Вплив мінеральних добрив на фотосинтетичну продуктивність сорго зернового

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вплив мінеральних добрив на фотосинтетичну продуктивність сорго зернового

Л.А. Правдива, кандидат с.-г. наук

В.А. Доронін, доктор с.-г. наук

Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН м. Київ

Досліджено, що збільшення площі листкової поверхні рослин сорго зернового відбувалося за рахунок підвищення дози мінеральних добрив. Найвищою вона була за внесення розрахункової (N50P40K70) та високих доз (N90P90K90 і N120P120K120) добрив у період викидання волоті - цвітіння. Чиста продуктивність фотосинтезу та урожайність зерна обох сортів у цих варіантах досліду були також найвищими.

Встановлено лінійну кореляційну залежність між площею листкової поверхні та чистою продуктивністю фотосинтезу, яка описується рівнянням регресії у = 2,0818х + 26,668 (Я2 = 0,9596) і у = 2,8377х + 21,114 (Я2 = 0,975), а також між чистою продуктивністю фотосинтезу та урожайністю зерна сорго зернового: у = 1,0421x + 0,8623 (R2 = 0,944І) та у = 1,3854x - 1ЃC0694 (R2 = 0,938).

Ключові слова: сорти, удобрення, площа листкової поверхні, фотосинтетичний потенціал, чиста продуктивність фотосинтезу.

Liudmyla Pravdyva, Volodymyr Doronin

Сорго звичайне, двокольорове (зернове) (Sorghum bicolor L.)- одна з найдавніших культур у світовому землеробстві. Його батьківщина - країни Африки, Індія і Китай. Посівні площі сорго у світі становлять приблизно 50 млн га. Найбільші посівні площі сорго в Індії - 16 млн га, в країнах Африки - 14 млн га, у США - 6 млн га [7, 15]. У світі за площами вирощування сорго посідає п'яте місце після пшениці, рису, кукурудзи і ячменю та третє серед зернофуражних культур [6].

Серед польових культур сорго беззаперечно є лідером за здатністю переносити тривалі посухи, високі температури повітря та ґрунту [9, 17, 25], адже листки рослин С4 типу фотосинтезу значно менше потерпають від сильного нагрівання та економніше витрачають вологу [2, 20, 22, 28]. Транспіраційний коефіцієнт сорго становить 300, тоді як кукурудзи - 338, пшениці озимої - 513, а сої - 520. Тому навіть за наявності незначних кількостей вологи в ґрунті сорго продовжує ріст та розвиток попри сильну спеку та суховії. А коли вологи в ґрунті недостатньо, рослини сорго здатні впадати в анабіоз та відновлювати свою вегетацію після надходження опадів [10, 13].

Донедавна сорго широко використовували в харчовій та кормовій промисловості [12, 26, 30], проте в останні роки він став сировиною для виробництва біопалива (біоетанолу та твердого палива) як енергетична культура [14, 18, 23, 29].

Одним з основних процесів життєдіяльності рослин є фотосинтез, у результаті якого в листках за безпосередньої участі світла, вуглекислого газу, води та елементів мінерального живлення утворюються органічні речовини, формується врожай певної величини та якості. Врожайність польової культури визначається насамперед оптимальними розмірами та продуктивністю роботи фотосинтетичного апарату, який у процесі росту й розвитку рослин повинен якомога швидше досягти належних параметрів. Одним із факторів, що регулює площу асиміляційної поверхні, є рівень мінерального живлення рослин, тому в період вегетації необхідно створювати найсприятливіші умови живлення, щоб рослини сформували оптимальну площу листків для ефективної

фотосинтетичної діяльності [11, 21]. Дефіцит мінерального живлення призводить до зниження фотосинтетичної асиміляції культури й параметрів урожайності [16, 27, 31].

Формування високої врожайності культури залежить від фотосинтетичної діяльності агроценозу, який визначається такими показниками, як площа листкової поверхні, фотосинтетичний потенціал, чиста продуктивність фотосинтезу [3]. Проте фотосинтетична діяльність залежить від потенціалу вирощуваної культури та елементів технології вирощування, зокрема, удобрення [19, 24].

Застосування різних доз добрив до сорго зернового недостатньо вивчено в Україні, тому потребує детального аналізу.

Мета досліджень - дослідити вплив мінерального живлення рослин на фотосинтетичну продуктивність сорго зернового в Правобережному Лісостепу України.

Матеріали і методи

Дослідження проводили у 2016-2020 рр. в умовах Білоцерківської дослідно-селекційної станції Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН України.

В досліді вивчали сорти (фактор А) Дніпровський 39 і Вінець, а також дози добрив (фактор В): N0P0K0 - без добрив (контроль); N30P30K30ЃG N60P60K60ЃG N90P90K90ЃG N120P120K120 та розрахункова доза добрив, яка в середньому за роки досліджень становила N50P40K70.

