CC BY
34
УДК: 635.24
влияние фона минерального питания и фотопериодизма на формирование урожайности сортов топинамбура и продуктивность агроценозов
З.И. УСАНОВА, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (e-mail: [email protected])
М.Н. ПАВЛОВ, аспирант
Тверская государственная сельскохозяйственная академия, ул. Маршала Василевского (Сахарово), 7, Тверь, 170904, Российская Федерация
Резюме. Цель исследований - изучить влияние фона минерального питания на формирование наиболее продуктивных агроценозов разных по скороспелости сортов топинамбура при изменении режима светового дн.. Работа выполнена в полевом многофакторном опыте в 2014-2015 гг. на дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почве. Схема опыта включала следующие варианты: фон минерального питания (фактор А) - без удобрения, расчетная доза NPKна урожайность 40 т ботвы + 40 т клубней; сорт (фактор В) - раннеспелый Скороспелка, позднеспелый Интерес; срок(фактор С) и продолжительность (фактор D) затенения: срок - с 10-го и 20-го дн. после всходов, продолжительность - в течение 10, 20, 30 дн. (контроль - естественный световой день). В условиях Верхневолжья на удобренном фоне растения топинамбура формируют высокопродуктивные ценозы, в которых сбор сухой фитомассы сорта Скороспелка достигает 18,4 т/га, сырой - 72,5 т/га, сорта Интерес - соответственно 20,2 и 80,6 т/га. Прибавки урожая от удобрения у Скороспелки выше (41,2% по ботве и 65,4% по клубням), чем у Интереса (34,5% по ботве и 39,1% по клубням). Сильнее на сокращение светового дн. реагирует позднеспелый сорт Интерес, который в таких условиях ускоряет развитие максимум на 45 дн. и одновременно повышает урожайность на 19,5-19,7%, Скороспелка ускоряет развитие на 10 дн. и увеличивает урожайность на 11,1-13,3%. Наибольшее повышение продуктивности сорта Скороспелка на удобренном фоне достигается при 30-и дн. вном затенении начиная с 10-го дн. и 20-и дн.вном, начиная с 20-го дн. после всходов, сорта Интерес - при 20-и дн. вном затенении с 10-го дн. и 10-и дн.вном с 20-го дн. после всходов. На неудобренном фоне оба сорта реагируют на сокращение светового дн. слабее.
Ключевые слова: топинамбур, фотопериодизм, затенение, удобрение, сорта, фон минерального питания, фотосинтез, урожайность.
Для цитирования: Усанова З.И., Павлов М.Н. Влияние фона минерального питания и фотопериодизма на формирование урожайности сортов топинамбура и продуктивность агроцено-зов в условиях Верхневолжья //Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №5. С. 64-68.
Топинамбур (Helianthus tuberosus L.) - высокопродуктивная, экологически пластичная культура многостороннего использования с ценным химическим составом клубней и надземной массы [1, 2, 3]. На сегодняшний день в нашей стране наибольшее распространение получили раннеспелый сорт клубневого направления Скороспелка и позднеспелый - Интерес, который также относят к клубневым, но в более северных регионах в его фитомассе преобладает надземная часть (ботва) [1]. Фотопериодизм - один из сильнейших регуляторов продуктивности растений [4, 5]. Более ранними исследованиями было доказано, что изменение режима светового дн. оказывает существенное влияние на развитие топинамбура, клубнеобразование и качество урожая, особенно у позднеспелых сортов [6, 7, 8, 9]. Значительный интерес представляет изучение роли сокращения свето-
вого дня в повышении урожайности, особенно клубней топинамбура как короткодневного растения в северной части Центрального Нечерноземья. Особую значимость это имеет также для получения полноценных семян в целях селекции и совершенствования сортов. Ранее было установлено [10], что изменения, связанные с ускорением развития топинамбура, происходят в верхушечной зоне растения, куда входит точка роста и прилегающие к ней 5-7 листьев. Листья средней и нижней части растения не реагируют на световое раздражение. Поэтому затенение точки роста земляной груши можно осуществлять путем связывания вокруг нее 5-7 верхних листьев. Такой способ успешно применяли в условиях Северного Кавказа для получения семян при проведения селекционной работы. Эта методика хорошо зарекомендовала себя в Московской и Тульской областях [6, 7]. В условиях Верхневолжья подобных исследований не проводили.
