Фотосинтетическая деятельность и урожайность зернофуражных культур в условиях Северного Зауралья

Ячмень возделывается в основном на среднем и низком фонах питания. При этом на среднем фоне питания соотношение первого биотипа ко второму как 25:75% обеспечивает получение максимальной урожайности — 3,3 т/га. На низком фоне питания сорт даёт максимальную урожайность (1,9 т/га) при соотношении биотипов 50:50%.

Ведение первичного семеноводства сорта Одесский 100 методом визуального отбора элитных растений привело к снижению второго биотипа, и сорт начал быстро терять своё преимущество. В связи с отмеченным первичное семеноводство многобиотипных сортов необходимо вести с использованием более современного метода — электрофореза запасного белка гордеина.

Биотипы сорта Одесский 100 различались не только по полевой всхожести, сохранности растений к уборке, показателям фотосинтетической активности, урожайности, но и по содержанию белка в зерне (табл. 3).

В среднем за пять лет исследования содержание белка в зерне второго биотипа составило 12,4%, что на 1,4% выше первого биотипа и на 1% выше стандартного сорта Ача.

В 2012 г. сложились более благоприятные условия для накопления белка в зерне ярового ячменя, индекс условий среды (Ц) был положительным 2,18; в остальные года индекс условий среды был отрицательный (табл. 3).

Более отзывчивыми на изменение условий выращивания оказались стандартный сорт Ача и 1-й биотип, коэффициент регрессии (Ы) выше единицы. 2-й биотип характеризовался слабой реакцией на улучшение условий выращивания.

В данном наборе лучшими были стандартный сорт Ача и 1-й биотип сорта Одесский 100 (рис. 6). Они характеризуются отзывчивостью на улучшение условий выращивания, на что указывает крутая линия регрессии.

Выводы. Использование метода электрофореза запасного белка гордеина в зерне ячменя Одесский 100 показало, что сорт состоит из двух биотипов, выгодно дополняющих друг друга по хозяйственно ценным признакам и биологическим свойствам. Соотношение их 50:50% обеспечивает сорту получение высокой и стабильной урожайности на среднем фоне питания. Семеноводство много-биотипных сортов ячменя необходимо вести с использованием метода электрофореза, что позволит продлить их жизнь в производстве и получить максимальный экономический эффект.

Литература

1. Сидоров А.В., Нешумаева Н.А., Якубышина Л.И. Создание новых сортов ярового ячменя для использования на кормовые цели // Вестник Красноярского государственного университета. 2016. № 2 (113). С. 148-153.

2. Казак АА., Якубышина Л.И., Логинов Ю.П. Роль сорта в производстве фуражного зерна ячменя // Проблемы формирования ценностных ориентиров в воспитании сельской молодёжи: сб. матер. междунар. науч.-практич. конф. 2014. С. 256-257.

3. Логинов Ю.П., Казак А.А., Якубышина Л.И. Импортозаме-щение зерновых культур в Тюменской области // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2016. № 7 (141). С. 14-20.

4. Шахова ОА. Влияние агрохимикатов на микробиологическую активность чернозёма выщелоченного в северной лесостепи Тюменской области // Вестник Государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2016. № 2 (33). С. 102-109.

5. Якубышина Л.И., Выдрин В.В., Файзуллина Г.Н. Стабильность урожайности ярового ячменя в различных зонах Тюменской области // Вестник ГАУ Северного Зауралья. 2014. № 4 (27). С. 30-32.

6. Логинов Ю.П., Казак А.А., Якубышина Л.И. Многобиотип-ные сорта ячменя на полях Сибири // Агропродовольствен-ная политика России. 2015. № 9. С. 50-54.

7. Eremin D.I. Changes in the content and quality of humus in leached chernozems of the Trans-Ural forest-steppe zone under the impact of their agricultural use / D.I. Eremin // Eurasian Soil Science. 2016. Т. 49. № 5. С. 538-545.

8. Bushuk W. Wheat cultivar identification by gliadin electrophorograms / W. Bushuk, R. R. Zillman // J. Canad. G. Plant. Sci. 1978 2. V. 58.

9. Metakovsky, E.V. Gliadin allele identification in common wheat. 1.Methodological aspckts of the analysis of gliadin patterns by one-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis / E.V. Metakovsky, A.Yu. Novoselskaya // J. Genet and Breed. 1991. V. 45. 4. P. 317-324.

10. Якубышина Л.И. Экологическая стабильность коллекционных сортов ярового ячменя в условиях Тюменской области // Вестник ГАУ Северного Зауралья. 2016. № 3 (34). С. 93-98.

