Сметанко Олександр

науковий співробітник

Бурикіна Світлана

к. с.-г. н., завідувач відділу

Інститут сільського  господарства

Причорномор’я НААН

м. Одеса

ФОТОСИНТЕТИЧНА ДІЯЛЬНІСТЬ РОСЛИН ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ ЗАЛЕЖНО ВІД ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОЩУВАННЯ В УМОВАХ ПІВДЕННОГО СТЕПУ

Продуктивність рослин пшениці озимої визначається розміром і тривалістю роботи листового апарату, чистою продуктивністю фотосинтезу, характером використання його продуктів на формування господарської цінної частини врожаю. У зв’язку з цим розробка окремих агроприйомів, їх аргументоване застосування в технологіях вирощування зернових колосових, вимагає наявності даних про елементи фотосинтетичної діяльності рослин. Це дає нам можливість проаналізувати  зміни росту рослин під впливом метеорологічних і антропогенних факторів [1-3].

Так на фотосинтетичний потенціал впливає високий агрофон (підвищення дози добрив, своєчасна і високоякісна обробка ґрунту, сівба в оптимальні строки, захист вегетуючих рослин, оптимальна густота посіву, підбір високопродуктивних стійких до вилягання сортів), що забезпечує збільшення листової поверхні рослин та підвищує урожайність озимої пшениці  [4,5]. 

Мета досліджень – удосконалення інтенсивної технології вирощування пшениці озимої за рахунок її біологізаціїї. Для умов південного Степу України поставлене питання вивчено недостатньо.

Матеріали і методи. Польові досліди проводили на дослідному полі Інституту сільського господарства Причорномор’я, що розміщується в зоні Причорноморського Степу на водороздільному плато.

Ґрунт дослідної ділянки – чорнозем південний малогумусний важко суглинковий на лесі.  Орний шар ґрунту має наступну агрохімічну характеристику: гумус (за Тюріним) 2,9%, ; азот, що легко гідролізується ( за Корнфільдом) – 11,2-13,6 мг на 100г ґрунту, рухомий фосфор (за Чиріковим) 11,6-13,0, обмінний калій (за Чиріковим)  10.2-12.1 мг на 100г ґрунту.

Система обробітку ґрунту   - комбінована: під чорний пар оранка на глибину 24-26 см  відвальними плугами, під озимі поверхневий обробіток БДТ -3, культивація в агрегаті з зубовидними боронами. 

Використовували мінеральні добрива у вигляді карбаміду, нітроамофоски (13-19-19),  сульфату амонію K₂SO₄. Висівали озиму пшеницю сорту Кнопа, попередник – чорний пар.

Площа посівної ділянки -48 м², облікової – 26,4; повторність в досліді -4-х кратна.

Схема досліду: 1) контроль - фоновий варіант інтенсивної технології, який включав хімічний захист від хвороб та шкідників у фази  початок виходу рослин в трубку і вихід прапорцевого листка + підживлення мінеральним азотом ( N₃₀ ) в фази колосіння і молочна стиглість зерна - (фон);

 2) фон + передпосівна інокуляція насіння комплексом біологічних препаратів: біологічний азот (ризоагрін), фосфорне  добриво (ФМБ Entereobacter nimiprssuralis штам 32-3)  і біологічний фунгіцид (план різ) - (біо);

3) фон + біо +  N₆₀ на початку виходу рослин в трубку;

4) фон + К₇₉ (під основний обробіток) + біо + N₆₀ на початку виходу рослин в трубку;

5) фон +  хімічний передпосівний обробіток насіння (хім) + N₆₀ на початку виходу рослин в трубку;

6) фон + хім + К₇₉ (під основний обробіток)  + N₆₀ на початку виходу рослин в трубку;

7) фон + N₅₄P₇₉K₇₉ (під основний обробіток) + хім + N₆₀ на початку виходу рослин в трубку;

8) фон + N₅₄P₇₉K₇₉ (під основний обробіток) + біо + N₆₀ на початку виходу рослин в трубку.

 Оцінку фотосинтетичної діяльності проводили за показником площі листкової поверхні ( метод висічок), чистої продуктивності фотосинтезу ( формула Кідда, Веста, Бригса) за фазами вегетації рослин: весняне кущіння, вихід в трубку, колосіння, воскова стиглість [6,7].  

