Связь между величиной хлорофилльного фотосинтетического потенциала и урожайностью озимой пшеницы (Triticum aestivum L.) при повышенных температурах

Для разработки критериев селекции на высокую продуктивность и моделей прогнозирования урожайности в агроценозах важное значение имеет взаимосвязь между показателями фотосинтетической активности и продуктивностью культур. При оптимальных погодных условиях наиболее тесно с величиной урожая коррелирует хлорофилльный фотосинтетический потенциал (ХлФП), характеризующий суммарное количество хлорофилла в надземной части растений (или листьях) в расчете на единицу площади посева за вегетацию или ее определенный период (Т.М. Шадчина с соавт., 2007; E. Kutasy с соавт., 2005). Современные глобальные климатические изменения прежде всего могут сказываться на чувствительных к высоким температурам культурах, к которым, в частности, относится озимая мягкая пшеница. При этом взаимосвязь фотосинтетических показателей с урожайностью может быть нарушена. В условиях полевого опыта мы изучили влияние повышенных температур воздуха в период весенне-летней вегетации на показатели фотосинтетического аппарата у короткостебельных высокоурожайных сортов мягкой озимой пшеницы Смуглянка (среднеранний) и Переяславка (среднеспелый) на разных фонах минерального питания (без применения удобрений и с их внесением в дозах N 90P 60K 60S 10 и N 120P 90K 90S 20 осенью и в разные фазы весенне-летней вегетации). Исследования проводили в 2009 и 2011 годах, которые характеризовались повышенными температурами в период вегетации, в опытном сельскохозяйственном производстве Института физиологии растений и генетики НАН Украины (Киевская обл.). Показано, что такие погодные условия привели к снижению содержания хлорофилла в листьях, размеров ассимиляционной поверхности посевов и продолжительности ее функционирования, а также урожайности. Во всех вариантах (и на высоком фоне минерального питания, и без внесения удобрений) площадь листовой поверхности в 2009 году была выше, чем в соответствующих вариантах в 2011 году во все три исследуемые фазы вегетации. Внесение минеральных удобрений увеличивало листовой индекс в оба года в среднем в 1,5-2,0 раза (у сорта Переяславка в фазу молочно-восковой спелости - почти в 5 раз по сравнению с контролем). Содержание хлорофилла различалось в зависимости от года: в фазу цветения в вариантах с внесением минеральных удобрений оно составило 5,5-6,0 и 3,5-4,5 мг/дм 2 соответственно в 2009 и в 2011 году, в контроле - соответственно 3,2-4,3 и 2,8 мг/дм 2, и такое соотношение сохранялось в последующие фазы развития. В большинстве случаев максимальные значения содержания пигментов в средней пробе зеленых листьев побега отмечались в фазу молочной спелости, очевидно, вследствие полного отмирания пластинки листьев нижних ярусов. Внесение минеральных удобрений увеличивало количество хлорофилла в листьях у обоих сортов. По результатам дисперсионного анализа ( F -критерий Фишера), наибольшее влияние на изменения показателей мощности развития фотосинтетического аппарата в наших экспериментах оказывали условия года, вторым по значимости был уровень минерального питания. Величина хлорофилльного фотосинтетического потенциала весьма существенно зависела от комбинации факторов сорт ½ условия года и меньше - от взаимодействий условия года ½ фон минерального питания и сорт ½ фон минерального питания. Высокие и близкие по величине значения коэффициента корреляции (от 0,93 до 0,99) между зерновой продуктивностью посева и хлорофилльным фотосинтетическим потенциалом отмечались для выборок по каждому году, сорту или варианту минерального питания, сильную положительную зависимость выявили и для объединенной выборки за оба года. Таким образом, установлено, что тесная корреляция между величиной хлорофилльного фотосинтетического потенциала листьев в посеве и урожайностью озимой пшеницы сохраняется и в условиях повышенных температур, а сама зависимость может быть описана уравнением регрессии, одинаковым для любого фактора, вызывающего варьирование показателей.