ФОТОСИНТЕЗ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕМЯН САФЛОРА К.М

С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің Ғылым
жаршысы / Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С.
Сейфуллина. – 2014. - №1 (80). – C.86-91
ФОТОСИНТЕЗ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕМЯН САФЛОРА
К.М. Мусынов, Б.К. Аринов,
Е.А.Утельбаев, Б.Б. Базарбаев
Аннотация
В статье приводятся данные о фотосинтетической деятельности
растений и урожайности семян сафлора в условиях сухостепной зоны
Северного Казахстана в зависимости от разных сроков посева, нормы высева
семян и фона минерального удобрения. Исследования были проведены
впервые на темно-каштановых почвах Северного Казахстана. За годы
исследований более высокие показатели фотосинтетической деятельности и
урожайности обеспечивали посевы, посеянные 10 мая с нормой высева 0,25
млн. всхожих семян на 1 гектар, а также установлено положительное
влияние внесение минеральных удобрений при посеве на эффективную
деятельность листового аппарата растений и формирования урожайности
семян сафлора.
Ключевые слова: сафлор, фотосинтетическая деятельность, срок
посева, норма высева, минеральные удобрения.
Введение
Одним
из
перспективных
масличных культур в северных
областях
республики
является
сафлор. Сафлор выращивают на юге
(Южно-Казахстанская, Жамбылская
области),
юго-востоке
(Алматинская), начали культивировать на востоке, западе, севере [1].
Сафлор
хорошо
может
заменить
подсолнечник
как
масличную культуру в засушливых
степных районах, к тому же он на
порядок дороже зерна основной
культуры страны пшеницы. И если
раньше сафлор выращивали в
основном в южных регионах Казахстана, то сейчас это растение,
благодаря своей неприхотливости и
засухоустойчивости,
завоевывает
всё больше площадей в северных и
западных областях [2].
Перспективным направлением
увеличения
посевов
сафлора
является
комплексное
использование
биологического
потенциала культуры. Причина
популярности
и
достоинства
сафлора - он приспособлен к
условиям резко континентального
климата
и
по
своей
требовательности к влаге относится
к числу наиболее засухоустойчивых
растений [3].
Поэтому весьма актуально
возделывание
сафлора
на
маслосемена в зоне Северного
Казахстана.
В
связи
с
этим
на
экспериментальном участке ТОО
«Фермер 2002», расположенном в
Астраханском районе Акмолинской
области нами впервые проведены
комплексные
исследования
по
разработке технологии возделывания сафлора на масло семена.
Одной из целью наших
исследований
было
изучение
фотосинтетической
деятельности
растений сафлора в условиях
сухостепной
зоны
Северного
Казахстана.
В основные задачи наших
исследований входило определение
площади листьев и урожая сухой
массы и расчет фотосинтетического
потенциала
и
чистой
продуктивности
фотосинтеза
растений сафлора, а также изучить
влияние сроков посева, нормы
высева на урожайность сафлора.
Так как проблема питания
растений является самой актуальной
и один из путей её решения максимальное и эффективное использование солнечной энергии
сельскохозяйственными культурами
[4].
Материал и методы исследований
Объектом исследований был сорт сафлора казахстанской селекции Акмай.
В наших исследованиях площадъ листовой поверхности сафлора
определяли в фазе «цветения» по формуле предложенной учеными
Казахского Национального Аграрного университета (Нургасеновым Т.Н. и
др.) [5].
S  A  B  K , где
:
S (Л) - площадъ листовой поверхности, мм2;
А - длина листа, мм;
В – наибольшая ширина листа, мм;
К – поправочный коэффициент.
Поправочный коэффициент листьев сафлора независимо от места
расположения на растений в среднем равно на 0,707.
Фотосинтетический потенциал листовой поверхности рассчитывается
по общепринятой методике А.А.Ничипоровича, 1961 г.:
ФП
 Л  Т , где
:
Л - листовая поверхность, тыс. м2/га;
Т - продолжительность периода (сут).
Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) характеризует, какое
количество абсолютно сухого вещества накапливается на 1м2 площади
листовой поверхности за сутки. Чистая продуктивность фотосинтеза
рассчитывается по формуле предложенной Киддом, Вестом и Бригсом:
ЧПФ 
 В 2  В1 
Л 1  Л 2   Т
, где :
2
ЧПФ – чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 сут;
В2 - масса урожая при последующем определении, г/м2
В1 - масса урожая при предыдущем определении, г/м2
Л1Л2 - площадь листев в те же сроки, м2
Т - продолжительность периода, суток
Коэффициент использования ФАР (Кфар) посевами рассчитывается по
формуле:
Кфар 
У  С 100
, где :
Qфар
Кфар - коэффициент использования (КПД) ФАР;
У – урожайность сухой биомассы, кг/га;
С – калорийность сухого вещества, кДж/кг сухой биомассы;
Qфар – приход ФАР за период вегетации культуры, кДж/ га. [6].
Результаты исследований
В результате исследований
нами
выявлено,
что
на
формирование площади листовой
поверхности сафлора в условиях
сухостепной
зоны
Северного
Казахстана
большое
влияние
оказывают сложившиеся погодные
условия в период роста и развития
растений.
Основными лимитирующими
факторами в зоне проведения
опытов является влага. За период
вегетации (с мая по август месяц
включительно) в 2012 году выпало
157 мм осадков (18,0; 30,0; 81,0;
28,0),
что
меньше
среднемноголетнего
количества
осадков. Распределение осадков в
течение вегетационного периода
было неравномерным. Основное их
количество пришлось на конец июля
и начало августа месяца. В период
наибольшей потребности во влаге
(бутонизация-цветение) - во второй
декаде июля – осадков не выпало
вообще.
Совершенно
противоположным
по
влагообеспеченности
был
вегетационный период 2013 года. За
период вегетации сафлора в 2013
году выпало 278,7 мм осадков (в
мае-27,0; июне-11,4; июле-151,0 и в
августе-89,3),
что
выше
среднемноголетнего
количества
осадков на 104,7 мм.
В
мае
месяце
выпало
количество осадков на уровне
среднемноголетних.
Основное
количество
выпавших
осадков
пришлось на 2-ю и 3-ю декады июля
и начало августа, количество
выпавших осадков в этот период
было выше от среднемноголетних
показателей соответственно на – 100
и 48,3 мм.
Среднемесячная температура
воздуха в 2012 году была выше
среднемноголетних
данных
и
0
составил в мае – 15,4 С, июне –
20,90С, июле – 23,40С и в августе –
19,80С. Сумма активных температур
за вегетационный период 2012 года
составила 22130С, что была в
пределах нормы. По значению
гидротермического коэффициента,
расчитанного
по
методике
Селянинова ( ) 2012 год характеризовался как очень засушливый
(ГТК=0,6).
В 2013 году среднемесячная
температура воздуха составила
соответственно: в мае – 12,00С, июне
– 18,90С, июле – 18,30С и августе –
170С. Среднемесячная температура в
мае, июле и августе месяцах была
ниже нормы на - 0,6, 1,8, 0,9, а в
июне превысила ее на 1,0°С. По
значению
гидротермического
коэффициента
2013
год
характеризуется
как
«хорошо
увлажненный» (ГТК=1,3). Однако, в
период от всходов до бутонизаций
она была на уровне 0,3 – 0,6, что
соответствует по шкале оценки как
«очень засушливое». В начальный
период роста сафлора сумма
температур
была
достаточной.
Исходя из анализа поступления
температур воздуха мы сделали
вывод, что период интенсивного
роста вегетативных и генеративных
органов
растению
сафлора
температурный режим сложился
неблагоприятным, точнее растениям
не хватило тепла, что сказалось
впоследствии на формирование
урожая и работу листового аппарата
сафлора, особенно это негативно
отразилось на поздних сроках
посева.
