CC BY
25
References:
1. Abramov, A. G. Biological and technological conditions of formation of uterine root crops and seeds of beetroot in the conditions of the Pre-Kama region of the Republic of Tatarstan: abstract dis.... candidate of agricultural sciences. / A. G. Abramov - Kazan, 2014. - 15 p.
2. Balagura, O. V. Different quality of sugar beet seeds and its significance / O. V. Balagura, L. V. Levshakov // Bulletin of Kursk State Agricultural Academy. - 2013. - № 9 - p. 52-54.
3. Burenin, V. I. Beetroot / V. I. Burenin, V. F. Pivovarov. - St. Petersburg: A-RIPI, 1998. - 215 p.
4. Bykov, A. V. The seeds of beetroot of local reproduction are not worse than imported ones / A. V. Bykov // Potatoes and vegetables. - 2009. № 6. - P. 26-27.
5. Bykovsky, Yu. A. The influence of physical parameters of table beet seeds on their sowing and technological qualities / Yu. A. Bykovsky // Potatoes and vegetables. - 2012.- № 1. - P. 29.
6. Bykovsky, Yu. A. The features pre-sales processing of vegetable seeds / Yu. A. Bykovsky, A. A. Shaymanov, V. I. Leunov // Potatoes and vegetables. - 2016. - № 1. - P. 30-33.
7. Gryazeva, V. I. The influence of fractional composition of seeds on the quality of table beet uterine root crops / V. I. Gryazeva [and others] // Innovative technologies in the AIC: theory and practice: coll. materials of All-Russian scientific-practical conference. - Penza: EPD PSAU, 2017. - P. 133-135.
8. Dospekhov, B. A. Methods of field experience / B. A. Dospekhov - Moscow: Agropromizdat, 1985. - 351p.
9. Krasochkin, V. T. Beetroot / V. T. Krasochkin. - Moscow.: Selkhozgiz, 1960 - 438 p.
10. Leunov, V. I. Directions in the breeding and seed production of vegetable root crops / V. I. Leunov // Potatoes and vegetables. - 2017. - № 10. - P. 6-9
11. The methods of state variety testing of agricultural crops (potatoes, vegetables, melons). -Moscow: Kolos, 1975. - 153 p.
12. The guidelines for the study and maintenance of the root vegetables (beets, turnips, turnips, rutabaga) world collection / ed. by D. D. Brezhnev. - Leningrad, 1977. - 87 p.
13. Prokhorov, I. A. The workshop on plant breeding and seed production / I. A. Prokhorov, S. P. Potapov. - Moscow: Kolos, 1975. - 304 p.
14. Manual on the approbation of vegetable crops and root crops. - Moscow: Kolos, 1982. - 245 p.
15. Stepanov, V. A. A new assortment for the selection of vegetable root crops and technology to maintain it / V. A. Stepanov [and others] // Vegetables of Russia. - 2018. - № 2. - P. 28-31.
16. Fedorova, M. I. Root vegetable plants, breeding directions, results / M. I. Fedorova, V. A. Stepanova // Vegetables of Russia. - 2017. - № 4. - p. 16-22.
17. Yusupova, L. A. How to improve the quality of beet seeds / L. A. Yusupova, L. N. Timakova // Potatoes and Vegetables. - 2015. - № 8. - P. 34-35.
18. Bandlow, G. Die Genetik der Beta Vulgaris - RQben. - Der ZQchter. - Berlin, 1955. - Bd. 25. -№ 4/5. - S.104-122.
УДК 633.88 + 581.132
ФОРМИРОВАНИЕ АССИМИЛЯЦИОННОГО АППАРАТА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ФОТОСИНТЕЗА
ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВЫРАЩИВАНИЯ
1 2 В. А. Гущина , доктор с.-х. наук, профессор; Е. О. Никольская , кандидат с-. х. наук;
Н. Ю. Лобанова1, аспирант
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный аграрный университет», Россия, т. 8(8412) 62-83-67, e-mail: nu. [email protected]; 2Управление Россельхознадзора по Республике Мордовия и Пензенской области,
г. Пенза, Россия
На начальных этапах онтогенеза существенной биологической особенностью эхинацеи пурпурной является продолжительный период прорастания семян и медленное ее развитие, что обуславливает слабую конкурентную способность по отношению к сорнякам. Поэтому для сокращения довсходового периода проведен подзимний посев эхинацеи пурпурной, а для сохранности растений в год посева и обеспечения высокой урожайности качественного фармакологического сырья и семян в последующие годы необходимо вести эффективную борьбу с сорным компонентом, что является важной основой управления фотосинтетической деятельностью растений.
В связи с этим в 2015-2017 гг. проводились исследования на черноземно-луговой почве коллекционного участка ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ. Установлено, что наибольшую фото-синтезирующую поверхность во все периоды вегетации, как в оптимальные по погодным условиям года, так и в неблагоприятные, формируют подзимние посевы эхинацеи с довсходовым внесением гербицида Лазурит с последующей обработкой послевсходовым гербицидом Миура.