Результати  досліджень. Визначення площі листкової поверхні у 2008-2010 рр. у різні фази розвитку рослин пшениці озимої  показало достатньо високу залежність цього показника від попередника, умов живлення та елементів біологізації (рис.1).  В фазі весняного кущіння   найменша площа листової поверхні пшениці озимої була на  контролі і становила 2,21 тис.м²/га, при інокуляції насіння біопрепаратами Різоагрін, ФМБ, Планріз збільшилась на 25,3%; біоінокуляція на фоні основного внесення  калійного добрива підвищила асиміляційну поверхню до 3,63 тис.м²/га. Але найбільша площа листової поверхні спостерігалось на варіантах, де  вносили складне добриво N₅₄P₇₉K₇₉, а насіння обробляли біопрепаратами та Вітаваксом 200ФФ – 4,83 і 4,98 тис.м²/га, відповідно.

При підживленні посіву пшениці  озимої азотним добривом  у фазу початку виходу в трубку на варіанті з елементами біологізації площа становила 8,97 тис.м²/га, а при хімічній - 9,27 тис.м²/га. На варіантах внесення повного мінерального добрива найбільша площа спостерігалась при використанні біологічних препаратів – 10,90 тис.м²/га, за тією ж  схемою, але хімічним захистом – 10,09тис.м²/га.

Максимальна площа листової поверхні при колосінні  спостерігалася також на варіанті з внесенням повного мінерального добрива,  але на загальному фоні, та при застосуванні біологічних препаратів – 42,22 тис. м²/га. У фазу воскової стиглості цей показник зменшувався за всіма варіантами.

Рис. 1 – Динаміка площі  листкової поверхні на тлі технологій вирощування

В фазу колосіння найкраща площа листової поверхні сформувалась у варіантах загального фону при внесенні калійного добрива нормою К₅₉ при інокуляції біопрепаратами Різоагрін, ФМБ, Планріз і підживленням на початку трубкування азотним добривом N₆₀ – 28,28 тис. м²/га. Внесення  N₄₀P₅₉K₅₉  та підживлення N₆₀ при інокуляції насіння біопрепаратами забезпечило площу листя у 26,59 тис. м²/га. У фазу воскової стиглості, ці показники зменшувались  19,60… 13,03  тис. м²/га.

Таблиця 1

Зміна індексу площі листя при інтенсивних технологіях з елементами біологізації (середнє за 2008-2010рр.)

Наші дослідження довели параболічний характер змін індексу площі листкової поверхні залежно від фаз розвитку пшениці озимої за інтенсивними технологіями з елементами біологізації (табл. 1). З весняного кущіння  до фази колосіння на варіантах доповнення фону  внесенням повного добрива і позакореневого підживлення мінеральним азотом, при інокуляції насіння біопрепаратами результати становили – 0,49-4,22, а при хімічному –0,48-3,90.

Фотосинтетичний потенціал посіву (ФПП) і площа листкової поверхні рослин тісно пов’язані між собою. Наші дослідження показали наявність впливу попередника і мінеральних добрив на ефективність дії біопрепаратів. Так при вирощуванні пшениці озимої після попередника чорний пар на контролі з періоду весняного кущіння до виходу в трубку фотосинтетичний потенціал в середньому за роки досліджень становив 158,6 тис.м²/га х діб; при інокуляції насіння біопрепаратами  по контрольному фону – 208,7 тис.м²/га х діб. На варіантах передпосівного обробітку насіння  біологічними та хімічними препаратами при  підживленні азотними добривами на початку трубкування, ФПП становив 256,4 і 286,1 тис. м²/га х діб.  Використання калійного добрива на загальному фоні  в комплексі як з біологічними, так і хімічними реагентами суттєво не вплинуло на  ФПП  - 280,1 і 286,1 тис. м²/га х діб. Але у варіантах, де  вносили повне мінеральне добриво,  біологічні та хімічні препарати, ФПП становив 320,7 та 341,4тис. м²/га х діб.

Від фази виходу в трубку до  воскової стиглості ФПП на контролі  становив 511,6-838,2 тис. м²/га діб; максимальне значення ФПП у цей період забезпечила технологія, яка включала  внесення  N₅₄P₇₉K₇₉  та елементи біологізації на загальному фоні  -849,9-1449,4 тис. м²/га х діб.

Таблиця 2

Чиста продуктивність фотосинтезу при інтенсивній технології з елементами біологізації , г/см² х добу(середнє за 2008-2010рр.)

