CC BY
73
УДК 632.954:633.367
Энергия света и сорные растения
6. Rosi-Marshall E.J., Tank J.L., Royer T. V., Whiles M.R., Evans-White M., Chambers C., Griffiths N.A., Pokelsek J. & Stephen M.L. Toxins transgenic crop byproducts may affect headwater stream ecosystems. //Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007, v. 104, p. 16204-16208.
7. Swan C.M., Jensen P.D., Dively G.P., Lamp W.O. Processing of transgenic crop residues in stream Ecosystems // Journal of Applied Ecology, 2009, v. 46, p. 1304-1313.
8. WestgateM.E., Lizaso J., Batchelor W. Quantitative relationship between pollen-shed density and grain yield in maize. //Crop Sci., 2003, v. 43, p. 934-942.
Аннотация. До недавнего времени считалось, что распространение Bt-токсинов ограничено лишь пределами агроцено-зов. Однако сейчас все очевиднее становится масштаб трансэкосистемного переноса вторичных продуктов генетичес-ки-модифицированных растений, способный вызывать каскадный эффект в трофических цепях не только сухопутных, но и пресноводных экосистем. Обобщены результаты полевых и лабораторных исследований воздействия вторичных продуктов Bt-кукурузы на ручейников. Повышенная смертность, замедление роста, обусловленные загрязнением водоемов вторичными продуктами Bt-кукуру-зы, могут иметь ряд негативных последствий: деградация пресноводных экосистем вследствие накопления неразлагающихся растительных остатков, уменьшение кормовой базы хищных беспозвоночных, рыб, амфибий и птиц.
Ключевые слова. Bt-кукуруза, ручейники.
Abstract. It has been considered until recently that the dispersal of Bt-toxins is limited only by the boundaries of agro-ecosystems. However, the scope of cross-ecosystem movement of transgenic crop byproducts that can cause a cascading effects in food chains in land and freshwater ecosystems is becoming more evident than ever. The paper generalizes the results of research of the impact of Bt-maze byproducts on caddisflies. Reduced growth and increased mortality of these invertebrates caused by the pollution of stream water by Bt-maze byproducts can result in the degradation of stream water which is caused by the accumulation of non-degradable plant residues as well as depletion of food supplies for, predatory invertebrates, fish, amphibians and birds.
Keywords. Bt-maize, caddisflies.
А.А. ИВАЩЕНКО, заместитель директора Института сахарной свеклы УААН, член-корреспондент УААН А.А. ИВАЩЕНКО, старший научный сотрудник
Общеизвестно, что целью возделывания всех сельскохозяйственных культур является получение законсервированной в органических веществах энергии солнечных лучей.
Самая высокопродуктивная культура в умеренном климатическом поясе планеты - сахарная свекла, которая способна за вегетационный сезон синтезировать до 28 т/га сухих веществ [8]. Ее способность усваивать и аккумулировать в процессе фотосинтеза энергию Солнца, в первую очередь, зависит от таких факторов, как температура, длина вегетационного периода, наличие минеральных веществ и влаги. Кроме того, растения требуют обязательного поступления энергии ФАР (фотосинтетически активной радиации с длиной световых волн от 380 до 710 нм) [1, 3].
В умеренных широтах в теплый период года в дневное время каждый час поступает около 800 ватт лучистой энергии Солнца на 1 м2 поверхности. На первых этапах своего роста растения сахарной свеклы используют поток энергии ФАР неполно. На протяжении первого месяца после появления всходов они формируют около 5 % площади листовой поверхности от максимальной во время вегетации. Соответственно проективное покрытие поверхности поля составляет малый процент. На поверхность почвы в этот период «оседает» 93-96 % потока энергии ФАР [9, 5].
Наличие достаточного количества энергии света в сочетании с влагой, теплом, минеральными веществами и значительными запасами семян сорняков в верхнем слое почвы способствует интенсивному покрытию посевов всходами сорных растений
в мае и начале июня. Лишь после смыкания листьев в междурядьях и при формировании 2-3 м2 листовой поверхности на 1 м2 площади растения сахарной свеклы способны поглощать более 60-70 % энергии ФАР, поступающей на посевы. Часть световой энергии отражается и рассеивается листьями культуры снова в пространство, часть через промежутки между листьями растений сахарной свеклы проникает к поверхности почвы и может быть использована молодыми растениями сорняков для процессов фотосинтеза [2].
Период активного и относительно полного (70-84 %) поглощения потока энергии ФАР растениями сахарной свеклы составляет в среднем лишь около 80 дней в году (или 54-57 % длины теплого периода). Со второй половины сентября поглощение растениями энергии света снижается [4].
Интенсивность засорения посевов имеет прямую зависимость от величины потока энергии ФАР, которую растения культуры пропускают к поверхности почвы.
Изучение световых режимов проводилось в 2003-2006 гг. в специальных павильонах, что позволяло регулировать интенсивность солнечного освещения. Условия увлажнения, температуры и минерального питания растений разных видов были одинаковыми во всех вариантах.
Растения сорняков одного вида (по 20 шт/м2) выращивали на делянках площадью 2,5 м2 в 6-кратной повтор-ности. При формировании растениями 4 настоящих листьев делянки накрывали павильонами с режимом освещения, предусмотренным схемой опыта. В павильонах растения вегети-ровали до фазы формирования семян. Режим освещения создавали методом «листовой мозаики» и определяли в солнечный день с 11 ч 30 мин до 12 ч при помощи фотоинтегратора Гуляева. Для измерений режимов ос-
вещенности (интенсивность падающего потока энергии ФАР) использовали методику Тооминга-Гуляева [7].
Учеты высоты растений, площади листовой поверхности (метод просечек), накопления свежей и сухой массы растениями сорняков осуществляли по общепринятым методикам [6].
Схемой исследований были предусмотрены следующие уровни освещенности: 1-й вариант - растения вегетируют на открытых площадках и получают 100 % световое обеспечение; 2-й - растения вегетируют в павильонах в условиях таких же, как на открытых площадках, свободно продуваются воздухом, однако имеют определенный уровень затенения -80 % от полного освещения, 3-й - растения получают 60 % потока энергии ФАР от полного; 4-й - 40, 5-й -20 % освещения.
Исследованиями установлено, что растения сорняков разных видов неодинаково реагировали на снижение интенсивности светового потока, поступающего к листьям. Большинство массовых видов сорняков - гелиофиты (светолюбивые) и очень остро реагируют на световое (энергетическое) голодание. К ним относятся щирица обыкновенная Amaranthus retroflexus, просо куриное Echinochloa crus-galli, паслен черный Solanum nigrum, горец развесистый Polygonum lapathifolium и другие. Снижение интенсивности освещения на 40-60 % от полного в период вегетации приводит к значительному ослаблению конкурентоспособности таких растений в растительных ценозах.
В условиях частичного затенения растения названных видов имели более низкие показатели по сравнению с растениями того же вида, но веге-тирующими в условиях полной освещенности, по высоте - на 29,560,1 %, величине накопления свежей массы - на 44,3-64,2 %, площади листьев - на 42,8-60 %.
Корреляционная зависимость между уровнем обеспечения растений энергией света (ФАР) и величиной площади листьев у растений сорняков была положительной, по показателям плотности - почти функциональной. Несколько более низкой
(r = 0,96 против r = 0,99) она была у куриного проса.
Среди сорняков есть и виды умбриопатиенты (теневыносливые), которые способны выдерживать небольшое затенение почти без снижения параметров своих биологических показателей, например, звездчатка средняя Stellaria media, чистотел лекарственный Seladonium majalis и др. Конкурентная способность таких растений существенно снижается только в условиях значительного уменьшения (на 60-80 %) уровня освещенности. При снижении энергетического (светового) питания показатели высоты растений были меньше по сравнению с растениями в контроле на 44,8-65,9 %, площадь листьев -на 45,5-54,6 %, масса растений на 49,2-64,1 %.
По результатам исследований правомерно сделать следующие выводы. Растения сахарной свеклы и разных видов сорняков реагируют на дефицит света (энергии ФАР) снижением
своей биологической продуктивности. Они только около 80 дней (или 5457 % длины вегетационного периода) способны поглощать поток энергии ФАР относительно полно - на 70-84 %.
Наиболее значительные непродуктивные потери энергии ФАР (на 4097 %) растениями сахарной свеклы происходят в первые 40-50 дней вегетации после появления всходов, в период наиболее интенсивного засорения.
Растения разных видов сорняков реагируют на дефицит энергии ФАР неодинаково. Растения-гелиофиты (щирица обыкновенная, просо куриное, паслен черный и др.) существенно снижают свою биологическую продуктивность уже при уменьшении интенсивности потока ФАР на 40-60 %.
Растения-умбриопатиенты (звездчатка средняя, чистотел лекарственный и др.) значительно снижают биологическую продуктивность лишь в условиях уменьшения интенсивности потока ФАР на 60-80 % от полного.
ЛИТЕРАТУРА
1. AlderferR.G. Anteraction of solar radiation. // Wath plant systems. Solar Energy, 1993, v. 15, p. 77-82.
2. 1ващенко О.О. Бур'яни в агрофтоценозах. - К.: Свп", 2001, 234 с.
3. МиркинБ.М. Современные проблемы агрофитоценологии.// Журнал общей биологии, 1986, т. XLVII, № 1, с. 3-12.
4. Мотес Э. Солнце и урожай. - М.: Колос, 1993, 126 с.
5. Ниловская Н.Т. Оценка возможности управления продуктивностью растений путем регулирования фотосинтетического и дыхательного газообмена. / Принципы управления продуктивными процессами в агроэкосистемах. - М.: Наука, 1996, 202 с.
6. НичипоровичА.А. Фотосинтетическая деятельность растений и пути повышения ее продуктивности. Монография, 1972, с. 511-527.
7. Тооминг Х.Г., Гуляев Б.И. Методика измерения фотосинтетически активной радиации. - М.: Наука, 1967, 141 с.
8. ШульгинИ.А. Растение и солнце. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973, 249 с.
9. Шульгин И.А., Ходоренко Л.А. Формирование оптического аппарата зеленого листа в связи с энергетической адаптацией к солнечной радиации. // Научные доклады Высшей школы, 1969, вып. 5, с. 62-66.
Аннотация. Основой формирования биологической массы растений являются процессы фотосинтеза, которые аккумулируют энергию света в энергию химических связей. Посевы сахарной свеклы на начальном этапе вегетации используют поток энергии ФАР очень нерационально. Одновременно интенсивно происходят процессы засорения посевов. На снижение энергетического обеспечения растения разных видов сорняков реагируют неодинаково.
Ключевые слова. Сахарная свекла, сорняки, биологическая продуктивность, энергия ФАР, площадь листьев.
Abstract. The basis of formation of biological weight of plants is processes of photosynthesis which accumulate energy of light in energy of chemical connections. Crops of sugar beet on an initial stage of vegetation use a stream of energy of PhAR very irrationally. Simultaneously intensively there are processes of a contamination of crops. To reduction of power maintenance of a plant of different kinds of weeds react unequally.
Keywords. Sugar beet, weeds, biological efficiency, energy of PhAR, the area of leaves.
19
4 Защита и карантин растений № 11, 2010
