CC BY
22
УДК 541.144.7:631.559:633.853.52:631.5
Фотосинтетическая деятельность и продуктивность сои сорта Лидия в зависимости от технологии возделывания
М.В. ТОЛМАЧЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник А.Н. ГАЙДУЧЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
ВНИИ сои, Игнатьевское шоссе, 19, Благовещенск, Амурская область, 675027, Россия E-mail: [email protected]
Для изучения влияния традиционной и альтернативной (No-till) технологий возделывания сои на рост, развитие и фотосинтетическую деятельность растений проводили исследования на луговой черноземовидной почве в условиях Амурской области по общепринятым методикам, а также с использованием прибора MINI-PAM для измерения квантовой эффективности фотосинтеза. При традиционной технологии на протяжении всего периода вегетации площадь листьев была выше, чем в варианте с No-till. Наибольшие ее значения отмечены в фазе образования бобов - 32,5 и 25,6 тыс. м2/га соответственно. Фотосинтетический потенциал за вегетацию при традиционной системе обработки почвы составил 1724,2 тыс. м2хдн./га, что на 22,2% выше, чем в посевах по No-till. Величины квантовой эффективности фотосинтеза в течение вегетации не имели существенных различий по изучаемым вариантам. Наибольшей она была в фазах образования бобов, налива и полного налива семян. Максимальное накопление абсолютно сухого вещества отмечали в фазе полного налива семян: 7,6 т/га при обычной технологии и 6,2 т/га в варианте с No-till. Биологическая урожайность семян сои при традиционной системе обработке почвы составила 2,86 т/га, что на 12% выше, чем при использовании No-till. Технологии возделывания сои оказали влияние на параметры фотосинтетического аппарата и его продуктивность, которые были лучше при традиционной системе обработке почвы. Динамика изменения площади листовой поверхности и интенсивности накопления абсолютно сухого вещества в фазы генеративного роста оказалась выше в варианте с No-till.
Ключевые слова: площадь листьев, фотосинтетический потенциал, продуктивность, квантовый выход, фазы роста и развития растений, традиционное возделывание, система No-till.
Для цитирования: Толмачев М.В., Гай-дученко А.Н. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность сои сорта Лидия в зависимости от технологии возделывания // Земледелие. 2015. № 3. С. 31-33.
Технологии возделывания сои, разработанные для Амурской области,
различают по степени интенсификации и используют в зависимости от имеющихся в хозяйствах ресурсов и почвенно-климатических условий [1].
Ежегодная обработка почвы под посевы оценивается как процесс, который наносит ощутимый вред почвенной микрофлоре, усиливает эрозию и ведет к деградации почвенного слоя [2-4].
В связи с этим большое внимание уделяют совершенствованию технологии возделывания сои на основе ресурсосбережения в направлении минимизации затрат: уменьшения глубины и числа обработок, совмещения операций, использования широкозахватных агрегатов, сокращения отдельных технологических приемов.
обеспечивающий сохранение влаги и активизацию почвенной микрофлоры. В необрабатываемой почве вода заполняет поры и каналы, остающиеся после корневых систем растений, в результате жизнедеятельности дождевых червей и других организмов. При замерзании они разрываются, благодаря чему происходит разуплотнение почвы до равновесного состояния, восстановление ее структуры и капилляров [5].
В связи с этим цель наших исследований - изучение влияниятрадиционных и альтернативных (No-till) технологий возделывания на рост, развитие и фотосинтетическую деятельность сои.
Работу проводили в мелкоделяноч-ном полевом эксперименте на луговой черноземовидной почве опытного поля ВНИИ сои (с. Садовое Тамбовского района Амурской области) в 4-польном севообороте: соя - пшеница - соя -ячмень + пожнивный посев соево-овсяной смеси на сидерат. В исследованиях использовали общепринятые методики, квантовую эффективность фотосинтеза измеряли методом импульсной амплитудной модуляции света с помощью прибора MINI-PAM. Агротехника возделывания сои в опыте при
Рис. 1. Динамика площади листьев сои сорта Лидия и зависимости от технологии возделывания, тыс. м2/га (в среднем за 2011-2014 гг.): ф — традиционная; ■ — No-till;-— линейная (традиционная);----- — линейная (No-till).
