Фотосинтетическая деятельность посевов многолетней травосмеси в условиях рекультивируемого золоотвала

Фотосинтетическая деятельность посевов многолетней травосмеси в условиях рекультивируемого золоотвала

Процесс фотосинтеза происходит в листьях растений, где создается 90−95% сухой массы урожая [1]. Следовательно, чем больше листьев у растения, тем выше его продуктивность.

Многими исследователями установлено, что в формировании урожая большое значение имеет площадь листовой поверхности [2, 3, 4].

А.А. Ничипорович [3, 4] считает, что максимальный урожай обеспечивается при достижении суммарной площади листьев в период наиболее активного роста растений 40−60 тыс. м²/га. При более высоких значениях листового индекса урожай их чаще всего снижается.

На формирование и продуктивность работы фотосинтетического аппарата растений большое влияние оказывают условия внешней среды, а именно: температура, водообеспеченность, солнечная радиация, минеральное питание и др.

Регулируя обеспеченность растений водой и элементами питания, можно создать условия более благоприятные для продуктивного использования энергии солнечной радиации и значительно повысить продуктивность культивируемых посевов [1].

В связи с этим, в наших исследованиях была поставлена цель — установить основные закономерности изменения фотосинтетических показателей многолетней травосмеси эспарцет + пырей + кострец при различном минеральном питании в условиях естественной влагообеспеченности на рекультивируемой второй секции золоотвала Новочеркасской ГРЭС.

Схема опыта включала следующие варианты:

Вариант 1 — эспарцет + пырей + кострец (без удобрений);

Вариант 2 — эспарцет + пырей + кострец (расчетная доза минеральных удобрений);

Вариант 3 — эспарцет + пырей + кострец (повышение дозы минеральных удобрений на 30%).

Полевой опыт был заложен в 2006 г.

Повторность вариантов в опыте трехкратная. Площадь каждой повторности опыта составляла 100 м², а общая площадь под опытом — 0,13 га.

Известно, что наибольшее развитие многолетние травосмеси имеют в период третьего года жизни [5, 6]. В связи с этим, изучение фотосинтетической деятельности посевов травосмеси эспарцет + пырей + кострец в условиях второй отработанной секции золоотвала проводилось в вегетационный период 2008 года.

В результате наблюдения была установлена зависимость между питательным режимом на фоне естественной влагообеспеченности и показателями фотосинтетической деятельности. Так, с улучшением условий роста и развития растений травосмеси, которые создаются при внесении минеральных удобрений, процессы фотосинтеза в растениях активизируются. Нарастание площади листовой поверхности, фотосинтетический потенциал и темпы накопления сухого вещества в различные периоды роста и развития травосмеси значительно изменялись. Их показатели представлены в таблице 1.

Более высокие показатели фотосинтетической деятельности получены при внесении полной дозы минеральных удобрений (N₉₀P₉₀K₉₀ кг/га д.в.) и при повышении ее на 30% в условиях естественной влагообеспеченности. На этих вариантах были созданы оптимальные условиях для роста и развития растений травосмеси на золоотвале. Так, улучшение минерального питания растений способствовало значительному увеличению площади листовой поверхности на вариантах с внесением минеральных удобрений (таблица 1).

Максимальные значения накопления абсолютно сухого вещества, нарастания листовой поверхности и чистой продуктивности фотосинтеза были отмечены на варианте 3 при внесении повышенной на 30% дозы минеральных удобрений, которые составили соответственно к концу вегетации 24,9 тыс. м²/га, 9,9 т/га и 6,7 г/м² · сут. Эти показатели превышали полученные на варианте 2 (расчетная доза удобрений 1,0 n) соответственно на 4,2 тыс. м²/га, 1,8 т/га и 0,2 г/м² · сут., а на варианте 1 (без внесения удобрений) соответственно на 10,1 тыс. м²/га, 5,9 т/га и 2,2 г/м² · сут.

В условиях благоприятного минерального питания на фоне естественной влагообеспеченности при максимальных значениях площади листовой поверхности 24,9 тыс. м²/га фотосинтетический потенциал в посевах травосмеси третьего года жизни за период вегетации достигал на варианте 3 — 4836,6 тыс. м²/га · дн., на варианте 2 — 4067,8 тыс. м²/га · дн. и на варианте 1 — 2707,5 тыс. м²/га · дн.

Таблица 1 — Фотосинтетическая деятельность травосмеси эспарцет + пырей + кострец третьего года жизни.

в условиях рекультивируемой второй секции золоотвала Новочеркасской ГРЭС, 2008 г.

Разные дозы минеральных удобрений оказывали влияние и на темп накопления сухого вещества. Максимальное накопление сухой массы в период вегетации травосмеси было отмечено на вариантах 3 и 2, и составило соответственно 9,9 и 8,1 т/га.

Продуктивность фотосинтеза наиболее высокая в начале вегетации уменьшалась с ростом площади листьев и своей наименьшей величины достигала в конце вегетации на всех вариантах опыта.

На варианте 3 с повышенной дозой минеральных удобрений при максимальной площади листовой поверхности 39,8 тыс. м²/га, фотосинтетическом потенциале за вегетацию — 4837 тыс. м²/га дн. и средней продуктивности фотосинтеза — 6,7 г/м² сут. травосмесь сформировала за период вегетации сухую массу 9,9 т/га. Приход ФАР за период вегетации травосмеси составил 49,1 ккал/см², коэффициент использования ФАР — 1,9%.

По нашим наблюдениям более низкую производительность имели посевы травосмеси эспарцет + пырей + кострец на варианте без внесения удобрений.

При внесении расчетной дозы минеральных удобрений (вариант 2) посевы травосмеси имели среднюю производительность, а более высокая была отмечена на варианте 3 с повышением дозы внесения минеральных удобрений на 30%, т. е. с улучшенным питательным режимом.

Таким образом, исследованиями фотосинтетической деятельности посевов травосмеси эспарцет + пырей + кострец в условиях рекультивируемой второй секции золоотвала Новочеркасской ГРЭС установлено, что максимальная площадь листовой поверхности травосмеси составляет 39,8 тыс. м²/га, фотосинтетический потенциал за вегетацию травосмеси — 4836,6 тыс. м²/га · дн. и средняя продуктивность фотосинтеза — 6,7 г/м² · сут. наблюдались при внесении повышенной на 30% дозы минеральных удобрений, что позволило сформировать 9,9 т/га сухой массы растений.

урожай фотосинтез пырей кострец.

• 1. Ясониди О. Е., Н. А. Иванова, В. Д. Гостищев Фотосинтез с элементами математического программирования урожайности сельскохозяйственных культур / Под ред. О. Е. Ясониди. — Новочеркасск, 2007. — 52 с.
• 2. Алексеенко Л. Н. Пути повышения фотосинтетической продуктивности многолетних луговых трав в агроценозах и естественных сообществах // Важнейшие проблемы фотосинтеза в растениеводстве. — М.: Колос, 1970. — С. 55−68.
• 3. Ничипорович А. А. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах. — М.: Изд-во АН СССР, 1961. — 136 с.
• 4. Ничипорович А. А. Некоторые принципы комплексной оптимизации фотосинтетической деятельности и продуктивности растений // Важнейшие проблемы фотосинтеза в растениеводстве. — М.: Колос, 1970. — С. 120−127.
• 5. Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство / В. С. Никляев, В. С. Косинский, В. В. Ткачев [и др.]; под ред. В. С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.
• 6. Ландшафтное земледелие в условиях орошения Ростовской области / Щедрин В. Н., Санников В. П., Балакай Г. Т. [и др.] -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2000. — 324 с.