Формування вегетативної маси, листкової поверхні

Потенційна біологічна врожайність картоплі складає в Західній Європі (Англія і Голландія) у середньостиглих і пізньостиглих сортів близько 1000 ц/га (200 ц/га сухої речовини) [127], в Німеччині – 800–900 ц/га. В Східній Європі цей показник, у зв`язку з більш коротким вегетаційним періодом, нижче – 600–800 ц/га. У зв`язку з тим, що утворення маси стебел тісно корелює з сонячною радіацією, всі агротехнічні заходи повинні бути спрямовані на її більш повне використання шляхом створення щільної, продуктивної листової маси і її тривалого збереження. Важливість раннього досягнення максимальної асимілюючої площі рослин картоплі і її збереження для більш повного використання фотосинтетичної активної радіації (ФАР) і тим самим потенціалу біологічної продуктивності, показано на рис. 3, де представлено співвідношення між потенційно можливою рослинною продукцією, використанням ФАР і денним приростом сухої маси картоплі в умовах Середньої Європи.

Рис. 3. Потенційно можлива продукція (1), використання ФАР (2) і добовий приріст сухої маси картоплі (3) в умовах Середньої Європи [127]

Утворення такої асимілюючої маси і її збереження тісно пов`язані з формуванням і активністю кореневої системи. Наростання біологічної маси бадилля і бульб середньопізніх сортів під час вегетаційного періоду за використання садивного матеріалу різного фізіологічного віку показано на рис. 4. Утворення маси бадилля відбувається по кривій максимуму, а бульб – по сумарній кривій. У бульб приріст їх біологічної маси проходить нелінійно, після чого наступає фаза з високим лінійним приростом маси. Тому з моменту утворення бульб для них необхідна велика площа листкової поверхні.

Рис. 4. Утворення біологічної маси бадилля і бульб під час вегетаційного періоду [127]

До цього моменту стеблостій повинен покрити 50 % поверхні землі у ранніх і до 70 % – у пізніх сортів картоплі. Під час повного цвітіння (через 20–30 діб) стеблостій повинен зімкнутись. Середньопізні сорти з масою бадилля від 400 до 500 ц/га за оптимальних умов можуть давати середньодобовий приріст бульб від 10 ц/га і більш. Із старінням стеблостою (втрати площі листкової поверхні – пожовтіння і опадання листків) зниження приросту наступає приблизно за втрати 70 % листків. Максимальна врожайність досягається за 100 % відмирання листків. Передчасне механічне або хімічне видалення бадилля, а також загибель його від шкідників і хвороб, наприклад фітофтори, не дозволяють повністю використовувати потенційну врожайність сорту. Динаміка утворення сухої маси рослин картоплі в цілому, бульб і інших органів і їх відсоткові частки в максимальній сумі утвореної сухої речовини показана на рис. 5.

Фотоперіодичні умови чинять значний вплив на розвиток рослин картоплі. За особливостями цвітіння картопля відноситься до рослин довгого дня, а за бульбоутворенням – короткого дня. За короткого дня утворення бульб і їх дозрівання відбуваються швидше, ніж за довгого. За раннього збирання вони дають в таких умовах більш високий урожай, ніж в умовах довгого дня. Сорти, які в більш північних регіонах відомі як пізньостиглі, в більш південних районах під впливом коротких днів і більш високих температур вимагають меншої кількості діб до настання дозрівання і навпаки. За довгого дня габітус рослини ближче до стеблового типу, за короткого – до листкового.

Рис. 5. Динаміка утворення сухої речовини рослинами картоплі [127]. 1–загальна маса, 2–маса бульб, 3–маса бадилля, 4–маса стебел, 5–маса листків, 6–маса коренів, 7–маса столонів, 8–маточна бульба; верхні лінії – ранні сорти, нижні лінії – пізні сорти

При запізненні з висаджуванням картопля розвивається в умовах довгого дня, за рахунок чого підвищується утворення бадилля. Урожай бульб є похідним від кількості стебел, кількості листя на стеблі і середньої маси. Всі агротехнічні заходи, що проводяться, повинні бути спрямовані на створення оптимальних умов формування названих чинників врожайності. Накопичення поживних речовин в бульбах залежить від тривалості і інтенсивності їх утворення. Чим пізніше відмирає бадилля, тим строки росту бульб довші. Інтенсивність накопичення речовин бульбами залежить від кількості асимілятів, що постачаються листям, і в першу чергу, від індексу листової поверхні (відношення площі листової поверхні до площі насаджень). Для максимальної асиміляції необхідна оптимальна структура здорового стеблостою. На індекс листової поверхні впливають добрива, оптимальна густота стояння і захист рослин від шкідників і хвороб.

