Изучение водопотребления Amaranthus cruentus L. в условиях Чувашской республики

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Знание и совершенствование водного режима культурных растений в зависимости от приходящей солнечной энергии и создаваемого ею теплового баланса очень важно. Это позволяет определять важнейшие факторы, без которых невозможно эффективное земледелие и растениеводство. Одним из таких факторов является суммарное водопотребление или количество воды, которое необходимо растению для нормального роста и развития в период вегетации [9, С. 78].

Особенно это актуально при интродукции растений в новые регионы возделывания и изучении их биологических особенностей при различных условиях роста и развития. Для этого необходимо воспользоваться давно заложенными принципами программирования урожаев на основе определения теоретических возможностей культуры по основным факторам климата и почв, что дает возможность разработать программу биологических особенностей растения и сравнить в последствие с фактическими данными проведенных полевых исследований. В результате появляется возможность аргументировать имеющиеся возможности культуры в конкретных почвенно-климатических условиях региона и принять решение о целесообразности введения растения в сельскохозяйственное производство [8, С. 56].

Амарант отличает высокая биологическая урожайность зеленой массы (700-800 ц/га) и семян (25-35 ц/га). В семенах содержится 16-18 % белка с высокой полноценностью аминокислотного состава [11, С. 35]. Зеленая масса амаранта хорошо и отлично поедается всеми видами животных. Из нее готовят гранулы, брикеты, травяную муку, а в смеси с зеленой массой кукурузы и подсолнечника - хороший комбинированный силос, сбалансированный по белку и другим питательным веществам [2, С. 30]. Это растение обладает антиокс-активностью, что сейчас широко изучается с целью введения составляющих веществ амаранта в современные лекарственные средства для очищения кровеносных сосудов [3, С. 116]. В последние годы амарант также рассматривается как декоративная цветочная культура в силу привлекательных соцветий и возможности возделывания как рассадой, так и прямым посевом в несколько сроков с целью длительного сохранения декоративных свойств в сухую погоду и на неорошаемых участках [10, С. 47].

Исследования проводились в 2014-2017 годах. Почва опытного участка светло-серая лесная, среднеподзолистая. Мощность пахотного горизонта 21-23 см, рельеф ровный. Следует отметить, что почва в районе расположения участка на правом берегу реки Волга является загрязненной с экологической точки зрения из-за действия заводов и ТЭЦ. Исследования экологов показали, что выявлено превышение уровня ПДК по содержанию таких веществ как свинца, формальдегида и ряда других элементов в почве опытного участка [7, С. 3]. Но при этом не было замечено каких-либо отклонений в развитии амаранта. Это доказывает, что данное растение имеет способность расти и развиваться на загрязненных почвах. Наши исследования особенностей развития корневой системы и потребления влаги и элементов питания показали, что амарант образует большое количество глубоко уходящих корневых волосков, дающих возможность активно использовать влагу, а также выделять вещества, очищающие пахотный слой почвы [6, С. 5].

Растения в опыте высевались в три срока: 25 мая, 5 июня, 15 июня и тремя способами посева с различной шириной междурядий: 15 см, 45 см, 70 см. Объектом исследований был амарант метельчатый или багряный - Amaranthus cruentus L. Следует отметить, что амарант относится к мелкосемянным растениям (масса 1000 семян 0,3 г), для прорастания необходимо небольшое количество воды, а именно 25-35 % от массы сухих семян, что дает возможность высевать растение в поздние сроки, когда почва чаще бывает с малыми запасами влаги в верхнем слое, куда и попадают семена при посеве на глубину 1-1,5 см. Также важно, что данное растение отличается длительным сроком сохранения жизнеспособности и всхожести семян до 20-25 лет [4, С. 13]. Во все годы своих исследований мы использовали семена одного года урожая, и лабораторная всхожесть составляла 93-95 %. Уборку зеленой массы проводили через 90 дней вегетации.

Зная запасы продуктивной влаги в почве и накопленную биологическую массу за период вегетации, мы рассчитали коэффициент водопотребления. Это количество влаги, затрачиваемое растением на формирование единицы урожая. Если оцениваются запасы влаги в почве в расчете на абсолютно сухую биологическую массу, то используют биологический коэффициент водопотребления (Кб), если на товарную продукцию (зеленую массу) - товарный коэффициент водопотребления (Кт).

Используя формулу расчета урожая по запасам влаги (влагообеспеченности) были найдены биологический и товарный коэффициенты водопотребления:

урожай земледелие водопотребление

где W - количество продуктивной для растений влаги; складывается из запасов влаги в метровом слое почвы перед посевом и приходящих осадков за вегетацию или межфазные периоды [1] с корреляцией при помощи коэффициента по степени засушливости года от 0,7 до 0,9, мм/га; Уб - урожай абсолютно сухой биомассы, рассчитывается по результатам опытных исследований, ц/га; Ут - урожай товарной продукции (зеленой массы) при стандартной влажности (75 %), ц/га.

Коэффициент водопотребления специфичен для каждой культуры и меняется в зависимости от климатических особенностей вегетационного периода, уровня почвенного плодородия и других факторов. В таблице 1 представлены коэффициенты водопотребления при различных сроках и способах посева.

