Показатели фотосинтетической активности кукурузы при различной засоренности посевов в Северной лесостепи Зауралья Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Агрономия ф

ПОКАЗАТЕЛИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОИ АКТИВНОСТИ КУКУРУЗЫ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ засоренности посевов В СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАУРАЛЬЯ

л

456660 Челябинская обл.,

О Б СИНИЦЫНА Красноармейский р-н, с. Миасское, ' ' /1 \ ул. Советская, д. 8;

аспирант, Институт агроэкологии (филиал' ‘

_ . _ _ (тел.: 8 (35150) 2-21-44;

Челябинская государственная агроинженерная академия e-mail: SOB2409@yandex.ru

86

Положительная рецензия представлена Г. Ф. Манторовой, доктором сельскохозяйственных наук, профессором кафедры градостроительства Южно-Уральского Государственного университета.

Вредоносность сорняков для кукурузы заключается в острой конкуренции за основные факторы роста: влагу, элементы минерального питания и свет. В результате наблюдается общее угнетение роста культуры, задержка в развитии, стерильность значительной части растений [1]. Отрицательное влияние на будущий урожай сорняки оказывают в основном в первых 6-8 недель развития кукурузы [3].

Аспекты конкуренции кукурузы и сорняков за влагу и элементы минерального питания достаточно изучены как в мировой практике, так и в исследованиях, проведенных в России, Сибири и Зауралье. Менее освещенным является вопрос о конкуренции за ресурсы света. Кукуруза, принадлежащая к группе растений с фотосинтезом С4, особенно чувствительна к дефициту этого фактора. На ранних стадиях развития кукурузы сорняки не только затеняют растения, но и рассеивают свет, что повышает в его составе длинноволновую часть. При таком составе света нормальная интенсивность фотосинтеза становится невозможной [4].

В связи с этим актуально изучение фотосинтети-ческой деятельности в связи с приемами ухода за посевами кукурузы, среди которых наиболее важным является борьба с засоренностью [2]. Один из путей оценки фотосинтетической активности — анализ содержания хлорофилла в листьях культурных растений, которое не только обеспечивает эту активность, но и само является ее функцией.

Цель и методика исследований.

Для выполнения такой оценки в 2009-2011 гг. на опытном поле Института агроэкологии проведены полевые исследования по изучению влияния химических и механических приемов контроля засорен-

ности ультрараннего гибрида кукурузы Омка 130 на площадь листовой поверхности и содержание хлорофилла в листьях. Опыт включает 8 вариантов, отражающих взаимодействие почвенного, листовых гербицидов и междурядных обработок:

1.контроль;

2. диален (фон);

3. Ф + междурядная обработка (МО);

4. Ф + МО + окучивание (О);

5. Ф + дуал голд (1,6 л/га);

6. Ф + дуал голд + МО;

7. Ф+ дублон голд + МО;

8. Ф + дублон голд + дуал голд + МО.

Повторность опыта трехкратная, размещение вариантов рендомизированное. Общая площадь делянки — 28 м2 , учетная площадь делянки — 14 м2

Условия вегетации в годы исследований отличались разнообразием, которое характерно для континентального климата Зауралья и варьировали от остро засушливых до избыточно увлажненных.

Площадь листьев определяли методом высечек. Содержание хлорофилла определялось фотометрически методом градуировочного графика, построенного с использованием реактива Гетри. Для экстракции использовали 80 %-ный раствор ацетона. График строили, используя формулу (1):

А

С (%) = ^—, П Л

х 10тЬ (1)

где А — оптическая плотность фотометрируемо-

го раствора;

Ь — тангенс угла наклона градуировочного графика;

т — масса навески, г.

Таблица 1

Влияние гербицидов и приемов ухода на сухую биомассу сорняков

(Институт агроэкологии, 2009-2011 гг.)

Вариант Засоренность, г/м2

2009 г. 20і0 г. 20і і г. в среднем

Контроль 274 86 388 249

Диален (фон) 23і 58 272 і87

Ф + МО іб0 34 223 іЗ9

Ф + МО + О 97 28 і92 і06

Ф + дуал голд 254 50 і7і і58

Ф + дуал голд + МО ібб Зі і08 і02

Ф + дублон голд + МО 83 26 і9 43

Ф + дублон голд + дуал голд + МО 7і 23 і6 37

НСР05 82 іЗ 45 -

Агрономия

Таблица 2

Влияние гербицидов и приемов ухода на площадь листьев кукурузы (Институт агроэкологии, 2009-2011 гг.)

