Активность фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов сои в зависимости от условий различных природно-климатических зон КБР

Размещено на http://www.allbest.ru/

Активность фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов сои в зависимости от условий различных природно-климатических зон КБР

Габаев Алий Халисович, магистр, ассистент

В статье приводятся результаты исследований по изучению влияния условий разных природно-климатических зон на симбиотическую деятельность и активность фотосинтеза растениями сои. Проведенные исследования показали, что наибольшую активность симбиоза растения сои показали в условиях предгорной зоны, при хорошей влагообеспеченности почвы. Более высокое содержание белка, протеина и жира отмечены также в условиях предгорной зоны. Белковая продуктивность раннеспелых сортов была выше в сравнении с позднеспелыми сортами. При возделывании сои в разных климатических зонах активность симбиоза и семенная продуктивность определяются как генотипом растений, так и погодными условиями. Наибольшую эффективность возделывания посевов сои можно добиться в условиях предгорной зоны.

Похожие материалы

· Эффективность основной и предпосевной обработок почвы под посевы сои в предгорной зоне

· Влияние условий степной зоны Кабардино-Балкарской Республики и способов основной обработки почвы на структуру урожая и симбиотическую деятельность посевов сои

· Влияние приемов обработки почвы и условий возделывания на структуру урожая посевов сои

· Зависимость активности фотосинтеза и симбиотической деятельности зернобобовых культур от влияния фосфорных удобрений

· Влияние условий возделывания зернобобовых культур на фиксацию азота воздуха

Введение

В сельскохозяйственном производстве соя является одной из основных высокобелковых культур. Широкое ее использование ее связано с химическим составом семян, которые содержат 30-52 % полноценного белка, сбалансированного по аминокислотам, 17-27 % жира и около 20 % углеводов. Белок сои характеризуется высокой усвояемостью, хорошей растворимостью в воде. По содержанию незаменимых аминокислот он богаче, чем белок других зернобобовых культур. Главный белок семян сои - глицинин - способен при закисании свертываться (створаживаться).

Сою возделывают не только на зеленый корм, но и для силосования в смеси с кукурузой. Но в основном, сою возделывают на семена. Возделывая сою, хозяйства получают два полноценных урожая - белка и растительного масла.

Методы и объекты исследований

фотосинтез соя симбиотический растение

Длительное время широкое распространение сои на Северном Кавказе сдерживалось отсутствием хорошо адаптированных, пригодных к механизированной технологии возделывания сортов. Долгое время (1962-1978 гг), возделывался сорт ВНИИСК 1. Урожайность этого сорта варьировал в пределах 8,2 - 21,3 ц/га, а продолжительность вегетации 141-173 дня. Уборка позднеспелых сортов (ВНИИСК 1, ВНИИМК 6) проходила лишь после осенних заморозков - конец октября - начало ноября.

Исследования по выявлению приемов, влияющих на высокоактивный бобоворизобиальный симбиоз в зависимости от сортовых особенностей (в различных природно-климатических зонах), нами были выполнены в опытно-производственном хозяйстве «Опытное», Кабардино-Балкарского научно-исследовательского института сельского хозяйства - степная зона; ООО «Шэрэдж» - предгорная зона в 2010 - 2014 гг.

Почва опытных участков - чернозем обыкновенный (степная зона) и чернозем выщелоченный (предгорная зона), рНсол. - 6,5-7,0; содержание гумуса (по Тюрину) - 3,0-4,0 %; содержание фосфора (по Мачигину) - 13-18 мг/кг, калия (по Мачигину) - 220-250 мг/кг; бора - 0,38-0,47 мг/кг, молибдена - 0,19-0,30 мг/кг почвы.

Сумма активных температур - 3200-3400⁰С. В наиболее влагообеспеченные (2007, 2008, 2009) годы влажность почвы, в период вегетации растений, находилась в пределах 60-80% НВ, а в более засушливых годах (2006, 2010) - 45-65% НВ.

При проведении исследований посев проводили в разные сроки: ранний срок посева (t^о почвы - 8-10⁰С), 3-я декада апреля; средний срок посева (t^о почвы - 10-12⁰С), 1-я декада мая; поздний срок посева (t^о почвы - 12-14⁰С), 2-я декада мая. Норма высева - 300-400-500 тыс. семян на 1 га. Способ посева - широкорядный.

Фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза определяли по формуле Веста, Бриггса и Кидда (А.А.Ничипорович, 1955, 1961). Симбиотический потенциал и удельную активность симбиоза рассчитывали по формулам, предложенным Г.С.Посыпановым, 1991.

Структурный анализ (индивидуальная продуктивность растений и биологический урожай) проводили по методике А.С.Митрофанова и др., 1971. Пробы растений отбирались перед уборкой (по 20 растений с каждой делянки). Определены коррелятивные связи между симбиотическими и фотосинтетическими потенциалами и продуктивностью сои.

В лабораторных условиях определяли качество зерна по содержанию протеина (по методу Къельдаля), а качество зеленой массы - по содержанию в ней питательных веществ.

Учет урожая производили методом сплошного обмолота растений с каждой делянки. Основные результаты исследований подвергались статистической обработке методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1973).

