Фотосинтетическая деятельность

4.2 Фотосинтетическая деятельность

Фотосинтетическая деятельность растений в посевах является основным фактором, определяющим формирование урожая сельскохозяйственных культур. Размеры ассимилирующей поверхности, продолжительность ее функционирования и продуктивность фотосинтеза в значительной мере определяют величину урожая.

Основной показатель, характеризующий состояние посевов с точки зрения их фотосинтетической деятельности – площадь листьев. Анализ динамики формирования листовой поверхности показал, что наибольшая площадь листьев формируется при уборке однолетних культур в фазу образования бобов – 28,27–40,85 тыс. м²/га.

Так, при уборке в фазу цветения площадь листовой поверхности ниже, чем при уборке в фазу образования бобов в среднем на 2,9–9,4%, а в фазу бутонизации – в 1,67–1,99 раза. Среди изучаемых культур наибольшая площадь листовой поверхности получена у злаковых растений при всех изучаемых сроках уборки -22,77–40,85 тыс. м /га. Из бобовых культур наибольшей площадью листовой поверхности характеризуется люпин – 18,60–33,07 тыс. м²/га, что на 7,8–13,5% больше, чем у пелюшки, на 9,5–21,3% – чем у вики и на 8,5–30,6% – чем у гороха.

Таблица 4. Динамика формирования листовой поверхности однолетних культур, тыс. м²/га, 2006–2008 гг.

Комплексную характеристику деятельности ассимилирующей поверхности дает фотосинтетический потенциал (ФП), который представляет собой сумму суточных показателей площади листьев на единице площади посева за определенный период.

Значение ФП изменялось как в зависимости от сроков уборки, так и от изучаемых культур. В среднем за 3 года исследований (2006–2008 гг.) наибольший ФП сформировался при уборке в фазу образования бобов.

Так, при уборке в фазу образования бобов ФП агроценозов однолетних культур составил 1,68–2,61 млн. м² х дн./га, что на 2,2–4,1% больше, чем при уборке в фазу цветения и на 32,4–36,1% – чем при уборке в фазу бутонизации.

Среди изучаемых однолетних культур наибольший показатель ФП получен в агроценозе овса – 2,61 млн. м² * днУга, что на 11,2% больше, чем у ячменя. ФП бобовых культур несколько ниже, чем у злаковых. Так, наибольший ФП у бобовых растений получен в агроценозе люпина – 1,42–1,88 млн. м² * дн./га, что на 6,2–9,2% больше, чем у вики, на 9,3–10,1% чем у пелюшки и на 8,1–12,7%

– чем у гороха.

Таблица 5. Динамика формирования фотосинтетического потенциала однолетних культур, млн. м х дн./га

Производительность работы фотосинтетического аппарата характеризуется показателем чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ), который показывает какое количество сухой биомассы образуется в течение суток в расчете на 1 м² листовой поверхности.

Исследованиями установлено, что наибольший показатель ЧПФ отмечен при уборке растений в фазу образования бобов (табл. 3.2.3). Причем значение ЧПФ бобовых растений превышал данный показатель злаков при всех изучаемых сроках уборки.

Таблица 6. Динамика формирования чистой продуктивности фотосинтеза однолетних культур, г/(м х сутки)

По уровню ЧПФ изучаемые культуры можно расположить в следующем ряду (образование бобов): вика – 2,29 г./(м х сутки); горох – 1,99 г./(м х сутки); пелюшка – 1,98 г./(м х сутки); люпин – 1,97 г./(м х сутки); ячмень -1,39 г./(м х сутки) и овес – 1,19 г./(м х сутки).

Регрессионный анализ показал, что наиболее тесная взаимосвязь отмечена между урожайностью зеленой массы и чистой продуктивностью фотосинтеза (г = 0,85):

У. = 9,87864 + 0,167487х, г = 0,36; У = 13,9609 + 0,221495х, г = 0,02; У = 2,04804 + 8,08748 х₂, г = 0,85, где У – урожайность зеленой массы, т/га; х – площадь листьев однолетних культур, тыс. м /га; Х] – фотосинтетический потенциал агроценозов однолетних культур, млн. м² х дн./га; х₂ – ЧПФ, г/(м² х сутки).

Рис. 1. Зависимость ЧПФ от площади листьев и фотосинтетического потенциала однолетних бобовых трав

Рис. 2. Зависимость урожайности зеленой массы однолетних культур от показателей фотосинтетической деятельности

В результате исследований нами установлена зависимость между показателями фотосинтетической деятельности агроценозов однолетних культур, которая описывается следующим уравнением:

z=4,5–5,439*x+0,194*y+2,303*x*x – 0,202*x*y+0,005*y*y,

где z – ЧПФ, г/(м х сутки); у – площадь листьев, тыс. м /га; х – ФП, млн. м х дн./га и графиком (рис. 1).

Исследования взаимосвязи показателей фотосинтетической деятельности изучаемых агроценозов однолетних культур и их урожайности показали, что наиболее значимая связь складывается между выходом зеленой массы (z), площадью листьев (у) и ЧПФ (х) (рис. 2):

z=-2,119+5,946*х+0,169*у – 0,077*х*х+0,105*х*у – 0,001 *у*у.

Таким образом, лучшие параметры фотосинтетической деятельности однолетних культур складываются при уборке их в фазу образования бобов. Наибольшие показатели площади листовой поверхности и ФП получены в агроценозе ячменя. Однако анализ ЧПФ показал, что наилучшая производительность работы фотосинтетического аппарата сложилась у бобовых куль-тур, и в частности у вики яровой – 2,29 г./(м х сутки).