Важливою умовою підвищення врожайності та поліпшення якісних показників сільськогосподарських культур є оптимізація утворення в рослинах органічної речовини і забезпечення нормальних умов для її подальшої трансформації. Основним процесом, який визначає продуктивність рослин, є фотосинтез, який є відновним процесом, що відбувається внаслідок сполучення окисно-відновних реакцій, за яких, окислюючись, вода віддає водень на відновлення вуглекислоти. Основним результатом такого процесу є акумуляція сонячної енергії у вигляді органічної речовини. Він також забезпечує енергією всі процеси росту, обміну енергії. Сонячна радіація забезпечує, крім того, тепловий і водний баланс у всій біосфері.

Насадження польових культур – могутні фотосинтезуючі системи, які за здатністю поглинати сонячну енергію набагато (у 2 – 5 разів) перевищують природні угіддя, в тому числі луки, пасовища і лісові насадження. Основним органом фотосинтезу є листки, хоч частково цю роль виконують також зелені стебла, суцвіття на початку їх утворення і навіть корені. Важливе значення для продуктивної роботи насаджень, як фотосинтезуючої системи, має оптимізація теплового, водного, повітряного та поживного режимів.

Для оптимального проходження фотосинтезу насадження повинні мати певну площу листкової поверхні. Проте слід розрізняти листкову поверхню як засіб нагромадження пластичних речовин для формування врожаю зерна, коренів, бульб, різних плодів, які є метою посіву, і листкову масу культур, які вирощують для одержання кормів (зелених, сіна, сінажу та ін.). У першому випадку надлишкова листкова поверхня не сприятиме високій врожайності культури, оскільки частина листків буде затінена верхніми ярусами її. Крім того, ця затінена частина листків не лише не дає продуктивної віддачі, а є по суті зайвою, оскільки для її формування використовується багато поживних речовин.

Дослідженнями встановлено, що для картоплі, як і для озимих і ярих зернових, кукурудзи, сорго, коренеплодів, соняшнику, баштанних культур оптимальною площею листкової поверхні на 1 га посіву буде площа від 40 – 50 до 60 тис. м2 на гектар або від 4 – 5 до 6 м2 на 1м2 посіву, тобто листковий індекс у посіві становитиме відповідно 4/1, 5/1, 6/1.

Рівень врожаю знаходяться в тісній залежності від ходу росту, розмірів площі листків, від інтенсивності і продуктивності їх роботи. Всі ці показники в реальній обстановці надзвичайно мінливі. Площа листків різних сільськогосподарських рослин залежно від умов водоспоживання, живлення, обробітків може змінюватися так, що в період максимуму вона може досягати 5 – 7 тис. м 2/ га, або в добрих умовах 40 – 50 тис. м2/га. Для одержання високих врожаїв насадження мають формувати оптимальну за розмірами площу листків. Якщо вона виявляється нижчою або вищою від оптимальної, то, хоча і за різними причинами, врожаї в обох випадках бувають зниженими. Варто враховувати і те, що надлишковий розвиток площі листків в насадженнях може бути негативним фактором, так як за даних умов погіршується освітлення листків, особливо нижніх ярусів, знижується активність фотосинтезу, починається посилене відмирання нижнього ярусу листків, витягування стебел, жирування й вилягання рослин, що в свою чергу призводить до зниження врожаїв та їх якості.

Таким чином, для того щоб одержати високі врожаї, необхідно, щоб площа листків в насадженнях швидко досягала 40–50 тис. м2/га і по можливості довго зберігалася в активному стані на даному рівні.

Хід росту площі листків і її розміри, насамперед, можуть визначатися темпом формування та густотою насаджень рослин. Насадження з великою густотою рослин швидше формують велику площу листків, але це негативно відбивається на закладенні, формуванні і розвиткові репродуктивних органів.

Інтенсивність накопичення речовин бульбами залежить від кількості асимілянтів, що поставляються листковим апаратом, і в першу чергу, від індексу листової поверхні. Для максимальної асиміляції необхідна оптимальна структура здорового стеблостою. Чим пізніше відмирає бадилля, тим строки формування та росту бульб довші. Формування листкового апарату, його продуктивність і протяжність функціонування залежить від забезпечення насаджень елементами мінерального живлення, потенційної продуктивності культури, сорту або гібриду, густоти стояння, способів та строків сівби, агротехнічних комплексів по догляду за насадженнями.

Отримані в результаті досліджень дані свідчать, що площа листків насаджень картоплі збільшувалася від фази сходів і досягала свого максимуму у фазі цвітіння. Після чого спостерігалося поступове її зниження, пов’язане з відмиранням листків, а в подальшому і пагонів.