Результаты и обсуждение

При условии правильного подбора сортов температурный режим разных природно-климатических зон региона вполне соответствует биологии сои. Вместе с тем, при возделывании в богарных условиях в лимите часто оказывается влага.

В Кабардино-Балкарии количество осадков чаще всего уменьшается во второй половине лета, начиная с второй-третьей декады июля. В этих условиях, среднераннеспелые сорта отличаются более стабильной урожайностью семян, так как образование бобов и налив семян проходит в июне-июле, когда еще эффективно используются осадки, выпавшие в начале лета, а также почвенная влага, накопленная в зимне-весенний период.

При изучении и установлении степени приспособленности сортов к различным почвенно-климатическим условиям были проведены анализы по схеме, по которой учитывались, с одной стороны, биологические требования конкретного сорта, а с другой - длина дня (градус северной широты) в месте изучения сорта, сумма активных температур воздуха, условия увлажнения.

Если широта местности и сумма активных температур определяют возможность возделывания сортов определенной группы спелости, то условия увлажнения определяют, как возделывать этот сорт - без орошения или при поливе.

Проведенные исследования показали зависимость урожайности посевов сои от сортовых особенностей и природно - климатических факторов каждой климатической зоны (табл.1).

Таблица 1. Урожайность семян сои, ц/га

Исследования показали, что в предгорной зоне показатели урожайности посевов сои выше, чем в степной зоне. Это указывает на более оптимальные природно-климатические условия предгорной зоны в сравнении с степной.

Фотосинтетическая деятельность посевов также определяет степень адаптивности сортов к условиям произрастания. Исследования показали, что темпы формирования и размеры показателей площади листьев и фотосинтетического потенциала (ФСП) зависели от скороспелости сортов. Раннеспелые сорта (Ранняя 10) максимальную площадь листьев (около 20 тыс. м²/га) формировали уже в начале июля, среднераннеспелые (Ходсон - 23 тыс.м²/га) - к середине июля - начало августа; показатели ФСП и урожайность семян - невысокие (табл.1).

Среднеспелые сорта прекращали наращивать фотосинтетическую поверхность в фазе образования бобов (середина августа - начало сентября); площадь листьев варьировала в пределах 40 - 50 тыс.м²/га и длительное время находилась на этом уровне. В этот период отток пластических веществ в семена происходил при оптимальных, для этого процесса, температурах воздуха.

Позднеспелые сорта (Пламя) формировали наибольшую листовую поверхность в пределах 50 - 55 тыс.м²/га только к началу - середине октября. В это время пониженные температуры воздуха и частые ранние заморозки не способствовали нормальному оттоку пластических веществ из фотосинтезирующих органов в репродуктивные.

Результаты анализов фотосинтетической деятельности сои показали, что наибольшие показатели чистой продуктивности фотосинтеза за период вегетации имели раннеспелые сорта (в пределах 2,1 - 3,0 г/м² в сутки).

В процессе онтогенеза наиболее высокие значения ЧПФ наблюдаются в начале вегетации. В этот период они мало зависят от сортовых особенностей. В фазе цветения-начала образования бобов, когда интенсивно формируется ассимиляционный аппарат, отмечалась наименьшая фотосинтетическая активность листьев. Максимальное накопление сухого вещества происходило в период образования бобов - налива семян; а площадь листьев к тому времени прекращает увеличиваться. Этим и обусловлено повторное увеличение чистой продуктивности фотосинтеза среднеспелых и среднепозднеспелых сортов (табл.2).

Таблица 2. Показатели продуктивности сортов сои

С увеличением площади листьев и фотосинтетического потенциала, в большинстве случаев, происходило снижение чистой продуктивности фотосинтеза. Наибольшее значение ЧПФ в начале вегетации (3,8 - 5,2 г/м² в сутки) отмечалось в благоприятные по увлажнению годы (2011, 2013), наименьшие - в засушливые 2010, 2012 и 2014 годы (2,5 - 4,2 г/м² в сутки).

Наибольшей урожайностью отличался сорт Ходсон, что подтверждается его более высоким линейным ростом (67,8 см) и лучшей облиственностью.

Изменчивость внешних признаков сои обусловлена генетическими и агротехническими факторами, резко отличающимися по степени своего воздействия на их фенотипическое проявление. Так, при одинаковых площадях питания, показатели признаков (высота прикрепления нижнего боба, масса семян с одного растения, ветвистость, высота растений, число бобов) обусловлены в большей мере агротехническими факторами и свидетельствуют о степени соответствия сорта агроклиматическим условиям зоны возделывания.

Анализ симбиотической деятельности показал, что в более благоприятные по температурному режиму и влагообеспеченности годы интенсивность формирования симбиотического аппарата была наибольшей. Наиболее слабое развитие клубеньков (меньшее их количество) наблюдалось в засушливой (степной) зоне, чем в предгорной (табл.3).

При наилучшей влагообеспеченности количество клубеньков увеличивалось, в среднем, на 20 %, а масса их - на 30 %. Разница по урожайности семян по вариантам опыта колебалась в пределах 1,5 - 4,7 ц/га.

