Фотосинтетическая деятельность посевов и продуктивность различных сортов яровой пшеницы

Одним из определяющих факторов получения высоких урожаев хорошего качества является повышение фо-тосшпетнческой деятельности посевов. К наиболее значимым показателям которой относятся: площадь листьев, фотосинтетический потенциал (ФСП), чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ). Величины этих показателей могут в той или иной мерс характеризовать сортовые особенности формирования урожайности [1, 4, 6, 8]. Большинство фотосинтетических показателей полигепны и поддаются селекционному улучшению, наряду с традиционно селектируемыми признаками [2]. В настоящее время создаются современные сорта, способные обеспечивать наиболее эффективное усвоение энергии потоков ФАР на образование продуктов фотосинтеза и оптимальное ис-польювание их в процессах метаболизма, транспорта, роста, органогенеза [ 1, 7]. В связи с этим особый интерес вызывает изучение физиологических параметров современных интенсивных сортов.

I (ель данной работы — изучить влияние фотосинтетической деятельности посевов различных сортов яровой пшеницы на формирование высокого, устойчивого и качественного урожая зерна.

Материалы и методика исследований

Полевой опыт был заложен в севообороте лаборатории сортовой агротехники ГНУ ВНИИЗБК по общепринятой методике [3]. Почва темно-серая лесная, со средним уровнем плодородия, мощность гумусового горизонта 25 ..30 см, содержание гумуса в пахотном слое 4.7 %, подвижного фосфора (Р2О0 - 17 мг/100 г, обменного калия (К:О) - 9,6 мг/100 г абсолютно сухой почвы. pH - 5,2.

Объектом исследований являлись различные сорта яровой пшеницы: Дарья, Росталь и Крестьянка (контроль). Норма удобрений рассчитана балансовым методом на планируемую урожайность 5 т/га (N5SP60K42). Норма высева 5 млн. шт. всхожих семян на I га. Предшественник горох. Уход за растениями осуществлялся по общепринятой технологии для культуры и зоны. При изучении фотосинтетической деятельности были использованы методические положения лаборатории фотосинтеза Института физиологии растений АН СССР [6].

Результаты и их обсуждение

Значительное влияние на рост и развитие растений яровой пшеницы в годы проведения исследований оказали метеорологические условия. Вегетационный период 2005 года характеризовался умеренным количеством осадков ■ 222,7 мм при среднемноголетнем значении -240 мм, а влагообеспеченность вегетационного периода 2006 года превышала среднемноголетнее значение на

80,9 мм, что и повлияло на разницу величин показателей фотосинтеза по годам исследований. Для выявления значимости факторов влияющих на фотосинтетическую деятельность посевов были определены ее важнейшие показатели.

Результаты исследований в 2005 - 2006 годах показали, что растения изучаемых сортов яровой пшеницы сформировали наибольшую площадь листовой поверхности в 2006 году, так максимальное значение показателя было отмечено у сорта Крестьянка - 44,3 тыс.м2/га, почти столько же у сорта Росгань - 44,1 тыс.м2/га и чуть меньше у сорта Дарья - 40.4 тыс м2/га, в то время как в 2005 году значения этого показателя были ниже на I...2 тыс.м2/га, что составляет 4...5%. Достижение растениями в 2006 году по сравнению с 2005 годом наибольшей плошали листовой поверхности, связано с условиями увлажнения периода вегета-1щи (табл. 1). Многие исследователи также отмечали, что наибольшую поверхность листьев яровая пшеница образует во влажные годы, а именно в оптимальных условиях растения формируют на 1 га от 35 до 45 тыс. м3. в то время как при ограниченном увлажнении она может составлять 15...25 тыс. м" (5]. Выявлено, что растения исследуемых сортов яровой пшеницы формируют различную листовую поверхность. В среднем за два года наибольшую площадь листьев формирует сорт Крестьянка - 43,2 тыс.м'/га. Сорт Росгань практически не уступает сорту Крестьянка по данному показателю 42.8 тыс.м2/га, и сравнительно меньшую площадь имеет сорт Дарья — 40,3 тыс.м"/га (табл. 1).

