 0,53 0,87

Таблица 2

Показатели фотосинтетической деятельности различных формировок виноградника.

Сорт Ркацители

Формировка, высота штамба (см) Площадь листьев, тыс. м2/га ФП, млн м2х дней ЧПФ, г/м2 х сутки Убиол, ц/га Ухоз, ц/га Кхоз. КПД ФАР %

Обычный кордон 110-120 (контроль) 13,6 2,275 3,25 74,0 45,4 0,61 0,69

12,4 1,904 3,41 65,0 39,9 0,61 0,60

15,5 1,938 3,42 66,2 41,4 0,63 0,62

Улуч-ная венгер. фор-ка («стрижка»), 150-160 25,7 2,995 3,06 91,5 54,0 0,59 0,85

28,2 2,980 3,76 112,1 71,0 0,63 1,04

11,7 2,034 3,10 63,0 38,4 0,61 0,59

Улуч-ная венгер. форми- 14,5 2,130 3,51 74,8 45,1 0,60 0,70

ровка без «стрижки», 15,6 2,275 3,20 72,6 45,9 0,63 0,68

150-160 15,5 2,237 3,30 74,0 44,2 0,60 0,69

КПД ФАР на контрольном варианте колеблется в пределах от 0,60 до 0,69%, на третьем от 0,68 до 0,70% в зависимости от года. На втором варианте в годы проведения «стрижки» КПД ФАР составил 0,85-1,04%, а в год после восстановительной обрезки - 0,59%. Следовательно, размещая больше побегов на единицу площади, можно увеличивать КПД ФАР. В богарных условиях вегетативная сила растений не всегда позволяет устанавливать соответст-

вующую нагрузку побегами на единицу площади.

Как свидетельствуют вышеприведенные материалы по структурной организации ряда, свободное расположение побегов в пространстве -более прогрессивный способ ведения кустов, так как улучшается работа ассимиляционного аппарата растений. При одинаковой площади листовой поверхности одного погонного метра ряда плотность листового полога при свободном располо-

жении побегов снижается в 3,1-3,4 раза по сравнению с вертикальным ведением прироста при узкорядных посадках. Это обстоятельство создает резервы повышения нагрузки побегами одного погонного метра

ряда, следовательно, и увеличения площади листового аппарата. Тем не менее широкорядная высокоштамбовая культура, с точки зрения КПД использования ФАР, является еще несовершенной.

Примечания

1. Амирджанов А.Г. О структурной организации виноградника интенсивного типа // Садоводство, виноградарство и виноделие Молдавии. № 3. 1974. - С. 19-23. 2. Амирджанов А.Г. Солнечная радиация и продуктивность виноградника. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 208 с. 3. Амирджанов А.Г., Велиев С.Я., Рыбин В.Ф. Фотосинтетическая деятельность виноградника в зависимости от его структурной организации // Сельскохозяйственная биология. № 6. 1974. - С. 849-855. 4. Ничипорович А.А., Молофеев В. О принципах формирования высокопродуктивных фотосинтези-рующих систем // Физиология растений. Т.12. Вып.1. 1965. - С. 3-12. 5. Плакида Е.К. Продуктивность винограда в зависимости от площади питания: Пути повышения интенсивности и продуктивности фотосинтеза. - Киев: Наукова думка, 1967. - С. 162-167. 6. Плакида Е.К., Мазонов А.А., Бейник А.И. Интенсивность и продуктивность фотосинтеза винограда в зависимости от площади питания: Виноградарство и виноделие (7). - Киев: Урожай, 1969. - С. 83-88. 7. Сарнец-кий Г.А. Высокоштамбовая культура винограда. - М.: Колос, 1981. - 111 с. 8. Смирнов К.В. Научные основы разработки и совершенствования прогрессивных систем ведения и формирования кустов винограда // Виноград и вино России. № 4. 1997. - С. 2-6.

МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ

УДК 631.41:574

МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ 7п, Си, Со, Мп В ПОЧВАХ ТЕРСКО-СУЛАКСКОЙ ДЕЛЬТОВОЙ РАВНИНЫ ДАГЕСТАНА

© 2008 Салихов Ш.К., Яхияев М.-П.А.

Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН

Работа посвящена изучению проблемы эколого-биогеохимической роли концентрации микроэлементов Zn, Cu, Co, Mn в развитии неинфекционных заболеваний человека, прогнозе заболеваемости и поиске путей их эффективной коррекции.

The article is dedicated to the study of the problem of ecological and biogeochemical role of the concentration of Zn, Cu, Co, Mn microelements in the