ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, 2007, том 54, № 4, с. 614-622
ПРИКЛАДНЫЕ ^^^^^^^^^^^^^^ АСПЕКТЫ
УДК 581.1
ЗАВИСИМОСТЬ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ ЯРОВОГО РАПСА
ОТ ГУСТОТЫ ПОСЕВА
© 2007 г. Р. Величка, А. Марцинкявичене, М. Римкевичене
Литовский сельскохозяйственный университет, Каунас - Академия, Литва Поступила в редакцию 17.04.2006 г.
Определяли оптимальную густоту посева ярового рапса (Brassica napus L.), учитывая фотосинтетические показатели растений в начале фазы цветения. Установлено, что при увеличении густоты посева от 100 до 350 растений/м2, по сравнению с наиболее редким посевом (50-100 растений/м2) индекс листовой поверхности (ИЛП) посева увеличивался на 18.2-80.2%, а ИЛП растения уменьшался на 38.8-67.3%. ИЛП растения зависел от интенсивности ФАР, попадающей на 1/2 и 1/4 высоты посева и на поверхность почвы. При увеличении густоты от 100 до 350 растений/м2 фотосинтетический потенциал (ФП) посева увеличился в 1.8 раза по сравнению с наиболее редким посевом. ФП растения в наиболее густом посеве рапса был в 3 раза меньше, чем в наиболее редком. С увеличением густоты посева от 100 до 250 растений/м2 прирост биомассы в расчете на единицу листовой поверхности за сутки увеличивался на 27.0% и зависел от ИЛП по сравнению с наиболее редким посевом. С уменьшением площади листьев уменьшался прирост биомассы в расчете на единицу листовой поверхности растения за сутки: в наиболее густом посеве рапса величина этого показателя была на 58.3% меньше по сравнению с наиболее редким. На продуктивность рапса в фазе цветения влияли: густота посева, ИЛП растений, интенсивность ФАР, попадающей на 1/2 и 1/4 высоты посева и на поверхность почвы, ФП и прирост биомассы в расчете на единицу листовой поверхности за сутки. Между продуктивностью посева в фазе цветения и урожаем семян рапса установлена существенная параболическая зависимость. С увеличением густоты посева от 100 до 350 растений/м2 урожай семян одного растения существенно уменьшался (на 33.1-78.5%), по сравнению с наиболее редким посевом. Наибольшее влияние на урожай семян одного растения оказывал ИЛП и прирост биомассы в расчете на единицу листовой поверхности за сутки. С увеличением числа растений на единице площади до 250-300 растений/м2 урожай семян рапса существенно увеличивался (на 28.6-58.8%), по сравнению с наиболее редким посевом, при достижении плотности 300-350 растений/м2 урожай семян снижался из-за подавления роста растений и снижения их продуктивности. Результаты проведенных исследований позволяют предполагать, что фотометрические параметры посева ярового рапса при густоте посева 100-250 растений/м2 являются наиболее оптимальными и в агроклиматических условиях Литвы создают основу для формирования большого биопотенциала общей биомассы и урожая семян ярового рапса.
Brassica napus - густота посева - фотосинтетические показатели - ФАР - урожай
ВВЕДЕНИЕ
Продуктивность посевов зависит от интенсивности фотосинтеза и дыхания растений, площади листьев, фотосинтетического потенциала (ФП), агроклиматических условий и других факторов [1-3].
Взаимосвязь фотосинтеза и урожая является очень сложной. Однако все научно обоснованные
Сокращения: ИЛП - индекс листовой поверхности; ГТК -гидротермический коэффициент; ФП - фотосинтетический потенциал; ЧФП - чистая продуктивность фотосинтеза. Адрес для корреспонденции: Rimantas Velicka. Lithuanian University of Agriculture, Department of Soil Management, Stu-dentu 11, Kaunas - Akademija, LT-53067, Lithuania. Fax: (+370-37) 75-22-17; e-mail: rimantas.velicka@lzuu.lt
меры по увеличению фотосинтеза (улучшение условий питания, освещения, влажности) обеспечивают повышение продуктивности растений [4]. Для роста, развития и осуществления других физиологических процессов необходимы благоприятные факторы среды, соответствующие генетически детерминированным потребностям растений, среди которых особое место занимает спектральный состав, интенсивность освещения и длина фотопериода [5].
Различные сельскохозяйственные растения из-за неодинаковых биологических и морфологических свойств отличаются по параметрам фотосинтетических показателей, оптимизация которых с помощью селекционных и технологических средств прямо влияет на хозяйственную продук-
тивность [2, 6, 7]. Прирост биомассы растения определяется количеством поглощенной ФАР, которое зависит от площади листовой поверхности, пространственного расположения листьев, угла наклона к солнцу, количества и соотношения фотосинтетических пигментов [7, 8]. Поэтому одним из важнейших факторов формирования продуктивности является густота посева.
Оптимальная густота ярового рапса на единице площади зависит от морфологических параметров, особенностей выбранного сорта, агрометеорологических факторов, нормы высева семян и технологии возделывания [9-12].
Рапс - это растение длинного дня, его цветение и формирование урожая происходит при 12-часовом и более длинном световом дне. Чем больше площадь листьев на единице площади поверхности почвы и чем длительнее время их освещения, тем больше солнечной энергии накапливается в биомассе и тем выше урожай семян рапса [13, 14]. Разные культуры достигают фотосинтетического максимума площади листьев в различные фазы вегетации [15, 16]. В литературе указывается, что оптимальную листовую площадь растения рапса достигают в начале цветения, затем следует заметное ее уменьшение и увеличение индекса площади стручков [17].