В среднем за три года максимума 42,0 тыс. м2 /га она достигла в фазу образования почек возобновления. У эхинацеи пурпурной фотосинтетический потенциал в год посева генерируется за счет розеточных листьев. Наибольший фотосинтетический потенциал 175,51357,2 тыс. м2сут./га отмечен в 2016 году, благоприятном по увлажнению и температурному режиму. В среднем за три года максимальный фотосинтетический потенциал формировался у растений подзимнего срока посева при ручной и двукратной химической прополке травостоя и составил за вегетацию 2314,2...2455,3 тыс. м2сут./га соответственно.
Чистая продуктивность фотосинтеза варьируется в течение вегетации. В среднем за три года в фазе розетки листьев на подзимнем посеве она была выше в 2,2 раза ранневесенне-го, в фазе 5-6 листьев снизилась на 20 %. С увеличением площади листьев в период образования почек возобновления ЧПФ снижается на подзимнем посеве в 6,0 раз по отношению к фазе розетки, на ранневесеннем посеве в 3,7 раза.
Ключевые слова: эхинацея пурпурная, площадь листьев, фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фотосинтеза, сроки посева.
Введение
Основным процессом, в качественном и количественном отношении, происходящим в растении, является фотосинтез, в ходе которого формируется органическое вещество, что, в конечном итоге, предопределяет темпы накопления и величину урожая. Основной работающей частью растительного организма в процессе фотосинтеза являются листья [12, 16]. Именно их величина и количество на одном растении, а также густота растений на единице площади и будут определять продуктивность агроценоза, так как при избыточном количестве растения конкурируют между собой, создавая дискомфорт за счет затенения, недостатка влаги и минеральных веществ, что может приводить к снижению интенсивности фотосинтеза за счет уменьшения работающей листовой поверхности [5, 8, 20].
При изучении динамики формирования ассимиляционной поверхности в посевах большое практическое значение имеет создание оптимальных условий для управления главными факторами продукционного процесса: индекса поверхности листьев, фотосинтетического потенциала агрофи-тоценоза, интенсивности и чистой продуктивности фотосинтеза [7, 17].
Эхинацея пурпурная по своим свойствам является ценным лекарственным, эфирно-масличным и медоносным растением [4]. Для отрасли животноводства это урожайная, высококачественная и энерго-насыщеная кормовая культура, которая восполняет недостаток биологически активных соединений необходимых для течения нормальных физиологических процессов [2, 10]. На начальных этапах онтогенеза существенной биологической особенностью эхинацеи является продолжительный период прорастания семян и мед-
ленное ее развитие [19], что обуславливает слабую конкурентную способность по отношению к сорнякам, приводящую к существенным потерям урожая [21]. Поэтому для сокращения довсходового периода проведен подзимний посев эхинацеи пурпурной, а для сохранности растений в год посева и обеспечения высокой урожайности качественного фармакологического сырья и семян в последующие годы необходимо вести эффективную борьбу с сорной растительностью, что является важной основой управления фотосинтетической деятельностью растений [3].
Методы и материалы
Изучение влияния сроков посева и способов борьбы с сорняками в агроценозах эхинацеи пурпурной проводилось в 20152017 гг. на черноземно-луговой почве коллекционного участка ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ, которая характеризуется следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса в пахотном горизонте составляет 3,6 %, реакция среды слабокислая (рН - 5,2 ед.), величина гидролитической кислотности - 5,32 мг-экв./ 100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 79 %. Содержание доступного азота -77,7 мг/кг почвы, количество подвижного фосфора в пахотном горизонте - 36,2, обеспеченность обменным калием 78,6 мг/кг почвы.
Схема опыта включает два фактора: фактор А (срок посева): подзимний и ран-невесенний; фактор В (способ борьбы с сорняками): 1 - ручная прополка; 2 - механическая обработка (три междурядных обработки); 3 - опрыскивание почвы до всходов культуры гербицидом Лазурит СП (0,5 кг/га); 4 - опрыскивание посевов в фазе 2-4 листьев сорняков гербицидом Миура (0,6 л/га); 5 - обработка гербицидами Лазурит СП (0,5 кг/га) + Миура (0,6 л/га).