Таблица 1 - Площадь листовой поверхности различных

сортов яровой пшеницы
Фазы развития растений	11.ю1шыь листовой поверхности растений тыс.м2/га
	2005 г.:	006 г.	среднее за 2005..2006П.
Дарья
кущение	8.0	8.1	8.1
трубкование	29.3	30.5	29,9
колошение	40,2	40.4	40.3
цветение	37.0	37.9	37,5
молочная спелость	25.6	31.9	28.8
молочно-восковая спелость	16.5	21.0	18.8
Росгань
кущение	8.2	8.4	8.3
трубкование	33.6	35.2	34,4
колошение	41.5	44.1	42.8
цветение	38.8	40,6	39.7
молочная спелость	30,8	38.5	34.6
молочно-восковая спелость	18.8	17.7	18.3
Крестьянка
кушение	8.1	8.3	8.2
трубкование	30.1	33,8	32.0
колошение	42.1	44,3	43.2
цветение	38.2	40.7	39.4
молочная спелость	26.3	39.2	32.8
молочно-восковая спелость	18,3	7,1	12.7

Следует отметить, что изучаемые сорта характеризуются высокими темпами нарастания и низкими темпами отмирания листьев, что обеспечивает более длительное нахождение ассимиляционной поверхности растений в активном состоянии, и в конечном счете

Вестник ОрелГАУ 4'07

Расте 1 шеволство

Результаты исследований показали, что по годам величины показателя чистой продуктивности фотосинтеза, так же как и площади листьев имеют различия, что связано как отмечалось ранее с различными погодными условиями периодов вегетации. В более сухом 2005 году по сравнению с 2006 годом чистая продуктивность фотосинтеза была шоке на 1...2 г/м^хсут. В общем, в годы исследовании по фазам тенденция варьирования значений показателя у сортов сохранялась (табл. 2).

Наибольшие величины показателя чистой продуктивности фотосинтеза были отмечены в период колошение цветение, что способствует лучшему питанию цветов. увеличению процента оплодотворения, завязывания семян и росту продуктивности колоса. [4, 5]. В 75...85 ВВСН период развития (молочная - молочновосковая спелость) ЧИФ у сортов значительно уменьшилась (табл. 2). т.е. усвоение энергии потоков ФАР для образования продуктов фотосинтеза и оптимальное использование их в процессах метаболизма, транспорта и роста уже почти закончилось. Эго говорит о том, что сорта вовремя и полностью использовали полученную энергию, что совпадает с результатами полученными ранее [2]. В 2006 году, растения сорта Крестьянка полностью полегли в фазе цветения, чему способствовал ливневый дождь 16.072006 (выпало 9,7 мм осадков при скорости ветра 8... 13 м/с). В результате полегания в дальнейшие периоды вегетации сорт Крестьянка имел нс высокую величину

8 55 - показателя ЧПФ по сравнению с сортами Ростань и Дарья (табл. 2).

Известно, что в значительной степени уровень урожая определяется результатом фотосинтетической деятельности посевов [1. 4, 6, 7, 8]. Проведенные исследования 2005...2006 годов показали, что наиболее урожайными оказались современные сорта: максимальная урожайность в среднем за два года у copra Ростань составила 63,0 ига. у сорта Дарья - 62,6 ц'га. Менее урожайным в этих же условиях оказался районированный с 1992 года в Орловской области, сорт Крестьянка взятый в качестве контроля, максимальная урожайность у которого в 2005 году была 52,6 ц/га. В 2006 голу в связи с полеганием она была еще меньше - 47,7 wTa (рис. 1).

„65 л 62,2 -62.-9 -62.-55 62,5 ⁶^⁵ «

50,15

47.7

Дарья Ростань Крестьянка □ урожайность 2005 года □ урожайность 2006 года ■ среднее за 2005-2006 годы

Рисунок I - Урожайность сортов яровой пшеницы

Сорта Ростань и Дарья по урожайности в 2005 и 2006 годах превысили сорт Крестьянку от 9.6 до 15,8 ц/га или на 18...33 %, полученная прибавка урожайности по годам математически достоверна: 11СРП, 2,21 и 1,39 соответственно. Возделывание таких современных сортов с высоким генетическим потенциалом, позволит существенно увеличить сбор зерна этой значимой культуры и в целом повысит эффективность ее производства.

Для выявления взаимосвязи фотосинтетической деятельности посевов изучаемых сортов яровой пшеницы и уровнем их урожая, проведен корреляционный анализ между ЧПФ и урожайностью. В результате расчета выявлена положительная связь между изученными факторами, на что указывает коэффициент корреляции (г = 0,79), уравнение регрессии урожайности имеет вид: у = 4,96х + 24,18. Выявленная зависимость статистически значима, так как критерий существенности коэффициента корреляции больше теоретического значения критерия Стьюдента t, ф«„ 3,44 > to, „,р 237.

Кроме количественной характеристики урожая изучаемых сортов яровой пшеницы, важное значение имеет и качество зерна, которое существенно зависит от результата работы фотосинтетического аппарата.

Выявлено, что сорта Дарья и Ростань по комплексу изученных признаков качества не уступают, а по содержанию клейковины в зерне в 2006 году превосходят сорт Крестьянку на 1,5...2 %, что связано как уже отмечалось ранее, с полеганием (табл. 3). Сорта Ростань и Дарья уступают сорту Крестьянка лишь по качеству клейковины и по характеристике отнесены ко второй группе качества клейковины (удовлетворительно слабая), в то время как сорт Крестьянка отнесен к первой группе качества клейковины (хорошая).

