Развитие и семенная продуктивность разных по скороспелости сортов топинамбура (Helianthus tuberosus L.) при изменении фотопериода и удобрения
Автор: Усанова Зоя Ивановна, Павлов Максим Николаевич
Журнал: Вестник Тверского государственного университета. Серия: Биология и экология @bio-tversu
Рубрика: Биохимия
Статья в выпуске: 2, 2017 года.
Бесплатный доступ
Приведены результаты исследований, выполненных в полевом многофакторном опыте (2014 - 2016 гг.) по изучению особенностей развития и семенной продуктивности разных по скороспелости сортов топинамбура на дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почве. Схема опыта включала следующие варианты: фон минерального питания (фактор А) - без удобрения, расчетная доза NPK на урожайность 40 т клубней с соответствующим количеством ботвы; сорт (фактор В) - раннеспелый Скороспелка, позднеспелый Интерес; срок затенения (фактор С) - на 10-й и 20-й дн. после всходов; продолжительность затенения (фактор D) - в течение 10, 20, 30 и 40 дней. Контроль - естественный световой день. Выявлено, что сорт Скороспелка при фотопериодическом воздействии, ускоряет развитие на 4-10 дней, Интерес на 43 - 52 дня. Сорта на сокращенном фотопериоде повышают содержание хлорофиллов и каротиноидов в листьях, а также интенсивность фотосинтеза, формируют спелые семена: в среднем до 2,00 шт./раст. (Скороспелка) и 0,22 шт./раст. (Интерес). Лучший способ получения полноценных семян у сорта Скороспелка - затенение на 20-й день после всходов в течение 10 дней и (более затратный) на 10-й день в течение 30 и 40 дней на фоне эффективного плодородия почвы, а у сорта Интерес - на 20-й день после всходов в течение 40 дней при выращивании на удобренном фоне.
Топинамбур, фотопериодизм, удобрение, фон минерального питания, рост, развитие, семена
Короткий адрес: https://sciup.org/146278227
IDR: 146278227
Текст научной статьи Развитие и семенная продуктивность разных по скороспелости сортов топинамбура (Helianthus tuberosus L.) при изменении фотопериода и удобрения
Введение. Топинамбур (земляная груша), Helianthus tuberosus L. высокопродуктивная экологически пластичная культура многостороннего использования с ценным химическим составом надземных и подземных органов. Является коротко дневным растением. (Зеленков, Романова, 2012; Кочнев, Калиничева, 2002; Stanley, Stephen, 2007). Обладает устойчивостью к загрязнению почвы экотоксикантами (Усанова, Павлов, 2015). Наибольшее распространение в России получили раннеспелый сорт Скороспелка и позднеспелый Интерес. Создание новых сортов, более адаптированных к условиям конкретного региона, требует разработки приемов, способствующих ускорению развития растений, инициации цветения позднеспелых сортов и получения семян (Давыдович, 1957). Доказано, что в условиях Нечерноземья этого можно добиться путем выращивания на укороченном световом дне (Устименко, Усанова, 1961). Известно, что у растений длинный день способствует ускорению развития надземной массы, а короткий - клубней и соцветий (Paungbut et al., 2015). М.Х. Чайлахян (1988) установил, что цветение вызывает специфический фитогормон - флориген. Позднее было выявлено, что флориген - белок, который синтезируется в листьях, проникает в апикальную меристему стебля и вызывает зацветание (Yuejun et al., 2007).
Важным фактором увеличения продуктивности топинамбура является удобрение (Данилов, Шашкаров, 2013; Королева, 2016; Усанова, Байбакова, 2009). Показано, что в условиях Верхневолжья элементы минерального питания могут либо не влиять на развитие растений топинамбура (Королева, 2016), либо ускорять его (Усанова, Павлов, 2015). Подобных исследований с сортом Интерес в регионе не проводилось. Не изучено также влияние удобрений на семенную продуктивность разных по скороспелости сортов.
Цель работы - изучить особенности развития и семенную продуктивность разных по скороспелости сортов топинамбура (Скороспелка и Интерес) при изменении режимов светового дня и фонов минерального питания.