Нива Поволжья № 4 (49) ноябрь 2018 19
Площадь ассимиляционной поверхности посевов эхинацеи пурпурной первого года жизни, тыс. м2/га
Срок посева Способ борьбы с сорняками 2015 г. 2016 г. 2017 г. Среднее
Фаза розетки 5-6 листьев Образование почек возобновления Фаза розетки 5-6 листьев Образование почек возобновления Фаза розетки 5-6 листьев Образование почек возобновления Фаза розетки 5-6 листьев Образование почек возобновления
Подзимний посев Ручная прополка (контроль) 8,1 26,3 40,6 28,3 39,2 50,5 18,3 35,5 47,2 18,2 33,7 46,1
Механическая обработка 6,0 25,3 37,1 25,5 37,5 46,5 17,9 32,1 39,8 16,5 31,6 41,1
Обработка гербицидом Ла-зуритСП (0,5 кг/га) 4,8 23,3 35,5 27,9 35,4 49,1 17,3 31,5 45,6 16,7 30,1 43,4
Обработка гербицидом Миура (0,6 л/га) 2,9 16,6 25,3 22,1 27,9 39,5 15,7 25,3 36,1 13,6 23,3 33,6
ЛазуритСП (0,5 кг/га) + Миура (0,6 л/га) 8,8 27,0 45,2 29,1 40,8 52,8 19,1 35,7 48,9 19,0 34,5 49,0
Ранневесенний посев Ручная прополка (контроль) 7,5 15,0 22,5 18,2 23,5 39,3 14,6 21,9 30,9 13,4 20,1 30,9
Механическая обработка 5,5 14,8 22,3 12,1 16,0 42,1 10,2 15,8 27,3 9,3 15,5 30,6
Обработка гербицидом ЛазуритСП (0,5 кг/га) 4,2 13,0 19,1 12,2 19,5 40,4 11,9 19,3 30,7 9,4 17,3 30,1
Обработка гербицидом Миура (0,6 л/га) 2,5 8,4 11,2 13,5 17,5 37,6 8,7 14,0 26,1 8,2 13,3 25,0
ЛазуритСП (0,5 кг/га) + Миура (0,6 л/га) 6,9 17,4 26,9 19,8 26,9 42,5 15,3 26,1 33,2 14,0 23,5 34,2
Повторность опыта четырехкратная, размещение делянок - систематическое. Площадь делянок первого порядка 12,5 м2, второго порядка - 2 м2. Норма высева 2 млн. всхожих семян на гектар, глубина заделки - 1,5-2,0 см, ширина междурядий -45 см, сорт - Полесская красавица.
Погодные условия в годы исследований были различными. Гидротермический коэффициент в 2015 году составил 0,68, то есть вегетационный период эхинацеи пурпурной проходил в засушливых условиях, однако следует отметить, что в третьей декаде июля выпало 57 мм осадков, которые превышали норму в 2,5 раза, следовательно, формирование 5-6 листа проходило в более благоприятных условиях. Второй год исследований характеризовался как хорошо увлажненный с ГТК - 1,13, температура летних месяцев была выше среднемноголетних на 1,1-4,7 °С. Неравномерным распределением осадков характеризовался 2017 год. Для подзимних посевов сложились благоприятные условия, так как в апреле осадков выпало в 4,6 раза выше нормы и всходы появились уже 7 мая. Для ранневесенних посевов сложились неблагоприятные условия. В третьей декаде мая, когда появились всходы, осадков выпало в 3 раза меньше нормы, а температура снизилась в среднем на 2 °С. К
образованию почек возобновления установилась засуха (ГТК - 0,4). В целом же 2017 год характеризовался как достаточно увлажненный с ГТК - 1,29.
Результаты
В формировании сырой биомассы и сухого вещества растений ведущая роль принадлежит фотосинтезу [9]. Основным органом, поглощающим солнечную энергию, является лист, площадь которого принято называть ассимиляционной поверхностью [3, 6]. Эффективными средствами воздействия на листовой аппарат и его фотосинтетическую активность являются оптимальный срок посева культуры и борьба с сорной растительностью [5].
Являясь многолетним растением, эхи-нацея пурпурная в первый год жизни развивается слабо. В фазу розетки листьев в 2015 году площадь ассимиляционной поверхности составила 2,5-8,8 тыс. м2/га (табл.), причем на подзимних посевах развитие растений происходило интенсивнее, что особенно четко проявилось в фазе 5-6 листьев, когда площадь фотосинтезирую-щей поверхности увеличилась в 3 раза и составила 16,6-27,0 тыс. м2/га (ГТК - 1,57).
На ранневесенних посевах площадь функционирующих листьев была в 1,6-2,0 раза меньше, чем на подзимних. Максимального развития площадь листового ап-
парата достигла в фазу образования почек возобновления (12,1-45,2 тыс. м2/га), но наиболее оптимальные условия складывались для растений подзимнего посева. Наибольшую площадь листьев 12,2 тыс. м2/га имели растения при довсходовом внесении гербицида Лазурит с последующей обработкой их Миурой. При ручной прополке фотосинтезирующая поверхность на 4,6 тыс. м2/га была меньше, чем при двукратном использовании гербицидов. Однако, их применение в чистом виде уступало формированию ассимилирующей поверхности контрольному варианту в 1,11,6 раза. Но эффект от работы гербицида Лазурит выше, так как он обеспечивал защиту эхинацеи от сорняков в течении полутора месяцев. Площадь листьев в фазу образования почек возобновления составила 37,5 тыс. м2/га.
Аналогичная закономерность прослеживалась и на ранневесенних посевах, но площадь листьев в 1,7-2,2 раза была ниже подзимних.
Во влажном 2016 году формирование листовой поверхности на начальных этапах онтогенеза шло интенсивнее, чем в 2015 году, и площадь составила 12,2-29,1 тыс. м2/га, то есть превышала ассимиляционную поверхность растений предыдущего года в 2,2-7,6 раза. В фазу 5-6 листьев в подзимних посевах фотосинтезирующая поверхность возросла в 1,2-1,5 раза по отношению к розетке и составила 27,9-40,8 тыс. м2/га против 17,5-26,9 тыс. м2 /га на ранневесеннем посеве. Но наилучшего развития они достигали при двукратном использовании гербицидов 40,8 и 26,9 тыс. м2/га соответственно. Гербицид Миура защищал эхинацею пурпурную от сорняков в более поздний период, поэтому площадь ассимиляционной поверхности была наименьшей и на ранневесеннем посеве составила 17,5 тыс. м2/га, на подзимнем -27,9 тыс. м2/га.
