Особенности формирования площади листьев и фотосинтетического потенциала при различном сочетании приёмов удобрения озимой пшеницы на чернозёмах южных оренбургского Предуралья

Особенности формирования площади листьев и фотосинтетического потенциала при различном сочетании приёмов удобрения озимой пшеницы на чернозёмах южных оренбургского Предуралья

Ю.А. Гулянов, д.с.-х.н., профессор, Д.Ж. Досов, к.с.-х.н., Оренбургский ГАУ

Фотосинтетическая деятельность растений в посевах является биологической основой урожая сельскохозяйственных культур. Наилучшие условия для эффективного использования солнечной энергии в фотосинтезе достигаются при быстром

развитии максимальной листовой поверхности — это отмечают многие исследователи.

Так, классик теории фотосинтеза А.А. Ничипо-рович утверждает, что урожайность полевых культур находится в тесной связи с величиной площади листьев [1]. Важно при этом, чтобы площадь листьев в посевах росла, достигала оптимальной величины и долго сохранялась в активном состоянии.

Фотосинтетическая активность растений в значительной мере зависит от их обеспеченности элементами питания, и в первую очередь азотом [2]. Дефицит азота вызывает уменьшение количества хлорофилла и ферментов, участвующих в ассимиляции, и, как следствие, снижает урожайность [3].

Удобренные же растения лучше усваивают световую энергию, необходимую для синтеза органических веществ, поскольку их хлоропласты содержат больше хлорофилла [4].

В исследованиях Г.А. Медведева и Е.А. Шевя-ковой на светло-каштановых почвах Волгоградской области получены данные, убедительно свидетельствующие о положительном влиянии минеральных удобрений на фотосинтетическую деятельность посевов озимой пшеницы [5]. Так, размер листовой поверхности при применении удобрений был на 6,8—14,5 тыс. м2/га выше, чем на контроле (без удобрений). Максимальное значение фотосинтетического потенциала отмечено на фоне К90Р34 — 2266 тыс. м2 • дн/га у сорта Дон 93 и 2224 тыс. м2 дн/га — у сорта Донской сюрприз, против 1386— 1855 тыс. м2 дн/га на вариантах без применения удобрений. На удобренном фоне выше оказался и урожай сухой биомассы — на 1,8—2,8 т/га.

Применение азотных удобрений обеспечивало существенное увеличение площади листьев озимой пшеницы и на чернозёмах выщелоченных тяжелосуглинистых Пензенской области. Наибольшую листовую поверхность в фазу колошения (33,7— 36,3 тыс. м2/га) на всех фонах зяблевой обработки почвы при разбросном способе посева обеспечивали дозы азотной подкормки от 60 до 120 кг/га д. вещества. На этих же вариантах отмечались и максимальные значения фотосинтетического потенциала (512,8—578,7 тыс. м2 дн/га) и чистой продуктивности фотосинтеза (5,9—6,6 г/м2 сут.) [6].

В связи с этим изучение агротехнических приёмов, повышающих фотосинтетическую активность растений, является актуальным научным направлением, а внедрение их в производство — одним из путей увеличения продуктивности посевов.

Материалы и методы. Исследования проводили в 2008—2011 гг. на учебно-опытном поле Оренбургского ГАУ в севообороте кафедры растениеводства и кормопроизводства, расположенном в типичных для степной зоны оренбургского Предуралья условиях.

Почва опытного участка — чернозём южный с содержанием гумуса в пахотном слое 3,8%, подвижного азота (N0^) — 1,35 мг на 100 г почвы, легко гидролизуемого азота — 8,4 мг, подвижного фосфора (Р2О5) — 3,25 мг, обменного калия (К2О) — 27,0 мг на 100 г почвы и рН — 7,8.