Цель нашей работы - изучить влияние фона минерального питания на формирование наиболее продуктивных агроценозов разных по скороспелости сортов топинамбура при изменении режима светового дн..
Условия, материалы и методы. Исследования выполнены в 2014 и 2015 гг. в многофакторном полевом эксперименте на опытном поле Тверской ГСХА. Почва участка дерново-среднеподзолистая остаточно карбонатная глееватая на морене, легкосуглинистая по гранулометрическому составу с содержанием (в среднем за 2 года): гумуса (по Тюрину) - 1,51%, Р2О5 и К2О (по Кирсанову) - соответственно 613,5 и 73,8 мг/кг, (по Корнфилду) - 80,2 мг/кг почвы, рНсол - 5,1.
Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: фон минерального питания (фактор А) -естественное плодородие почвы (без удобрения, А1), расчетная доза NPK на урожайность 40 т/га клубней и 40 т/га ботвы (А2); сорт (фактор В) - раннеспелый Скороспелка (В1), позднеспелый Интерес (В2); срок
Рисунок. Растение топинамбура с завязанными верхними листьями.
(фактор С) и продолжительность (фактор D) затенения - начиная с 10-го дн. после всходов, с 20-го дн. после всходов, без затенения (контроль); 10, 20 и 30 дн. (время затенения с 17 до 7 ч), соответственно. Учетная площадь делянки 3-го порядка - 18,9 м2, 2-го - 37,8 м2, 1-го - 75,6 м2, повторность - трехкратная.
Исследования проводили по существующим современным методикам: фенологические наблюдения, урожайность и структуру урожая определяли по методике З.И. Усановой [11], показатели фотосинтетической деятельности растений в агроценозах - по методикам И.С. Шатилова, М.К. Каюмова [12], А.А. Ничипоровича [13], статистическую обработку проводили методом дисперсионного анализа [14].
Затенение осуществляли путем связывания верхних 5-7 листьев вокруг точки роста мягким шпагатом по методике С.С. Давыдовича [10] (см. рисунок). Дозы удобрений под запланированный урожай рассчитывали балансовым методом [12].
В опыте соблюдали обычную технологию. Предшественник - зерновые культуры. Основная обработка почвы включала в себя дискование в два следа на глубину 8-10 см, отвальную вспашку на 20-22 см; предпосадочная - две культивации на 8-10 см и нарезку гребней (КОН-2,8 ПМ). Посадку проводили вручную на глубину 8-10 см в предварительно нарезанные гребни по схеме 70 х 45 см. Густота стояния составила 31,45 тыс. раст./га. Срок посадки - 1-я декада октября, уборки урожая -29-30.09, 1-3.10. Уход за посадками состоял из 2-х междурядных рыхлений и окучивания (КОН-2,8 ПМ). Минеральные удобрения вносили в виде хлористого калия осенью, перед нарезкой гребней, аммиачной селитры - весной, под первую обработку междурядий. Расчетные дозы NPK составили в среднем N259P0K409.
Сумма температур за период от всходов до уборки в 2014 г. достигла 2122 оС (выше нормы на 190 оС), в 2015 г. - 2046 оС (+ 130 оС). Осадков выпало соответственно 323 и 278 мм (72,5 и 83,0% от нормы). Гидротермический коэффициент (по Селянинову) в 2014 г. был равен 1,08, в 2015 г. - 1,13 при норме 1,59. Во время формирования клубней летом 2014 г. влажность почвы опускалась до 22,6% от предельной полевой влагоемкости, что оказало отрицательное влияние
на урожайность культуры. Приход фотосинтетически активной радиации (ФАР) в 2014 г. составил 128,4, в 2015 г. - 129,0 кДж/см2, при норме 113,4 кДж/см2.
