CC BY
109
УДК - 631.1
ФИТОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРОГРАММИРОВАНИИ УРОЖАЕВ
В.П. Косьянчук
Показано, что наиболее высокие показатели фотосингетической деятельности формировали посевы при возделывании по технологии с умеренным использованием средств химизации. Программируемые уровни урожайности реально достижимы.
Ключевые слова: фотосинтез, технологии, удобрения, урожайность, структура, модели посевов.
ВВЕДЕНИЕ
Урожай сельскохозяйственных культур формируется в процессе фотосинтеза. Для повышения коэффициента использования ФАР необходимо создание оптимальной структуры посевов, наиболее полно поглощающих и использующих солнечную радиацию.
Большое значение для формирования высоких урожаев сельскохозяйственных культур имеются размеры ассимиляционной площади листовой поверхности. Оптимальной структурой обладают те посевы, в которых площадь листьев быстро возрастает до 40 тыс.м2/га и по возможности долго сохраняется в конце вегетации значительно уменьшается или полностью отмирает, отдавая накопленные пластические вещества репродуктивной части урожая [1, с.105].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования выполнены на опытном поле Брянской ГСХА в многолетнем опыте, который функционирует с 1983 года, имеет номер государственной регистрации 046369 и включен в Государственную сеть опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами. В рамках плодосменного севооборота разрабатываются технологии возделывания полевых культур на основе системного подхода. Ведущими звеньями технологии были разные уровни применения средств химизации, способы основной обработки почвы, густота стояния растений и сорта неодинаковой степени интенсивности.
Общая площадь делянок в опыте составляет 237,6 м2, учетная - 200 м2 (при расщеплении 100 м2). Удобрения применялись в расчетных нормах: по зерновым культурам на уровень урожайности зерна 45-50 ц/га, клубней картофеля 300-320 ц/га.
Все наблюдения, учеты и анализы проводили по общепринятым методикам и ГОСТам.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Любая технология, агротехнический прием дает эффект, если обеспечивает быстрый прирост и достижение оптимальных размеров площади листьев в посевах, способствует сохранению их в активном состоянии более длительный период времени [2,с.54].
Необходимо отметить, что площадь листовой поверхности зависит от густоты стеблестоя, агрометеорологических и агротехнических условий. На стационарном опыте БГСХА показатели фотосингетической деятельности посевов озимой пшеницы были наиболее высокими на фонах с нормой высева 5,0 млн. всхожих семян на 1 га при использовании средств химизации. Площадь листьев в начале колошения озимой пшеницы составила 47,9-50,3 тыс. м2/га, без использования средств химизации - 35,8 тыс. м2/га.
Результаты исследования по другим культурам дают основание считать, что урожайность сельскохозяйственных культур в решающей степени зависит от величины листовой поверхности. Отмечена прямо пропорциональная зависимость между этими двумя показателями у всех сельскохозяйственных культур. Однако эта зависимость возможна лишь при увеличении площади листьев до оптимальных значений.
Однако площадь листьев недостаточно полно отражает фотосинтетическую деятельность посевов. Для характеристики фотосинтетической работы посева за период вегетации предложен показатель - фотосинтетический потенциал посева.
По нашим расчетам в условиях Брянской области оптимальный ФП находится в интервале 2,2
- 2,5 млн. м2 * дн/га, выход на каждую 1000 единиц ФП зерна составляет 2,7 - 3,0 кг. Для получения урожая озимой пшеницы 50 - 60 ц/га зерна необходимо иметь площадь листьев 40 - 50 тыс. м2/га, ФП
- 2,5 млн. м2 * дн/га, густоту посева 5,0 млн. всхожих семян на 1 га с сохранением к уборке 400 шт/м2. [3, с.39].