Якісна робота листкового апарату рослин визначається чистою продуктивністю фотосинтезу (ЧПФ). Так, при вирощуванні пшениці озимої  за інтенсивними технологіями з елементами біологізації після попередника чорний пар (табл.2) показано, що в середньому за три роки досліджень на контролі в період весняного кущіння до виходу в трубку ЧПФ становив 2,9 г/см² х добу. Проте найкращі результати ЧПФ за цей період забезпечили технології, де було внесено  N₅₄P₇₉K₇₉, а також була проведена інокуляція насіння хімічним препаратом Вітаваксом 200ФФ, біологічними препаратами Різоагрін, ФМБ, Планріз - 3,9 г/см²х добу, 4,5 г/см² х добу, відповідно_. З фази виходу в трубки до фази воскової стиглості, на цих же варіантах ЧПФ склав 4,6-5,2 г/см²х добу при  хімічному обробітку насіння та 4,9-5,5 г/см² х добу - біологічному.

Важливим у формуванні і реалізації високої потенціальної та реальної продуктивності є приріст сухої речовини (біомаси). Накопичення посівами сухої речовини за вегетаційний період характеризує рівень їх продуктивності.

Накопичення сухої біомаси (рис. 2) пшениці озимої після чорного пару зростало в технології, при якій   вносили повне мінеральне добриво,  проводили підживлення та насіння інокулювали біопрепаратами: суха біомаса складала 4,28-16,17 т/га. При аналогічній технології, але тільки з хімічним протруюванням – 4,87-15,95 т/га. Накопичення сухої біомаси інтенсивно починається від фази виходу трубки до фази воскової стиглості, а потім спостерігається тенденція зменшення.

Вплив калійних добрив  на накопичення посівами сухої біомаси з фази весняного кущіння до воскової стиглості мав позитивний характер і разом з біоінокуляцією цей  показник становив 4,40-13,65 т/га, а з хімічним обробітком насіння – 4,23-11,54 т/га; на контролі 5,19-10,73 т/га

Рис. 2 – Суха біомаса пшениці озимої по інтенсивним технологіям з елементами біологізації , т/га (середнє за 2008-2010рр.)

Висновки.  Аналіз показників площі листя, фотосинтетичного потенціалу, чистої продуктивності фотосинтетичної діяльності  показав, що в середньому за роки  досліджень, їх формування краще проходить в технологіях, де вноситься повне мінеральне добриво з використанням для передпосівної інокуляції насіння біопрепаратів на основі азотфіксуючих, фостфатмобілізуючих та біофунгіциду. Застосування елементів біологізації в інтенсивних технологіях не погіршує розвиток самої рослини, а також листкового апарату на протязі вегетаційного періоду.

Біологізація інтенсивної технології вирощування пшениці озимої за рахунок інокуляції насіння комплексом біопрепаратів на основі бактерій, збільшує показник накопичення біомаси

Література

1. Шатилов Н.С. Фотосинтетический потенциал и урожай зерновых [Текст] /Н.С. Шатилов, А.Г. Замараев, Г.В. Чаповская //Известия КГСХА, 1979. - №4. – С. 18-29

2. Моргун В.В. Эффективность фотосинтеза и перспективы повышения продуктивности озимой пшеницы [Текст] /В.В. Моргун, Г.А. Прядкина// Физиология растений и генетика. – 2014. – Т. 46. - №4. – С.279-301

3. Фотосинтез. Т.2: Ассимиляция СО₂ и механизмы ее регуляции [Текст] /Д.А. Киризий, О.О. Стасик, Г.А. Прядкина, Т.М. Шадчина. – К.: Логос, 2014. – 480с.

4. Гуляев Ю.А. Продуктивность фотосинтеза озимой пшеницы [Текст] //Земледелие. – 2006. - №6. – С.30-31

5. Петров Н.Ю. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность сортов озимой пшеницы в зависимости от применяемых биопрепаратов [Текст] /Н. Ю. Петров, Н. С. Онищенко //Вестник Алтайского государственного аграрного университета.- 2016. -  №10(96). – С.23-25

6.Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) [Текст] / Б.А. Доспехов. – 5-е изд., доп. и перераб. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351с.

7. Ничипорович А. А. Методические указания по учету и контролю важнейших показателей процессов фотосинтетической деятельности растений в посевах [Текст] / А.А. Ничипорович.-  Москва, 1969. – 93с.