Методика. Исследования проводились в 2014 - 2016 гг. в многофакторном полевом опыте на опытном поле Тверской ГСХА на дерново - среднеподзолистой остаточно карбонатной глееватой почве на морене, легкосуглинистой по гранулометрическому составу с содержанием (в среднем за 3 года): гумуса - 1,41% (по Тюрину), N л.г-68,1 мг/кг (по Корнфилду), Р2О5 - 309,0 и К2О - 76,2 мг/кг (по Кирсанову), pH сол. -5,13.
В опыте изучали факторы: А - Фон минерального питания: Ai -по эффективному плодородию (без удобрения), А2 - расчетная доза NPK на урожайность: 40 т/га клубни с соответствующим количеством ботвы; В - Сорт: Bi - Скороспелка. В2. - Интерес; С - Срок затенения: 1 - на 10-й день после всходов; 2 - на 20-й день после всходов. D -Продолжительность: 1 - контроль (без затенения); 2-10 дней; 3-20 дней; 4-30 дней, 5-40 дней. Учетная площадь делянки 3-го порядка-18,9 м2. 2-го - 37,8 м2, 1-го - 75,6 м2. Повторность - трехкратная. Фенологические наблюдения выполнили по методике З.И.Усановой (2015). Затенение проводили путем связывания вокруг точки роста 5-7 верхних листьев стебля с 17 часов (связывание) до 7 часов (развязывание) мягким шпагатом по методике С.С. Давыдовича (1957), испытанной в условиях Северного Кавказа для получения семян при проведении селекционной работы. Содержание фотосинтезирующих пигментов - спектрофотометрическим методом на спектрофотометре СФ-56 и интенсивность фотосинтеза - методом мокрого сжигания в хромовой смеси (Третьяков и др., 2003). Статистическая обработка -методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985). В опыте соблюдалась рекомендованная технология. Погодные условия в годы исследований были различными. Сумма температур за период всходы -уборка составила в 2014 г. -2122 °C (+ 192 °C к норме), 2015 г. - 2046 °C (+ 130 °C), 2016 г. - 2073 °C (+ 190 °C); сумма осадков - в 2014 г. -234 мм (73 % от нормы), 2015 г. - 231 мм (83 %), 2016 г. - 305 мм (109 %).
Результаты и обсуждение. Выявлено, что фон минерального питания, сорт и режим светового дня оказывают неодинаковое влияние на прохождение фенологических фаз и продолжительность межфазных периодов (табл. 1, 2).
Таблица 1
Продолжительность межфазных периодов топинамбура сорта Скороспелка на разных фонах минерального питания, при разных сроках и продолжительности фотопериода, дней
Вариант |
Фон 1 - без удобрения |
Фон 2 - расчетная доза NPK |
|||||||||
о о О 5 5 & ° g |
В О с |
Soo. д ° |
cd Д щ । Q о Ч ^ н У й ю ^ д о |
® u S О О Ю ® я |
u S д В » о |
4 s Й Д о S X V О « и Д |
5 ° Б g ^vo Я ® С |
cd Д И , и mug о и g ю V ® о |
cd , и « U § § * S о £ |
и | я н д S я о |
4 д Й д о У х о о и « Д |
2014 г. |
|||||||||||
Контроль |
54 |
7 |
15 |
27 |
76 |
51 |
10 |
И |
22 |
72 |
|
зд 2 8 к |
10 дней |
55 |
6 |
15 |
27 |
76 |
51 |
10 |
И |
22 |
72 |
20 дней |
50 |
7 |
15 |
22 |
72 |
49 |
8 |
12 |
24 |
69 |
|
30 дней |
49 |
12 |
11 |
22 |
72 |
49 |
8 |
12 |
24 |
69 |
|
:S О t§ а 4 |
10 дней |
54 |
7 |
15 |
17 |
76 |
50 |