В условиях лучшей влагообеспеченно-сти 2016 года в период образования почек возобновления на ранневесеннем посеве площадь ассимиляционной поверхности возросла до 37,6-42,5 тыс. м2/ га, на подзимнем посеве она увеличилась до 39,5-52,8 тыс. м2 /га. По сравнению с предыдущим годом площадь листьев возросла на 7,626,4 тыс. м2/га, причем максимальная - 52,8 тыс. м2 /га сформировалась на подзимнем посеве с довсходовым внесением гербицида Лазурит в сочетании с селективным по-слевсходовым гербицидом Миура.
При достаточном увлажнении рано весной 2017 года площадь листьев на подзимних посевах в фазу розетки листьев была
на уровне 15,7-19,1 тыс. м /га. Как и в предыдущие годы обработка посевов гербицидом Лазурит в чистом виде и в сочетании с Миурой способствовала увеличению коэффициента покрытия в 1,2 раза, по сравнению с использованием послевсходового гербицида в чистом виде. Незначительно отличался от него вариант, где проводили удаление сорняков вручную - 18,3 тыс. м2 / га. Площадь листьев после механического удаления сорного компонента была выше гербицидной обработки Миурой на 14 %, так как в посеве оставались двудольные сорняки. Аналогичная тенденция прослеживается и на ранневесеннем посеве.
Площадь фотосинтезирующей поверхности в фазу 5-6 листьев на подзимнем посеве как при ручной прополке, так и при двукратном использовании гербицидов была на одном уровне (35,5 тыс. м2/га). На ранневесеннем посеве двукратная химическая прополка способствовала увеличению ассимиляционного аппарата до 26,1 тыс. м2/га против 21,9 тыс. м2 /га в контроле.
Максимального значения площадь листьев достигла в фазу образования почек возобновления, когда растения эхинацеи сформировали 26,1...48,9 тыс. м2/га фотосинтезирующей поверхности. Причем наиболее благоприятные условия для развития ассимиляционного аппарата сложились на подзимнем посеве, когда ее индекс покрытия был в 1,5 раза больше ранневесен-них посевов. Двукратное применение гербицидов способствовало незначительному увеличению площади ассимиляционной поверхности по отношению к контролю, но в 1,4 раза превосходило химическую прополку Миурой.
Учеты, проведенные в течение трех лет, показали, что в фазу розетки листьев растения эхинацеи пурпурной сформировали на подзимнем посеве общую листовую поверхность в среднем 16,8 тыс. м2/га, что на 55,5 % больше, чем на ранневесе-нем посеве. К фазе 5-6 листьев прирост ассимиляционной поверхности на подзимнем посеве по отношению к розетке составил в среднем 13,8 тыс. м2 /га, на ранневесеннем - 7,3 тыс. м2/га, в период образования почек возобновления она увеличилась до 42,6 и 30,2 тыс. м2/га соответственно.
Наибольшую фотосинтезирующую поверхность во все периоды вегетации, как в оптимальные по погодным условиям годы, так и в неблагоприятные, формируют подзимние посевы эхинацеи с двукратной химической прополкой. В среднем за три года максимума (42,0 тыс. м2 /га) она достигла в фазу образования почек возобновления.
Нива Поволжья № 4 (49) ноябрь 2018 21
Процесс фотосинтеза характеризуется не только величиной ассимиляционного аппарата, но и продолжительностью работы листовой пластины в период вегетации. Этим показателем является фотосинтетический потенциал суммарной площади листьев [18]. Фотосинтетический потенциал (ФП) формируется в соответствии с нарастанием ассимиляционной поверхности [15]. У эхинацеи пурпурной ФП в год посева генерируется за счет розеточных листьев, деятельность которых изменяется под влиянием многих факторов, в том числе от влагообеспеченности и приемов возделывания. Наибольший ФП (175,5-1357,2 тыс. м2сут./га) отмечен в 2016 году благоприятном по увлажнению и температурному режиму, поскольку в продолжительный межфазный период лучше развивался фотосинтетический аппарат (рисунок).
В среднем за три года максимальный ФП формировался у растений подзимнего срока посева при ручной и двукратной химической прополке травостоя. В посевах с довсходовым использованием гербицида Лазурит с последующей обработкой Миу-рой ФП в период всходы-2розетка листьев он составил 342,1 тыс. м сут./га, в фазу розетка - 5-6 листьев 985,2 тыс. м2сут./га. Продолжительность периода 5-6 листьев - образование почек возобновления превышала 25 суток, листья имели наибольшую площадь (49,0 тыс. м2сут./га), поэтому растения интенсивнее аккумулировали солнечную энергию и их ФП составил 1079,6 тыс. м2сут./га. В варианте с ручной прополкой практически складывались такие же условия, поэтому показатели ФП мало отличались от двукратной химической прополки и составили 328,3 тыс.