В сельскохозяйственном производстве широко используют альтернативную энергоресурсосберегающую систему возделывания полевых культур без обработки почвы - No-till. При ее применении сохраняются пожнивные остатки, из которых образуется мульчирующий слой, выполняющий почвозащитную и противоэрозионную функцию,
традиционной системе общепринятая для южной зоны Амурской области [1]. При No-till все культуры в севообороте высевали в необработанную почву по стерне специальной сеялкой [5].
В результате выполненных исследований установлено, что при традиционной технологии возделывании ассимиляционная поверхность сои на протяжении
1. Фотосинтетический потенциал сои сорта Лидия в зависимости от систем возделывания, тыс. м2хдн./га (в среднем за 2011-2014 гг.)
Период роста и развития Технология возделывания
традиционная No-till
Всходы - 3-й тройчатый лист 178,9 127,2
3-й тройчатый лист - цветение 337,9 274,6
Цветение - образование бобов 456,1 322,5
Образование бобов - налив 377,1 305,6
Налив семян - полный налив 302,5 295,0
Полный налив семян - физиологиче-
ская спелость 71,7 74,6
Всего за вегетацию 1724,2 1399,4
СО (D S ь
(D
g
(D Ь S
(D
Ы 2
О ^
Рис. 2. Динамика накопления сухого вещества по фазам роста и развития сои сорта Лидия, кг/ га (в среднем за 2011—2014 гг.): % — традиционная технология; щ — No-till.
всего периода вегетации была выше, чем в варианте с No-till. Например, в фазе образования бобов величина этого показателя была равна 32,5 и 25,6 тыс. м2/ га соответственно (рис. 1).
Начиная с фазы образования бобов площадь листовой поверхности сокращается. Так, к фазе налива семян ее величина при традиционной технологии возделывания снизилась на 23,7%, при No-till - на 11,3%, а от фазы налива до
ния АСВ от фазы образования бобов до их полного налива в посевах в первом случае была ниже, чем во втором: увеличение массы составило 74 и 100% соответственно. Снижение массы в следующей фазе носило обратный характер: 10 и 5% соответственно. Следовательно, при возделывании сои по No-till ассимиляционные процессы в фазы генеративного развития протекают интенсивнее.
2. Развитие фотосинтетического аппарата сои сорта Лидия (в среднем за 2011-2014 гг.)
Показатель Технология возделывания НСР05
традиционная! No-till
Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га 32,5 25,6 7,4
ФП за вегетацию, тыс.м2хдн./га 1724,2 1399,4 527,5
Максимальное накопление сухого вещества, кг/га 7607 6208 2068
ЧПФ за вегетацию, г/м2 в сутки 4,4 4,6 0,66
Биологическая урожайность семян, т/га 2,86 2,55 0,52
полного налива семян - на 45,2 и 41,0% соответственно. Более интенсивное уменьшение величины этого показателя при традиционном возделывании связано с быстрым ростом листьев в начальный период и, как следствие, снижением средней освещенности и скорости роста во второй половине вегетации [6].
Фотосинтетический потенциал (ФП) за вегетацию при традиционной технологии составил 1724,2 тыс. м2хдн./га, что на 22,2% выше, чем в посевах по No-till (табл. 1).
В течение вегетации сои, от всходов до полного налива семян, ФП был выше при традиционной технологии, а на стадии от полного налива до физиологической спелости - при No-till. В период от цветения до налива семян ФП в первом случае уменьшился на 34%, во втором - на 9%. Минимальное снижение ФП при возделывании по ■я No-till свидетельствует о большей ста-о бильности агроценоза, по сравнению ^ с традиционной технологией. ^ В результате фотосинтетической о» деятельности посевы сои к фазе | полного налива семян сформировали максимальную в опыте массу абсолютен но сухого вещества (АСВ): 7,6 т/га при S обычной технологии и 6,2 т/га - при $ No-till (рис. 2). Интенсивность накопле-
Более высокие показатели площади листьев, фотосинтетического потенциала, накопления АСВ при традиционной технологии отразились на биологической урожайности, величина которой оказалась на 12% выше, чем в варианте с прямым посевом (табл. 2).
