Продукционный процесс. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Miscanthus sacchariflorus в Сибири: параметры продукционного процесса, динамика биофильных элементов
Статья научная
В мире энергетические культуры возделывают для замены ископаемых ресурсов и сокращения выбросов парниковых газов. Одного из перспективных представителей таких культур - мискантус ( Miscanthus spp.) широко культивируют преимущественно в странах с гидротермическими условиями, оптимальными для этого растения. В России проблема выращивания мискантуса в целях получения биомассы остается слабо изученной. В настоящей работе мы оценили возможность культивирования мискантуса для получения биомассы в континентальных условиях Сибири. Исследования провели на территории научно-экспериментальной базы СибНИИРС - филиал ИЦиГ СО РАН (Новосибирская область, Центральная лесостепь Новосибирского Приобья, 54°53'13,5"N, 82°59'36,7"E). Параметры продукционного процесса изучили у Miscanthus sac-chariflorus сорта Сорановский (Государственный реестр селекционных достижений, патент № 6931 от 06.06.2013) в условиях агро-серой почвы. В период формирования многолетних посадок (1-4 года) мискантуса запас надземной биомассы достиг 12±1, подземной - 17±1 т/га. Эти показатели близки к средним характерным для этого вида в мире. Общий вынос NPK всей надземной биомассой (стебли + листья) составил соответственно 51, 6 и 49 кг/га, вынос с урожаем только стеблей - 23, 3 и 26 кг/га. При этом запас NPK в подземной биомассе составил соответственно 130, 10 и 126 кг/га. Следовательно, причин для истощения в почве запасов биофильных элементов при произрастании мискантуса в условиях опыта в течение 4 лет не обнаружено. Установлено наличие объективных предпосылок для закрепления углерода атмосферы во фракциях органического вещества агро-серой почвы: за первые 2 года вегетации мискантуса в мобильных фракциях органического вещества накопилось не менее 300 кг/га углерода; повышение отношения С/N в подземной биомассе мискантуса до 74 (в исходной почве - 20) сопровождалось существенным снижением скорости минерализации вновь поступающих растительных остатков. Параметры продукционного процесса M. sacchariflorus сорта Сорановский в условиях агро-серой почвы в Центральной лесостепи Приобья соответствовали присущим виду M. sacchariflorus , культивируемому в других регионах мира на разных типах почв. Сделан вывод, что выращивание указанной культуры в целях получения биомассы в условиях Сибири может быть обоснованным с экологической, агротехнической и экономической точек зрения.
Бесплатно
Статья научная
Одна из основных составляющих успешного производства растительной продукции - выбор культур с высокой реализацией продукционного потенциала в формируемых условиях, в том числе в условиях интенсивной светокультуры. Задача компенсации или ликвидации дефицита зеленных культур в настоящее время в России и мире стоит достаточно остро. Генетическое разнообразие распространенных в использовании в сооружениях защищенного грунта капустных зеленных растений вида репа Brassica rapa L. сложилось в Юго-Восточной Азии и включает многочисленные морфотипы пекинской, китайской, розеточной, пурпурной, японской капусты, листовой репы. В России капустные овощи вида репа используют ограниченно, главным образом в качестве салатных овощей. Основные направления селекции представителей вида B. rapa для светокультуры включают высокую скорость роста (продолжительность одного оборота не более 28-35 сут в зависимости от биологических особенностей культуры), урожайность не менее 3-8 кг/м2 в зависимости от культуры, компактный габитус растения, высокое качество листьев, ценный биохимический состав, устойчивость к раннему стеблеванию, устойчивость к возможной пониженной освещенности и повышенной температуре воздуха, пригодность для выращивания в тонком слое почвенного субстрата или на гидропонике. Биологические особенности разнообразия капустных культур вида репа как источников при селекции для условий светокультуры изучены недостаточно, прежде всего это касается малоизвестных культур (розеточная, пурпурная, японская капусты) и отдельных морфотипов в пределах распространенных культур (пекинская и китайская капусты). В настоящем исследовании мы впервые изучили широкое генетическое