Вариант Площадь листьев, тыс. м2/га

2009 г. 2010 г. 2011 г. в среднем

Контроль 5,3 32,2 52,7 30,1

Диален (фон) 5,4 37,7 57,0 33,4

Ф + МО 6,1 51,8 76,7 44,9

Ф + МО + О 6,5 53,8 82,3 47,5

Ф + дуал голд 3,0 48,5 56,4 36,0

Ф + дуал голд + МО 5,1 50,7 76,2 44,0

Ф + дублон голд + МО 5,2 55,5 74,6 45,1

Ф + дублон голд + дуал голд + МО 12,0 53,2 75,7 47,0

В среднем 6,1 47,9 69,0 41,0

Таблица 3

Содержание хлорофилла в листьях кукурузы (Институт агроэкологии, 2009-2011 гг.)

Вариант Содержание хлорофилла, %

2009 г. 2010 г. 2011 г. в среднем

Контроль 0,19 0,10 0,19 0,16

Диален (фон) 0,21 0,15 0,20 0,19

Ф + МО 0,30 0,14 0,20 0,21

Ф + МО + О 0,32 0,16 0,21 0,23

Ф + дуал голд 0,21 0,12 0,20 0,18

Ф + дуал голд + МО 0,25 0,17 0,25 0,22

Ф + дублон голд + МО 0,30 0,17 0,31 0,26

Ф + дублон голд + дуал голд + МО 0,32 0,17 0,27 0,25

В среднем 0,26 0,15 0,23 0,21

Результаты исследований.

Контрастные погодные условия двух лет исследования привели к различной степени засоренности посевов (табл. 1). Групповой и видовой состав сорной растительности существенно различался по годам. В 2009 г. сорный компонент в значительной степени был представлен малолетними однодольными сорняками с преобладанием овсюга, тогда как в 2010 и 2011 г. доминировали поздние яровые сорняки. Доля многолетних двудольных сорняков по годам оставалась достаточно стабильной.

В контрольном варианте сухая биомасса сорняков была максимальной и составила в среднем в 20092011 гг. 249 г/м2. С увеличением химической и механической нагрузки на почву сухая биомасса сорняков снижается. В вариантах с совместным применением почвенного и листового гербицидов в сочетании с междурядными обработками засоренность была наименьшей.

Важным компонентом потенциала урожайности является фотосинтетическая активность листьев. Ее показатели — площадь листовой поверхности и содержание хлорофилла в листьях кукурузы — существенно варьировали по годам (табл. 2).

В 2009 г. площадь листьев была наименьшей независимо от варианта опыта, что явилось следствием высокой засоренности посевов овсюгом на фоне недостаточного увлажнения. 2010 г. отличала острая засуха со значительно большим дефицитом влаги, чем в предыдущий год. Однако, поскольку злаковый компонент засоренности был представлен в основном просом сорным, растения сформировали в 4-6 раз большую площадь листовой поверхности. Максимальная площадь (53-76 тыс. м2/га) наблюдалась на фоне высокого увлажнения 2011 г.

18

Содержание хлорофилла в листьях также зависело от внешних условий, но в условиях засухи 2009 г. и на фоне высокого увлажнения 2011 г. получены близкие результаты, а наименьшие значения наблюдались в 2010 г. (табл. 3).

В результате прослеживается средняя по силе прямая зависимость содержания хлорофилла от площади листьев кукурузы (г = -0,46). Рядом авторов отмечено существование определенных компенсаторных отношений между площадью ассимилирующей поверхности и интенсивностью фотосинтеза [4, 5]. Наличие этих отношений подтверждают наши исследования. Угнетение формирования ассимиляционного аппарата в 2009 г. под влиянием овсюга и засухи привело к увеличению содержания хлорофилла, которое обеспечило сравнительно высокую фотоассимиляцию растения в целом.

В период исследований наименьшее содержание хлорофилла и площади листьев отмечается в контрольном варианте. В вариантах, где применяются химические и механические приемы контроля засоренности, эти показатели увеличиваются соответственно в 1,5-1,6 раза. Этим обусловлена тесная обратная зависимость обоих параметров от засоренности посевов (рис. 1): при увеличении массы сорняков на каждые 100 г наблюдается уменьшение площади листьев в среднем на 8,3 тыс. м2/га, а содержания хлорофилла — на 0,05 %.

В 2010 г. содержание хлорофилла определялось и в листьях основных групп сорных растений (табл. 4). Отмечается высокое процентное содержание хлорофилла по сравнению с кукурузой, при этом зависимость его от применяемых приемов выражена слабо. В совокупности это говорит о высокой конкурентной

Агрономия ф

Засоренность, г/кв.м Содержание хлорофилла--------Площадь листьев

ей

ч

4

5

О

Л

0

4

X

CD

5

1 Л

CD

ч

О

О

Рисунок 1

Зависимость площади листьев и содержания хлорофилла от засоренности кукурузы (Институт агроэкологии, 2009-2011 гг.)