7 |
15 |
22 |
72 |
20 дней |
50 |
7 |
15 |
22 |
76 |
49 |
8 |
15 |
22 |
72 |
|
30 дней |
50 |
7 |
15 |
22 |
72 |
49 |
8 |
15 |
21 |
72 |
|
2015 г. |
|||||||||||
Контроль |
56 |
9 |
14 |
20 |
79 |
47 |
И |
20 |
21 |
78 |
|
>Д 2 и cd Ч |
10 дней |
52 |
13 |
14 |
20 |
79 |
46 |
12 |
20 |
21 |
78 |
20 дней |
49 |
12 |
18 |
18 |
79 |
46 |
7 |
19 |
27 |
72 |
|
30 дней |
46 |
10 |
22 |
19 |
78 |
46 |
7 |
20 |
26 |
73 |
|
>S я 4 |
10 дней |
46 |
12 |
20 |
19 |
79 |
46 |
11 |
21 |
21 |
78 |
20 дней |
46 |
16 |
17 |
20 |
78 |
46 |
9 |
23 |
21 |
78 |
|
30 дней |
47 |
15 |
17 |
20 |
79 |
46 |
9 |
18 |
26 |
78 |
|
2016 г. |
|||||||||||
Контроль |
48 |
11 |
14 |
15 |
73 |
46 |
11 |
И |
14 |
68 |
|
щ 4 |
10 дней |
48 |
11 |
14 |
15 |
73 |
46 |
11 |
12 |
13 |
69 |
20 дней |
48 |
11 |
14 |
15 |
73 |
46 |
11 |
12 |
13 |
69 |
|
30 дней |
48 |
И |
14 |
11 |
73 |
46 |
И |
12 |
13 |
69 |
>Я О Е§ к 4 |
10 дней |
48 |
11 |
14 |
15 |
73 |
46 |
И |
12 |
13 |
69 |
20 дней |
48 |
11 |
11 |
14 |
73 |
46 |
11 |
12 |
13 |
69 |
|
30 дней |
48 |
11 |
11 |
14 |
70 |
46 |
11 |
11 |
14 |
69 |
Таблица 2
Продолжительность межфазных периодов топинамбура топинамбура сорта Интерес на разных фонах минерального питания, при разных сроках и продолжительности фотопериода (начало фазы, верхушечное соцветие), дней
Вариант |
Фон 1 - без удобрения |
Фон 2 - расчетная доза NPK |
|||||||||
§ | Я О ° о с о |
Я £ 5 о с |
В ” и ° и ю о |
Св Я ю & § о |
Я У 5 Я И ? Ф ^ Е о |
я S и ™ д В » о |
о S |
В ” и 5 о д S н и Я >> ю Д to О |
Св Я Я 1 ^ н ^ ю & я о |
® S ям” О Н о У to ” я |
Я 8 U В д В Я о |
Д я о S И я |
2014 г. |
|||||||||||
Контроль |
112 |
- |
- |
- |
- |
112 |
- |
- |
- |
- |
|
ж о £ св 8 к |
10 дней |
110 |
- |
- |
- |
- |
110 |
- |
- |
- |
- |
20 дней |
ПО |
- |
- |
- |
- |
ПО |
- |
- |
- |
- |
|
30 дней |
93 |
33 |
- |
- |
- |
93 |
33 |
- |
- |
- |
|
к 4 |
10 дней |
96 |
- |
- |
- |
- |
96 |
- |
- |
- |
- |
20 дней |
89 |
- |
- |
- |
- |
89 |
23 |
- |
- |
- |
|
30 дней |
72 |
11 |
34 |
- |
116 |
69 |
13 |
34 |
- |
116 |
|
2015 г. |
|||||||||||
Контроль |
114 |
6 |
- |
- |
- |
99 |
23 |
- |
- |
- |
|
)Я 2 | |
10 дней |
99 |
12 |
- |
- |
- |
99 |
16 |
- |
- |
- |
20 дней |
88 |
14 |
- |
- |
- |
89 |
19 |
- |
- |
108 |
|
30 дней |
72 |
9 |
36 |
- |
- |
66 |
13 |
29 |
- |
- |
|
)Я 2 ® се ц к |
10 дней |
99 |
12 |
- |
- |
- |
89 |
25 |
- |
- |
- |
20 дней |
68 |
28 |
- |
- |
- |
66 |
10 |
38 |
- |
114 |
|
30 дней |
66 |
7 |
29 |
29 |
102 |
66 |
7 |
29 |
20 |
102 |
|
2016 г. |
|||||||||||
Контроль |
116 |
- |
- |
- |
- |
102 |
11 |
- |
- |
- |
|
)Я 2 | И 4 |
10 дней |
116 |
- |
- |
- |
- |
82 |
15 |
- |
- |
- |
20 дней |
105 |
- |
- |
- |
- |
59 |
9 |
- |
- |
- |
|
30 дней |
71 |
11 |
34 |
- |
- |
59 |
9 |
32 |
25 |
100 |
|
)S ° я к 4 |
10 дней |
70 |
12 |
32 |
- |
- |
64 |
6 |
- |
- |
- |
20 дней |
64 |
И |
30 |
20 |
105 |
59 |
9 |
30 |
27 |
98 |
|
30 дней |
64 |
11 |
27 |
21 |
102 |
59 |
9 |
25 |
23 |
93 |
