Н.А. Зеленский, А.П. Авдеенко // Материалы международной научной конференции "Татишевские чтения: актуальные проблемы науки и практики", Тольятти, 2005, С.3-9.

 

Создание оптимальных и экологически-адаптивных условий для работы фотосинтетического аппарата на всем протяжении вегетации является необходимым условием формирования высокого урожая. Фотосинтез – процесс создания органического вещества зелеными растениями, так как на 90-95% сухая масса растений состоит из органических веществ. Продуктивность растений определяется размером и продолжительностью работы листового аппарата, чистой продуктивностью фотосинтеза, характером использования его продуктов на ростовые процессы и формирование хозяйственно ценной части урожая. В связи с этим разработка отдельных агроприемов, их аргументированное применение в технологиях возделывания культур, в том числе и озимой пшеницы, требует наличия данных об элементах фотосинтетической деятельности растений. Это дает нам возможность проанализировать причины изменения фотосинтетической продуктивности растений под влиянием метеорологических и антропогенных факторов. Изучение динамики формирования листовой поверхности озимой пшеницы показало, что ее площадь изменялась по фазам вегетации растений под воздействием как отдельных элементов технологии, так и в зависимости от погодных условий. С начала возобновления весенней вегетации в фазе кущения наименьшая площадь листовой поверхности озимой пшеницы наблюдалась на одновидовом посеве без применения удобрений – 10,91-11,26 тыс. м2/га. Применение минеральных удобрений в одновидовом посеве обеспечило заметное увеличение площади листьев до 12,65-13,29 тыс. м2/га. В фазе весеннего кущения растения озимой пшеницы в бинарных посевах имели площадь листьев от 11,86-13,07 тыс. м2/га (фон без удобрений) до 14,13-15,20 тыс. м2/га на удобренном фоне. Иными словами можно сказать, что уплотнение одновидового посева озимой пшеницы викой мохнатой улучшает условия питания растений злакового компонента, что обеспечивает более интенсивное формирование ассимилирующей поверхности растений. К фазе колошения у растений озимой пшеницы площадь листовой поверхности на вариантах бинарного посева увеличилась до 37,41-42,34 тыс. м2/га, что на 1,52-6,45 тыс. м2/га больше, чем на контроле. С повышением уровня питания растений озимой пшеницы как в одновидовом, так и в бинарном посеве площадь листовой поверхности увеличивалась соответственно на 5,60-9,00 и 12,12-17,97% по сравнению с контролем. Следует отметить, что на всех вариантах опыта, где не применялись химические средства борьбы с сорняками, площадь листьев у растений озимой пшеницы была меньше. Данная закономерность наблюдалась по изучаемым вариантам с фазы выхода в трубку. Наиболее значительно (на 5,3-6,6 тыс. м2/га) возросла площадь листовой поверхности на вариантах бинарного посева с применением минеральных удобрений. Это можно объяснить тем, что снижение засоренности посевов озимой пшеницы с помощью гербицидов повышало конкуренцию растений озимой пшеницы за основные факторы жизни. Варианты опыта одновидового посева озимой пшеницы с применением минеральных удобрений (N15P39K39 + N40) и бинарного посева, но без удобрений, по площади листьев озимой пшеницы в фазу колошения были примерно на одном уровне – 37,4-39,5 тыс. м2/га. Нашими наблюдениями установлено, что после колошения началось отмирание нижних листьев, в связи с чем площадь фотосинтезирующей поверхности листьев сокращается. Однако на вариантах бинарного посева на фоне минеральных удобрений применение гербицидов (2,4ДА и Секатор) позволило к фазе восковой спелости зерна озимой пшеницы сохранить за счет предпоследнего и флагового листьев ассимилирующую поверхность и увеличить продолжительность вегетации растений на 6-7 дней по сравнению с контролем. Применение гербицида 2,4ДА несколько тормозило нарастание листьев по сравнению с вариантом, где применяли Секатор, начиная с фазы весеннего кущения. Так, если в фазу весеннего кущения после обработки гербицидом 2,4ДА площадь листьев составляла 10,9-14,6 тыс. м2/га, то в то же время на вариантах без внесения гербицидов она была равна 11,0-15,2 тыс. м2/га. В фазу колошения площадь листьев озимой пшеницы на вариантах с гербицидом 2,4ДА была равна 36,8-41,2 тыс. м2/га, в то время как на делянках, где применяли Секатор – 37,3-42,3 тыс. м2/га. После фазы колошения площадь листьев растений озимой пшеницы начала сокращаться за счет усыхания листьев нижнего, а затем и среднего ярусов и оттока питательных веществ в репродуктивные органы. В наших исследованиях средние значения фотосинтетического потенциала посевов озимой пшеницы в зависимости от элементов технологии ее возделывания за вегетацию колебались от 1747,2 до 2285,2 тыс. м2-сут./га (табл. 1). Динамика формирования фотосинтетического потенциала в течение вегетации в среднем по всем вариантам опыта была следующей: весеннее кущение-выход в трубку – 616,7-829,0 тыс. м2-сут./га, или 35,3-36,2%, выход в трубку-колошение – 1130,5-1457,9 тыс. м2-сут./га, или 64,3-64,5% к суммарному фотосинтетическому потенциалу.