Подшмннп посев
л Л .|М I
□ Ру чшя ГЦ) ополка (контроль)
О Мех ли веская обработка
□ Обработка гербицидом ЛгтеуртСП (0,5 кг/га)
I Обработка гер 61 иц щом Мну р а (0,6 л/га)
I ЛазуритСП (0,5 кг/га) + Обработка Ммура (0,6 л/га)
Фотосинтетический потенциал растений эхинацеи пурпурной первого года жизни,
тыс. м2 сут./га
22 м сут./га, 954,5 и 1032,0 тыс. м сут./га
соответственно.
При внесении гербицида Лазурит и трехкратной междурядной обработке посевов эхинацеи пурпурной значения ФП различались незначительно, но уступали контрольному варианту на 9 %, двукратной химической прополке на 11...15 % в зависимости от фазы развития растений.
Слабые конкурентные отношения агро-ценоза эхинацеи и сорного компонента, сложившиеся после обработки Миурой снизили ФП в период всходы-фаза розетки до 246,3 тыс. м2сут./га, что отразилось на показателях в период розетка-5-6 листьев (667,9 тыс. м2сут./га) и образования почек возобновления (739,0 тыс. м2сут./га).
При посеве эхинацеи рано весной всходы появились позже, чем при посеве под зиму, что привело к сокращению периода вегетации, а, следовательно, и к снижению ФП. В среднем за три года на ранневесенних посевах от всходов до розетки ФП был меньше на 71,7.127,5 тыс. м2 сут./га. Такая закономерность прослеживалась и в последующие фазы развития растений. Но наибольшие значения ФП отмечаются при двукратной химической прополке в период всходы - розетка 263,3 тыс. м2сут./га, розетка - 5-6 листьев 550,0 и образование почек возобновления 571,8 тыс. м2 сут./га. На ручной прополке этот показатель снизился незначительно, на 6,7.65,3 тыс. м2сут./га.
Аналогичная тенденция наблюдается в вариантах с междурядной обработкой и однократной химической прополкой Лазуритом и Миурой.
Величина урожаев зависит не только от размеров ассимиляционного аппарата и фотосинтетического потенциала, но и от интенсивности работы листьев, которая оценивается показателем чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ), характеризующая способность растений накапливать сухое вещество за сутки в расчете на 1 м2 листьев [1, 13, 14]. Академик Н. А. Максимов (1948) считал, что чем больше развита листовая поверхность, тем выше общее накопление сухой массы [11].
Литература
1. Фотосинтетический потенциал и урожайность агроценозов яровой пшеницы в зависимости от систем основной обработки почвы и гуминовых удобрений / С. В. Богомазов, М. А. Симонян, О. А. Ткачук, Е. В. Павликова // Нива Поволжья. - 2017. - № 4 (45). - С.23-29.
2. Гущина, В. А. Частное растениеводство: учебное пособие / В. А. Гущина, А. С. Лыкова. -Пенза: РИО ПГАУ, 2017. - 294 с.
3. Гущина, В. А. Продуктивность фотосинтеза ярового рапса в условиях лесостепи Среднего Поволжья / В. А. Гущина, А. С. Лыкова // Нива Поволжья. - 2016. - № 2 (39). - С. 15-21
4. Гущина, В. А. Фотосинтетическая деятельность агроценоза эхинацеи / В. А. Гущина, Е. О. Никольская // Вестник Ульяновской ГСХА. - 2013. - № 1(21). - С.10-13.
ЧПФ варьируется в течение вегетации [16]. В среднем за три года в фазе розетки листьев она была наибольшей и составила 0,47.1,52 г/м2 сутки, так как растения не затеняют друг друга и все листья хорошо освещены. Подзимние посевы отличались лучшей всхожестью, выживаемостью растений и интенсивным развитием вегетативной массы, поэтому показатели ЧПФ были выше в 2,2 раза. В фазе 5-6 листьев ЧПФ подзимних посевов на 20 % ниже ран-невесенних. С увеличением площади листьев в период образования почек возобновления ЧПФ снижается на подзимнем посеве в 6,0 раз по отношению к фазе розе розетки, на ранневесеннем посеве в 3,7 раза. При улучшении условий произрастания растений после различных мер борьбы с сорняками улучшаются условия освещенности, но при этом ЧПФ не только не повышается на посевах эхинацеи, а даже снижается, поскольку работают только верхние листья, которые и затеняют постепенно отмирающие нижние.
Заключение
Более интенсивный рост листовой поверхности, обусловленный подзимним сроком посева и двукратной химической прополкой эхинацеи пурпурной, способствовал активизации фотосинтеза, повышая ассимиляционную поверхность растений в среднем на 14,8 тыс. м2/га по сравнению с ранневесенним посевом, где проводилось довсходовое внесение гербицида Лазурит с последующей послевсходовой гербицид-ной обработкой Миурой. Фотосинтетический потенциал при этом в среднем за вегетацию увеличился в 1,7 раза. Наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза отмечена в фазе розетки листьев, которая на подзимнем посеве к образованию почек возобновления снизилась в 6,0 раз, на ранневесеннем - в 3,7 раза.