Одним из активных органов
растения является лист. Чем больше
площадь
зеленой
листовой
поверхности у растения, тем энергичнее
идет
накопление
органического вещества растения и
тем выше бывает конечный урожай.
В наших опытах площадъ листовой
поверхности в среднем за годы
исследований сформировался на
уровне – 9,37 -17,04 тыс. м2/га. Этот
показатель независимо от сроков
посева при увеличении нормы
высева до 0,25 млн. всхожих семян
на 1 гектар повышается, а при
дальнейшем увеличений до 0,3 млн.
всхожих семян на 1 гектар
снижается. На фоне с внесением
минеральных удобрений площадъ
листьев, была выше на 0,17-1,13
тыс. м2/га по сравнению с
вариантом, где удобрения не
вносились.
Одним
из
показателей
фотосинтетической
деятельности
посевов, отражающим как размеры
листового аппарата, так и продолжительность его работы является
фотосинтетический потенциал (ФП),
который находится в тесной
корреляции с урожайностью сухой
биомассы [7]. В наших опытах
среднее
значение
фотосинтетического
потенциала
была на уровне 239,5– 468,7 тыс.
м2сут/га. Сроки посева 10 и 15 мая
положительно повлияли на этот
показатель. На фоне с внесением
минеральных удобрений оно было
выше на 4,1- 48,3 тыс. м2сут./га, по
сравнению с фоном без внесения
удобрений (Табл.1).
Средние значения урожая
сухой биомассы составил – 2019,9 3422,1 кг/га. На вариантах с нормой
высева 0,15 и 0,30 млн. всхожих
семян на 1 гектар этот показатель
был
на
одном
уровне
с
незначительным
варированием.
Срок посева 10 мая с нормой высева
0,25 млн. всхожих семян на 1 гектар
на фоне с внесением и без внесения
минеральных
удобрений
сформировал наилучшие значения
этого показателя - 3021,8-3422,1
кг/га. Урожай сухой биомассы был
выше на посевах, где вносились
удобрения (на 65,5 – 400,3 кг/га)
Чистая
продуктивность
фотосинтеза (ЧПФ) была выше на
ранних сроках посева (5-10 мая) по
сравнению с поздними сроками
(15-20
мая)
посева.
Чистая
продуктивность фотосинтеза на
фонах внесения и без внесения
удобрении
изменялась
незначительно, так на фоне с
внесением минеральных удобрений
она была выше на - 0,04 - 0,27
г/м2сут. Значение показателя чистой
продуктивности фотосинтеза (ЧПФ)
снижались по мере увеличения
нормы высева с 2,39 до 1,64 г/м2сут.
По
данным
А.А.
Ничипоровича
(1961
г.)
коэффициент использования ФАР на
практике достигает лишь 0,5-1% для
посевов, как целостных систем,
теоретически
возможны
и
практически
получаются
коэффициенты в 4-5% и больше. В
наших
опытах
коэфициент
использования ФАР на посевах
сафлора составил - 0,4-0,6%.
Наилучшее использования ФАР
посевами было на варианте со
сроком посева 10 мая и нормами
высева 0,20 и 0,25 млн. всхожих
семян на 1 гектар На фоне с
внесением минеральных удобрений
по отдельным вариантам значение
этого показателя была выше на 1%
по сравнению с неудобренным
фоном (Табл.1).
Таблица 1 - Основные показатели фотосинтетической деятельности
растении сафлора,
среднее за 2 года (2012-2013 гг)
Срок
посева
Норма
высева
Площадь
листьев
Фотосин- Чистая
тетически продук-
Урожа Коэфий сухой циент
семян,
(S),
млн.
тыс. м2/га
всхожих
семян
на 1 га
5 мая
10 мая
15 мая
20 мая
5 мая
10 мая
15 мая
20 мая
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
й
потенциа
л
(ФП), тыс.