Выявлено, что этот процесс в большей степени зависит от сорта, в меньшей - от фона минерального питания и агрометеорологических условий года исследований. Отмечено одновременное появление всходов на всех вариантах: 20 мая в 2014, 27 мая - в 2015 и 25 мая - в 2016 году. Хорошая влагообеспеченность растений в 2016 г. способствовала ускорению, а недостаток влаги в 2014 г. - замедлению развития растений. Влияние фотопериодизма было неодинаковым у разных по скороспелости сортов, что подтверждает результаты исследований Г.В.Устименко - Бакумовского и З.И.Усановой (1961).
Раннеспелый сорт Скороспелка слабее реагирует на сокращение длины дня, чем позднеспелый - Интерес. Цветение и отцветание растений всех вариантов наблюдалось как при естественной, так и при укороченной длине дня.
При более длительном затенении растения данного сорта ускоряли начало бутонизации на 5 дней в 2014, 10 дней в 2015 году, отцветание - на 10 дней в 2014, 2 дня - 2015 гг., 4 дня - в 2016 г. Увеличение продолжительности затенения до 40 дней в 2015 - 2016 гг. не обеспечило ускорение развития по сравнению с 30 дневным затенением.
Позднеспелый сорт Интерес (таблица 2) ускоряет начало бутонизации максимум на 43 дня - в 2014, 48 дней - 2015, 52 дня - в 2016 г. У данного сорта только на укороченном дне и при наиболее позднем и продолжительном затенении наблюдалось цветение во все годы, а отцветание - в 2015 и 2016 гг. Затенение в течение 40 дней ускорило наступление цветения и отцветания, по сравнению с 30дневным, в 2015 г. на 3 - 8 дней, в 2016 - на 1 - 4 дня.
Конечной целью исследований по фотопериодизму является поиск способа получения спелых семян у разных сортов топинамбура. Семена получены только с верхушечных соцветий, которые образовались первыми. Семенную продуктивность оценивали по количеству семян в среднем на 1 растение и массе 1000 семян (шюоо). У сорта Интерес сформировалось недостаточное количество семян для определения массы 1000 штук, поэтому этот показатель отсутствует (таблицы 3 и 4).
Выявлено, что семенная продуктивность в большей степени зависит от сорта и фотопериода, в меньшей - от фона минерального питания и погодных условий. Влияние фотопериодизма было неодинаково у разных сортов. Так, сорт Скороспелка образует семена и при естественной длине дня: 0,53 - 1,90 шт./растение, а сорт Интерес -только при искусственном сокращении фотопериода: 0,03 - 0,37 шт./растение.
У сорта Скороспелка в более благоприятном 2016 г. на неудобренном фоне число семян было выше, чем в 2015 г. на 0,86 шт./растение, а на удобренном - ниже на 0,24 шт./растение. Удобрение, в среднем по вариантам, снижает семенную продуктивность данного сорта с 1,50 до 0,83 шт./растение, а массу 1000 семян на 1,11 - 1,41 г. Это происходит в вариантах с укороченным днем, что, по-видимому, объясняется тормозящим действием листьев, находящихся при неблагоприятном фотопериоде (Чайлахян, 1988) на удобренном фоне в связи с ростом листовой поверхности при удобрении (Усанова, Павлов, 2016).