Аналіз погодних умов років досліджень, як зазначалось вище, показав, що вони були досить контрастними і суттєво відрізнялись від середніх багаторічних параметрів. Провівши аналіз отриманих результатів, варто відмітити, що найбільш сприятливим за погодними умовами для сортів всіх груп стиглості виявився 2011 рік. Саме протягом вегетаційного періоду 2011 року насадженнями картоплі всіх груп стиглості було сформовано максимальну площу листків, яка досить варіювала залежно від групи стиглості культури. Тоді, як погодні умови 2009 року виявилися несприятливими для вирощування сільськогосподарських культур, зокрема картоплі, що і відобразилося на формуванні асимілюючого апарату культури. Площа листків насаджень картоплі, сформована у 2009 році була майже в 1,3 – 1,5 рази нижчою в порівнянні з 2011 роком. Проте, варто відмітити і те, що площа листків насаджень картоплі визначалася і групою стиглості до якої відносився сорт. Так, найнижчі показники площі листків протягом всього періоду вегетації було отримано на насадженнях картоплі ранніх сортів, що в подальшому і відобразилось на продуктивності культури (табл. 17).

Таблиця 17. Формування площі листкової поверхні картоплі різних сортів стиглості, тис. м2/га
Група стиглостіСортФази росту і розвитку
Сходи (10 днів після сходів)Бутонізація
200920102011Середнє200920102011Середнє
Ранні сортиПовінь (стандарт)3,894,765,714,7913,3419,8325,1719,45
Мелодія4,614,775,114,9416,4421,0329,2722,25
Чернігівська рання3,754,575,074,4611,9419,6328,8720,15
Загадка5,136,016,916,0218,5422,0331,0723,88
Середньоранні сортиНевська (стандарт)5,005,745,985,5728,1428,4332,8729,81
Свалявська5,045,816,025,6228,9432,1335,0732,05
Фантазія4,655,156,145,3122,8427,1331,7727,25
Забава4,875,46,175,4826,2429,6332,8729,58
Середньостиглі сортиСлов’янка (стандарт)4,344,464,924,5719,9429,9331,9727,28
Мукачівська 4,714,695,144,8525,5430,4335,9730,65
Рокко3,70 4,274,804,2614,5424,23 29,97 22,91
Гірська4,204,394,964,5218,6425,1332,3725,38
Середньопізні сортиОльвія (стандарт)4,624,924,484,6720,3427,3330,1725,95
Ужгородська4,824,874,864,8521,7427,2335,2728,08
Червона рута4,905,044,704,8823,8431,7333,2729,61
Тетерів4,224,424,374,3419,3423,9326,4723,25

Таблиця 18. Формування площі листкової поверхні картоплі різних сортів стиглості, тис. м2/га
Група стиглостіСортФази росту і розвитку
Сходи (10 днів після сходів)Бутонізація
200920102011Середнє200920102011Середнє
Ранні сортиПовінь (стандарт)3,894,765,714,7913,3419,8325,1719,45
Мелодія4,614,775,114,9416,4421,0329,2722,25
Чернігівська рання3,754,575,074,4611,9419,6328,8720,15
Загадка5,136,016,916,0218,5422,0331,0723,88
Середньоранні сортиНевська (стандарт)5,005,745,985,5728,1428,4332,8729,81
Свалявська5,045,816,025,6228,9432,1335,0732,05
Фантазія4,655,156,145,3122,8427,1331,7727,25
Забава4,875,46,175,4826,2429,6332,8729,58
Середньостиглі сортиСлов’янка (стандарт)4,344,464,924,5719,9429,9331,9727,28
Мукачівська 4,714,695,144,8525,5430,4335,9730,65
Рокко3,70 4,274,804,2614,5424,23 29,97 22,91
Гірська4,204,394,964,5218,6425,1332,3725,38
Середньопізні сортиОльвія (стандарт)4,624,924,484,6720,3427,3330,1725,95
Ужгородська4,824,874,864,8521,7427,2335,2728,08
Червона рута4,905,044,704,8823,8431,7333,2729,61
Тетерів4,224,424,374,3419,3423,9326,4723,25

Результати досліджень показали, що у фазу сходів насадженнями картоплі було сформовано площу листків, параметри якої змінювались залежно від сортових особливостей культури та погодних умов досліджуваних років в межах від 3,89 тис. м2/га до 6,91 тис. м2/га.

По мірі росту та розвитку рослин картоплі площа листкової поверхні збільшувалась, сягаючи свого максимуму в фазу цвітіння. Дана закономірність простежувалась у всіх сортів досліджуваних груп стиглості. Найбільші прирости асимілюючого апарату було отримано протягом років досліджень в період бутонізація-цвітіння.