разнообразие мировой коллекции культур вида B. rapa Российской Федерации, хранящейся в ВИР, и морфотипов внутри них (72 образца), включая контрастные по морфологическим признакам генотипы, при разной обеспеченности светом с целью развития энергосберегающих агротехнологий в интенсивной светокультуре. Впервые определены поправочные коэффициенты для расчета площади листовой поверхности по легко измеряемым линейным размерам для каждой изученной культуры и типа листьев, что позволит ускорить расчеты фотосинтетических характеристик. Показана различная степень изменчивости размеров и массы растений культур в зависимости от освещенности (наибольшая - у пекинской капусты и листовой репы). Установлено, что интенсивностью светового потока в значительной мере определяется повышение продуктивности растений всех капустных культур вида репа B. rapa , в наиболее значительной степени - пекинской и китайской капусты и листовой репы. Выделены высокоурожайные образцы пекинской и китайской капусты и листовой репы (более 6,3 кг/м2 за 28 сут вегетации). Изученные образцы пурпурной и японской капусты низкоурожайные и имеют более длительный вегетационный период, но представляют интерес в качестве овощей для функционального питания и для декоративных целей. Выявлены полукочанные сортотипы пекинской капусты (Шантунг, Санто, Сяо), представляющие преимущественный интерес для светокультуры. Для загущенного выращивания рекомендованы образцы пекинской капусты вр.к-1375, Бице (вр.к-1376), китайской капусты к-647, для выращивания при малом расстоянии между стеллажами (25 см) - китайской капусты Extra Dwarf Pack Choi (вр.к-1405) и розеточной капусты Xiao Ba Je Ta Cai (к-695). Образцы пекинской капусты Chokurei (к-177), Tokyo Bekana (к-395), Zao Shi № 5 (вр.к-1120), Fun jen F1 (вр.к-1410) показали самые высокие салатные качества листьев. В условиях биополигона нам удалось выделить образцы со стабильным проявлением признаков скороспелости и высокой продуктивности, практически не зависящим от освещенности. Это образцы пекинской капусты Harumaki Shin Santousai (к-270), Tokyo Bekana (к-395), Сяобайкоу (к-74), китайской капусты Kangre 605 (вр.к-1131), Gai Lang Jin Pin 25 F1 (вр.к-1124). Кроме того, показано, что у китайского образца пекинской капусты Zao Shi № 5 (вр.к-1120) и российского сорта листовой репы Селекта (вр.к-1371) повышена активность фотосинтетического аппарата. Полученные данные о культурах в целом и выделившихся образцах B. rapa представляют практический интерес для овощеводства, при разработке элементов сортовой технологии капустных культур в условиях светокультуры и в качестве источников ценных признаков в селекционных программах, в том числе по развитию сити-фермерства.
Бесплатно
О перспективах прецизионного управления продуктивностью пшеницы в условиях Северного Казахстана
Статья научная
Повышение урожайности и качества пшеницы в условиях Республики Казахстан может быть достигнуто посредством реализации селекционного потенциала культуры. Для решения этой задачи определяющее значение имеют инновационные агротехнологические подходы, включающие систему точного земледелия (ТЗ). Учитывая значительную площадь Казахстана, одним из первых элементов внедрения ТЗ становится оценка состояния обширных территорий этой страны с использованием современных технологий дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). В настоящей работе впервые в условиях Северного Казахстана были реализованы приемы прецизионного управления продуктивностью яровой пшеницы. Цель работы - оценить перспективы использования системы точного земледелия в условиях Северного Казахстана и на этом основании предложить алгоритм перехода от пассивных мониторинговых мероприятий к активным управляющим прецизионным приемам повышения продуктивности яровой пшеницы. Исследования проводили на специализированном опытном полигоне точного земледелия (ТОО НПЦ зернового хозяйства им. А.