Определено, что между содержанием клейковины и белка в зерне существует тесная связь, которая пол- способствует более продуктивной работе единицы площади листовой поверхности. Повышенной интенсивностью фотосинтеза обладают copra мелколистых форм. Наличие отрицательной связи между площадью листа и интенсивностью его фотосинтеза проявляется стабильно и имеет под собой физиологическую основу [2]. Фотосинтетическую эффективность работы листьев растений в посевах, характеризует показатель чистой продуктивности фотосинтеза, показывающий работу каждого квадратного метра сформированной площади листовой поверхности (табл. 2).

Таблица 2 - Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м~хсутки ____________________________________

Сорт	3	S' В 5 g Я V	11	О h н 1	1= N S й ° а с | I 8 Я | *1	§ 1
2005 г.
Дарья	4.8	7,6	8.4	6.8	2.8	6.6
Росишь	3.7	7.4	8.6	5.9	22	6,4
Крестьянка	32	6.9	82	5,1	Z1	6.4
2(Х)6г.
Дарья	5.9	93	9.9	8.1	13	83
Ростань	5.4	9.0	92	7,9	1.9	8,1
Крестьянка	5.8	8.8	8,9	5.0	0.8	5.4
среднее за 2005..2006 it.
Дарья	5.4	8.4	92	15	2.1	7.6
Ростань	4,6	82	8.9	6,9	2,0	73
Крестьянка	4.5	ЛЭ	8.6	5.I	1.4	5.9

тверждается высоким коэффициентом корреляции (г = 0,97) уравнение регрессии содержания белка имеет вид; у = 0,44х + 1,63. Выявленная зависимость статистически значима, так как критерий существенности коэффициента корреляции больше теоретического значения критерия Стьюдента 1Гф1ГГ. 10,44 >^5 „^.2,37. При содержании 25...28 % сырой клейковины, что соответствует 13...14 % белка при отличном физическом качестве можно выпечь хлеб с хорошей пористостью и хорошим объемным выходом. По содержанию белка в зерне, сорта Дарья и Ростань отвечают нормативным требованиям предъявляемым к мягкой яровой пшенице.

Таблица 3 - Качество зерна у сортов яровой пшеницы
Сорт	Сгек-ловнд-ность, %	Клейковина				Белок, %
		содержание, %	ИДК	растяжимость, см	группа качества
2005 г.
Дарья	843	283	71,3	10	1	14,2
Ростань	83,5	28,0	76,5	12	2	14,1
Крестьянка	92,5	29,6	61,9	6	1	14,9
2006 г.
Дарья	83,0	28,1	88,3	13	2	14,0
Ростань	78,5	273	91,2	14	2	13,8
Крестьянка	74,5	263	59,9	II	1	13,4
Среднее за 2005.. .2006 гт.
Дарья	83,65	283	79,8	11,5	1-2	14,1
Ростань	81,0	27,6	83,85	13,0	2	14,0
Крестьянка	83,5	28,05	60,9	83	1	143

По показателю стекловидности, сорта формировали высококачественное зерно, соответствующее требованиям предъявляемым к сильным пшеницам (не менее 60%), наибольшие показатели в среднем по сорту были в 2005 году у Крестьянки - 92,5 %, чуть меньше у сорта Дарья - 84,3 и сорта Ростань - 83,5 %. Тогда как в 2006 году сорт Крестьянка уступал сортам Дарья и Ростань на 8,5 и 4 % соответственно.

Корреляционный анализ взаимосвязи между фотосинтетической деятельностью посевов изучаемых сортов яровой пшеницы и показателями качества, выявил слабую зависимость между этими факторами (г < 0,3). Отмечено, что качество зерна существенно зависело от погодных условий и взаимодействие этих факторов характеризуются высокой степенью стабильности [5, 6].

Выводы '

Между физиологическими параметрами фотосинтетической деятельности посевов испытываемых сортов яровой пшеницы и уровнем урожайности имеется положительная корреляционная связь (г = 0,79). Современные сорта Дарья и Ростань имеют меньшую площадь листовой поверхности, но характеризуются относительно высокими величинами чистой продуктивности фотосинтеза по сравнению с сортом Крестьянка. Эффективная работа фотосинтетического аппарата новых сортов яровой пшеницы Дарья и Ростань обеспечивает высокий уровень фотосинтетической деятельности посевов и способствует формированию ими урожайности до 63,5 ц/га, что на 18...33 % выше, чем у сорта Крестьянка. Показатели качества зерна обусловлены сортовыми особенностями и находятся в тесной взаимосвязи с условиями выращивания.