Важным показателем, характеризующим интенсивность работы фотосинтетического потенциала, является чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ). Она измеряется количеством сухой органической массы в граммах, которое синтезирует 1 м2 листовой поверхности за сутки:
Чистая продуктивность работающих посевов достигает 5 - 6 г/м2 в сутки. При ФП = 2 - 2,5 млн. м2 в сутки, общий урожай биомассы составляет за 100 дней вегетации 10 - 15 т/га, что может соответствовать 40 - 60 ц/га зерна, 500-700 ц/га картофеля.
При проведении исследований установлено, что основные показатели фотосинтетической деятельности по целому ряду культур приближаются к оптимальным величинам при возделывании их на серых лесных почвах без использования средств химизации и при ограниченном применении минеральных удобрений и пестицидов (табл.1).
Для планирования заданной урожайности необходимо определить оптимальные показатели основных элементов структуры урожая, формирование которых должно быть обеспечено комплексом агротехнических мероприятий. Биологической моделью будущего урожая зерновых культур является структурная формула, предложенная М.С.Савицким.
Таблица 1
Фотосинтетическая деятельность посевов сельскохозяйственных культур в условиях биологизации
земледелия (многолетний опыт БГСХА)
Показатели Озимая пшеница Московская 70 Картофель Невский Ячмень Прима Белоруссии
с умеренным применением средств химизации без использования средств химизации с умеренным применением средств химизации без использования средств химизации с умеренным применением средств химизации без использования средств химизации
1 2 3 4 5 6 7
Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га 50,3 35,8 40,3 39,9 48,1 38,8
Фотосинтетический потенциал посевов, тыс. м2 * дн/га 1638 1206 3762 3726 1894 1460
Чистая продуктивность посевов, г/ м2 * дн 5,6 9,2 5,5 5,6 4,7 4,4
Выход продукции на 1000 единиц ФП, кг 2,5 2,6 8,0 7,6 5,6 4,8
Чтобы получить программируемую урожайность озимой пшеницы 54,1 ц/га следует обеспечить формирование такой структуры урожая:
У = 225 * 2,0 * 32 * 37,6 / 10000 = 54,1 ц/га.
Исследования показали, что высокая урожайность зерновых культур (40 - 50 ц/га) формируется за счет количества продуктивных стеблей на единице площади, увеличения продуктивной кустистости, повышения количества зерен в колосе или метелке и массы зерна с одного колоса. Главенствующее значение принадлежит двум последним показателям (табл.2).
Таблица 2
Элементы структуры урожая зерновых культур в условиях биологизации земледелия
(многолетний полевой опыт Брянской ГСХА)
Элементы структуры Озимая пшеница Московская 70 Ячмень Прима Белоруссии Просо Быстрое
с умеренным применением средств химизации без использования средств химизации с умер-ым применением средств химизации без использования средств химизации с умеренным применением средств химизации без использования средств химизации
1 2 3 4 5 6 7
Число растений на м2 перед уборкой 224 223 231 202 172 210
Продуктивная кустистость 1,53 1,34 1,64 1,52 1,18 1,20
Число зерен в колосе или метелке, шт 31 28 21 20 277 187
Масса зерна колоса или метелки, г 1,32 1,21 1,05 1,01 1,67 1,08
Масса 1000 зерен, г 37,91 39,52 50,37 52,87 6,12 5,61
Наиболее четко это прослеживается на просе, если вести сравнение с вариантами, где достаточно интенсивно применялись средства химизации. Масса 1000 зерен в вариантах с
биологическими технологиями несколько снижалась.
Модель посевов заданной продуктивности составляется с учетом величины программируемого урожая, при этом учитывают фитометрические показатели, норму высева и густоту посева. Важно получить посевы с оптимальной структурой, высокими показателями их фотосинтетической деятельности, контролировать этот процесс и управлять им (табл.3,4).
