CC BY
84
УДК 633.88 + 633.82
ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ АГРОЦЕНОЗА ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ
Гущина Вера Александровна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующая кафедрой «Растениеводство и лесное хозяйство»
Никольская Елена Олеговна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель кафедры «Растениеводство и лесное хозяйство»
ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»
email: [email protected], тел.: (8412) 628-565
440014, г. Пенза, ул. Ботаническая 30
Ключевые слова: эхинацея пурпурная, площадь листьев, фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фотосинтеза.
Представлены данные полевых опытов по изучению фотосинтетической активности посевов эхинацеи пурпурной первого года жизни по фазам вегетации в зависимости от способов использования микробиологического препарата Байкал ЭМ-1.
Фотосинтез является основным физиологическим процессом, определяющим уровень урожайности сельскохозяйственных культур, т.к. за счет него образуется 9095% сухого вещества растений. Листовая поверхность является наиболее подвижным показателем роста.
Изучение теоретических и практических основ управления фотосинтетической деятельностью растений является базой для дальнейшего повышения урожайности лекарственных растений.
В связи с этим в 2006-2008 гг. в условиях ФГУП «Учхоз «Рамзай» Пензенская ГСХА» проводили исследования по изучению продуктивности фотосинтеза эхинацеи пурпурной сорта Полесская красавица. Для получения высококачественного лекарственного сырья применялся экологически чистый препарат - микробиологическое удобрение Байкал ЭМ-1. За неделю до посева проводили обработку почвы препаратом, семена замачивали на 12 часов, а растения обрабатывали в фазу розетки листьев в концентрации
0,1%.
Схема опыта:
1. Контроль (без обработки);
2. Внесение в почву;
3. Обработка семян;
4. Подкормка в период розетки листьев;
5. Внесение в почву + обработка се-
мян;
6. Внесение в почву + подкормка в период розетки листьев;
7. Обработка семян + подкормка в период розетки листьев;
8. Внесение в почву + обработка семян + подкормка в период розетки листьев.
Повторность опыта четырехкратная, размещение делянок систематическое, площадь учетной делянки 5 м2 . Норма высева 2 млн. всхожих семян на гектар, глубина посева 2-3 см, сроки посева - ранневесенние.
Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным среднемощным тяжелосуглинистым. Почвенные условия вполне отвечают требованиям эхинацеи пурпурной.
Шатилов И.С., Голубева Г.С. (1969), Ничи-порович А.А. (1955), Гуляев Б.И. (1988) указывают, что урожай чаще всего бывает низким из-за недостаточно быстрого увеличения площади листьев в начальные этапы онтогенеза и ее ограниченных размеров, следовательно, приемы, ускоряющие развитие поверхности листьев, являются основным условием повышения урожайности.
Нарастание ассимиляционной поверхности листьев растений эхинацеи пурпурной в отдельные годы несколько различалось в зависимости от метеорологических условий и в первую очередь от влагообеспеченности. Кроме того, величина листовой поверхности
Таблица 1
Площадь ассимиляционной поверхности посевов эхинацеи пурпурной первого года жизни, тыс. м2/га
Вариант 2006 г. 2007 г. 2008 г. с реднее
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
Контроль 20,2 28,8 31,8 8,2 15,6 21,7 12,5 28,5 36,0 13,6 24,3 29,8
Внесение в почву препарата Байкал ЭМ-1 27,5 36,7 41,4 14,7 20,2 26,7 18,6 36,0 42,5 20,3 31,0 36,9
Обработка семян препаратом Байкал ЭМ-1 29,0 39,4 46,4 14,0 20,0 27,8 19,5 36,4 43,4 20,8 31,9 39,2
Некорневая подкормка растений препаратом Байкал ЭМ-1 20,9 30,0 37,0 8,1 17,6 24,4 13,9 31,3 38,9 14,3 26,3 33,4
Внесение в почву + обработка семян 33,0 44,8 51,5 17,3 26,5 35,0 21,8 43,5 51,9 24,0 38,3 46,1
Внесение в почву + некорневая подкормка растений 27,0 42,6 46,1 17,1 22,5 36,3 21,4 41,6 50,0 21,8 35,6 44,1
Обработка семян + некорневая подкормка растений 29,6 45,6 50,1 18,6 26,5 41,4 21,4 42,9 52,2 23,2 38,3 47,9
Внесение в почву + обработка семян + некорневая подкормка растений 34,2 47,2 52,6 21,0 27,0 41,4 22,8 44,2 53,2 26,0 39,5 49,1
в значительной степени зависела от способа применения микробиологического удобрения Байкал ЭМ-1.
Наблюдения за динамикой формирования листовой поверхности в наших опытах выявили, что наибольшую площадь листьев 44,1...49,1 тыс. м2/га сформировали растения первого года жизни в вариантах с внесением микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 в почву (таблица 1).
Существенное влияние на величину ассимиляционного аппарата оказывают абиотические факторы среды обитания. В годы исследований наиболее благоприятные условия для формирования листовой
поверхности складывались в 2006 и 2008 годах, когда индекс листовой поверхности был в 1,21.1,67 раза больше, чем в 2007 году. Увеличение ассимиляционной поверхности эхинацеи проходило равномерно и достигало максимального значения в фазу образования почек возобновления.