Дослід закладали за методом систематичних повторювань: у кожному повторенні варіанти досліду розміщували по ділянках послідовно. Повторюваність дослідів - чотириразова. Сівбу здійснювали у ІІ декаді травня з нормою висіву 200 тис. шт./га й шириною міжрядь 45 см.

Площу листкової поверхні та чисту продуктивність фотосинтезу визначали за методикою А. А. Ничипоровича [8]. Розрахункову дозу добрив розраховували за балансово-розрахунковим методом.

Об'єктом досліджень були ранньостиглі сорти сорго зернового Дніпровський 39 (Синельниківська СДС ДУ «Інститут зернових культур» НААНУ) та Вінець (Генічеська ДС ДУ ІЗК НААНУ).

Ґрунти дослідної ділянки - чорноземи типові глибокі малогумусні крупно-пилувато-середньосуглинкового гранулометричного складу. Карбонати магнію та кальцію залягають на глибині 55-65 см. В орному шарі (0-30 см) міститься приблизно 17% мулуватих частинок і від 46 до 54% - крупного пилу. Рельєф рівнинний, глибина залягання ґрунтових вод - 8 м. Ступінь насиченості основами - 90%.

Погодні умови в роки проведення досліджень були сприятливими для вирощування сорго зернового, проте з певними перевищеннями середніх багаторічних показників.

Результати та обговорення

Результати отриманих досліджень свідчать, що площа листкової поверхні змінювалась залежно від настання певних періодів вегетації та від різних доз добрив (рис. 1, 2).

Рис. 2. Площа листкової поверхні рослин сорго зернового сорту Вінець залежно від рівня мінеральних добрив, тис. м2 (2016-2020)

Збільшувалась вона від появи сходів до фази викидання волоті - цвітіння. Від фази цвітіння до фази достигання з розвитком рослин сорго зернового знижуються темпи наростання листкової площі, відповідно, і продуктивність фотосинтезу в результаті всихання листків нижніх ярусів. У цей період відбувається перерозподіл і відтік пластичних речовин вегетативних органів у генеративні.

Найменшу площу листкової поверхні спостерігали у варіанті без внесення добрив упродовж усього вегетаційного періоду. Із збільшенням доз добрив від N30P30K30 до N120P120K12O площа листкової поверхні в період максимального наростання збільшувалась від 36,88 до 40,24 тис. м2 у сорту Дніпровський 39 та від 35,40 до 38,69 тис. м2 у сорту Вінець.

За розрахункової дози добрив площа листкової поверхні у період максимального наростання дорівнювала 38,74 тис. м2 у сорту Дніпровський 39 та 37,54 тис. м2 у сорту Вінець, що вище за контроль на 11,9 та 19,6% відповідно.

Тривалість сформованої асиміляційної поверхні є однією з важливих умов забезпечення високої продуктивності культури й виражається показником фотосинтетичного потенціалу, який узагальнено характеризує фотосинтетичну діяльність рослин упродовж періоду вегетації. Залежно від умов вирощування культури він може варіювати в значних межах.

Фотосинтетичний потенціал змінювався залежно від розміру площі листкової поверхні в період вегетації, яка, у свою чергу, залежала від внесення різних доз мінеральних добрив (табл. 1).

Так, найвищий фотосинтетичний потенціал спостерігався за внесення розрахункової та високих доз добрив N90P90K90 і N120P120K120 та становив, відповідно, 1,39; 1,42 і 1,47 млн м2/га за добу в сорту Дніпровський 39 та 1,32; 1,34 і 1,37 млн м2/га за добу в сорту Вінець.

У варіанті без внесення добрив фотосинтетичний потенціал був найнижчим і дорівнював 1,24 млн м2/га в сорту Дніпровський 39 та 1,18 млн м2/га за добу в сорту Вінець.

Чиста продуктивність фотосинтезу є показником, який характеризує інтенсивність фотосинтезу посівів і показує відношення добового приросту сухої речовини до площі листків.

Найвищою чиста продуктивність фотосинтезу асиміляційного апарату рослин сорго була у варіанті з розрахунковою дозою добрив та за внесення N90P90K90 і N120P120K120 і становила в сорту Дніпровський 39 - 5,97; 6,53 і 6,11 г/м2 за добу, в сорту Вінець 5,81; 6,29 і 5,97 г/м2 за добу, що вдвічі вище за контроль (на 50-70%). За внесення N30P30K30 та NeoPeoKeo чиста продуктивність фотосинтезу була дещо нижчою і становила 4,78 та 5,64 г/м2 у сорту Дніпровський 39 і 4,95 та 5,32 г/м2 у сорту Вінець.