результаты и обсуждение. Всходы у обоих сортов наступали одновременно. В условиях естественного светового дн. у сорта Скороспелка на неудобренном фоне фазу цветения отмечали 7-18 августа, на удобренном - на 2-5 дн. раньше. Сорт Интерес в оба года на обоих фонах образовал бутоны 4-19 сентября, но не зацвел. Искусственное сокращение длины светового дн. с заданными режимами ускоряло развитие растений сорта Скороспелка максимум на 10 дн., Интерес - на 45 дн. Последний при затенении зацветал на фоне естественного плодородия почвы 23.09.2014 и 10.09.2015, при внесении удобрений - 23.09.2014 и 08.09.2015. Связь отзывчивости топинамбура на фотопериодизм со скороспелостью сорта была установлена в более ранних исследованиях [15].
Продуктивность растений и урожайность зависят от функционирования посева (агроценоза) как оптической фотосинтезирующей системы, которая изменяет свои параметры во времени [13]. Анализ показателей фотосинтетической деятельности посевов (табл. 1) свидетельствует о большой роли условий минерального питания в формировании параметров агроценоза. Так, в контроле площадь листьев в период ее максимума на удобренном фоне возрастала, по сравнению с неудобренным, у сорта Скороспелка на 151,7%, у сорта Интерес - на 54,7%, а фотосинтетический потенциал агроценоза (ФПП) соответственно на 108,3 и 84,7%. Об уменьшении прироста ФПП у сорта Скороспелка и увеличении его у сорта Интерес при улучшении условий минерального питания свидетельствует большее усы-хание листьев к концу вегетации раннеспелого сорта и лучшее сохранении их у позднеспелого сорта.
Сорта неодинаково реагировали на разные режимы фотопериода на неудобренном и удобренном фонах. На фоне естественного плодородия почвы раннеспелый сорт увеличивал площадь листьев и ФПП при затенении начиная с 20-го дн. после всходов в течение 20 дн. (на 9,6 тыс.м2/га, или 48,7%, на 620 тыс. м2 х сутки /га, или 40,3%, соответственно), на удобренном - при обоих сроках затенения в течение 10 дн., но в большей
Таблица 1. Показатели фотосинтетической деятельности топинамбура, среднее за 2014-2015 гг.
Вариант затенения Площадь листьев, тыс. м2/га ФПП, тыс. м2 • сутки/га ЧПФ, г/м2 • сутки
срок продолжитель- без расчетная без расчетная без расчетная
ность удобрения доза NPK удобрения доза NPK удобрения доза NPK
сорт Скороспелка
С 10- контроль 19,6 51,0 1339 3008 9,0 5,2
го дн. 10 дн. 19,0 66,9 1289 4085 8,5 4,5
20 дн. 18,1 44,5 1325 4396 9,0 3,7
30 дн. 19,3 43,0 1477 3526 8,5 4,8
С 20- контроль 17,7 42,9 1539 2989 7,6 5,4
го дн. 10 дн. 19,1 45,0 1511 3631 7,1 4,3
20 дн. 28,4 27,5 2159 2367 6,3 7,8
30 дн. 19,4 35,7 1524 2948 7,1 4,7
Среднее по B 20,1 44,6 1520 3369 7,9 5,0
сорт Интерес
С 10- контроль 23,1 42,8 1374 2624 10,5 7,2
го дн. 10 дн. 43,7 36,0 2226 2352 6,1 7,1
20 дн. 33,2 55,6 2059 3468 7,9 5,8
30 дн. 34,8 48,2 1810 3166 9,9 6,0