И. Бараева) в условиях вегетационных сезонов 2019-2020 годов. Основным объектом были высокопродуктивные сорта яровой пшеницы ( Triticum vulgare L.) местной селекции Шортандинская 95 и Астана. На первом этапе поля полигона (темно-каштановые почвы) были обследованы по основным агрохимическим показателям с помощью наземного мобильного комплекса. Детализацию оценки плодородия почв осуществляли по схемам (сеткам обследования) с размерами элементарных участков 1, 5 и 25 га. Полученные данные использовали для выявления внутриполевой неоднородности и расчета доз удобрений для дифференцированного внесения. На втором этапе оценивали состояние посевов по космическим снимкам, сделанным спутниками группы Sentinel-2, и аэрофотоснимкам, полученным с помощью беспилотных летательных аппаратов. Диагностику развития растений по фенофазам проводили на основании нормализованного вегетационного индекса (normalized difference vegetation index, NDVI), а конечный результат оценивали по электронным картам урожайности. На третьем этапе осуществляли статистическую оценку полученных данных с использованием пакета прикладных программ Stat и Microsoft Excel 2010 и программного обеспечения AGROS-1 (версия 2.09-2.11/1993-2009). Основные удобрения вносили припосевным и поверхностным способами. Также проводили некорневые подкормки. В экспериментах применяли полимерные удобрения Витанолл-NP (1 л/га) и Витанолл-микро (1 л/га) (ООО «Агромаркет-24», Россия), комплексное хелатное КХМ (2 л/га) (ФГБНУ Агрофизический НИИ, Россия) и гуминовое Стимулайф (0,3 л/га) (ООО «Агрофизпродукт», Россия). Установлено, что только одна агрохимическая неоднородность поля частично нивелировалась дифференцированным внесением элементов питания. В засушливых условиях Казахстана установлено доминирующее влияние на продуктивность яровой пшеницы параметров почвенного плодородия, связанных с запасом и распределением почвенной влаги (почвенно-ландшафтно-гидрологических условий). По изменению агроландшафтных условий, которые определяются уклоном местности, удалось оценить распределение водотоков, характеризующих запас продуктивной влаги в той или иной части поля. На основании данных ДЗЗ и сопряженных наземных измерений предложен алгоритм перехода от констатации полученных данных к оперативному управлению биопродукционным процессом растений. При этом чем более детализирован был анализ данных, тем выше оказывалась результативность. Так, прибавка урожайности при сетке 5 га была чуть меньше 10 %, а при сетке 1 га - в 2 раза больше. Показана тесная корреляционная связь между урожайностью и NDVI: коэффициент корреляции по трансекте склона составлял r = 0,64-0,99, поперек поля - r = 0,62-0,98. Получена значительная прибавка урожая как за счет дифференцированного внесения минеральных удобрений (на 9,5 % по сетке 5 га и на 19,2 % по сетке 1 га), так и благодаря своевременным некорневым подкормкам (на 15-22,3 %). В целом данные экспериментальных исследований свидетельствуют о перспективности применения ТЗ в управлении продукционным процессом яровой пшеницы в условиях Северного Казахстана.
Бесплатно
Статья научная
Мягкая яровая пшеница - одна из широко возделываемых зерновых культур в Российской Федерации. Селекция яровой пшеницы направлена на создание сортов, характеризующихся высокой урожайностью и качеством зерна. Основное внимание при создании новых сортов обращают на устойчивость к климатическим факторам, которые отрицательно влияют на стабильность урожайности. Что касается скрещиваний озимых и яровых сортов пшеницы, то в настоящее время нет достаточной информации о проявлении и наследовании признаков продуктивности в более старших поколениях и в различных агроэкологических условиях. В представляемой работе мы изучили изменчивость элементов структуры урожая у 55 селекционных линий мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) поколений F6-7, полученных от скрещивания озимых сортов мягкой пшеницы с яровыми донорами генов устойчивости к бурой ржавчине, с целью выделения генотипов, перспективных в качестве источников ценных агрономических признаков. Полевые исследования проводили в 2018 году в трех регионах - в Новосибирской и Омской областях и в Республике Татарстан. Оценивали следующие элементы структуры урожая: число продуктивных стеблей, число зерен с колоса, масса зерна с колоса, масса 1000 зерен и масса зерна с растения. Экологическую пластичность линий характеризовали с помощью показателей интенсивности и устойчивости индекса стабильности. Дисперсионный анализ, выполненный по результатам экологических испытаний, свидетельствует о достоверном (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