 

Таблица 1

 Фотосинтетический потенциал растений озимой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания, тыс. м2-сут./га (2002-2004 гг.)

Вариант опыта			Межфазные периоды
Агроценоз	Фон		Кущение-выход в трубку	Выход в трубку-колошение	Суммарный за период кущение-выход в трубку
	Удобрений	Гербицидов
Озимая пшеница (одновидовой посев)	Без удобрений (контроль)	без гербицидов	616,7	1130,5	1747,2
		2,4ДА	636,4	1243,9	1880,3
			684,9	1197,9	1882,8
	N15P39K39 + N40	без гербицидов	688,5	1265,8	1954,3
		2,4ДА	696,5	1309,9	2006,4
		Секатор	721,3	1289,0	2010,3
Озимая пшеница + озимая вика (бинарный посев)	Без удобрений (контроль)	без гербицидов	717,5	1294,3	2011,8
		2,4ДА	732,7	1338,2	2070,9
		Секатор	755,0	1327,0	2082,0
	N15P39K39 + N40	без гербицидов	772,7	1383,5	2156,2
		2,4ДА	803,2	1457,9	2261,1
		Секатор	829,0	1456,3	2285,2

 

Кущение-выход в трубкуНаибольшее нарастание фотосинтетической мощности отмечалось в межфазный период выход в трубку-колошение. В этот период максимальный фотосинтетический потенциал был на бинарных посевах с применением удобрений: при обработке посевов аминной солью - 1457,9 и при обработке Секатором – 1456,3 тыс. м2-сут./га, а на фоне без гербицидов – 1383,5 тыс. м2-сут./га. Фотосинтетический потенциал одновидового посева на фоне минеральных удобрений приближался к бинарному посеву, но без применения минеральных удобрений. Суммарный фотосинтетический потенциал растений озимой пшеницы в бинарных и одновидовых посевах с применением гербицидов был более 2 млн. м2-сут./га. Такая высокая фотосинтетическая мощность посевов в этот межфазный период была обусловлена продолжительностью этого периода и значительными размерами листовой поверхности. Следует также отметить, что при возделывании озимой пшеницы в бинарных посевах на фоне минеральных удобрений фотосинтетический потенциал посевов был максимальным – 2,15-2,28 млн. м2-сут./га. Наименьшей величиной фотосинтетического потенциала за период от весеннего кущения до колошения характеризовались растения озимой пшеницы в одновидовых посевах на фоне без удобрений – от 1,74 до 1,88 млн. м2-сут./га. Это было меньше величины фотосинтетического потенциала растений озимой пшеницы в бинарных посевах с применением удобрений на 19,1-21,3% и без применения минеральных удобрений – на 9,6-13,4%. Накопление сухого вещества является функцией процесса ассимиляции и составляет физиологическую основу величины продуктивности растений. В то же время ход накопления сухого вещества растениями в процессе роста и развития характеризует обеспеченность растений факторами жизни. Наблюдения за динамикой накопления сухой массы растениями озимой пшеницы в наших исследованиях позволили проследить, как изучаемые в опыте элементы технологии возделывания повлияли на рост и развитие растений в различные периоды вегетации и как это сказалось, в конечном счете, на их продуктивности (табл. 2).

 

Таблица 2

Накопление сухого вещества растениями озимой пшеницы по фазам вегетации в зависимости от элементов технологии возделывания, г/м2 (2002-2004 гг.)

Вариант опыта			Фаза вегетации
Агроценоз	Фон		Выход в трубку	Колошение	Полная спелость
	Удобрений	Гербицидов
Озимая пшеница (одновидовой посев)	Без удобрений (контроль)	без гербицидов	210,8	410,7	743,4
		2,4ДА	216,9	416,1	764,3
			225,3	422,5	765,5
	N15P39K39 + N40	без гербицидов	231,4	432,6	776,9
		2,4ДА	237,8	441,7	785,9
		Секатор	249,9	456,6	796,7
Озимая пшеница + озимая вика (бинарный посев)	Без удобрений (контроль)	без гербицидов	259,6	477,1	793,2
		2,4ДА	269,4	486,7	797,1
		Секатор	275,6	489,7	811,4
	N15P39K39 + N40	без гербицидов	290,5	513,6	844,7
		2,4ДА	286,8	519,9	848,2
		Секатор	294,5	519,0	856,9

 

Как показали наши наблюдения, накопление сухого вещества в растениях озимой пшеницы продолжалось в течение всей вегетации до полной спелости зерна. Имея достаточно хорошо развитую вторичную корневую систему и необходимый листовой аппарат, растения озимой пшеницы уже в фазу выход в трубку сформировали высокую абсолютно сухую массу – от 210,8 до 294,5 г/м2. Возделывание озимой пшеницы в бинарных посевах и в одновидовых посевах с применением минеральных удобрений в фазу выход в трубку имели массу сухого вещества в растениях большую по сравнению с контролем. С развитием площади ассимиляции растения накапливали к фазе колошения 54,4-61,3% массы сухого вещества от максимальной в фазу полной спелости. Максимальное накопление сухого вещества растениями озимой пшеницы в фазу полной спелости зерна было на вариантах бинарного посева с применением минеральных удобрений – 844,7-856,9 г/м2. Накопление сухой массы вещества на единице площади посева происходило синхронно динамике формирования площади листьев под воздействием изучаемых элементов технологии возделывания. Однако если прирост площади листьев заканчивался в фазе колошения, то накопление массы сухого вещества продолжалось, достигая своего максимума в фазу полной спелости. Аналогичная зависимость нами была отмечена во все годы исследований. В годы с большим количеством осадков, особенно при достаточном азотном питании растения формируют более мощный ассимиляционный аппарат. Однако значительного увеличения накопления сухого вещества при этом не происходило. Так, в 2002 г. на бинарном посеве удобренном фоне с применением гербицида Секатор в фазу колошения площадь листьев была максимальной – 42,93 тыс. м2/га, а масса сухого вещества растений была равна 519,1 г/м2. Однако на аналогичном варианте бинарного посева, но с применением аминной соли площадь листьев в фазу колошения была меньше на 0,77 тыс. м2/га, но сухого вещества растения накопили на 1,9 г/м2 больше. Фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы по вариантам опыта ярче видна по результатам определения чистой продуктивности фотосинтеза. Как показали наши наблюдения, в период кущение-выход в трубку (III-VII этапа органогенеза) у растений озимой пшеницы чистая продуктивность фотосинтеза на бинарных посевах была выше по сравнению с одновидовыми посевами (таблица 3).

Таблица 3

Чистая продуктивность фотосинтеза растений озимой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания, кг/тыс. м2-га/сут.

 

Вариант опыта			Межфазный период
Агроценоз	Фон		Кущение-выход в трубку	Кущение-колошение	Кущение-полная спелость
	Удобрений	гербицидов
Озимая пшеница (одновидовой посев)	Без удобрений (контроль)	без гербицидов	3,60	3,82	4,42
		2,4ДА	3,79	3,55	4,23
		Секатор	3,32	3,77	4,17
	N15P39K39 + N40	без гербицидов	3,57	3,59	4,13
		2,4ДА	3,78	3,65	4,08
		Секатор	3,78	3,87	4,16
Озимая пшеница + озимая вика  (бинарный посев)	Без удобрений (контроль)	без гербицидов	3,82	3,90	4,10
		2,4ДА	4,06	3,88	4,03
		Секатор	3,86	3,98	4,10
	N15P39K39 + N40	без гербицидов	4,03	3,92	4,08
		2,4ДА	3,94	3,76	3,93
		Секатор	3,76	3,80	3,89

 

Так, в бинарных посевах чистая продуктивность фотосинтеза была от 3,76 до 4,06 кг/тыс. м2-га∙сут., а в одновидовом посеве на фоне без удобрений – от 3,32 до 3,79 кг/тыс. м2-га∙сут. К фазе колошения чистая продуктивность фотосинтеза у растений озимой пшеницы по вариантам опыта выравнивается, а к фазе полной спелости зерна чистая продуктивность фотосинтеза на варианте одновидового посева без применения удобрений была выше, чем на бинарных посевах. Таким образом, как показали наши наблюдения, отмеченные элементы технологии возделывания, способствуя развитию мощного ассимиляционного аппарата, а следовательно и повышению фотосинтетической мощности посевов, не реализовали свою потенциальную способность формировать повышенный урожай сухой биомассы. Отмеченные изменения фотосинтетиче