Водно-физические свойства почвы характеризовались следующими значениями: удельная масса 2,61 (слой 0—30 см) и 2,66 (слой 0—100 см) г/см3, плотность почвы — 1,22 и 1,30 г/см3, максимальная гигроскопичность — 8,76 и 8,71%, влажность устой-

чивого завядания — 11,74 и 11,67% (43,0 и 151,7 мм), наименьшая влагоёмкость — 30,50 и 25,28%, или 111,3 и 356,3 мм, соответственно.

В исследовании изучали рекомендованную для возделывания в Оренбургской области озимую пшеницу сорта Оренбургская 105. Посев проводили в период с 23 августа по 5 сентября в соответствии с рекомендациями кафедры растениеводства и кормопроизводства Оренбургского ГАУ — 3 сентября (2008 г.), 27 августа (2009 г.) и 5 сентября (2010 г.) нормой 4,5 млн всхожих семян на 1 га. Семена предварительно протравливали препаратом Максим (2,5 кг/т семян), минеральные азотные (аммиачная селитра, карбомид) и азотно-фосфорные удобрения (КРК) распределяли в соответствии со схемой опыта, представленной в таблице 1.

Припосевное удобрение (КРК) вносили сеялкой АУП-18.05, ранне-весеннюю подкормку аммиачной селитрой проводили дисковой сеялкой С3-3,6А при физической спелости почвы, некорневую подкормку — карбомидом в период колошения — налива зерна ранцевыми опрыскивателями. Против снежной плесени с осени посевы обрабатывались Фундазолом (0,5 кг/га), против тлей и цикад — Каратэ (0,2 л/га).

Результаты исследований. В проведённых (2008—2011 гг.) исследованиях установлено, что на формирование ассимиляционного аппарата озимой пшеницы влияли изучаемые технологи -ческие приёмы (табл. 1, 2). Увеличение площади ассимиляционного аппарата посевов на удобренных вариантах обусловливалось увеличением плотности побегов, их облиственностью, а также удлинением периода активной фотосинтетической деятельности листового аппарата. Причём преимущества в развитии листового аппарата у удобренных растений проявлялись уже в ранние фазы развития. Так, при возобновлении весенней вегетации средняя площадь листьев неудобренных растений (вариант — без удобрений) составляла 3,6 тыс. м2/га, а применение припосевного удобрения в норме К16Р16К16 увеличивало ассимиляционную поверхность на 0,5 тыс. м2/га (13,9%). Внесение в прикорневую подкормку 30 кг/га действующего вещества аммиачной селитры сопровождалось также заметным ростом площади листьев растений уже ранней весной. Так, при применении (30 кг/га) на неудобренном фоне (вариант — без удобрений, табл. 1) увеличение площади листьев составило 0,7 тыс. м2/га (19,4%) по сравнению с контролем, а на фоне К16Р16К16 — более 1,6 тыс. м2/га (44,4%).

В последующие фазы развития растений озимой пшеницы тенденция к более мощному развитию листового аппарата на удобренных делянках сохранялась, а в период своего максимального развития (фаза колошения — цветения) площадь листьев 19,9 тыс. м2/га была (табл. 2) отмечена на варианте 15 (К16Р16К16 — при посеве, Кдд — 30 кг/га в прикорневую подкормку и некорневая подкормка К23

через пять дней после цветения), что на 7,3 тыс. м2/га (58,0%) превышало аналогичный показатель на контрольном (без удобрений) варианте.

Припосевное удобрение (К16Р16К16) увеличивало максимальную площадь листьев на 1,5 тыс. м2/га (11,9%), применение прикорневой подкормки К^д (30 кг/га) сопровождалось ростом максимальной площади листьев на 1,9 тыс. м2/га (15,0%), а при сочетании указанных приёмов удобрения — на 5,1 тыс. м2/га (40,4%). Некорневые подкормки карбомидом при наливе зерна сопровождались незначительным ростом максимальной площади

листьев, поскольку их активный рост к этому периоду развития растений уже заканчивается.