С 20- контроль 25,6 32,3 1403 2504 10,2 7,3
го дн. 10 дн. 36,8 38,1 1977 2431 7,2 8,0
20 дн. 41,0 36,2 2534 2656 7,0 7,2
30 дн. 25,5 46,8 1458 2682 10,5 6,2
Среднее по B 33,0 42,0 1855 2735 8,7 6,9
Среднее по A 26,5 43,3 1688 3052 8,3 6,0
Таблица 2. Продуктивность и производительность агроценоза топинамбура, среднее за 2 года
Вариант затенения Сухая фитомасса, ц/га КПД ФАР,% К *
срок продолжитель- без расчетная без расчетная без расчетная
ность удобрения доза NPK удобрения доза NPK удобрения доза NPK
сорт Скороспелка
С 10-го дн. контроль 120,1 155,5 1,70 2,21 0,49 0,55
10 дн. 111,1 177,3 1,58 2,51 0,56 0,55
20 дн. 120,1 164,0 1,70 2,33 0,61 0,54
30 дн. 125,2 167,9 1,78 2,38 0,51 0,58
С 20-го дн. контроль 116,1 159,6 1,65 2,26 0,52 0,52
10 дн. 105,9 155,0 1,50 2,20 0,55 0,52
20 дн. 121,4 184,0 1,72 2,61 0,58 0,49
30 дн. 109,9 140,0 1,56 1,99 0,56 0,52
Среднее по В 116,2 162,9 1,65 2,31 0,55 0,53
сорт Интерес
С 10-го дн. контроль 144,2 181,9 2,05 2,58 0,27 0,31
10 дн. 134,3 159,5 1,91 2,26 0,30 0,32
20 дн. 157,4 202,3 2,23 2,87 0,29 0,33
30 дн. 179,1 187,3 2,54 2,66 0,27 0,31
С 20-го дн. контроль 142,5 177,5 2,02 2,52 0,28 0,31
10 дн. 140,6 193,6 1,99 2,75 0,27 0,33
20 дн. 164,0 194,0 2,33 2,75 0,26 0,27
30 дн. 153,1 166,3 2,17 2,36 0,32 0,26
Среднее по В 151,9 182,8 2,16 2,59 0,28 0,31
Среднее по А 134,1 172,8 1,90 2,45 0,41 0,42
*К - коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза
мере при первом (площадь листьев на 15,9 тыс.м2/га, или 31,2%, ФПП - на 1077 тыс.м2 • сутки / га, или 35,8%). Позднеспелый сорт сильнее наращивал величины этих показателей соответственно по фонам при затенении начиная с 10 дн. после всходов в течение 10 дн. (площадь листьев на 20,6 тыс. м2/га, или 89,2%, ФПП на 852 тыс.м2 • сутки/га, или 62,0%), и при затенении также с 10 дн., но в течение 20 дн. (площадь листьев на 12,8 тыс.м2/га, или 29,9%, ФПП на 844 тыс.м2 • сутки/га, или 32,2%).
Более длительное (30 дн.) сокращение светового дн. как с 10-го, так и с 20-го дн. после посева не сопровождалось уменьшением ФПП, в сравнении с контролем, что может свидетельствовать о повышении интенсивности продукционного процесса при кратковременном (10-30 дн.) сокращении фотопериода в условиях Верхневолжья (табл. 2).
Анализ показывает, что при более раннем затенении (с 10-го дн. после всходов) у обоих сортов повышается урожай абсолютно сухой фитомассы с увеличением продолжительности периода ограничения освещения на фоне естественного плодородия почвы до 30 дн., при внесении удобрений - до 20 дн. В случае более позднего затенении (с 20-го дн. после всходов) рост урожая фитомассы у сорта Скороспелка продолжается до варианта с 20-и дн.вным сокращением дн., у сорта Интерес - с 30-дневным, но максимальный в опыте сбор фитомассы у этого сорта на обоих фонах (164,0 и 194,0 ц/га) отмечен при 20-ти дн.вном затенении.
