Фотосинтетическая деятельность различных по скороспелости сортов картофеля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фотосинтетическая деятельность различных по скороспелости сортов картофеля

Г.К. Нургалиева,

Э.Э. Браун

доктор с.-х. наук

Западно-Казахстанский аграрно-технический университет

имени Жангир хана

Установлено, что сорта картофеля разной спелости отличаются по темпам роста, накоплению надземной массы, формированию ассимиляционной поверхности, интенсивности фотосинтеза и урожайности.

?р т?рлі пісетін картоп сорттарыны? ?су ?ар?ыны, жер бетіндегі салма?ыны? жина?талуы, ассимиляциялы? беткейі, фотосинтез интенсивтілігі ж?не ?німділік бойынша ажыратылатынды?ы аны?талды.

It was determined that sorts of potatoes of various ripeness differ by the rate of growth, accumulation of the elevated mass, shaping of assimilation surface, intensities of photosynthesis and productivities.

В результате исследований биологических особенностей сортов картофеля было установлено, что высокие урожаи не всегда соответствуют соотношению между клубнями и ботвой. Величина урожая, безусловно, в определенной степени зависит от мощности надземной массы, но определяющее значение в накоплении урожая принадлежит листовой поверхности. И одним из важнейших показателей деятельности ассимиляционного аппарата растений в посевах является фотосинтетический потенциал, зависящий от скорости и мощности формирования листовой поверхности и продолжительности ее функционирования. Изучение фотосинтетической деятельности посевов конкретно для каждого урожая с учетом всех факторов жизни растений имеет большое значение при целенаправленном выращивании высоких урожаев.

Наблюдения показали, что фотосинтетический потенциал растений во многом определяется биологическими особенностями сорта (таблица 1). Так, в 2003 году наибольшая ассимиляционная поверхность одного куста найдена у сорта Удача - 1,04 м², что больше по сравнению с другими сортами раннеспелой группы на 0,02-0,27 м². Более 1 м² была ассимиляционная поверхность у ранних сортов Жуковский ранний (1,02 м²), Импала (1,01 м²), у среднераннего сорта Зекура (1,01 м²). Около одного квадратного метра составила ассимиляционная поверхность листьев у ранних сортов Розара (0,98 м²), Ароза (0,99 м²), Каратоп (0,91 м²), Волжанин (0,91 м²), Петербургский (0,96 м²), Пост 86 (0,92 м²), Алая Заря (0,97 м²), Астерикс (0,95 м²), Бинтье (0,95 м²).

У остальных изучаемых нами сортов ассимиляционная поверхность листьев составляла от 0,75 до 0,88 м².

Сильное уменьшение ассимиляционной поверхности листьев у всех сортов наблюдалось в 2004 году. Так, ассимиляционная поверхность листьев куста у сорта Жуковский ранний в 2004 году была меньше, чем в 2003 году в 2 раза, у сорта Тимо - в 1,56 раза, у сорта Утенок - в 1,57 раза, у сорта Волжанин - в 2,06 раза, у сорта Петербургский - в 1,77 раза, у сорта Пост 86 - в 1,91 раза, у сорта Алая Заря - в 1,86 раза.

Резкое уменьшение ассимиляционной поверхности листьев отмечено у среднепоздних сортов: у сорта Астерикс - в 1,82 раза, у сорта Бинтье - в 2,71 раза, у сорта Лорх - в 1,97 раза.

Однако у некоторых сортов отмечено незначительное уменьшение ассимиляционной поверхности. Так, по сорту Каратоп уменьшение ассимиляционной поверхности листьев составило всего 0,06 м², у сорта Розара - 0,08 м², у сорта Ароза - 0,15 м², у сорта Удача - 0,15 м², у сорта Ягодный 19 - 0,03 м², у сорта Зекура - 0,02 м².

Таблица 1 - Ассимиляционная поверхность одного куста, м²

картофель фотосинтез спелость

Эти данные убедительно показывают, что в результате поздней посадки в сочетании с неблагоприятными условиями в течение вегетационного периода в 2004 году создались условия отрицательно повлиявшие на развитие растений основного большинства изучавшихся сортов.

Однако некоторые сорта в этих условиях показали очень высокую пластичность, о чем говорит и развитие ассимиляционной поверхности листьев в 2004 году.