На основании наших исследований установлено, что продуктивность посевов эхинацеи пурпурной в большей степени определяется площадью листьев и в меньшей - чистой продуктивностью фотосинтеза.
Нива Поволжья № 4 (49) ноябрь 2018 23
5. Карпова, Г. А. Влияние регуляторов роста и препарата «Поли-фид» на фотосинтетическую деятельность и урожайность яровой пшеницы / Г. А. Карпова, Е. Ю. Фролова // Нива Поволжья. -2014. - № 4(33). - С. 41-47.
6. Ковалев, В. Н. Теоретические основы оптимизации формирования урожая / В. Н. Ковалев. -Москва: МСХА, 1997. - 284 с.
7. Коломейченко, В. В Теория продукционного процесса растений и фитоценозов / В. В. Ко-ломейченко, В. П. Беденко // Вестник ОрелГАУ. - 2008. - № 4. - С. 17-21.
8. Коломейченко, В. В Фотосинтетические основы повышения продуктивности кормовых культур / В. В. Коломейченко // Вестник с.-х. науки. - 1982. - № 7. - С. 37 - 49.
9. Кшникаткина, А. Н. Фотосинтетическая деятельность агроценоза рыжика озимого в зависимости от способа применения микроэлементных удобрений и регуляторов роста / А. Н. Кшникаткина, П. Г. Аленин, С. А. Кшникаткин // Актуальные вопросы применения удобрений в сельском хозяйстве: сборник материалов научно-практической конференции. - Владикавказ, 2017. -С. 160-163.
10. Продуктивность эхинацеи в зависимости от применения биопрепаратов / А. Н. Кшникаткина, В. А. Гущина, С. А. Кшникаткин и др.// С эхинацеей в третье тысячелетие международная научная конференция. - Полтава, 2003. - С.63-66.
11. Максимов, Н. А. Краткий курс физиологии растений: учеб. пособие / Н. А. Максимов. - Москва: Сельхозгиз, 1948. - 496 с.
12. Мокроносов, А. Т. Фотосинтез и продукционный процесс / А. Т. Мокроносов // Физиология растений на службе продовольственной программы. Сер. Биология. - Москва, 1988. - С. 3-18.
13. Ничипорович, А. А. Методические указания по учету и контролю важнейших показателей процессов фотосинтетической деятельности растений в посевах / А. А. Ничипорович. - Москва: АН СССР, 1969. - 93 с.
14. Ничипорович, А. А. Световое и углеводное питание растений (фотосинтез) / А. А. Ничипорович. - Москва: АН СССР, 1955. - 286 с.
15. Ничипорович, А. А. Фотосинтетическая деятельность растений как основа их продуктивности в биосфере и земледелии / А. А. Ничипорович // Фотосинтез и продукционный процесс. -Москва: Наука, 1988. - С. 5-28.
16. Растениеводство / Г. С. Посыпанов, В. Е. Долгодворов, Г. В. Корнев [и др.] - Москва: Колос, 1997. - 447 с.
17. Семина, С. А. Фотосинтетическая деятельность кукурузы в зависимости от условий минерального питания / С. А. Семина, И. В. Гаврюшина // Нива Поволжья. - 2017. - № 4 (45). - С. 138144.
18. Тимошкин, О. А. Фотосинтетическая деятельность бобовых трав при применении микроудобрений и биорегуляторов / О. А. Тимошкин, О. Ю. Тимошкина, А. А. Яковлев // Достижения науки и техники АПК. - 2013. - № 7. - С. 58-60.
19. Echinacea biotechnology: challenges and opportunities / B. H. Abbasi, Liu C.-Z., P. K. Saxena. S. J. Murch // In vitro cellular and developmental biology - plant. - 2007. - V. 43. - № 6. - Р. 481-492.
20. Bewley, J. D. Seeds: Physiology of Development and Germination / J. D. Bewley,_M. Black. -New York.: Plenum Press, 1994. - 445 p.
21. Jain, H. K. Eighty years of post Mendelian breeding for crop yield: nature of selection pressures and future potential / H. K. Jain // Indian J. Genet. and Plant Breed. - 1986. - V. 46. - N 1. - P. 30-53.
UDK 633.88 + 581.132
THE FORMATION OF ASSIMILATION APPARATUS AND PHOTOSYNTHETIC PRODUCTIVITY OF ECHINACEA PURPUREA DEPENDING ON METHODS OF CULTIVATION
V. A. Gushina1, doctor of agricultural sciences, professor; Ye. O. Nikolskaya2, candidate of agricultural sciences; N. Yu. Lobanova1, postgraduate student
1 FSBEE HE «Penza state agrarian university», Russia;
2 The Rosselkhoznadzor administration for the Republic of Mordovia and Penza region, Penza, Russia,
t. 8(8412) 62-83-67, e-mail: nu. [email protected]
At the initial stages of ontogenesis, a significant biological feature of Echinacea purpurea is a long period of seed germination and its slow development, which causes a weak competitive ability in relation to weeds. Therefore, to reduce the pre-emergence period, the winter sowing of Echinacea purpurea was carried out, and for the preservation of plants in the year of sowing and ensuring high yield of high-quality pharmacological raw materials and seeds in subsequent years, it is necessary to combat the weed component effectively, which is an important basis for the management of photosynthetic activity of plants.