Улучшение условий минерального питания повышает сбор сухой фитомассы при выращивании топинамбура в условиях естественного светового дн. у сорта Скороспелка (контроль 1 + контроль 2) со 118,0 до 157,6 ц/га (на 33,5%), у сорта Интерес - со 143,4 до 179,7 ц/га (на 25,3%), в лучших вариантах искусственно сокращенного дн. у сорта Скороспелка он возрастает со 121,4 до 184 ц/га (на 51,6%), у сорта Интерес - со 157,4 до 202,3 ц/га (на 28,5%). Таким образом, раннеспелый сорт сильнее реагирует на сокращение светового дн. ростом урожая сухой фитомассы, чем позднеспелый. В среднем по вариантам сорт Интерес накапливает больший урожай сухой фитомассы, чем Скороспелка: на неудобренном фоне (151,9 ц/га) -
на 35,7 ц/га (30,7%), на удобренном (182,8 ц/га) - на 49,9 ц/га (30,6%).
Изменения в ходе накопления сухой фитомассы оказали влияние на КПД ФАР. Наиболее высокая величина этого показателя у сорта Скороспелка отмечена на фоне естественного плодородия при затенении с 10-го дн. после всходов в течение 30 дн. (1,78%) и с 20-го дн. в течение 20-и дн. (1,72%), на удобренном -при затенении с 10-го дн. в течение 10 дн. (2,51%) и с 20-го дн. в течение 20 дн. (2,61%).
Агроценозы сорта Интерес «работали» с большим КПД ФАР, чем сорта Скороспелка (на 0,6% - на фоне А1 и на 0,46% - на фоне А2), благодаря повышенному сбору ботвы. Наибольшим КПД ФАР у этого сорта на фоне естественного плодородия отличались посевы с 30-и дн.вным затенением в 1-й срок (2,54%) и 20-и дн.вным - во 2-ой срок (2,33%), на удобренном -при 20-и дн.вном затенении в 1-й срок (2,87%), 10- и 20-и дн.вном во 2-ой срок (2,75%). По сравнению с контролем, увеличение на неудобренном фоне составило 0,49 и 0,31%, на удобренном - 0,29 и 0,17%. Усиление фона минерального питания повышало КПД ФАР у сорта Скороспелка на 0,67, Интерес - на 0,53%.
Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) находится в прямой зависимости от урожая сухой фитомассы и в обратной от ФПП [16]. В нашем опыте при внесении расчетных доз NPK, несмотря на увеличение урожая сухой фитомассы, ЧПФ сорта Скороспелка уменьшилась на 37%, сорта Интерес - на 21%, что обусловлено более значительным ростом ФПП. У сорта Интерес ЧПФ была выше, чем у Скороспелки, на первом фоне на 0,80, на втором - на 1,90 г/м2 • сут., что и обеспечило рост урожая сухой фитомассы. Сокращение длины светового дн. не способствовало росту ЧПФ на первом фоне. На втором фоне ее повышение отмечено у сорта Скороспелка при затенении с 20-го дн. после всходов в течение 20 дн. (7,8 г/м2 • сут.), у сорта Интерес - при таком же сроке затенения в течение 10 дн. (8,0 г/м2 • сут.), что обеспечило накопление более высоких урожаев сухой фитомассы.
Направленность продукционного процесса растений характеризует коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза (Кхоз). Он определяется
как отношение урожая сухой фитомассы, накопленного наиболее ценной частью растения (в данном случае -клубнями), к урожаю сухой фитомассы целого растения [16]. В наших исследованиях более высоким КХОЗ отличался сорт Скороспелка: в среднем 0,55 на фоне А1 и 0,52 на фоне А2. Улучшение условий минерального питания растений этого сорта увеличивало накопление массы ботвы в ущерб клубням. У сорта Интерес удобрение, напротив, повышало Кхоз с 0,28 до 0,31.