Так, у фазу цвітіння ранні сорти картоплі формували площу листків, яка варіювала від 27,89 (сорт Повінь, 2009 р.) до 52,87 тис. м2/га. (сорт Загадка, 2011 р.). Сортами середньоранньої групи стиглості була сформована площа листків, яка варіювала від 40,97 (сорт Фантазія, 2009 р.) до 60,37 тис. м2/га. (Свалявська, 2011 р.). У групи середньостиглих сортів площа листків змінювалась від 33,17 (сорт Гірська, 2009) до 61,97 тис. м2/га (сорт Мукачівська, 2011 р.). Тоді, як насадженнями сортів картоплі середньопізньої групи була сформована площа листків, яка варіювала від 36,37 (Ольвія, 2009) до 60,67 тис. м2/га ( сорт Ужгородська, 2011). Проаналізувавши отримані дані, можна зробити висновок, що на формування площі листків насаджень картоплі найсуттєвіший вплив виявили погодні умови. Разом з тим, варто відмітити і те, що ранніми сортами картоплі було сформовано найменшу площу листків. Така тенденція спостерігалась протягом всіх досліджуваних років.

Важливою особливістю впливу на продукційний процес рослин є не лише збільшення площі листкової поверхні, а й періоду функціонування асиміляційного апарату (зеленого листя і стебел), внаслідок чого зростає фотосинтетичний потенціал посіву. Фотосинтетичний потенціал характеризує сумарну листкову поверхню, яка брала участь у фотосинтезі від початку вегетації до закінчення фотосинтезу. Для визначення ФПП обчислюють спершу середню площу листкової поверхні міжфазних періодів вегетації.

Результатами наших досліджень було встановлено, що показники фотосинтетичного потенціалу насаджень картоплі досліджуваних сортів досить варіювали як за роками досліджень, так і під впливом сортових особливостей культури.

Варто відмітити, що вищезгадані показники 2009 року у всіх досліджуваних сортів виявилися найнижчими. Тоді, як фотосинтетична продуктивність насаджень даної культури 2011 вегетаційного року показала найкращі показники за роки досліджень (табл. 19).

Таблиця 19. Фотосинтетичний потенціал насаджень картоплі сортів різної стиглості, млн.м2 за добу/га
Група стиглостіСортФП, млн.м2 за добу/га
200920102011Середнє
Ранні сортиПовінь (стандарт)1,131,542,031,57
Мелодія1,391,682,431,83
Чернігівська рання0,941,432,231,53
Загадка1,461,682,491,88
Середньоранні сортиНевська (стандарт)2,642,63,092,78
Свалявська2,772,993,343,03
Фантазія2,112,432,952,50
Забава2,442,693,062,73
Середньостиглі сортиСлов’янка (стандарт)2,002,863,162,67
Мукачівська 2,643,093,743,16
Рокко1,442,252,842,18
Гірська1,842,343,112,43
Середньопізні сортиОльвія (стандарт)2,282,89 3,242,80
Ужгородська2,502,963,943,13
Червона рута2,783,563,823,39
Тетерів2,232,562,892,56

Таким чином, фотосинтетичний потенціал насаджень картоплі у 2009 році залежно від групи стиглості сорту варіював від 0,94 млн.м2 за добу/га (ранній сорт – Чернігівська рання) до 2,78 млн.м2 за добу/га (середньопізній сорт Червона рута). Аналогічна динаміка простежувалась і в 2010 вегетаційному році. При цьому найвищий та найнижчий показники було отримано у тих же сортів і вони варіювали від 1,43 до 3,56 млн.м2 за добу/га. Показники фотосинтетичного потенціалу 2011 року, як уже зазначалось вище, були найвищими. І вони змінювались: у групі ранніх сортів від 2,03 (сорт повінь) до 2,49 млн.м2 за добу/га (сорт Загадка); у групі середньоранніх сортів від 2,95 (сорт Фантазія) до 3,34 млн.м2 за добу/га ( сорт Свалявська); у групі середньостиглих – від 2,84 (сорт Рокко) до 3,74 млн.м2 за добу/га (сорт Мукачівська); у групі середньопізніх сортів від 2,89 (сорт Тетерів) до 3,94 млн.м2 за добу/га (сорт Ужгородська).

Проаналізувавши отримані результати, варто відмітити, що насадження картоплі мали найкращі показники фотосинтетичної продуктивності в 2011 році, що в кінцевому результаті і відобразилось на урожайності культури у відповідному році.

Поделиться:

Дополнительные материалы по теме: