Особенности фотосинтетической деятельности растений в посевах сорговых кормовых культур на светло-каштановых почвах Калмыкии

Оконов М.М., доктор с.-х. наук, профессор,

Балинова Т.А., аспирант ФГБОУ ВПО

«Калмыцкий государственный университет»

В оптимизации фотосинтетической деятельности растений в посевах важная роль принадлежит условиям водоснабжения и минерального питания. В связи с этим, в научно обоснованной системе орошаемого земледелия наиболее приоритетными задачами являются рациональное применение удобрений и оптимизация режимов орошения.

В тех случаях, когда в процессе роста и развития растений удаётся достаточно полно удовлетворить их потребности в факторах внешней среды, на поле формируется максимально возможный урожай, однако осуществить на практике такую оптимизацию крайне сложно.. По данным многих исследований, её величина в посевах достаточно широко варьирует: от 30-55 в посевах зерновых, пропашных культур и 60-90 тыс. м³/га в посевах кормовых культур (1). Фотосинтетический потенциал, является также одним из важнейших показателей, с которым наиболее тесно коррелирует величина урожая, даёт количественную оценку динамики формирования посевов. Во многих исследованиях проведённых в разные годы в Нижнем Поволжье на светло-каштановых почвах в посевах однолетних кормовых культур у озимой ржи на зелёную массу его величина составляет 1,8-2,0 млн. м²/га, суданской травы – 2,3-2,8 млн. м/га, сорго и кукурузы на силос – 1,6-1,8 млн. м²/га (2). При это чистая продуктивность фотосинтеза в зависимости от культуры и условий выращивания обычно составляет от 4,0 до 7,0-8,0 г/м². сутки.

Результаты исследований

Проведённые нами полевые опыты с однолетними сорговыми культурами, выращиваемые в периоды со среднесуточной температурой больше 12-14⁰ С, позволит установить определённые закономерности в формировании урожая зелёной массы. При посеве суданской травы и сорго-суданкового гибрида в начале мая, формирование урожая укосной спелости (основной укос) происходит за сравнительно короткий период времени 62-65 дней, при нарастающей сумме среднесуточных температур воздуха. Для формирования урожая укосной спелости требуется 1350-1430⁰ С биологически активных температур.

Следует сразу отметить, что на разных вариантах режимов орошения не прослеживалась существенная разница в значениях основных фотосинтетических показателей. В то же время от уровня минерального питания (без удобрений и удобренные варианты) динамика основных показателей фотосинтеза зависела гораздо больше(табл.1). По данным наших четырёхлетних исследований основные показатели фотосинтетической деятельности растений суданской травы и сорго-суданкового гибрида характеризовались следующими значениями: Максимальная площадь листьев формируется в конце фазы трубкования и на неудобренном контроле составила у суданской травы в первом укосе -31,4 тыс. м²/га, а на удобренных вариантах возрастала значительно 74,7-79,0 тыс. м²/га (табл. 3).

На фоне естественного плодородия почвы (вариант без удобрений) площадь её листовой поверхности составила в фазе кущения в первом укосе -19,2, а на удобренных вариантах была почти в два раза выше 34,4-36,9 тыс. м²/га. В фазе начало трубкования она соответственно составляла от 25,7 до 61,2-64,5 тыс. м²/га. При этом в посевах в фазе завершения трубкования при максимальной площади листьев формируется достаточно мощный фотосинтетический потенциал, а в укосную спелость его значения составили на вариантах (без удобрений) 1260, на вариантах N₆₀ P₄₀ и N₉₀ P₆₀ от 2,095 до 2,170 млн. м². дней /га. Установлено, что суданская трава в основном укосе уже в фазе кущения обладает хорошей продуктивностью работы фотосинтетического аппарата, когда ЧПФ составил от 1,47 до 2,51-2,78 г/м². сутки. Максимальное значение этого показателя также приходится на конец фазы трубкования и начало вымётывания метёлки достигла 3,85-3,92 г/м. сутки. Для сорговых комовых культур исключительно важное значение имеет уровень минерального питания, особенно азотного. Урожай зелёной и

Таблица 1.

Динамика формирования основных фотосинтетических показателей в посевах суданской травы по фазам вегетации

Показатели	Кущение			Трубкование			Трубкование			Начало вымётывания метёлки
Показатели	Без удобрений	N₆₀ P₄₀	N₉₀ P₆₀	Без удобрений	N₆₀ P₄₀	N₉₀ P₆₀	Без удобрений	N₆₀ P₄₀	N₉₀ P₆₀	Без удорбений	N₆₀ P₄₀	N₉₀ P₆₀
Урожай зелёной массы. т/га	4,82	9,40	10,30	10,40	18,30	19,15	20,70	30,20	36,30	27,50	35,20	40,40
Урожай сухой массы, т/га	1,05	2,02	2,29	2,57	4,02	4,36	4,60	6,64	7,98	5,24	7,73	8,85
Площадь листьев, тыс. м /га	19,2	34,4	36,9	25,7	61,2	64,5	31,4	74,7	79,0	29,7	67,7	68,5
Фотосинтетический потенциал, млн.м².дней /га	0,390	0,820	0,970	0,860	1490	1600	1018	1830	1970	1260	2095	2170
Чистая продуктивность фотосинтеза, г.м²./сутки	1,47	2,51	2,78	2,00	2,97	3,40	3,13	3,77	3,85	3,20	3,86	3,92
КПД ФАР, %	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1,60	2,37	2,46

сухой массы на неудобренном варианте был сравнительно невысоким даже в основном укосе -27,5 т/га зелёной массы, а при внесении удобрений составил 35,2-40,4 т/га в среднем за 2009-2012гг.

Урожай зелёной массы на варианте без удобрений и режиме орошения 75-80 % НВ составил в 2009 году -48,8т/га, в 2010 году -46,6т/га, в 2011 году- 45,7 т/га и в 2012 году-40,3 т/га. При этом урожай сухой биомассы составил в среднем 5,04 т/га, на вариантах с удобрениями достигал 7,73-8,85 га.

Посевы сорго-суданкового гибрида также имеют похожую тенденцию в динамике формирования урожая по фенологическим фазам, с той лишь небольшой разницей, когда отрастание её происходит после основного укоса несколько медленнее, чем у суданской травы. Урожайность зелёной массы суданской травы и сорго-суданкового гибрида по укосам и в целом за вегетационный период представлены в таблице1, когда приведены средние данные по всем основным показателям на варианте с наиболее высоким уровнем водообеспечения (75-80% НВ) и разных фонах минерального питания.

Таблица 3.

Основные показатели фотосинтетической деятельности растений в посева сорговых культур в среднем за 2009-2012 гг.

Доза удобрений	Урожай зелёной массы,т/га	Мах(S_l) площадь листьев,тыс.м²/га	ФП, млн. м².дней/га	ЧПФ, г/м.сутки	КПД ФАР, %
Суданская трава-первый укос
Без удобрений	27,5	31,4	1,260	3,13	1,60
N₆₀ P₄₀	35,2	74,7	2,095	3,77	2,87
N₉₀ P₆₀	40,3	79,0	2,170	3,85	2,46
Отава суданской травы –второй укос
Без удобрений	18,3	38,4	0,805	2,30	1,44
N₃₀	23,5	58,8	1,810	2,51	2,02
N₃₀	27,0	65,2	1,907	2,78	2,23
Всего за два укоса
Без удобрений	45,8	-	2,065	2,71	1,57
N₉₀ P₄₀	58,7	-	4,005	3,14	2,29
N ₁₂₀P₆₀	67,3	-	4,277	3,26	2,42
Сорго-суданковый гибрид – первый укос
Без удобрений	20,8	30,2	1,015	3,02	1,42
N₆₀ P₄₀	28,5	69,0	1,920	3,56	2,07
N₉₀ P₆₀
Отава сорго-суданкового гибрида – второй укос
Без удобрений	13,5	25,0	0,785	2,25	1,17
N₃₀	19,0	54,7	1,630	2,44	1,60
N₃₀	22,1	60,2	1,715	2,60	1,72
Всего за два укоса
Без удобрений	34,3	-	1,800	2,63	1,46
N₉₀ P₄₀	47,7	-	3,550	3,00	1,86
N ₁₂₀P₆₀	55,3	-	9,705	3,15	1,97

Суммарная продуктивность суданской травы за два укоса на неудобренном фоне составила 45,8 т/га зелёной массы, при внесении N₉₀ P ₄₀58,7 т/га и N₁₂₀ P₆₀ – 67,2 т/га зелёной массы. При этом была значительная разница в конечном значении фотосинтетического потенциала в зависимости от вариантов, на неудобренном фоне он составил 2,065, а на удобренных вариантах в два и более раза выше на уровне 4,005-4,277 млн.м². дней/га. Значение поглощенной энергии и КПД ФАР составил от 1,60 до 2Б46 % в основном укосе и 1,44 – 2,23% во втором укосе.

Библиографический список

1.Ничипорович А.А. Фотосинтетическая деятельность растений как основа их продуктивности в биосфере и земледелии //Фотосинтез и продуктивный процесс , -М.: Наука,1980.-с.5-20.

2. Филин В.И., Оконов М.М. Удобрение и орошение однолетних кормовых культур в интенсивном кормопроизводстве Прикаспийского региона. -Элиста: АПП «Джангар»,2004. С 83-96.

3. Оконов М.М., Балинова Т.А. Режимы орошения и дозы минеральных удобрений в посевах сорговых культур на светло-каштановых почвах Калмыкии.// Теоретические и прикладные проблемы в АПК, -.:РУДН,2013,с45-47.