Густота посева рапса - важный фактор, влияющий на урожайность индивидуального растения. Основное условие стабильного урожая - однородная густота. Кроме того, равномерно распределенные на единице площади растения рапса менее чувствительны к стрессу [18, 19].
В литературе отмечается, что в более редком посеве растения больше ветвятся, не одновременно созревают, формируют нижние, менее продуктивные боковые ветви, а между отдельными частями растения увеличивается конкуренция за свет, питательные вещества и воду. В более густом посеве растения меньше ветвятся, эффективнее используют питательные вещества, одновременно созревают, однако из-за большей конкуренции растений увеличивается вероятность полегания посева. Установлено, что количество семян в стручке и масса семян больше на верхних ветках растения, чем на нижних, менее продуктивных [20, 21].
По данным одних авторов, оптимальная густота посева ярового рапса должна быть 100-150 расте-ний/м2 [9, 10, 22], по данным других - 200-250 расте-ний/м2 [21, 23]. По некоторым данным в более влажные годы следует сеять 3-4 млн. семян/га, а в засушливые - достаточно и 2-3 млн. семян/га [24].
Следовательно, литературные данные об оптимальном числе растений масличного ярового рапса на единице площади довольно противоречивы. Различия в урожайности в большинстве случаев связывают с возможными изменениями в
структуре посева из-за неодинакового ветвления растений. Физиологические причины, в том числе и фотосинтетические показатели, оказывающие влияние на биопотенциал рапса при разной густоте посева, недостаточно исследованы.
Цель работы - установить оптимальную густоту посева ярового рапса, принимая во внимание фотосинтетические показатели растений в начале фазы цветения.
МЕТОДИКА
Полевые опыты проводили на опытной станции Литовского сельскохозяйственного университета (ЛСХУ) в период с 2002 по 2004 гг. (54°53' с. ш., 23°50' в. д.). Исследовали фотосинтетические показатели ярового масличного рапса сорта Спонсор (Brassica napus L. ssp. oleífera annua Metzg) в фазе цветения. Почва - суглинок на глине (Calc(ar)i-Epihypogleyic Luvisols), окультурена и осушена закрытым дренажом [12]. Обменная кислотность почвы - 6.9-7.3 pH; степень насыщенности основаниями - 87-96%, органическим углеродом - 1.35%, подвижными формами: P2O5 -197-255 мг/кг, K2O - 120-162 мг/кг.
Посев проводили с помощью рядовой сеялки, учитывали всхожесть семян и массу 1000 семян. Создавали шесть уровней густоты: 50.1-100, 100.1-150, 150.1-200, 200.1-250, 250.1-300, 300.1350 растений/м2. Размер учетной делянки составлял 41.4 м2, опыт проводили в четырех повторно-стях. Агротехника ярового рапса соответствовала обычным агротехническим требованиям. Агрохимические показатели почвы определяли: pHKCl - потенциометрически, органический углерод - методом Тюрина, степень насыщенности основаниями - по сумме обменных оснований по методу Каппена-Гильковица, подвижные питательные вещества - с помощью спектрометра инфракрасных лучей модели PSCO/ISI IBM - PC 4250 (США) по калибровочной кривой [25].
Дисперсионный анализ данных проведен по компьютерной программе ANOVA DISPER, а корреляционные связи устанавливали, используя программу STATENG при уровне вероятности 95 и 99%.
Густоту посева ярового рапса определяли на четырех участках каждого поля подсчетом растений в рамке площадью 0.25 м2.
Площадь листьев рапса измеряли в начале фазы цветения с помощью сканера HP SCANJET 3500C (США) и компьютерной программы ROOTEDGE.
Освещенность измеряли в фазе цветения рапса люксметром Ю11б ("Машприборинторг", СССР) по Тооминг и Гуляеву [26] (границы измерения 0-100 клк) на верхушках рапса, на 3/4, 1/2, 1/4 высоты посева и на поверхности почвы в пол-
Таблица 1. Корреляция между густотой посева (у, растений/м2) и фотосинтетическими показателями у ярового рапса (2002-2004 гг.)
Показатель (х) Уравнение регрессии Коэффициент корреляции (г) и уровень достоверности (Р)
Индекс листовой поверхности посева, м2/м2 у = 2.61 + 0.009х 0.99, Р < 0.01
Площадь листьев растения, м2 у = 0.05 - 0.0001х -0.89, Р < 0.05
Коэффициент пропускания для ФАР (т), %:
на 1/2 высоты посева у = 8.92 - 0.11х -0.93, Р < 0.01
на 1/4 высоты посева у = 26.71 - 0.05х -0.87, Р < 0.05
на поверхности почвы у = 9.11 - 0.03х -0.85, Р < 0.05
Фотосинтетический потенциал посева, млн. м2/га у = 0.58 + 0.002х 0.99, Р < 0.01
Прирост сухой массы отдельного растения, мг/сутки у = 219.6 - 0.41х -0.85, Р < 0.05
Прирост сухой массы посева, мг/сутки у = 4.35 + 0.005х 0.88, Р < 0.05
день (от 12:00 до 13:00). Освещенность пересчитывали в единицах интенсивности ФАР (ккал/(м-2 ч)) по Рвачеву
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.