2005 год был более благоприятен для развития растений картофеля. Ассимиляционная поверхность листьев в этом году увеличилась в сравнении с 2004 годом у всех сортов, однако у некоторых она была меньше, чем в 2003 году. Так, у сорта Жуковский ранний ассимиляционная поверхность листьев в 2005 году составляла 0,88 м²/куст, что на 0,14 м² меньше, чем в 2003 году, но на 0,37 м² больше, чем в 2004 году. Только у сортов Тимо в 2005 году ассимиляционная поверхность листьев была больше, чем в 2003 году на 0,02 м² и в сравнении с 2004 годом на 0,49 м², у сорта Пушкинец соответственно на 0,01 и 0,28 м², у сорта Невский на 0,03 и 0,13 м², у сорта Волжанин - на 0,03 и 0,50 м², у сорта Дориза - на 0,20 и 0,43 м². У всех остальных сортов ассимиляционная поверхность листьев в 2003 году была больше, чем в 2005 году.

В среднем за 3 года ассимиляционная поверхность листьев у сорта Зекура составила 1 м², у сортов Удача, Розара, Ароза около 1 м², у сорта Каратоп 0,89 м², у сорта Ягодный 19 - 0,87 м², у остальных сортов она составила немного более 0,80 м² или, наоборот, немного меньше.

Наименьшая ассимиляционная поверхность листьев среди раннеспелых сортов найдена у сорта Пензенская скороспелка (0,69 м²), среди среднеранних у сорта Дориза (0,73 м²), среди среднеспелых у сорта Рекорд (0,64 м²), среди среднепоздних у сортов Лорх и Бинтье.

Урожай картофеля на 90-95% формируется за счет фотосинтеза, поэтому площадь ассимиляционной поверхности листьев один из основных показателей, характеризующих состояние посадок [1].

Наблюдения показали, что существенное влияние на формирование ассимиляционной поверхности листьев на единицу площади оказывают как особенности роста и развития сортов, так и погодные условия вегетационного периода и реакция сортов на эти погодные условия (таблица 2). Так, в 2003 году ассимиляционная поверхность листьев по всем сортам составляла от 30,6 до 42,4 тыс. м²/га. Наименьшая ассимиляционная поверхность листьев в этом году была у сортов Тимо и Лорх (30,6 тыс. м²/га), а наибольшая у сорта Удача (42,4 тыс. м²/га). У остальных сортов ассимиляционная поверхность листьев составляла от 32,2 до 41,6 тыс. м² на 1 га.

В научной литературе встречаются данные о том, что ранние сорта картофеля, имеющие сравнительно короткий период вегетации, обычно характеризуются несколько меньшим фотосинтетическим потенциалом, чем среднепоздние. Однако в условиях Западно-Казахстанской области при орошении нами это не установлено. Так, в группе раннеспелых сортов ассимиляционная поверхность листьев в 2003 году составляла от 30,6 до 42,4 тыс. м²/га, в группе среднеранних - от 32,2 до 41,2 тыс. м²/га, в группе среднеспелых - от 30,6 до 39,5 тыс. м²/га, в группе среднепоздних - от 30,6 до 38,7 тыс. м²/га.

Гораздо большее влияние на формирование ассимиляционной поверхности листьев на единицу площади оказали биологические особенности сорта и погодные условия вегетационного периода. Так, в 2004 году ассимиляционная поверхность листьев в группе раннеспелых сортов составляла от 19,5 до 36,7 тыс. м²/га, т.е. разница составляла 17,2 тыс. м²/га, в группе среднеранних сортов от 17,9 до 40,3 тыс. м²/га, а разница составляла 22,4 тыс. м²/га, в группе среднеспелых - от 15,9 до 23,2 и разница составляла 7,3 тыс. м²/га.

В группе среднепоздних сортов ассимиляционная поверхность листьев в 2004 году составила у сорта Астерикс 21,2, у сорта Лорх 15,5 и у сорта Бинтье - 14,2 тыс. м²/га, а сорт Вализа был исключен из дальнешего испытания.

На такое развитие растений сортов картофеля и формирование листовой поверхности листьев, как уже было нами отмечено, несомненно, сказалась и поздняя посадка в 2004 году.