Как и в исследованиях других авторов, проведённых в степных условиях РФ, максимальная площадь листьев озимой пшеницы при применении минеральных удобрений зависела от условий увлажнения вегетационного периода (табл. 2).

За трёхлетний период исследований максимальная в опыте площадь листьев 21,1—21,9 тыс. м2/га была сформирована растениями в очень засушливом (ГТК — 0,4) 2009 и засушливом (ГТК — 0,7) 2011 гг. соответственно. В сухом 2010 г. (ГТК

1. Динамика площади листьев озимой пшеницы в различных условиях минерального питания

Площадь листьев, тыс. м2/га

№ При- Подкормка апрель май июнь июль

п/п посевное

удобрение прикорневая некорневая III I II III I II III I II

1 2 3 4 без удобрений без удобрений без удобрений (к) Ы23 в фазу колошения Ы23 через 5 дней после цветения Ы23 через 10 дней после цветения 3.5 3.6 3.7 3,6 7,5 7,8 8,1 7,8 9,1 10,3 10,6 10,3 12,2 12,7 13,1 12,7 12,6 13,2 13,6 13,2 12,1 12,6 13,0 12,6 10,6 11,0 11,3 11,0 7,4 7,7 7,9 7,7 1,6 1,6 1,7 1,6

5 6 ЫЛЛ - без удобрений Ы23 в фазу колошения 4,0 4,4 8,6 9,4 11,4 12,4 14,0 15,3 14,5 15,9 13,9 15,2 12,1 13,3 8,4 9,3 1,8 2,0

7 8 30 кг/га Ы23 через 5 дней после цветения Ы23 через 10 дней после цветения 4,6 4,4 9,9 9,6 13,1 12,6 16,1 15,6 16,7 16,1 16,0 15,4 14,0 13,4 9,8 9,4 2,1 2,0

9 10 11 без удобрений без удобрений Ы23 в фазу колошения Ы23 через 5 дней после цветения 3,9 4,1 4,3 8,4 9,0 9,3 11,0 11,8 12,2 13,6 14,6 15,1 14,1 15,1 15,6 13,5 14,5 15,0 11,8 12,6 13,1 8,3 8,8 9,1 1,7 1,9 1,9

12 Ы23 через 10 дней после цветения 4,1 8,7 11,5 14,2 14,7 14,1 12,3 8,6 1,8

13 14 ЫЛЛ - без удобрений Ы23 в фазу колошения 4,9 5,3 10,5 11,4 13,9 15,1 17,1 18,6 17,7 19,3 16.4 18.5 14,3 16,2 10,0 11,3 2,1 2,1

15 16 30 кг/га Ы23 через 5 дней после цветения Ы23 через 10 дней после цветения 5,5 5,1 11,8 11,0 15,6 14,5 19,2 18,0 19,9 18,6 19,1 17,8 16,6 15,5 11,6 10,9 2,5 2,3

2. Максимальная площадь листьев и фотосинтетический потенциал посевов озимой пшеницы в различных условиях минерального питания

№ При- Подкормка Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га Фотосинтетический потенциал, тыс. м2 • дней/га

п/п посевное

удобрение при-корневая некорневая .г .г о .г средние .г .г о .г средние

00 2 01 2 01 2 данные 00 2 01 2 01 2 данные

1 2 3 без удобрений без удоб- без удобрений (к) Ы23 в фазу колошения Ы23 через 5 дней после цветения 14,7 15,2 15,6 9,1 9,8 10,3 13,9 14,6 15,0 12,6 13,2 13,6 918 954 978 644 703 739 925 971 1000 829 876 906

4 рений Ы23 через 10 дней после цветения 15,3 9,9 14,5 13,2 958 709 965 877

5 6 ЫЛЛ - без удобрений Ы23 в фазу колошения 16,6 16,9 11,1 13,2 15,7 17,5 14,5 15,9 1039 1125 791 940 1048 1166 959 1077