Фотосинтетическая деятельность и урожайность зернофуражных культур в условиях Северного Зауралья

Е.П. Евтушкова, к.с.-х.н., ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья

В решении проблемы увеличения производства зерна, наряду с повышением культуры земледелия и совершенствованием агротехники возделывания, важная роль принадлежит изучению физиологических основ урожайности, в частности одного из основных её факторов — фотосинтетической деятельности листьев сельскохозяйственных культур. Основными показателями фотосинтетической деятельности являются площадь листовой поверхности и фотосинтетический потенциал. Процессу

фотосинтеза принадлежит ведущая роль в формировании урожайности [1].

Несмотря на важность вопроса, исследованием фотосинтетической деятельности посевов зернофуражных культур в условиях Западной Сибири занимались недостаточно. В связи с этим представляет определённый научный и практический интерес изучение фотосинтетической деятельности и урожайности на посевах зернофуражных культур в условиях Северного Зауралья.

Материал и методы исследования. Исследование проведено в 2013—2016 гг. на базе ГАУ Северного Зауралья в полевых и лабораторных условиях.

Полевые опыты закладывались на опытном поле Агротехнологического института ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья», расположенном вблизи д. Утёшево. Предшественник — однолетние травы. Почва — чернозём выщелоченный. В задачу нашего исследования входило изучение связи густоты стояния растений с основными показателями фотосинтетической деятельности в посеве зернофуражных культур. Опыты закладывали на зернофуражных культурах — на 11 сортах ячменя, овса и пшеницы.

Использовали среднеспелые и позднеспелые сорта, которые мучнистой росой и пыльной головнёй поражаются слабо. Недостаток сортов заключается в наличии подгона и неравномерном созревании.

Агротехника в опыте была общепринятой для культуры в области. Повторность опыта четырёхкратная, расположение делянок рендомизиро-ванное, учётная площадь — 25 м2. Посев проводили по физически спелой почве сеялкой СН-16, убирали комбайном «Сампо-130». Урожайность зерна пересчитывали на 100-процентную чистоту и 14-процентную влажность. Учёты и наблюдения выполнены по методике Государственного сортоиспытания (1994). Статистическая обработка урожайных данных проведена методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1973).

Площадь листовой поверхности учитывали в фазу колошения растений по методике А.А. Ни-чипоровича (1966). Далее рассчитывали общую площадь листовой поверхности одного растения и умножали её на количество растений на 1 м2 или гектаре, определяли площадь листовой поверхности на эту площадь посева.

Определение фотосинтетического потенциала растений проводили в фазу колошения по методике В.А. Кумакова (1985). Полученная площадь треугольника выражает значение фотосинтетического потенциала за вегетационный период.

Результаты исследования. В целом погодные условия вегетационного периода 2013 г. были благоприятными для роста и развития зернофуражных культур. Суммы эффективных температур вполне хватило для созревания семян. Средняя температура воздуха в 2013 г. была типичной для северной лесостепи Тюменской области, в 2014 г. в мае — августе была выше, в июне — сентябре ниже нормы, в 2015 г. в мае-июне — выше средних многолетних данных. При норме 14,2°С средняя температура воздуха за май — сентябрь составила в 2013 г. - 13,9°С, в 2014 - 14,1°С, в 2015 г. - 14,7°С.

Количество осадков в 2013 г. было ниже, и только в июне при норме 56 мм выпало 123 мм, в 2014 г. в июне, августе было ниже, в мае, июле выше нормы, в 2015 г. — в июне, сентябре ниже, в мае, июле, августе выше нормы. За май - сентябрь при норме 297 мм в 2013 г. выпало 252 мм, в 2014 — 272, в 2015 г. - 299 мм. За вегетационный период разница в средней месячной температуре воздуха

по годам находилась в пределах 0,8°С (10,6%), количество осадков — 47 мм (11,9%). В таких условиях урожайность зернофуражных культур находилась в пределах 27,79—67,14 ц/га.

Наблюдения показали, что в первый период вегетации площадь листьев возрастала. Максимального размера по всем сортам она достигла в период выхода в трубку - колошения. Затем площадь листьев уменьшалась за счёт их отмирания.

При определении площади листовой поверхности были рассмотрены два варианта доз минеральных удобрений на зернофуражных культурах. Площадь листовой поверхности растений зернофуражных культур изменялась в зависимости от года, варианта и сортовых особенностей.

У сортов овса максимальная величина площади листовой поверхности достигла в условиях 2015 г. в варианте с повышенными дозами удобрений — сорт Прогресс — 83,14 см2 на одно растение. Сорта ярового ячменя наибольшую величину показателя сформировали в условиях 2015 г. на варианте с умеренным фоном удобрений — сорт Нудум 95 (81,58 см2). На посевах пшеницы максимальная площадь листовой поверхности была сформирована в условиях 2015 года в варианте с повышенными дозами удобрений — сорт Радуга (84,45 см2). Минимальная площадь листовой поверхности у большинства сортов была отмечена в засушливых условиях 2013 г. (табл.).