Таблица 4

Содержание хлорофилла в листьях сорных растений различный биологических групп

(Институт агроэкологии, 2010 г.)

Вариант Содержание хлорофилла, %

Малолетние однодольные Малолетние двудольные Многолетние двудольные

Контроль 1,0 1,7 1,6

Диален (фон) 1,0 1,7 -

Ф + МО 1,5 1,7 1,6

Ф + МО + О 1,3 1,5 1,8

Ф + дуал голд 1,7 1,7 1,5

Ф + дуал голд + МО 1,6 1,8 1,2

Ф + дублон голд + МО 1,1 1,8 1,7

Ф + дублон голд + дуал голд + МО 1,7 1,8 1,3

Таблица 5

Влияние приемов защиты растений на урожайность кукурузы

(Институт агроэкологии, 2010 г.)

Вариант Урожайность, т/га

2009 г. 20і0 г. 20і і г. в среднем

Контроль 0,07 2,9і 0,70 і,23

Диален (фон) 0,25 3,97 2,95 2,39

Ф + МО 0,54 4,79 4,3і 3,2і

Ф + МО + О 0,8і 4,8і 4,87 3,50

Ф + дуал голд 0,і2 4,27 5,29 3,23

Ф + дуал голд + МО 0,72 4,94 б,б7 4,іі

Ф + дублон голд + МО і,85 4,83 7,54 4,74

Ф + дублон голд + дуал голд + МО 2,55 4,93 7,9і 5,іЗ

НСР05 0,42 0,59 0,93 -

способности сорняков, особенно в начальные фазы развития кукурузы.

Высокий урожай зерна кукурузы в конкретных погодных условиях достигается при оптимизации основных мероприятий по уходу за посевами. Наи-www.m-avu.naroa.ru www.avu.usaca.ru

более продуктивными были варианты с применением листовых гербицидов в сочетании с обработкой междурядий. В 2009 г. в наиболее засоренных вариантах наблюдалось снижение урожайности в 21-36 раз (табл. 5).

Агрономия

и

£

о

к

X

о

Площадь листьев, тыс.кв.м/га рисунок 2

Зависимость урожайности зерна кукурузы от площади листьев (Институт агроэкологии, 2009-2011 гг.)

ей

и

[2

о

о

К

Содержание хлорофилла, %

Рисунок 3

Зависимость урожайности зерна кукурузы от содержания хлорофилла (Институт агроэкологии, 2009-2011 гг.)

Выводы. Рекомендации.

Таким образом, рост урожайности кукурузы под влиянием гербицидов и приемов ухода за посевами достигается благодаря снижению конкуренции со стороны сорняков за абиотические факторы жизни растений, в том числе за свет. Наиболее благоприятные условия освещенности растений создаются при совместном применении почвенного и листового гербицидов в сочетании с междурядными обработками.

Урожайность 2010 г. на фоне низкой исходной засоренности была достаточно высокой даже на контрольном варианте (всего в 1,7 раза ниже, чем в оптимальных вариантах). Высокое увлажнение 2011 г., с одной стороны, привело к увеличению массы сорняков, с другой — повысило конкурентную способность кукурузы. Поэтому контрольный и наиболее интенсивные варианты различались в 11,3 раза.

Установлена тесная прямая зависимость урожайности от площади листовой поверхности (рис. 2) и содержания хлорофилла в листьях (рис. 3).

Литература

1. Панфилов А. Э., Цымбаленко И. Н. Засоренность и урожайность кукурузы при различных способах борьбы с сорняками. Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения : сб. науч. тр. Челябинск : ЧГАУ 1999. Вып. 1. С. 111-199.

2. Толорая Т. Р., Малаканова В. П., Ломовской Д. В., Очнев А. С. Роль применения гербицидов в повышении продуктивности гибридов кукурузы // Кукуруза и сорго. 2008. № 5. С. 14-17.

3. Панфилов А. Э., Корыстин Е. С. Эффективность почвенных и листовых противозлаковых гербицидов в посевах кукурузы // Агро-ХХ1. 2003. № 7-12. С. 46-47.

4. Быков О. Д., Зеленский М. И. Фотосинтез и продуктивность сельскохозяйственных культур // Сельскохозяйственная биология. 1982. Т. 17. № 1. С. 14-27.

5. Колов О. В., Костина Г. И., Буенков А. Ю. Фотосинтетическая продуктивность различных видов сорговых культур // Кукуруза и сорго. 2009. № 5. С. 7-8.