м2сут./га
тивност биомас использ
ь
-сы,
офотосин кг/га
вания
-теза
ФАР, %
(ЧПФ),
г/м2сут.
Удобренный фон (Р20)
13,39
350,3
2,29
2463,7
0,4
15,17
396,6
2,22
2752,9
0,5
15,63
406,5
2,12
2872,2
0,5
11,54
300,9
1,91
2465,7
0,4
14,66
385,9
2,39
2798,8
0,5
16,60
457,9
2,37
3354,6
0,6
17,04
468,7
2,31
3422,1
0,6
12,52
344,7
1,94
2861,9
0,5
13,54
381,1
2,23
2556,1
0,4
15,86
446,4
2,14
3049,9
0,5
16,20
454,8
2,12
3077,3
0,5
11,68
328,1
1,94
2621,9
0,5
11,35
317,2
2,06
2359,1
0,4
12,52
350,8
1,89
2639,4
0,5
12,41
342,3
1,88
2626,6
0,5
10,31
286,4
1,77
2385,8
0,5
Неудобренный фон (Р0)
12,26
320,9
2,23
2345,2
0,4
14,31
374,3
2,11
2605,9
0,4
14,58
379,9
1,96
2625,4
0,5
11,37
296,8
1,77
2400,2
0,4
14,45
396,4
2,29
2689,8
0,5
16,10
441,5
2,19
2993,5
0,5
16,15
443,3
2,12
3021,8
0,5
12,18
334,4
1,84
2643,2
0,5
12,62
368,3
2,14
2411,0
0,4
14,81
432,0
1,98
2728,8
0,5
15,23
443,7
1,85
2734,1
0,5
11,01
320,5
1,73
2487,3
0,4
10,97
280,8
1,86
2054,9
0,4
11,82
302,5
1,85
2276,4
0,5
12,03
312,6
1,70
2293,1
0,4
9,37
239,5
1,64
2019,9
0,4
На урожайность сафлора из
изученных
факторов
в годы
исследований
сильнее
всего
повлияли погодные условия, сроки
посева и нормы высева семян.
Общая
картина
зависимости
урожайности сафлора от нормы
высева имела характер постепенного
повышения
до
определенного
предела. Так, при всех сроках посева
урожайность сафлора с увеличением
нормы высева от 0,15 до 0,25 млн
всхожих семян/га имеет тенденцию
к росту во все годы исследований.
Однако при дальнейшем увеличении
нормы высева рост урожайности
снижался.
Средняя урожайность семян за
2012-2013 годы была выше на
варианте со сроком посева 10 мая с
нормой высева 0,25 млн. всхожих
семян на 1 га. На данном варианте
при
внесении
минерального
удобрения урожайность повышается
на 0,25 ц/га. На фоне с внесением
минеральных
удобрений
урожайность была выше на 0,03-0,8
ц/га по сравнению с неудобренным
фоном.
На неудобренном фоне по
сравнению
с
контрольным
вариантом урожайность сафлора
повышается на 0,12-2,75 ц/га, а при
внесений удобрений на 0,26-2,87
ц/га. Однако при поздних посевах
при всех нормах высева, кроме
варианта с нормой высева 0,25 млн.
всхожих семян на 1 га урожайность
снижается (Табл. 2).
Таблица 2 – Средние показатели урожайности сафлора за 2012-2013 гг, ц/га
Срок
посева
1
5 мая
НСР05
10 мая
НСР05
15 мая
НСР05
Норма высева, млн.
всхожих семян на 1 га
2
0,15
0,20
0,25
0,30
Контроль
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0,20
0,25
0,30
Урожайность зерна
Р0
Р20
3
4
4,48
4,90
4,97
5,74
5,37
5,99
5,24
5,89
0,53
0,67
3,33
3,44
4,64
5,21
5,09
5,80
6,08
6,31
5,01
5,27
0,17
0,37
3,01
3,15
2,80
2,90
3,45
3,70
3,19
3,16
0,63
0,27
20 мая
0,15
0,20
0,25
0,30
НСР05
Выводы
1.