При расчёте взаимосвязей между площадью листьев и урожайностью выявлена средняя степень связи. Достоверная величина коэффициента корреляции получена в условиях 2013 г. (r = 0,612).

Надёжным показателем фотосинтетической деятельности посевов является фотосинтетический потенциал, который указывает на размер площади листьев и продолжительность их работы.

Фотосинтетический потенциал — интегральный показатель фотосинтеза растений и важный признак, связанный с урожаем. От формирования и развития листовой поверхности зависит создание определённого фотопотенциала посева, который отражает суммарную листовую поверхность на единицу площади посева (А.А. Ничипорович и др., 1961).

Мощность ассимиляционного аппарата за вегетацию характеризует величина фотосинтетического потенциала, на которую главным образом влияют площадь листовой поверхности и длительность её функционирования [2].

Наши данные показывают (рис. 1), что непродолжительное время работают листья в посеве на умеренных дозах удобрений. На посевах овса голозёрного самый высокий фотосинтетический потенциал на сорте Прогресс, но посевы на умеренных дозах удобрений значительно уступали.

Фотосинтетический потенциал посевов ярового ячменя в среднем за годы исследования изменялся аналогично динамике формирования листовой поверхности [3].

Площадь листовой поверхности зернофуражных культур, см2/раст

Культура / Сорт Год Средняя

2013 2014 2015

Умеренный

Овёс голозёрный Прогресс Тюменский голозёрный 80,4 59,2 81,42 62,45 83,21 65,46 81,67 62,37

Овёс плёнчатый Отрада Талисман 58,58 62,24 59,67 64,38 62,41 65,25 60,22 63,95

Ячмень голозёрный Нудум 95 Омский голозёрный 79,58 58,33 79,91 60,45 81,58 61,48 80,35 60,0

Ячмень плёнчатый Абалак Ача Зенит 67,52 52,90 53,06 72,63 56,48 55,68 75,63 58,24 58,26 71,92 55,87 55,66

Пшеница Радуга Новосибирская 31 Блендерный посев 78,03 71,78 70,02 82,65 84,65 72,68 83,25 82,00 72,89 81,31 79,47 71,86

Повышенный

Овёс голозёрный Прогресс Тюменский голозёрный 81,42 65,90 82,48 67,36 83,14 67,45 82,34 66,09

Овёс пленчатый Отрада Талисман 71,78 74,70 73,15 76,59 74,25 76,96 73,06 76,08

Ячмень голозёрный Нудум 95 Омский голозёрный 75,40 81,57 76,45 80,25 75,26 80,24 75,7 80,68

Ячмень плёнчатый Абалак Ача Зенит 67,66 57,35 54,56 69,38 58,88 56,37 70,65 60,58 57,15 69,23 58,93 56,02

Пшеница Радуга Новосибирская 31 Блендерный посев 80,90 72,36 72,35 82,24 73,45 73,45 84,45 73,58 73,61 82,53 73,13 73,13

Умеренный и Повышенный

Рис. 1 - Фотосинтетический потенциал растений овса, тыс.м2- сут/га

Повышение дозы удобрений способствовало повышению фотосинтетического потенциала посевов у всех сортов. Величина фотосинтетического потенциала у исследуемых сортов ячменя варьировала от 471 до 682 тыс. м2 • сут/га (рис. 2).

В посевах пшеницы фотосинтетический потенциал за три года исследования изменялся незначительно, в среднем на 5,6%.

Умеренные дозы удобрений способствовали понижению фотосинтетического потенциала посевов у всех сортов. Величина фотосинтетического потенциала у исследуемых сортов пшеницы варьировала от 541 до 687 тыс. м2 • сут/га.

Между величинами листовой поверхности, фотосинтетическим потенциалом и урожайно-

750

Нудум 95 Омский Абалак Ача Зенит

голозёрный

Умеренный и Повышенный

Рис. 2 - Фотосинтетический потенциал растений ячменя, тыс. м2- сут/га

стью посевов в большинстве случаев выявлена тесная зависимость, которая нарушается при чрезмерном развитии листовой поверхности. При формировании большой поверхности листьев при высоких дозах удобрений растение не успевает созреть. Поэтому необходимо дозированно подходить к дозам минеральных удобрений и выявить зависимость между величинами листовой поверхности и коэффициентом поглощения ФАР посевами (рис. 3).