Таблица 3
Семенная продуктивность топинамбура сорта Скороспелка
Вариант затенения |
Число семян, шт |
Масса 1000 семян, г |
|||||||
срок |
продолжительность |
2015 |
2016 |
среднее |
- |
2015 |
2016 |
среднее |
- |
Фон 1 - без удобрения |
|||||||||
На 10-й день после всходов |
Контроль |
0,57 |
1,90 |
1,23 |
0,00 |
- |
6,71 |
- |
- |
10 дней |
0,50 |
1,93 |
1,22 |
-0,02 |
- |
6,31 |
- |
- |
|
20 дней |
1,33 |
1,87 |
1,60 |
0,37 |
7,06 |
6,94 |
7,00 |
- |
|
30 дней |
0,87 |
2,00 |
1,43 |
0,20 |
7,10 |
7,23 |
7,17 |
- |
|
40 дней |
1,93 |
2,07 |
2,00 |
0,77 |
7,02 |
7,09 |
7,06 |
- |
|
На 20-й день после всходов |
Контроль |
0,53 |
1,87 |
1,20 |
0,00 |
- |
6,74 |
- |
- |
10 дней |
1,20 |
2,07 |
1,63 |
0,43 |
7,11 |
7,22 |
7,16 |
- |
|
20 дней |
0,93 |
1,97 |
1,45 |
0,25 |
6,32 |
6,50 |
6,41 |
- |
|
30 дней |
1,23 |
1,77 |
1,50 |
0,30 |
7,13 |
7,01 |
7,07 |
- |
|
40 дней |
1,63 |
1,83 |
1,73 |
0,53 |
6,40 |
6,34 |
6,37 |
- |
|
Ср. по фону |
1,07 |
1,93 |
1,50 |
6,88 |
6,81 |
6,89 |
|||
Фон 2 - расчетная доза NPK |
|||||||||
На 10-й день после всходов |
Контроль |
0,77 |
1,67 |
1,22 |
0,00 |
6,03 |
5,84 |
5,94 |
0,00 |
10 дней |
0,77 |
0,90 |
0,83 |
-0,38 |
5,08 |
5,40 |
5,24 |
-0,70 |
|
20 дней |
1,30 |
0,50 |
0,90 |
-0,32 |
5,37 |
- |
- |
- |
|
30 дней |
0,73 |
0,70 |
0,72 |
-0,50 |
5,76 |
5,64 |
5,70 |
-0,23 |
|
40 дней |
0,93 |
0,27 |
0,60 |
-0,62 |
5,23 |
- |
- |
- |
|
На 20-й день после всходов |
Контроль |
0,70 |
1,60 |
1,15 |
0,00 |
6,09 |
5,92 |
6,00 |
- |
10 дней |
0,60 |
0,43 |
0,52 |
-0,63 |
5,37 |
- |
- |
- |
|
20 дней |
0,73 |
0,33 |
0,53 |
-0,62 |
5,16 |
- |
- |
- |
|
30 дней |
1,00 |
0,33 |
0,67 |
-0,48 |
5,43 |
- |
- |
- |
|
40 дней |
2,00 |
0,37 |
1,18 |
0,03 |
5,14 |
- |
- |
- |
|
Ср. по фону |
0,95 |
0,71 |
0,83 |
5,47 |
5,70 |
5,72 |
|||
НСРо5 |
0,18 |
0,16 |
0,17 |
Таблица 4
Семенная продуктивность топинамбура сорта Интерес ______
Вариант затенения |
Число семян, шт |
||||||
срок |
продолжительность |
фон 1 - без удобрения |
фон 2 - расчетная доза NPK |
||||
2015 |
2016 |
среднее |
2015 |
2016 |
среднее |
||
Контроль |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
На 10-й день после всходов |
30 дней |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
40 дней |
0,03 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
На 20-й день после всходов |
30 дней |
0,10 |
- |
- |
0,10 |
- |
- |
40 дней |
0,10 |
- |
- |
0,07 |
0,37 |
0,22 |
У сорта Скороспелка на неудобренном количество семян формируется в вариантах ускорением развития, а именно в оба фоне наибольшее с максимальным срока затенения
продолжительностью 40 дней, на 0,77 и 0,53 шт./растение больше, чем в контроле. Хорошими можно считать результаты (прибавка к контролю 0,43 шт./растение), полученные при 10-и дневном затенении на 20-й день от всходов, так как при этом на затенение затрачивается минимальное количество дней. Наиболее крупные семянки (тюоо = 7,16 - 7,17 г) получены на неудобренном фоне в вариантах с 30-дневным затенением на 10-й день и 10-и дневном на 20-й день после всходов.