Коэффициент водопотребления амаранта находился в зависимости от запасов влаги и накопленной растениями надземной биомассы. При неизменных условиях увлажнения и более высоком уровне урожая биомассы растения затрачивали меньше количества воды на формирование единицы продукции (зеленой массы) [5, С 64]. В среднем за годы исследований при запасах влаги 288 мм в первый срок посева растения расходовали 156 единиц (мм) воды на каждый центнер сухого вещества при его урожае 185 ц/га в широкорядных посевах с шириной междурядья 45 см, 154 мм - при 187 ц/га в рядовых посевах и 151 мм - при уровне урожая 191 ц/га в широкорядных посевах с междурядьем 70 см. При посеве во второй срок и запасах влаги 297 мм с увеличением урожая сухой биомассы от 195 до 203 ц/га биологический коэффициент водопотребления снижался от 152 до 146 при различных способах посева. В варианте с третьим сроком посева, когда формировались наиболее мощная надземная масса, при запасах влаги 301 мм Кб и Кт в рядовых посевах составляли соответственно 147 и 26, при междурядье 45 см - 148 и 26 и 70 см - 149 и 27 единиц.

Таблица 1 - Коэффициенты водопотребления посевов амаранта при различных сроках и способах посева

Отсюда следует, что растения амаранта более поздних сроков посева при больших запасах влаги затрачивают меньше воды на формирование единицы биологической и товарной продукции. Это связано с тем, что эти растения проходили фазу отрастания, от которой зависело дальнейшее формирование надземной биомассы, в более благоприятных для амаранта условиях, а именно, большем количестве приходящей солнечной энергии (фотосинтетически активная радиация, ФАР) и соответственно тепловых ресурсов и менее коротком световом дне, так как это теплолюбивое и жаростойкое растение короткого дня, по своей природе наравне с кукурузой относится к группе С4-растений, имеющих все возможности эффективно использовать приходящие тепло с солнечной энергией и расходовать имеющиеся водные ресурсы.

В результате можно констатировать, что амарант относится к засухоустойчивым растениям с низким коэффициентом водопотребления 147-156 единиц, что говорит о способности данного растения экономно расходовать имеющиеся запасы влаги в условиях неустойчивой погоды летнего вегетационного периода и возможности возделывания культуры в почвенно-климатических условиях исследуемого региона.

Список литературы

1. Агрометеорологический бюллетень по Чувашской Республике за 2013-2017 гг. - Федеральное государственное бюджетное учреждение «Верхне-Волжское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» [Электронный ресурс]. -URL: https:// www.nnov.meteorf.ru / (дата обращения: 11.12.2017).

2. Бекузарова С.А. Амарант - универсальная культура / С.А. Бекузарова, И.Ю. Кузнецов, В.И. Гасиев. - Владикавказ : Colibri, 2014. - 180 с.

3. Баранова Т.В. Исследования антиокс-активности амаранта в условиях центрально-черноземного региона / Т. В. Баранова, Г. Г. Соколенко // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. - 2012. ? № 7. - С. 115?123.

4. Дмитриева О.Ф. Агротехника возделывания амаранта багряного в условиях Чувашии: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. ? Москва, 1993. - 33 с.

5. Дмитриева О.Ф. Особенности роста и развития Аmaranthus cruentus L. при различных сроках и способах посева в почвенно-климатических условиях Чувашской Республики / О.Ф. Дмитриева // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. ? 2014. ? № 4 (84). ? С. 63?67.

6. Дмитриева О.Ф. Особенности роста и развития амаранта в почвенно-климатических условиях чувашской республики / О.Ф. Дмитриева // Единство и идентичность науки: проблемы и пути решения. Сборник статей по итогам международной научно-практической конференции (Тюмень, 8 февраля 2018 г.). - Уфа: Агентство международных исследований, 2018. ? С. 4?6.

7. Иванов С.А. Загрязненность токсичными веществами почвы береговой зоны реки Волги в окрестностях Чебоксарской ГЭС / Иванов С.А., Дмитриева О.Ф., Кульмакова Н.И. и др. // Экология человека. ? 2016. ? № 5. ? С. 3?8.

8. Каюмов М.К. Программирование продуктивности полевых культур / М.К. Каюмов. - М: Росагропромиздат, 1989. ? 368 с.

9. Можаев Н.И. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур: учебное пособие /Н.И. Можаева, Н.А. Серикпаев, Г.Ж. Стыбаев. - Астана: Фолиант, 2013. - 160 с.

10. Фадеева Н.А. Влияние сроков посева на развитие рассады мелкосемянных цветочных культур / Н.А. Фадеева, О.Ф. Дмитриева // Рациональное природопользование и социально-экономическое развитие сельских территорий как основа эффективного функционирования АПК региона. Материалы Всероссийской научно-практической конференции (Чебоксары, 2 июня 2017 г.). ? Чебоксары: ЧГСХА, 2017. ? С. 45?48.

11. Чернов И.А. Амарант - физиолого-биохимические основы интродукции / И.А. Чернов. ? Казань: Издательство Казанского университета, 1992. ? 87 с.

Размещено на Allbest.ru