7 30 кг/га Ы23 через 5 дней после цветения 18,4 13,7 18,2 16,7 1150 980 1209 1113

8 Ы23 через 10 дней после цветения 18,0 12,9 17,5 16,1 1125 920 1168 1071

9 без удоб- без удобрений 16,2 10,6 15,4 14,1 1017 761 1030 936

10 11 Ы23 в фазу колошения Ы23 через 5 дней после цветения 17,6 18,0 11,5 12,0 16,1 16,8 15,1 15,6 1098 1121 822 857 1074 1121 998 1033

12 рений Ы23 через 10 дней после цветения 17,2 11,3 15,8 14,7 1074 806 1055 978

13 без удобрений 19,3 14,5 19,2 17,7 1206 1041 1280 1176

14 ЫЛЛ - Ы23 в фазу колошения 20,7 16,2 21,0 19,3 1295 1156 1399 1283

15 30 кг/га Ы23 через 5 дней после цветения 21,1 16,6 21,9 19,9 1317 1189 1457 1321

16 Ы23 через 10 дней после цветения 19,8 15,7 20,3 18,6 1242 1123 1353 1239

весенне-летней вегетации — 0,05) максимальная площадь листьев на лучшем варианте была ниже на 4,5-5,3 тыс. м2/га (27,1-31,9%).

Применение различных норм и приёмов минерального удобрения озимой пшеницы в наших исследованиях повышало фотосинтетический потенциал посевов (в среднем за 2009-2011 гг.) по сравнению с неудобренным контролем на 47,0 (5,6%) — 492,0 (59,3%) тыс. м2- дней/га, а наиболее развитый фотосинтетический потенциал посевов (табл. 2) во все годы исследований был отмечен на варианте 15 (К16Р16К16 — при посеве, Кдд — 30 кг/га в прикорневую подкормку и некорневая подкормка К23 через пять дней после цветения) и составил 1321 тыс. м2- дней/га с варьированием от 1189 в сухой год (2010) до 1317—1417 тыс. м2- дней/га — в очень засушливые (2009 и 2011 гг.).

Вывод. Таким образом, использование приёмов повышения и реализации биоресурсного потенциала агроценозов озимой пшеницы, таких, как адаптация режимов минерального питания растений к агроклиматическим ресурсам зоны

возделывания, оказывает положительное влияние на формирование площади листьев и фотосинтетического потенциала в посевах и создаёт благоприятные условия для более эффективного поглощения солнечной энергии.

Литература

1. Ничипорович А.А. Фотосинтетическая деятельность растений и пути повышения их продуктивности // Теоретические основы фотосинтетической продуктивности. М.: Наука, 1972. С. 511—526.

2. Кожухарь Т.В., Кириченко Е.В., Кохан С.С. Влияние минеральных удобрений и предпосевной обработки семян биологическими препаратами на содержание хлорофилла в листьях озимой пшеницы // Агрохимия. 2010. № 1. С. 61—67.

3. Шадчина Т.М., Гуляев Б.1., Кр1зш Д.А. и др. Регулящя фотосинтезу I продуктивтсть рослин: ф1зюлопчт та еколопчт / Кев: Фггосоцюцентр, 2006. 384 с.

4. Пронько В.В., Корсаков К.В. Эффективность солей гумино-вых кислот при возделывании озимой пшеницы на южных чернозёмах Поволжья // Агрохимия. 2011. № 8. С. 51—59.

5. Медведев Г.А., Шевякова Е.А. Продуктивность сортов озимой пшеницы при внесении минеральных удобрений // Плодородие. 2007. № 6. С. 17—18.

6. Орлов А.Н., Тихонов Н.Н. Приёмы повышения урожайности и качества зерна озимой пшеницы // Инновации сегодня: образование, наука, производство: матер. науч.-практич. конф., посвящ. 70-летию проф. В.И. Костина. Ульяновск, 2009. С. 128—129.