У сорта Интерес проявляется положительное действие удобрения на семенную продуктивность. Так, на неудобренном фоне семена получены лишь в 2015 г., что объясняется несколько более высоким естественным плодородием почвы. В 2016 г. семена на неудобренном фоне не сформировались из-за снижения температуры воздуха во время созревания.
На удобренном фоне сорт Интерес сформировал спелые семянки в оба года, но лишь при самом продолжительном затенении - 40 дней на 20-й день после всходов, благодаря наибольшему ускорению развития.
Таблица 5
Содержание фотосинтезирующих пигментов в листьях топинамбура, 2014 г.
Фон |
Сорт |
Вариант затенения |
Содержание пигментов, мг/100 г. |
|||||
27 июня |
17 июля |
19 сентября |
||||||
хл.А+Б |
кар. |
хл.А+Б |
кар. |
хл.А+Б |
кар. |
|||
Без удобрения |
Скороспелка |
Контроль |
149,71 |
53,28 |
131,45 |
26,38 |
88,68 |
27,46 |
На20Д ЗОД |
234,92 |
66,35 |
180,69 |
34,27 |
39,49 |
17,31 |
||
Интерес |
Контроль |
288,42 |
73,98 |
161,96 |
30,47 |
178,31 |
37,42 |
|
На20Д ЗОД |
201,45 |
71,08 |
174,56 |
35,00 |
176,23 |
37,23 |
||
Расчетная доза NPK |
Скороспелка |
Контроль |
352,17 |
81,84 |
183,41 |
30,51 |
121,62 |
33,50 |
На20Д ЗОД |
175,97 |
89,17 |
198,26 |
37,38 |
72,84 |
32,81 |
||
Интерес |
Контроль |
151,87 |
68,47 |
159,18 |
31,82 |
181,63 |
40,68 |
|
На20Д ЗОД |
217,38 |
90,82 |
228,86 |
38,17 |
206,53 |
43,73 |
||
ср. по сроку |
221,49 |
74,37 |
177,30 |
33,00 |
177,32 |
47,05 |
Примечание: здесь и в других таблицах - срок затенения: НД - на 10-й или 20-й день; 10, 20, 30 Д - продолжительность затенения.
Развитие и продуктивность растений определяются ходом процесса фотосинтеза, важнейшими участниками которого являются зеленые пигменты (хлорофилл А и хлорофилл Б), а также дополнительные - каротиноиды (Кахнович, 2002). Исследованиями выявлено (таблицы 5 - 7), что наибольшее содержание хлорофиллов (А+Б) в листьях топинамбур накапливает в более влажные годы (2015 и 2016), оно составляет в середине вегетации: 200,3 8 и 234,84, в конце -182,3 6 и 166,04 мг/100 г. Большим количеством фотосинтезирующих пигментов в листьях, в среднем по срокам определения (198,6 мг/100 г.), отличается сорт Интерес. Выращивание топинамбура в вариантах с затенением стабильно увеличивало содержание хлорофиллов (А + Б) в 2014 г. во 2-ой срок определения (17 июля), в 2015 г. в 1-й срок (10 июня), в 2016 г. также в 1 срок определения (4 июля). В другие сроки это влияние нестабильно.
Таблица 6
Содержание фотосинтезирующих пигментов в листьях топинамбура, 2015 г.
