Влияние норм высева семян пропашных сельскохозяйственных культур на квантовый выход фотосинтеза

Актуальность. Фотосинтез является одним из важнейших физиологических процессов растений, который напрямую влияет на продуктивность агроценозов. Создание условий для максимального поглощения и преобразования солнечной энергии сельскохозяйственными культурами может являться средством повышения урожайности. Исследование направлено на изучение продукционных процессов и стрессоустойчивости некоторых видов культурных растений с целью оптимизации технологии их возделывания.

Материалы и методы. Работа выполнялась в степной и лесостепной зоне Алтайского края. Схема опыта предусматривала изучение показателя квантового выхода фотосинтеза в качестве метода оценки различных норм высева в посевах подсолнечника на семена (‘Пионер ЛЕ 10’) и кукурузы, выращиваемой на силос (‘Клифтон’). Для подсолнечника она составляла 35 тыс. шт./га, 45 тыс. шт./га, 55 тыс. шт./га; для кукурузы – 40 тыс. шт./га, 50 тыс. шт./га, 60 тыс. шт./га. Состояние фотосинтетического аппарата растений оценивалось с помощью флуориметра JUNIOR-PAM (Walz, Германия) в основные фазы развития.

Результаты. Квантовый выход фотосинтеза за вегетационный период в посевах подсолнечника в зависимости от нормы высева был самым высоким во время цветения и созревания урожая (до 0,81 отн. ед.). Наибольшие значения квантового выхода фотосинтеза на поле кукурузы зарегистрированы в фазу 2-го листа и 6–8 листьев (0,63 и 0,64 отн. ед. соответственно).

Заключение. Наиболее эффективное развитие растений подсолнечника, характеризующееся высоким квантовым выходом фотосинтеза и высокой продуктивностью, проходило при норме высева семян 45 тыс. шт./га. Самый высокий сбор кукурузы на силос (15,6 ц/га) отмечен в благоприятных для этого условиях в варианте с нормой высева 50 тыс. шт./га. Коэффициент корреляции между квантовым выходом фотосинтеза и урожайностью культур составил 0,7–0,8, что подтверждает зависимость между признаками и позволяет определить оптимальную структуру посева.

1. Чепелев Г.П., Михайлова М.П. Влияние структуры посева и нормы высева семян на формирование урожайности сои сорта Китросса. Земледелие. 2020;(4):22-25. DOI: 10.24411/0044-3913-2020-10406

2. Conley S.P., Santini J.B. Crop management practices in Indiana soybean production systems. In: Integrated Crop Management Conference. Ames, IA: Iowa State University; 2006. p.27-37.

3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 6-е изд. Москва: Альянс; 2011.

4. Мониторинг плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения Алтайского края. Справочник / сост. Н.С. Халин, И.В. Назарова, С.А. Симакова, Л.В. Дымова, Е.А. Мариненко. Барнаул: Параграф; 2018. URL: http://agrohim22.ru/images/stories/agrohim_sprav_2019.pdf [дата обращения: 26.03.2024].

5. Экологический мониторинг в районах угледобычи / под ред. А.Н. Куприянова. Новосибирск: Гео; 2017. URL: http://kuzbs.ru/images/stories/pdf/izdania/ekologicheskiy_monitoring.pdf [дата обращения: 27.03.2024].

6. Лысенко В.С., Вардуни Т.В., Сойер В.Г., Краснов В.П. Флуоресценция хлорофилла растений как показатель экологического стресса: теоретические основы применения метода. Фундаментальные исследования. 2013;(4-1):112-120.

7. Мамедова Р.Н. Исследование параметров флуоресценции хлорофилла и флуктуирующей асимметрии листьев древесного растения – Quercus castanefolia С.А. Меу. в условиях города Баку, Азербайджан. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Химия. Биология. Экология. 2020;20(2):207-211. DOI: 10.18500/1816-9775-2020-20-2-207-211

8. Мамонов С.Н., Синеговская В.Т., Рафальский С.В. Квантовый выход фотосинтеза и урожайность яровой пшеницы при разных нормах высева семян. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013;1(99):15-17.

9. Ничипорович А.А., Кузьмин З.Е., Полозова Л.Я. Методические указания по учету и контролю важнейших показателей процессов фотосинтетической деятельности растений в посевах. Москва: ВАСХНИЛ; 1969.

10. Ninanayake A.D. Use of chlorophyll fluorescence parameters to assess drought tolerance of coconut varieties. Cocos. 2007;18:77-105. DOI: 10.4038/cocos.v18i0.991

11. Овчарова Н.В., Силантьева М.М., Беляев В.И., Гулянов Ю.А., Соколова Л.В., Плуталова Т.Г. и др. Применение методов и подходов биологизации земледелия для оценки плодородия почвы и потенциальной урожайности в условиях степной и лесостепной зон Алтайского края. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2023a;9(227):5-13. DOI: 10.53083/1996-4277-2023-227-9-5-13

12. Ovcharova N.V., Silantieva M.M., Belyaev V.I., Gulyanov Yu.A., Sokolova L.V., Plutalova T.G. et al. Identification of fertility zones and assessment of potential crop yield based on biological farming approaches. Acta Biologica Sibirica. 2023b;9:1083-1107. DOI: 10.5281/zenodo.10255212

13. Пестунов И.А., Овчарова Н.В., Калашников Р.А., Беляев В.И., Радчиков А.Н., Рогозная А.О. Оценка полевой всхожести подсолнечника и обнаружение сорняков по RGB-изображениям сверхвысокого разрешения с использованием глубокого обучения для разных агротехник (классическая плоскорезная обработка и система «No-Till»). В кн.: Обработка пространственных данных в задачах мониторинга природных и антропогенных процессов (SDM-2023): Сборник трудов всероссийской конференции с международным участием (22–25 августа 2023 г., г. Бердск). Новосибирск: Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий; 2023. С.327-335. DOI: 10.25743/sdm.2023.68.44.055

14. Schreiber U. Pulse-amplitude-modulation (PAM) fluorometry and saturation pulse method: an overview. In: G.C. Papageorgiou, Govindjee (eds). Chlorophyll a Fluorescence. Advances in Photosynthesis and Respiration. Vol. 19. Dordrecht: Springer; 2004. p.279-319. DOI: 10.1007/978-1-4020-3218-9_11

15. Землянская Ю.Е., Синеговская В.Т. Посевы новых сортов и сортообразцов сои как фотосинтезирующие системы. В кн.: Пути воспроизводства плодородия почв и повышения урожайности сельскохозяйственных культур в Приамурье: сборник научных трудов. Выпуск 10. Благовещенск: Дальневосточный государственный аграрный университет; 2005. С.132-137.