Процессы фотосинтеза характеризуются не только величиной площади листовой поверхности, но и продолжительностью функционирования поверхности зеленых листьев [4]. В комплексе этот процесс характеризуется фотосинтетическим потенциалом (ФП). Формирование фотосинтетического потенциала происходило в соответствии с нарастанием
Таблица 2
Фотосинтетический потенциал растений эхинацеи пурпурной первого года жизни
Вариант Фотосинтетический потенциал, тыс. м2-сут./га
2006 г. 2007 г. 2008 г. среднее
фаза розетки ш е .0 т и X 6 5 к " і Ё і ё " 5 СО £ ° о ю о 18 о фаза розетки ш е .0 т и X 6 1 5 образование почек возобновления фаза розетки 5-6 листьев к " і почни ё " ив £ ° ан О ю о 15 о фаза розетки в е ь т с л 6 - 5 к " і почни ё " ив £ ° ан О ю о 15 о
Контроль 433,4 832,3 939,6 217,3 392,4 652,4 301,0 841,3 1290,8 317,2 688,7 960,9
Внесение в почву препарата Байкал ЭМ-1 592,1 1092,4 1210,2 390,1 576,8 822,0 446,4 1118,5 1568,8 476,2 929,2 1200,3
Обработка семян препаратом Байкал ЭМ-1 623,5 1163,5 1331,1 371,0 561,0 837,2 468,0 1146,0 1596,0 487,5 956,8 1254,8
Некорневая подкормка растений препаратом Байкал ЭМ-1 444,6 1004,4 1039,4 214,7 424,7 736,1 334,1 927,4 1403,4 331,1 785,5 1059,6
Внесение в почву + обработка семян 710,4 1324,0 1493,6 459,5 723,7 1075,9 522,2 1338,2 1907,8 564,0 1128,6 1492,4
Внесение в почву + некорневая подкормка растений 581,4 1184,6 1374,9 453,2 653,4 1028,3 514,1 1291,5 1831,6 516,2 1043,2 1411,6
Обработка семян + некорневая подкормка растений 637,3 1279,1 1484,0 493,4 743,8 1187,9 514,6 1318,6 1902,0 548,4 1113,8 1524,6
Внесение в почву + обработка семян + некорневая подкормка растений 735,7 1384,1 1547,5 556,5 792,0 1197,7 546,7 1373,5 1948,4 613,0 1183,2 1564,5
площади листьев. Фотосинтетический потенциал эхинацеи пурпурной в первый год жизни формируется, главным образом, за счет розеточных листьев.
В проведенных исследованиях в среднем за три года максимальный фотосинте-тический потенциал в первый год жизни формировался у растений в варианте, где сочетались внесение препарата в почву, обработка семян и подкормка растений. В фазу розетки листьев ФП составил 613 тыс. м2-сут./га, в фазу 5-6 листьев - 1183,2, в фазу образования почек возобновления - 1564,5 тыс. м2-сут./га. Наиболее низким этот показатель был в контроле, максимальный пока-
затель фотосинтетического потенциала был достигнут к концу вегетационного периода - 960,9 тыс. м2-сут./га (таблица 2).
Большое влияние на фотосинтетиче-ский потенциал оказали метеорологические условия, но в целом они не меняли выявленных закономерностей.
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). Многие авторы [1, 3,
6, 7, 9] считают, что индексы продуктивности фотосинтеза не стабильны и сильно зависят
от условий среды обитания и степени воздействия человека на растительный организм.
В наших опытах чистая продуктивность фотосинтеза в течение вегетации в среднем за три года менялась от 0,85.1,13 г/м2-сут. в фазу розетки листьев до 0,37.0,60 г/м2-сут. в фазу образования почек возобновления.
Таким образом, использование препарата Байкал ЭМ-1 оказало влияние на рост и фотосинтетическую деятельность растений. Более интенсивный рост листовой поверхности, обусловленный обработкой почвы, семян и растений микробиологическим препаратом Байкал ЭМ-1, способствовал активизации фотосинтеза, что в конечном итоге повлияло на продуктивность эхинацеи пурпурной. При этом урожайность зеленой и воздушно-сухой массы в год посева составила 7,67 и 1,89т/га соответственно.
Библиографический список
1. Букин, В.И. Физиология орошаемой люцерны / В.И. Букин, В.П. Иванов, М.И. Тарковский. - М.: Колос, 1984. - 154 с.
2. Гуляев, Б.И. Обоснования путей повышения фотосинтетической продуктивности посевов / Фотосинтез и продукционный процесс. - М.: Наука, 1988. - С. 218-222.
3. Гущина, В.А. Перспективы использования регуляторов роста в технологии воз-
делывания эхинацеи пурпурной // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2008. - №6. - С.22-24.
4. Дозоров, А.В. Фотосинтетическая деятельность сортов сои в зависимости от способов посева /А.В.Дозоров, Ю.В. Ермош-кин // Вестник Ульяновской ГСХА, - 2012. №1 (17). - С.8-12.
5. Ничипорович, А.А. Световое и углеводное питание растений (фотосинтез) / А.А. Ничипорович. - М.: АН СССР. - 1955. - 286 с.
6. Романов, В.А. Выращивание многолетних трав на корм и семена /В.А. Романов // Сб. науч. трудов «Оптимизация кормопроизводства - путь к стабилизации животноводства». - Ульяновск, 2000. - С. 43-46.
7. Тюльдюков, В.А. Продуктивность бобово-злаковых травостоев в зависимости от состава травосмесей и способа основной обработки почвы / В.А. Тюльдюков, А.Д. Прудников, А.Б. Смирнов, А.Г. Прудников // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2001. - Вып. 1. - С. 19-31.
8. Шатилов, И.С. Фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность клевера красного в полевых условиях. Вып. 4. / И.С. Шатилов, Г.С. Голубева. - М.: Изд-во ТСХА, 1969. — С. 85-92.
9. Cramer, W.A. Photosynthetik Cytochromes. / W.A. Cramer, I. Whitmarsh// Annual. Rev. Plant Physiol. 1977- 28. - Р. 133