Недостаточная влагообеспеченность снижала интенсивность фотосинтеза, что, в свою очередь, обусловливало слабое развитие клубеньков. А это, в конечном счете, отразилось на показателях продуктивности растений.

Таблица 3. Формирование симбиотического аппарата и элементы структуры урожая сортов сои

Заключение

Проведенные исследования показали, что наибольшую активность симбиоза растения сои показали в условиях предгорной зоны, при хорошей влагообеспеченности почвы.

Одним из важных показателей, характеризующих сорта сои, является белковая продуктивность. Наиболее высокое содержание белка, протеина и жира отмечены также в условиях предгорной зоны. Белковая продуктивность раннеспелых сортов была выше в сравнении с более позднеспелыми сортами.

Из вышеизложенного видно, что при возделывании сои в разных климатических зонах активность симбиоза и семенная продуктивность определяются как генотипом растений, так и погодными условиями. Наибольшую эффективность возделывания посевов сои можно добиться в условиях предгорной зоны.

Список литературы

1. Хамоков Х.А. Зависимость продуктивности сои от различных агроприемов / Х.А.Хамоков // Межвузовский сб. науч. трудов «Актуальные проблемы региона». - Нальчик, 2005. - № 12. С. 37-39.

2. Хамоков Х.А. Потребление азота растениями сои и его влияние на структуру урожая / Х.А.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 7. - 2005. С. 18-20.

3. Хамоков Х.А. Урожай и качество семян зернобобовых в зависимости от сортовых особенностей и условий возделывания / Х.А.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 6. - 2006. С. 30-31.

4. Хамоков Х.А. Экономическая эффективность возделывания зернобобовых культур в предгорной и степной зонах Кабардино-Балкарской Республики /Х.А.Хамоков //Межвузовский сборник научных трудов «Проблемы современного управления в АПК».- Нальчик - Владикавказ. 2007. С. 28-30

5. Хамоков Х.А. Симбиотическая активность и фотосинтетическая деятельность зернобобовых в зависимости от микроэлементов / Х.А. Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 3(4). - 2007. С. 35-37.

6. Хамоков Х.А. Активность симбиотической деятельности растений сои // Аграрная наука. 2014. № 5. С. 18-20.

7. Хамоков Х.А. Доля фиксированного азота воздуха соей при вертикальной зональности.// Зерновое хозяйство. 2006. № 3. С. 22-23.

8. Хамоков Х.А. Влияние сортовой специфичности и условий возделывания сои на симбиотическую деятельность посевов //Современные тенденции развития науки и технологий. 2015. № 3-2. С. 63-66.

9. Эркенов А.Н., Аушев М.Х., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М., Хамоков Х.А. Агротехническая эффективность комбинированного пахотного агрегата с активным рабочим органом // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 76. С. 343-352.

10. Трепачев Е. О методах определения и размерах фиксации атмосферного азота бобовыми растениями / Е.Трепачев // Биологический азот в земледелии Нечерноземной зоны СССР. - М.- 1970. - С. 18 - 21.

11. Хамоков Х.А. Влияние условий возделывания на фиксацию азота воздуха зернобобовыми культурами //Современные тенденции развития науки и технологий. 2015. № 3-2. С. 66-70.

12. Хамоков Х.А., Хамоков Э.Х. Влияние условий природно-климатических зон на активность фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов сои // В сборнике: Теория и практика современной науки материалы XIV Международной научно-практической конференции. Научно-информационный издательский центр «Институт стратегических исследований». 2014. С. 197-203.

13. Хамоков Х.А., Хамоков Э.Х. Влияние условий различных природно-климатических зон на активность фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов сои // В сборнике: Теория и практика современной науки Материалы XIII Международной научно-практической конференции. Научно-информационный издательский центр «Институт стратегических исследований». 2014. С. 300-306.

14. Хамоков Х.А., Хамоков Э.Х. Симбиотическая деятельность и урожай посевов сои в зависимости от способов обработки почвы в различных природно-климатических условиях Кабардино-Балкарской Республики // В сборнике: Теория и практика современной науки Материалы XIII Международной научно-практической конференции. Научно-информационный издательский центр «Институт стратегических исследований». 2014. С. 306-312.

15. Хамоков Х.А. Сортовая специфичность сои для высоко активного бобово-ризобиального симбиоза в различных природно-климатических зонах Кабардино-Балкарской Республики // Аграрная Россия. 2014. « 2. С. 15-17.

16. Хамоков Х.А., Хамоков Э.Х. Структура урожая и симбиотическая деятельность посевов сои в зависимости от системы основной обработки почвы и ее эффективности в различных климатических зонах КБР // В сборнике: Современные проблемы гуманитарных и естественных наук Материалы XIX Международной научно-практической конференции. 2014. С. 60-65.

17. Хамоков Х.А. Эффективность основной и предпосевной обработок почвы под посевы сои в предгорной зоне // В сборнике: Аграрная наука - сельскому хозяйству IX Международная научно-практическая конференция. Сборник статей: в 3 книгах. 2014. С. 295-297.

Размещено на Allbest.ru