In this regard, in 2015 - 2017 research was carried out on a black soil meadow soil of the collection area of the Penza state agrarian university. It was found that the greatest photosynthetic surface in all periods of vegetation, both in optimal weather conditions and in bad weather conditions, was formed by the winter crops of Echinacea with pre-emergence application of the herbicide Lazurit, followed by treatment with post-emergence herbicide Miura. In average, for three years maximum of 42.0 thousand m2 /ha was achieved in the phase of buds formation. In Echinacea purpurea the photosynthetic potential in the year of sowing is generated by rosette leaves. The greatest photosynthetic potential was 175,5... 1357,2 thousand m * day/ ha was observed in 2016, the year characterized by favorable moisture and temperature conditions. On average, for the period of three years the maximum photosynthetic potential was formed in plants of pre-winter sowing date at two-time manual and chemical weeding of grass and made over the growing season 2314,2...2455,3 thousand m2day/ ha respectively.
The net productivity of photosynthesis varies during the growing season. On average, for the period of three years in the phase of the rosette of leaves in the pre-winter sowing it was 2.2 times higher than in the early spring, in the phase of 5-6 leaves it decreased by 20 %. With an increase in leaf area during buds formation NPF decreases in the pre-winter sowing 6,0 times in relation to the phase of the rosette, in the early spring sowing - 3,7 times.
Key words: Echinacea purpurea, leaf surface area, photosynthetic potential, net productivity of photosynthesis, sowing dates.
References:
1. Bogomazov, S. V. Photosynthetic potential and productivity of agrocenosis of spring wheat depending on system of the main treatment of the soil and humic fertilizers / S. V. Bogomazov, M. A. Simonyan, O. A. Tkachuk, E. V. Pavlikova // Niva Povolzhya. - 2017. - No. 4 (45) P. 23 - 29.
2. Gushchina, V. A. Private crop production: a textbook / V. A. Gushchina, A. S. Lykova. - Penza: EPD PSAU, 2017. - 294 p.
3. Gushchina, V. A. Photosynthetic productivity of spring rape in the conditions of forest-steppe of the middle Volga region // V. A. Gushchina, A. S. Lykova / Niva Povolzhya. - 2016. - № 2 (39). - P. 15-21
4. Gushchina, V. A. Photosynthetic activity of agrocenosis of Echinacea / V. A. Gushchina, Ye. O. Nikolskaya // Vestnik of the Ulyanovsk state agricultural academy. - 2013. - № 1 (21). - P. 10-13.
5. Karpova, G. A. Influence of growth regulators and preparation «POLIFID» on photosynthetic activity and productivity of spring wheat / G. A. Karpova, E. Yu. Frolova // Niva Povolzhya. - 2014. - № 4 (33). - P. 41-47.
6. Kovalev, V. N. Theoretical bases of crop formation optimization / V. N. Kovalev. - Moscow: Publishing house of MAA, 1997. - 284 p.
7. Kolomeychenko, V. V. Theory of production process of plants and plant communities / V. V. Ko-lomeychenko, V. P. Bedenko // Vestnik OrelSAU. - 2008. - № 4. - P. 17 - 21.
8. Kolomeychenko, V. V. Photosynthetic basis for improving productivity of fodder crops / V. V. Kolomeychenko // Vestnik of agricultural science. - 1982. - № 7. - P. 37 - 49.
9. Kshnikatkina, A. N. Photosynthetic activity of agrocenosis of winter falseflax, depending on the method of application of microelement fertilizers and growth regulators /A. N. Kshnikatkina, P. G. Alenin, S. A. Kshnikatkin // Actual questions of application of fertilizers in agriculture; the collection of materials of scientific-practical conference. - Vladikavkaz, 2017. - P. 160-163.
10. Kshnikatkina, A. N. The productivity of Echinacea depending on the implementation of the bio-logics / A. N. Kshnikatkina, V. A. Guschina, S. A. Kshnikatkin et al. // International scientific conference «With Echinacea to the third Millennium». - Poltava, 2003. - P. 63-66.
11. Maximov, N. A. A short course in plant physiology: textbook / N. A. Maximov. - Moscow: Selkhozgiz, 1948. - 496 p.
12. Mokronosov, A. T. Photosynthesis and production process /A. T. Mokronosov // Physiology of plants in the service of the food program. Ser. Biology. - Moscow, 1988. - P. 3-18.
13. Nlchiporovich, A. A. Methodical instructions for accounting and control of critical process indicators of photosynthetic activity of plants in crops / A. A. Nichiporovich. - Moscow: USSR Academy of Sciences. - 1969. - 93 p.
14. Nlchiporovich, A. A. Light and carbohydrate nutrition of plants (photosynthesis) /A. A. Nichi-porovich. - Moscow: USSR Academy of Sciences. - 1955. - 286 p.