В 2005 году ассимиляционная поверхность листьев у всех сортов картофеля была довольно большой. Наименьшая (28,9 тыс. м²/га) она была у сорта Утенок, а наибольшая (39,9 тыс. м²/га) у сорта Ягодный 19. У остальных сортов раннеспелой группы ассимиляционная поверхность листьев колебалась от 31,0 до 39,5 тыс. м²/га.

В 2005 году ассимиляционная поверхность листьев у всех сортов, кроме сорта Утенок, составляла более 30 тыс. м²/га. Ассимиляционная поверхность листьев у таких сортов, как Каратоп, Удача, Розара, Ароза, Ягодный 19, Зекура, Алая Заря составляла от 37,5 до 40,8 тыс. м²/га.

Таблица 2 - Ассимиляционная поверхность листьев, тыс. м²/га

В среднем за 3 года ассимиляционная поверхность листьев у сортов Жуковский ранний, Каратоп, Удача, Розара, Ароза, Импала, Ягодный 19, Невский, Владикавказский, Зекура, Волжанин, Петербургский, Алая Заря и Астерикс составила более 30 тыс. м²/га.

В. П. Кокшаров [2] изучая продуктивность сортов картофеля по группам спелости пишет, что сравнение продуктивности сортов картофеля по группам спелости показало преимущество раннеспелых сортов. На 1 тыс. м² листьев раннеспелые сорта, утверждает автор, формируют больший урожай, как в среднем за 3 года, так и по годам. Вероятно, полагает автор, это явление вызвано однонаправленным действием ряда факторов: более оптимальными графиками формирования листьев и большими значениями фотосинтетического потенциала (ФП) у раннеспелых сортов, так как они проходят период посадка-всходы и всходы-цветение на девять дней быстрее, чем среднепоздние и поздние сорта; более высоким соотношением массы постфотосинтезирующих органов (клубней) к массе листьев у ранних сортов и более высоким значением К _хоз к моменту уборки.

В условиях Западного Казахстана при ранних сроках посадки данные сорта картофеля очень быстро формируют надземную массу и столоны, клубнеобразование начинается при более благоприятных температурных условиях. Раннее и мощное развитие надземной массы, затеняя почву способствует снижению температуры в ранне-летний период, что также способствует повышению урожайности картофеля [3]. По данным авторов, посадки, максимальная площадь листьев в которых находилась в пределах 30-40 тыс. м²/га, обеспечивающее лучший световой режим, имели более высокую энергию фотосинтеза.

Фотосинтетические процессы в растениях находятся в тесной зависимости от получаемой ими солнечной энергии. Растительный покров является существенным фактором, изменяющим напряжение солнечной радиации среди растений, и агротехнические приемы, регулируя развитие массы ботвы, оказывают значительное влияние на световой режим в посадках. В оптимальных условиях продуктивность фотосинтеза у картофеля равна 7-9 гр/м 2 сутки, а при пасмурной или очень жаркой погоде снижается до нуля [4].

Фотосинтетическая деятельность - основа продуктивности картофеля. Для достижения максимальной фотосинтетической продуктивности необходимо оптимальное сочетание экзогенных факторов - влаги, светового режима, минерального питания и температурных условий. А урожайность растений, как известно, зависит не только от мощности ботвы, но и от энергии фотосинтеза.

Наши наблюдения показали, что сорта картофеля отличались не только по ростовым процессом, но и по интенсивности фотосинтеза (таблица 3).

Так, в 2003 году интенсивность фотосинтеза у сортов раннеспелой группы составляла от 7,12 до 7,97 мг/дм²/час, наибольшая была отмечена у сорта Удача (7,97 мг/дм²/час), а наименьшая у сортов Пензенская скороспелка и Пушкинец (7,12 мг/дм²/час). У сорта Жуковский ранний интенсивность фотосинтеза была незначительна (на 0,02 мг/дм²/час) ниже, чем у сорта Удача.

В группе среднеранних сортов наивысшая интенсивность была определена у сорта Зекура - 7,87 мг/дм²/час, что всего на 0,10 мг/дм²/час меньше, чем у сорта Удача и на 0,8 мг/дм²/час меньше в сравнении с сортом Жуковский ранний.

Наименьшая интесивность фотосинтеза в этой группе была установлена у сорта Дориза - 6,84 мг/дм²/час, что меньше, чем у других сортов этой группы на 0,27-1,03 мг/дм ²/час.

У сортов Пост 86 и Алая Заря из группы среднеспелых сортов интенсивность фотосинтеза была практически одинаковой (7,70 и 7,69 мг/дм²/час). Наименьшая интесивность фотосинтеза в этой группе была у сорта Дезире, всего 6,69 мг/дм²/час, что меньше, чем у ранее названных сортов на 1,0 - 1,01 мг/дм²/час.

У среднепоздних сортов Астерикс и Бинтье интенсивность фотосинтеза составила соответственно 7,43 и 7,45 мг/дм²/час, у сорта Лорх - 6,18 и у сорта Вализа - 6,72 мг/дм²/час.

В 2004 году наблюдается снижение интенсивности у всех изучаемых сортов. Интенсивность фотосинтеза более 7 мг/дм²/час в этом году в группе раннеспелых сортов установлена только у сортов Удача, Каратоп, Розара и Ягодный 19, у среднераннего сорта Зекура.

Интенсивность фотосинтеза более 6 мг/дм²/час отмечена у раннеспелых сортов Пензенская скроспелка, Ароза, Импала и Пушкинец, у среднеранних Невский и Владикавказский, у среднеспелых Дезире и Петербургский.

Наименьшая интенсивность фотосинтеза в 2004 году установлена у среднеспелого сорта Рекорд (4,88 мг/дм²/час) и у среднепозднего сорта Бинтье (4,38 мг/дм²/час). У всех остальных сортов интенсивность фотосинтеза составила более 5 мг/дм²/час.

Эти данные убеждают в том, что некоторые среднеспелые и среднепоздние сорта не адаптированы к почвенно-климатическим условиям Западно-Казахстанской области.

В связи с этим среднепоздние сорта Бинтье, Лорх, Вализа и среднеспелый сорт Каролин были исключены из дальнейшего исследования.

Таблица 3 - Интенсивность фотосинтеза, мг/дм²/час

В 2005 году интенсивность фотосинтеза была на уровне 2003 года. В этом году наименьшая интенсивность фотосинтеза (5,13 мг/дм²/час) обнаружена у среднеспелого сорта Рекорд, 6,19 мг/дм²/час у среднеспелого сорта Пост 86 и 6,74 мг/дм²/час у раннеспелого сорта Утенок. У всех остальных сортов интенсивность фотосинтеза была более 7 мг/дм²/час, а наибольшая она была у раннеспелых сортов Розара (7,82 мг/дм²/час), Ягодный 19 (7,66 мг/дм²/час), Удача (7,62 мг/дм²/час), Жуковский ранний (7,58 мг/дм²/час).

В среднем за 3 года интенсивность фотосинтеза более 7 мг/дм²/час найдена у ранних сортов Жуковский ранний, Каратоп, Удача, Розара, Ароза, Импала, Ягодный 19, у среднераннего сорта Зекура, среднеспелого сорта Петербургский, а у сорта Алая Заря незначительно меньше (6,89 мг/дм²/час), но это связано в основном с относительно низкой интенсивностью фотосинтеза в 2004 году.

Урожай сельскохозяйственных культур формируется как интегральный результат процессов жизнедеятельности зеленого растения открытой саморегулируемой и самонастраивляемой термодинамической системой, успешное функционирование которой - рост и развитие растений, а накопление урожая возможно благодаря поглощению и усвоению энергии солнечной радиации в процессе фотосинтеза.

Литература

1. Садовникова, Е. В. Оптимальные ширина междурядий и густота посадки картофеля / Е. В. Садовникова, Г. А. Ганзин. // Картофель и овощи. - 2005. - № 1. - С. 13.

2. Кокшаров, В. П. Научные основы картофелеводства Среднего Урала / В. П. Кокшаров. - Свердловск. - 1989. - 220 с.

3. Браун, Э. Э. Технология производства картофеля / Э. Э. Браун, С. Х. Мухамбеталиев. - Уральск. - 2007. - 177 с.

4. Браун, Э. Э. Пути повышения урожайности и качества картофеля / Э. Э. Браун. - Уральск - 2006. - Западно-Казахстанский ЦНТИ. - 130 с.

Размещено на Allbest.ru