При площади листьев от 0 до 30—35 тыс. м2 поглощение ФАР увеличивается практически пропорционально площади листьев, затем возрастает уже более медленно и при площади листьев около 40—45 тыс. м2 достигает 80—90% всей падающей на

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

5

15

25

35

45

Рис. 3 - Зависимость поглощения фотосинтетически активной радиации от площади листьев в посевах зернофуражных культур, 2013-2015 гг.

посев ФАР. Дальнейшего увеличения коэффициентов поглощения ФАР уже не происходит.

Выводы. С точки зрения поглощения ФАР достаточной для фернофуражных культур можно считать площадь листьев около 40—45 тыс. м2. Наибольшая величина фотосинтетического потенциала отмечена на посевах ячменя сорта Нудум 95 — 682 тыс. м2-сут/га, пшенице сорта Радуга — 786 тыс. м2- сут/га при повышенных дозах удобрений.

Анализ данных за три года исследования показал, что повышенные дозы удобрений положительно влияют на размер площади листьев у сортов

зернофуражных культур, который изменился в среднем на 7,8%.

Для сельскохозяйственных предприятий важно, при каких дозах минеральных удобрений можно получить максимальный урожай, и обеспечить устойчивое повышение эффективности использования земельных ресурсов. В большинстве хозяйств наблюдается спад эффективности землепользования, непредсказуемость или смена тенденций от спада к подъёму уровня землепользования [4]. Проведённое исследование особенностей зернофуражных культур с учётом прогнозирования позволит определить перспективные направления организации рационального и планомерного использования земельных ресурсов.

Литература

1. Евтушкова Е.П. Сельскохозяйственное землепользование Тюменской области в современных социально-экономических условиях // Современная наука — агропромышленному производству: сб. матер. Междунар. науч.-практич. конф., посвящ. 135-летию первого среднего учебного заведения Зауралья — Александровского реального училища и 55-летию ГАУ Северного Зауралья. Тюмень, 2014. С. 21-27.

2. Ничипорович А.А. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах / А.А. Ничипорович, А.Е. Строганова, С.Н. Чмора, М.П. Власова. М.: АН СССР, 1961. 211 с.

3. Михайлова А.В. Фотосинтетическая деятельность посевов хлебных злаков // Летняя учебная практика по физиологии растений. Тюмень. Изд. Тюменского ин-та, 2002. 56 с.

4. Евтушкова Е.П. Совершенствование элементов технологии возделывания ячменя в лесостепной зоне Тюменской области: дисс. ... канд. с.-х. наук. Тюмень, 2006.

Влияние регулятора роста Мивал-Агро на ростовые процессы и формирование прибавки урожая кукурузы в зависимости от погодных условий

А.А. Неверов, к.с.-х.н., Н.И. Воскобулова, к.с.-х.н., ФГБНУ Оренбургский НИИСХ

В настоящее время известны многочисленные исследования по влиянию регуляторов роста растений на рост и развитие сельскохозяйственных культур, продуктивность посевов и качественные показатели продукции [1—6]. Однако мало работ по изучению особенностей формирования прибавки урожая под влиянием регуляторов роста в различных погодных условиях. Есть работы, в которых показано, что формирование урожая и его прибавки — это разные категории и зависят они от разных факторов [7]. В земледелии важно понимание, в каких условиях тот или иной приём обеспечит наибольшую прибавку урожая и, следовательно, наибольшую эффективность. Для Оренбургской области характерны условия недостаточного атмосферного увлажнения и значительные колебания метеофакторов в различные годы и в период активной вегетации растений, поэтому изучение влияния на растения росторегулирующих препаратов в различных погодных условиях весьма актуально.

Из всех изученных нами регуляторов роста растений с ауксиновой активностью хорошо зарекомендовал себя кремнийорганический препарат Мивал-Агро, содержащий два компонента: Мивал и Крезацин.

Цель исследования — изучение влияния обработки семян кукурузы регулятором роста Мивал-Агро на формирование прибавки урожая и изменения ростовых процессов в зависимости от погодных условий.

Материал и методы исследования. Исследование проводили в 2011—2016 гг. на базе опытного поля ФГБНУ ОНИИСХ, рядом с п. Нежинка Оренбургского района Оренбургской области. Почва участка — чернозём южный карбонатный среднесуглинистый среднемощный. Объект исследования раннеспелый гибрид кукурузы РОСС 140СВ. Семена обрабатывались Мивал-Агро из расчёта 20 г с расходом рабочего раствора 10 л воды на 1 т за сутки до посева. Повторность 4-кратная, учётная площадь делянки — 10 м2, размещение делянок систематическое со смещением в ярусах. Дисперсионный анализ данных по уро-