Рис. 3. Кореляційно-регресійний зв9язок між площею листкової поверхні та чистою продуктивністю фотосинтезу сорго зернового сорту Дніпровський 39 (2016-2020)

Внесення добрив сприяло збільшенню врожайності зерна порівняно з контролем. За внесення їх у дозі N90P90K90, N120P120K120 та розрахунковій N50P40K70 урожайність зерна достовірно зросла порівняно з контролем і в сорту Дніпровський 39 дорівнювала 7,1; 7,9 та 7,3 т/га, що вище на 1,9; 2,7 та 2,1 т/га порівняно з контролем. У сорту Вінець за цих доз добрив урожайність зерна становила 7,2; 7,8 та 7,0 т/га, що вище за контроль на 2,9; 3,5 та 2,7 т/га відповідно.

За результатами кореляційно -регресійного аналізу отримано сильну лінійну кореляцію між площею листкової поверхні та чистою продуктивністю фотосинтезу з коефіцієнтом детермінації R2 = 0,9596 у сорту Дніпровський 39 та R2 = 0,9750 у сорту Вінець, коефіцієнт кореляції при цьому становив R = 0,9795 та R = 0,9874 (рис. 3, 4).

Рис. 4. Кореляційно-регресійний зв'язок між площею листкової поверхні та чистою продуктивністю фотосинтезу сорго зернового сорту Вінець (2016-2020)

1.Показникифотосинтетичної продуктивності таурожайність зернасоргозерновогозалежновід рівня мінеральнихдобрив (2016-2020)

Отримані результати досліджень виявили, що із збільшенням чистої продуктивності фотосинтетичної діяльності збільшувалась і врожайність сорго зернового. Це підтверджено кореляційно - регресійним аналізом, який довів суттєву залежність між чистою продуктивністю фотосинтезу й урожайністю зерна (рис. 5, 6). Коефіцієнт детермінації та кореляції при цьому становив R2 = 0,9441 та R = 0,9716 у сорту Дніпровський 39 і R2 = 0,938 та R = 0,9684 у сорту Вінець.

Рис. 5. Кореляційно-регресійний зв9язок між урожайністю зерна та чистою продуктивністю фотосинтезу сорго зернового сорту Дніпровський 39 (2016-2020)

Рис. 6. Кореляційно-регресійний зв9язок між урожайністю зерна та чистою продуктивністю фотосинтезу сорго зернового сорту Вінець (2016-2020)

Висновки

Досліджено, що збільшення площі листкової поверхні рослин сорго зернового відбувалося за рахунок збільшення дози мінеральних добрив. Найвищою вона була за внесення розрахункової (N50P40K70) та високих доз (N90P90K90 і N120P120K120) добрив у період викидання волоті - цвітіння. Чиста продуктивність фотосинтезу та урожайність зерна обох сортів у цих варіантах досліду були також найвищими.

Встановлено лінійну кореляційну залежність між площею листкової поверхні та чистою продуктивністю фотосинтезу, яка описується рівнянням регресії у = 2,0818х + 26,668 (R2 = 0,9596) і у = 2,8377x + 21,114 (R2 = 0,975), а також між чистою продуктивністю фотосинтезу та урожайністю зерна сорго зернового: у = 1,0421x + + 0,8623 (R2 = 0,9441) тау = 1,3854x - 1,0694 (R2 = 0,938).

Список використаної літератури

1. Алєксєєв Я. В. Продуктивність сорго зернового гібриду Прайм залежно від площі живлення в умовах Північного Степу України. Подільський вісник: сільське господарство, техніка, економіка. 2020. Вип. 33. С. 9-15. DOI: https://www.doi.org/10.37406/2706-9052- 2020-2-1.

2. Безручко О. І., Джулай Н. П.

Поповнення ринку сортів рослин України: сорго звичайне (двокольорове) (Sorghum bicolor (L.) Mocnch.). Plant Var. Stud. Prot. 2012. № 3. C. 45-51. DOI:

https://www.doi.org/10.21498/2518-1017.3 (17).2012.58830.

3. Василенко Р. М. Фотосинтетична продуктивність сорго зернового залежно від умов зволоження на півдні України. Вісник аграрної науки Причорномор'я. 2018. Вип. 2. С. 46-50.

4. Гирка А. Д., Алєксєєв Я. В. Особливості росту і розвитку сорго зернового сорту Дніпровський 39 залежно від щільності агроценозу в умовах Північного Степу України. Аграрні інновації. 2020. № 4. С. 10-17. DOI: https://www.doi.org/10.32848/agrar.innov.20 20.4.3.

5. Іваніна В. В., Пашинська К. Л., Смірних В. М. Винос і баланс елементів живлення в агроценозі сорго зернового

Размещено на Allbest.ru