Исследования квантовой эффективности фотосинтеза показали ее незначительное увеличение в вариантах с применением традиционной технологии возделывания сои (рис. 3).
Низкие величины квантового выхода в фазе 3-го тройчатого листа сои связаны с высокими среднесуточными температурами и большой освещенностью в дневные часы, негативно повлиявшими на активность фотосинтеза.
Максимальные в опыте значения квантовой эффективности отмечены в фазы образования бобов, налива и полного налива семян, что подтверждает высокие показатели фотосинтетического потенциала в этот период.
Таким образом, площадь листьев, фотосинтетический потенциал,нако-пление абсолютно сухоно вещества и биологическая урожайность семян при традиционной технологии возделывания сои были выше, чем при прямом посеве. Однако динамика изменения площади листовой поверхности и интенсивности накопления абсолютно сухого вещества в фазы генеративного роста оказались лучше при No-till. Это свидетельствует о большей интенсивности ассимиляционных процессов в фазы генеративного развития и о стабильности агроценоза.
Самая высокая квантовая эффективность фотосинтеза отмечена в фазе образования бобов, налива и полного налива семян, при этом она не зависела от технологии возделывания культуры.
Литература.
1. Система земледелия Амурской области / Отв. ред. В.А. Тильба. Благовещенск: ИПК «Приамурье», 2003. 304 с.
2. Шевцов Н.М., Системы обработки и их воздействие на плодородие и производительность почв в культуре современного земледелия // Аграрная Россия. 2011. № 3. С. 52-58.
3. Городецкий А.П. Почвоохранные системы обработки почвы на склоновых агроланд-шафтах // Вестник Курской сельскохозяйственной академии. 2012. № 2. С. 70-72.
4. Влияние вида угодий и систем основной обработки на биологическую активность серой лесной почвы / М.К. Зинченко, Л.Г Стоянова, И.И. Безменко, И.М. Щукин // Достижения науки и техники АПК. 2013. № 4. С. 14-16.
3-й цветение образование налив полный
тройчатый бобов семян наливсимян
лист
Рис. 3. Квантовая эффективность фотосинтеза сои сорта Лидия (в среднем за 20112014 гг.): Ц — традиционная технология; Q — No-till.
К 120-летию со дня рождения ШУЛЬМЕЙСТЕРА КОНСТАНТИНА ГЕОРГИЕВИЧА (30.04.1895-07.01.1996), доктора сельскохозяйственных наук, профессора, Заслуженного деятеля науки Российской Федерации
5. Дерпш Р., Хегни М. и др. Фермеры-активисты No-till: Сборник статей по No-till. с. Майское: Корпорация Агро-Союз, 1991, 2009. 230 с.
6. Ничипорович А.А. Методические указания по учету и контролю важнейших показателей процессов фотосинтетической деятельности растений в посевах. М., 1969. 94 с.