Влияние фотопериодизма на изменение Кхоз у разных сортов различается. Так, у сорта Скороспелка на неудобренном фоне отмечали его большее увеличение (на 0,12) при 20-и дн.вном затенении с 10-го дн. после всходов, а на удобренном - при первом сроке затенения продолжительностью 30 дн. (на 0,05). У сорта Интерес более высокий Кхоз (0,33) на фоне А1 отмечен при затенении с 20-го дн. после всходов в течение 30 дн., А2 - при затенении с 10-го дн. после всходов в течение 20 дн. и с 20-го дн. - продолжительностью 10 дн.
Улучшение условий минерального питания путем внесения удобрений существенно повышало урожайность топинамбура (табл. 3). У сорта Скороспелка сбор ботвы при этом возрастает на 7,3 т/га (41,2%), клубней - на 19,5 т/га (65,4%), у сорта Интерес - на 9,2 т/га (34,3%) и 10,0 т/га (39,1%), соответственно.
По выходу биомассы (ботва + клубни) с единицы площади более продуктивным был сорт Интерес, который в среднем за 2 года на неудобренном фоне благодаря более высокому урожаю ботвы накопил 57,4 т/га, что на 9,9 т/га (20,8%) больше, чем Скороспелка. Соотношение клубни : ботва у сорта Скороспелка на фоне А1 составило 1:0,59, у сорта Интерес - 1:1,68. На удобренном фоне сорт Интерес превосходил Скороспелку на 5,4 т/га (8,0%). Соотношение клубни : ботва в этом варианте у сорта Скороспелка составило 1:0,57, у сорта Интерес - 1:1,71. Сорт Скороспелка существенно превзошел сорт Интерес по сбору клубней с единицы площади: на фоне А1 - на 8,4 т/га (38,9%), А2 - на 16,6 т/га (60,1%), что подтверждает его клубневое направление использования.
Сорт Скороспелка слабо реагировал на режимы фотопериода изменением накопления биомассы ботвы. На фоне естественного плодородия почвы наблюдали достоверное снижение величины этого показателя только при первом сроке затенения продолжительностью 10 и 20 дн. При внесении удобрений колебания между контролем и вариантами затенения находились в пределах ошибки опыта. Существенное снижение сбора ботвы отмечено в относительно засушливом 2014 г. при более позднем начале затенения в течение 10 и 20 дн.
Клубневая продуктивность сорта Скороспелка в среднем за 2 года на фоне А1 возрастала при первом сроке затенения с максимумом при 20-и дн.вном сокращении длины дн. (на 3,8 т/га, 13,3%) и несколько снижалась при втором сроке затенения, максимум при 10-и дн.вном сокращении светового дн. (на 3,2 т/га, 10,4%).
Выращивание позднеспелого сорта Интерес на укороченном дн. при большинстве режимов фотопериода повышало сбор, как ботвы, так и клубней. Самый высокий прирост урожайности по ботве отмечен на фоне естественного плодородия почвы при первом сроке затенения в течение 30 дн. (6,6 т/ га, 19,6%), в варианте с внесением удобрений - при таком же сроке затенения в течение 20 дн. (9,0 т/га, 19,7%). Сбор клубней на фоне А1 в большей мере увеличивался при 30-и дн.вном сокращении светового дн. в оба срока (при первом на 3,9 т/га, или 19,7%; при втором - на 3,3 т/га, или 16,8%); на фоне А2 - при 20-и дн.вном затенении в первый срок (на 5,1 т/га, 19,0%) и 10-и дн.вном - во второй (на 5,2 т/га, 19,3%).