Наибольшую
фотосинтетическую деятельность и
высокую
урожайность
семян
сафлора
показали
растения,
посеянные 10 мая, независимо от
фона внесения удобрений.
3.
Показатель
чистой
продуктивности фотосинтеза на
посевах с нормой высева 0,15 млн.
всхожих семян на 1 га был выше,
однако по остальным показателям
фотосинте-тической деятельности
лучшим оказался вариант с нормой
высева 0,25 млн. всхожих семян на 1
га.
2,68
2,96
3,52
2,86
0,45
2,79
3,32
3,74
3,11
0,33
4. Внесения минерального
удобрения оказала существенное
влияние на образования площади
листьев,
а
так
же,
на
фотосинте-тический потенциал и
урожай сухой биомассы, меньшее
влияние оно оказало на значения
чистой продуктивности фотосинтеза
и коэффициент использования ФАР.
5. С увеличением нормы
высева от 0,15 до 0,25 млн всхожих
семян на 1 га урожайность семян
сафлора
повышается,
при
дальнейшем увеличении снижается.
Список литературы
1. Каскарбаев Ж.А. Масличные культуры и нулевая технология
возделывания в северном Казахстане//Диверсификация культур и нулевые
технологии в засушливых регионах. Материалы международной
конференции. -Астана-Шортанды, 2013 г.С.109-113.
2.Сафлор:
выгодно,
нетрудно,
разумно//
«АгроИнфо»,
рекламно-информационная
аграрная
газета.
24.07.2012
http://kostanay.asia/biz/news/agroinfo?node=13081.
3. Аринов К.К., Мусынов К.М. и др. Растениеводство. Учебник.
Ассоциация ВУЗов МОН РК. Алматы. 2011.
4. Каюмов М.К. Справочник по программированию урожаев. – М:
Россельхозиздат, 1977.
5. Предварительный патент №18357 на изобретение: способ
определения площади листьев сафлора в полевых условиях / Нургасенов
Т.Н. и др. Заяв.: 19.09.2005.
6. Можаев Н.И., Аринов К.К. и др. Практикум по растениеводсту. –
Астана, 2004.
7. Ничипорович А.А., Строганов Л.Е., Чмора С.Н. Фотосинтетическая
деятельность растений в посевах. –М.: Издательство АН СССР , 1961. –
133с.
Түйін
Мақалада Солтүстік Қазақстанның құрғақ дала аймағында әр түрлі
себу мерзімдеріне, себу мөлшерлеріне және минералды тыңайтқыш еңгізу
аясына байланысты мақсарының фотосинтетикалық қызметі мен тұқым
өнімділігі туралы зерттеу нәтижелері келтірілген. Зерттеу жұмыстары
Солтүстік Қазақстанның қара-қоңыр топырағы жағдайында алғашқы рет
жүргізілді. Зерттеу жылдарында орташа есеппен фотосинтетикалық
қызметтің және тұқым өнімділігінің жоғары көрсеткіштерін гектарына 0,25
млн. өңгіш тұқым себу мөлшерінде 10 мамырда себілген нұсқалар
қалыптастырған, ал себумен бірге танапқа минералды тыңайтқыш еңгізу
мақсарының жапырақ бетінің жұмысы тиімділігіне оң әсер еткен.
Summary
The article presents data on the photosynthetic activity of plants and
seed yield of safflower under dry steppe zone of northern Kazakhstan depending
on different planting dates, seeding rate and fertilizer background. Studies have
been conducted for the first time on a dark chestnut soils of northern
Kazakhstan. Through years of the research higher rates of photosynthetic activity
and productivity were provided by the crops sown on May 10 with a seeding
rate of 0.25 million viable seeds per 1 hectare, as well as, positive influence of
mineral fertilizers on effective activities of plant foliage and the formation of
safflower seed yield was determined.