Таблица 3
Примерные модели посевов озимой пшеницы различной продуктивности
Показатели Планируемый урожай
30 40 50
Масса зерна в одном колосе, г 0,98 1,09 1,23
Число зерен в колосе, шт 28 30 32
Масса 1000 зерен, г 35 36,5 38,6
Число продуктивных колосьев к уборке, шт/м2 306 367 406
Продуктивная кустистость 1,5 1,5 1,5
Число растений к уборке, шт/м2 204 245 27І
Общая выживаемость растений к уборке, % 70 70 70
Норма высева семян, млн. шт/га 2,9 3,5 3,9
Указанным в таблице урожаям зерна должны соответствовать сборы абсолютно сухой биомассы 75 - 125 ц/га. При программировании 50 ц зерна озимой пшеницы сорта Московская 70, имеющую массу 1000 зерен 38,6г., выход зерна с одного колоса 1,23г (38,6*32/1000). К уборке надо иметь на 1м2 406 продуктивных стеблей. Это при средней продуктивной кустистости 1,5 соответствует 271 растений на м2 (406/1,5). При общей выживаемости 70%, заданный урожай может быть получен при посеве с нормой высева 3,9млн. семян на 1га (271/ 70%)
Таблица 4
Фитометрические показатели посевов озимой пшеницы
Показатели Урожай абсолютно сухой биомассы ц с га
75 І00 І25
Выход зерна на 1тыс. единиц ФП, кг 2,7 2,85 3,0
ФП посева, тыс. м2-дн /га ІІІ0 І403 І667
Площадь листьев, тыс. м2/га средняя 11,1 14,03 16,67
максимальная 19,98 25,25 30,0
При программировании 50ц зерна озимой пшеницы с 1га за период ее весенне-летней вегетации (Т=100дней) и выходе зерна на 1тыс. единиц ФП 3,0 кг
Фотосинтетический потенциал составит ФП=105 (50/3,0)=1667 тыс. м2-дн/га=1,7 млн. м2-дн/га.
Средняя площадь листьев составит Lcp=1,7/100=16,67 тыс.м2/га
Обычно максимальная площадь листьев бывает выше средней величины примерно в 1,82,0 раза. Это означает, что в фазу полного выхода в трубку - начало колошения максимальная площадь листьев должна достигать 30,0 тыс. м2 на га.
ВЫВОДЫ
В условиях юго-запада Центрального региона России результаты многолетних исследований дают основание считать, что программируемые уровни урожайности реально достижимы. На технологиях с использованием средств химизации современные сорта способны формировать урожайность зерна озимой пшеницы Московская 70 45- 48 ц/га, ячменя Прима Белоруссии 34 - 38 ц/га. В вариантах с биологической технологией сбор зерна падает примерно в 1,5 - 1,7 раза.
Урожайность клубней картофеля сорта Невский составляла 300 - 329 ц/га. Решающее влияние на повышение урожайности имели биологические факторы.
Наиболее высокие показатели фотосинтетической деятельности формировали посевы при возделывании на технологиях с умеренным использованием средств химизации.
It is shown that the highest rates of photosynthetic activity formed the crops at the cultivation by technology of moderate use of means of Chemicalization. Programming levels of productivity are achievable.
The key words: photosynthesis, technology, fertilizers, crop, structure, models of crop.
Список литературы
1. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России (под ред. В.Ф. Мальцева и M.K. Каюмова) часть I и II. М.: ФГПУ «Росинформагротех», 2002. 576 с.
2. Агроэкологические основы ресурсосберегающих технологий возделывания
сельскохозяйственных культур в Брянской области (под ред. В.Ф. Мальцева) Брянск, изд-во БГСХА, 1999. 165 с.
3. Косьянчук В.П., Мальцев В.Ф., Белоус Н.М., Ториков В.Е. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур. Учебное пособие. Брянск, изд-во БГСХА, 2004. 170 с.
Об авторе
Косьянчук В.П.- доктор сельскохозяйственных наук, профессор Брянского
государственного университета имени академика И.Г. Петровского