15. Nichiporovich, A. A. The plant's photosynthetic activity as the basis of their productivity in the biosphere and agriculture. «Photosynthesis and production process». - Moscow: Nauka, 1988. - P. 5 -28.
16. Posypanov, G. S. Crop production / G. S. Posypanov, V. Ye. Dolgodvorov, G. V. Kornev et al. -Moscow: Kolos, 1997. - 447 p.
17. Semina, S. A. Photosynthetic activities of maize depending on the conditions of mineral nutrition / S. A. Semina, I. V. Gavryushina // Niva Povolzhya. - 2017. - No. 4 (45) - P. 138-144.
Нива Поволжья № 4 (49) ноябрь 2018 25
18. Timoshkin, O. A. Photosynthetic activity of legumes under the application of micronutrients and bio-regulators / O. A. Timoshkin, O. Yu. Timoshkina, A. A. Yakovlev // Dostizheniya nauki I tekhniki APK. - 2013. - № 7. - P. 58-60.
19. Abbasi B. H. Echinacea biotechnology: challenges and opportunities / B. H. Abbasi, Liu C.-Z., P. K. Saxena. S. J. Murch // In vitro cellular and developmental biology - plant. - 2007. - Vol. 43. № 6. -P. 481-492.
20. Bewley, J. D. Seeds: Physiology of Development and Germination / J. D. Bewley, M. Black. -N. Y.: Plenum Press, 1994. -445 p.
21. Jain H. K. Eighty years of post Mendelian breeding for crop yield: nature of selection pressures and future potential // Indian J. Genet. and Plant Breed. 1986. Vol. 46. N 1. P. 30-53.
УДК 633.16:631.523.2
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МАССЫ 1000 ЗЁРЕН У ЯЧМЕНЯ
Д. О. Долженко, канд. с.-х. наук; С. В. Косенко, канд. с.-х. наук;
В. И. Бобаченко
ФГБНУ «Пензенский НИИСХ», р. п. Лунино Пензенской обл., Россия, т. +7 (84161) 3-18-14, e-mail: [email protected]
Изучено наследование массы 1000 зёрен у ячменя в системе диаллельных скрещиваний (6^6) в условиях лесостепи Среднего Поволжья в контрастные по гидротермическому режиму годы. Анализ комбинационной способности по B. Griffing (1951) и генетический анализ по B. Hayman (1954) показали преобладание аддитивных эффектов в контроле признака, что благоприятно для селекции. Эпистаз не отмечался. Доминирование было ненаправленным, в повышение признака больший вклад вносили доминантные аллели. Распределение аллелей у родителей было ассиметричным и подверженным влиянию среды. Ни один сорт не обладал полным набором доминантных аллелей, увеличивающих признак, что указывает на возможность объединения их в одном генотипе. Коэффициент наследуемости в узком смысле (h2) в благоприятном 2010 г. был выше (0,80), чем в засушливом 2009 г. (0,58-0,71), что указывает на большую эффективность отбора в оптимальные по влагообеспеченности годы. На основании эффектов ОКС и особенностей генетического контроля признака рекомендованы доноры крупнозёрности - сорта Анна (особенно ценен в засушливых условиях), Омский голозёрный 1 (для благоприятных условий), Лунь и Margret. Выделены перспективные для селекции гибридные популяции.
Ключевые слова: ячмень, диаллельный анализ, масса 1000 зёрен, генетические системы, комбинационная способность, коэффициент наследуемости.
Введение. Важность массы 1000 зёрен как селекционного признака у ячменя оценивается в литературе по-разному. По одним данным [1, 14], масса 1000 зёрен тесно связана с урожайностью зерна, по другим [3, 17, 18] - не связана или влияет на неё в слабой степени, т. е. высокопродуктивными могут быть сорта с различным по крупности зерном. Тем не менее, отбор по этому признаку целесообразен для повышения крупности зерна, особенно в селекции пивоваренного или крупяного ячменя. Кроме того, в условиях засухи крупность зерна может оказаться ценным адаптивным свойством, т. к. является первым звеном в цепи: крупное зерно ^ крупные первые листья ^ раннее кущение ^ быстрое формирование мощного ассимиляционного аппарата ^ относительно благоприятные условия налива ^ крупное зерно [15]. Существует мнение, что в силу большей, по
сравнению с пшеницей, детерминантности колоса ячменя, резервы потенциальной продуктивности колоса связаны в основном с массой 1000 зёрен [10, 11].
Для успешной селекции на увеличение любого количественного признака желательно иметь представление о закономерностях его наследования. Известно, что признак «масса 1000 зёрен» у ячменя контролируется сложной генетической системой. Значительная часть генотипической изменчивости в одних исследованиях обуславливалась аддитивным действием [8, 19], в других [4, 12, 23] - сверхдоминированием, причём доминирование направлено в сторону увеличения признака. Сходные результаты были получены в Среднем Прииртышье [2] - наследование массы 1000 зёрен обусловлено аддитивно-доминантной системой, доминантные гены увеличивали признак, а рецессивные - снижа-