Photosynthetic activity and productivity of soybean cultivar Lidiya depending on cultivation technology
M.V. Tolmachev, A.N. Gayduchenko
All-Russian Research Institute of Soyabean, Ignat'evskoe road, 19, Blagoveshchensk, Amur region, 675027, Russia E-mail: [email protected]
Summary. To study the influence of the use traditional and alternative (No - Till) technologies of soybean cultivation on growth, development and photosynthetic activity of plants researches were carried out on the meadow chernozem soil in condition of Amur region in accordance to conventional methods and by means of apparatus MINI-PAM for measuring quantum efficiency of photosynthesis. The results attest, that by using traditional technology area of leaves during the whole vegetation period was higher in comparison with No-till. Its highest values were obtained in phase of bean formation, which were equal to 32.5 and 25.6 thousand m2/ha respectively. Photosynthetic potential during the vegetation period at use of traditional cultivation system was 1724.2 thousand m2xdays/ha, that is by 22.2% higher, than in crops cultivating by No-till. Values of the quantum efficiency of photosynthesis during the vegetation period had no significant differences in the studied systems. Its highest indicators were in phase of bean formation, seed ripening and full seed ripening. The maximum accumulation of absolutely dry matter was marked in phase of full seed ripening and amounted to 7.6 t/ha at conventional method and 6.2 t/ha - at No-till. The biological seed yield of soybean amounted to 2.86 t/ha, that is on 12% higher than by using No-till. Application of different technologies of soybean cultivation exerted influence on indicators of the photosynthetic apparatus development and productivity, which were higher at using traditional system in comparison with No-till. Dynamic of leaves area change and intensity of absolutely dry matter accumulation in phase of generative growth was higher by using of No-till technology.
Keywords: leaves area, photosynthetic potential, productivity, quantum efficiency, phase of plants growth and development, traditional cultivation, No-till technology.
Author Details: M.V. Tolmachev, Cand. Sc.(Agr.), Leading Researcher (e-mail: [email protected]), A.N. Gayduchenko, Cand.Sc.(Agr.), Head of Laboratory.
For citation: Tolmachev M.V., Gayduchenko A.N. Photosynthetic activity and productivity of soybean cultivar Lidiya depending on cultivation systems. Zemledelie. 2015. No. 3. pp. 31-33 (in Russ.).
К.Г. Шульмейстер родился в крестьянской семье немцев Поволжья в селе Каменка Камышинского уезда в 1895 г и прожил долгую трудовую жизнь ученого и педагога, скончался на 101 году жизни в 1996 г
Научно-педагогическая деятельность Константина Георгиевича связана с четырьмя регионами страны. С 1918 по 1930 г после окончания Московской сельскохозяйственной академии он был директором Камышинской опытной станции. Работая в Саратовском сельскохозяйственном институте с 1931 по 1938 гг., К.Г Шульмейстер защитил кандидатскую диссертацию, получил звание профессора, заведовал кафедрой, был заместителем ректора по научной и учебной части, а по совместительству - заведующим отделом земледелия ВНИИ зернового хозяйства.
В результате необоснованных репрессий с 1938 г до полной реабилитации в 1956 г. Константин Георгиевич находился в заключении в лагерях Магаданской области. Даже в таких условиях он занимался научной работой, подготовил и опубликовал книгу «Растениеводство на Северо-Востоке», где были изложены основы северного земледелия.
Научная деятельность К.Г Шуль-мейстера продолжилась в Волгоградском СХИ (ныне ВолгГАУ) и была посвящена одной проблеме - борьбе с засухой в богарном земледелии засушливых регионов Поволжья, Южного Урала, Северного Казахстана и Восточной Сибири. В результате этих исследований были разработаны дифференцированные по отдельным природным зонам системы земледелия, обеспечивающие получение стабильных урожаев зерна, кормов и технических культур. Их научно-производственной основой служат зернопропашные и зернопаровые севообороты с оптимальной струк-
турой пашни и посевных площадей, почвозащитной ресурсосберегающей обработкой почвы, системой применения удобрений.
Научные концепции и рекомендации Константина Георгиевича получили полное признание и использованы в современных системах сухого земледелия. Вокруг К.Г Шульмейстера сложилась большая научная школа из нескольких поколений, включающая непосредственно подготовленных им 3 докторов и 30 кандидатов наук, Ученым опубликовано около 200 работ, том числе 8 книг, в част- е ности, фундаментальная монография | «Борьба с засухой и урожай», двух- д томник избранных научных работ к е 100-летию со дня рождения.
Константин Георгиевич был от- № мечен орденами Трудового Красного 3 Знамени и «Знак Почета», на доме, м где он проживал в последние годы, 1 установлена Мемориальная доска. 5