Фон |
Сорт |
Вариант затенения |
Содержание пигментов, мг/100 г. |
|||||
10 июня |
13 августа |
19 сентября |
||||||
хл. А+Б |
кар. |
хл. А+Б |
кар. |
хл. А+Б |
кар. |
|||
Без удобрения |
Скороспелка |
Контроль |
153,66 |
31,58 |
184,69 |
30,85 |
143,06 |
33,28 |
На20Д ЗОД |
228,93 |
30,71 |
264,58 |
44,82 |
117,36 |
31,42 |
||
Интерес |
Контроль |
207,37 |
50,86 |
162,19 |
37,31 |
218,32 |
42,43 |
|
На20Д ЗОД |
222,91 |
41,14 |
122,30 |
29,82 |
219,90 |
51,05 |
||
Расчетная доза NPK |
Скороспелка |
Контроль |
203,48 |
36,15 |
212,00 |
33,98 |
146,88 |
40,85 |
На20Д ЗОД |
196,76 |
41,23 |
203,01 |
43,16 |
181,98 |
52,13 |
||
Интерес |
Контроль |
199,74 |
32,40 |
219,52 |
36,93 |
206,85 |
48,02 |
|
На20Д ЗОД |
173,16 |
34,95 |
234,77 |
31,24 |
224,54 |
54,66 |
||
ср. по сроку |
198,25 |
37,38 |
200,38 |
36,01 |
182,36 |
44,23 |
Таблица 7
Содержание фотосинтезирующих пигментов в листьях топинамбура, 2016 г
Фон |
Сорт |
Вариант затенения |
Содержание пигментов, мг/100 г. |
|||||
4 июля |
4 августа |
24 сентября |
||||||
хл. А+Б |
кар. |
хл. А+Б |
кар. |
хл. А+Б |
кар. |
|||
Без удобрения |
Скороспелка |
Контроль |
126,26 |
25,27 |
224,57 |
36,68 |
143,33 |
47,29 |
На20Д ЗОД |
176,81 |
37,19 |
220,21 |
43,55 |
153,23 |
40,67 |
||
Интерес |
Контроль |
138,77 |
30,89 |
186,84 |
39,12 |
254,92 |
39,05 |
|
На20Д ЗОД |
237,73 |
36,74 |
181,06 |
39,49 |
176,70 |
49,65 |
||
Расчетная доза NPK |
Скороспелка |
Контроль |
165,15 |
31,65 |
276,41 |
53,31 |
152,68 |
60,15 |
На20Д ЗОД |
183,93 |
33,08 |
261,01 |
50,85 |
150,36 |
70,69 |
||
Интерес |
Контроль |
173,43 |
35,53 |
264,44 |
48,88 |
158,89 |
47,66 |
|
На20Д ЗОД |
237,28 |
41,58 |
264,16 |
50,06 |
138,22 |
50,46 |
||
ср. по сроку |
179,92 |
33,99 |
234,84 |
45,24 |
166,04 |
50,70 |
Конечным результатом процесса фотосинтеза является восстановление углерода (С) из углекислого газа (СО2) и аккумуляция его в синтезируемых органических веществах. По разнице содержания углерода в разное время суток можно судить об интенсивности фотосинтеза (Третьяков, 2003).
Нами выявлено, что на баланс углерода в листьях (интенсивность фотосинтеза) топинамбура в течение вегетации существенное влияние оказывают: режим фотопериода, обеспеченность растений минеральным питанием, генетические (биологические) особенности сорта и погодные условия (рисунок 1).

Рисунок. Интенсивность фотосинтеза топинамбура (с 9 до 15 час.) в разные годы, среднее по срокам определения, мг/см2/час: Ск. - сорт Скороспелка, Ин. - сорт Интерес
Выращивание на сокращенном световом дне, во все годы, как правило, повышает накопление углерода и интенсивность фотосинтеза топинамбура, более стабильно в годы с достаточной влагообеспеченностью (2015 и 2016). Удобрение растений, в среднем по срокам определения, не способствует стабильному повышению интенсивности фотосинтеза, за исключением засушливого 2014 г., когда отмечалось существенное повышение показателя у сорта Интерес, в среднем по срокам до 16,56 мг/см2/час. Сорта мало различаются по данному показателю. Жаркая сухая погода (t 30°С) сопровождается снижением интенсивности фотосинтеза вследствие стресса растений (6 августа 2016 г.) (с 9 до 12 час. - 5,6, с 12 до 15 час -0,5 мг/см2/час).
Заключение. Раннеспелый сорт Скороспелка при фотопериодическом воздействии, ускоряет развитие на 4-10 дней, позднеспелый Интерес на 43 - 52 дня. Они формируют спелые семена: в среднем до 2,00 шт./раст. (Скороспелка) и 0,22 шт./раст. (Интерес), снижают высоту растений к уборке.
Лучшим способом получения полноценных семян у сорта Скороспелка является затенение растений на 20-й день после всходов в течение 10 дней на фоне эффективного плодородия почвы и (более затратный) на 10-й день в течение 30 и 40 дней, а у сорта Интерес - на 20-й день после всходов в течение 40 дней при выращивании на удобренном фоне. Ускорению развития и увеличению семенной продуктивности, как правило, способствует рост содержания фотосинтезирующих пигментов в листьях, а также высокий положительный баланс углерода (интенсивность фотосинтеза).
ПАВЛОВ Максим Николаевич — аспирант кафедры технологии производства, переработки и хранения продукции растениеводства, ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия», 170904, Тверь, ул. Василевского, д. 7. e-mail: maxnipav@ gmail.com.
Усанова З.И. Развитие и семенная продуктивность разных по скороспелости сортов топинамбура (Helianthus tuberosus L.) при изменении фтотпериода и удобрения / З.И. Усанова, М.Н. Павлов // Вести. ТвГУ. Сер.: Биология и экология. 2017. № 2. С. 111-121.
Список литературы Развитие и семенная продуктивность разных по скороспелости сортов топинамбура (Helianthus tuberosus L.) при изменении фотопериода и удобрения
- Давыдович С.С. 1957. Земляная груша. М.: Гос. изд-во с.-х. литературы. 93 с.
- Данилов К.П., Шашкаров Л.Г. 2013. Сбор листостебельной массы и клубней топинамбура в зависимости от срока уборки и удобрений//Вестник Ульяновской ГСХА. № 3. С. 10-14.
- Доспехов Б.А. 1985. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат. 351 с.
- Зеленков В.Н., Романова Н.Г. 2012. Топинамбур: агробиологический портрет и перспективы инновационного применения. М.: РГАУ-МСХА. 161 с.
- Королева Ю.С. 2016. Влияние удобрений и сроков использования посадок на продуктивность топинамбура в Верхневолжье//Овощи России. № 1(30). С. 54-59.
- Кочнев Н.К., Калиничева М.В. 2002. Топинамбур биоэнергетическая культура XXI века. М.: Типография «Арес». 76 с.
- Третьяков Н.Н., Паничкин Л.А., Кондратьев М.Н. 2003. Практикум по физиологии растений/Под ред. Н. Н. Третьякова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: КолосС. 288 с.
- Усанова З.И. 2015. Методика выполнения научных исследований по растениеводству. Тверь: Тверская ГСХА. 143 с.
- Усанова З.И., Байбакова Ю.В. 2009. Формирование высокопродуктивных агроценозов топинамбура: особенности минерального питания, удобрение. Тверь: АгросфераА ТверскойГСХА, 2009. 159 с.
- Усанова З.И., Павлов М.Н. 2015. Реакция растений топинамбура на различные экотоксиканты//Вестн. ТвГУ. Сер.: Биология и экология. № 3. С. 53-68.
- Усанова З.И., Павлов М.Н. 2016. Влияние фона минерального питания и фотопериодизма на формирование урожайности сортов топинамбура и продуктивность агроценозов в условиях Верхневолжья//Достижения науки и техники АПК. Т. 30. № 5. С. 64-68.
- Устименко Г.В., Усанова З.И. 1961. О фотопериодизме топинамбура//Докл. ТСХА. Вып.62. С. 99-104.
- Чайлахян М.Х. 1988. Регуляция цветения высших растений. М.: Наука. 560 с.
- Stanley J.K., Stephen F.N. 2007. Biology and Chemistry of Jerusalem Artichoke: Helianthus tuberosus L. London; New York: CRC Press. 496 p.
- Paungbut D., Jogloy S., Vorasoot N., Patanothai A. 2015. Growth and phenology of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.)//Pak. J. Bot. № 47(6). P. 2207-2214.
- Yuejun Y., John K., Xuhong Y., Xuanming L., Chentao L. 2007. Florigen (II): it is a mobile protein. Journal of Integrative Plant Biology. № 49 (12) P. 1665-1669.