По общему сбору сырой биомассы у сорта Скороспелка на обоих фонах эффект от затенения нивелируется из-за отсутствия прибавки по ботве. Более высокая прибавка при внесении удобрений отмечена в варианте с 20-и дн.вным затенением начиная с 20-го дн. после всходов (3,4 т/га, 5,5%). У сорта Интерес прибавки общего сбора сырой фитомассы от затенения
Таблица 3. Урожайность топинамбура сортов Скороспелка и интерес (среднее за 20142015 гг.), т/га
Вариант затенения Ботва Кл убни Ботва+клубни
срок продолжительность без удобрения расчетная доза NPK без удобрения расчетная доза NPK без удобрения расчетная доза NPK
Сорт Скороспелка
С 10-го дн. контроль 20,0 26,0 28,5 43,1 48,5 69,1
10 дн. 17,1 24,3 27,1 45,0 44,2 69,3
20 дн. 17,0 26,9 32,3 42,8 49,3 69,7
30 дн. 18,7 24,2 31,9 47,7 50,6 71,9
С 20-го дн. контроль 18,0 25,4 30,7 43,3 48,7 68,7
10 дн. 16,2 23,1 27,5 43,0 43,7 66,1
20 дн. 17,3 26,7 29,6 45,8 46,9 72,5
30 дн. 17,1 23,2 30,5 40,2 47,6 63,4
Среднее по В 17,7 25,0 29,8 43,9 47,5 68,9
Сорт Интерес
С 10-го дн. контроль 33,6 45,6 19,8 26,8 53,4 72,4
10 дн. 32,8 41,8 20,5 24,0 53,3 65,8
20 дн. 37,7 54,6 22,3 31,9 60,0 86,5
30 дн. 40,2 48,3 23,7 28,0 63,9 76,3
С 20-го дн. контроль 34,8 44,1 19,7 27,0 54,5 71,1
10 дн. 34,3 48,5 19,8 32,2 54,1 80,7
20 дн. 37,5 48,0 22,6 25,1 60,1 73,1
30 дн. 37,0 44,7 23,0 24,1 60,0 68,8
Среднее по В 36,0 46,9 21,4 27,4 57,4 74,3
Среднее по А 26,8 36,0 25,6 35,6 52,4 71,6
НСР05 частных различий 2,5-2,9 2,1-2,4 -
НСР05 для главных эффектов 1,2-1,4 1,1-1,2 -
выше, чем у Скороспелки. На неудобренном фоне наибольшее его увеличение (10,5 т/га, 19,5%) отмечено при 30-и дн.вном сокращении светового дн. с 10-го дн. после всходов, на удобренном (14,1 т/га, 19,5%) при 20-и дн.вном затенении в те же сроки.
выводы. В условиях Верхневолжья (Тверская область) посевы сорта топинамбура Скороспелка формируют высокопродуктивные ценозы с общим сбором сухой фитомассы 18,4 т/га, сырой фитомассы - 72,5 т/га, в том числе клубней 47,7 т/га; Интерес - соответственно 20,2; 80,6 и 32,2 т/га. Такие агроценозы используют приходящую к их поверхности ФАР с КПД 2,61 и 2,87% соответственно.
Сильнее на сокращение светового дн. реагирует позднеспелый сорт Интерес, который ускоряет развитие максимум на 45 дн., тогда как раннеспелый сорт Скороспелка - только на 10 дн.
Выращивание топинамбура на искусственно укороченном дн. сопровождается увеличением продуктивности обоих сортов, но более высокие прибавки общего сбора фитомассы и клубней с единицы пло-
щади (19,5-19,7%) формирует сорт Интерес. У сорта Скороспелка они не превышают 11,1-13,3%.
Наибольшее повышение клубневой продуктивности у сорта Скороспелка на удобренном фоне достигается при 30-и дн.вном затенении с 10-го дн. после всходов и 20-и дн.вном - с 20-го дн., у сорта Интерес - при 20-и дн.вном затенении с 10-го дн. и 10-и дн.вном - с 20-го дн. после всходов.
При первом сроке затенения повышение фотосинтетической продуктивности обеспечивается благодаря созданию более мощного ФПП, при втором - в результате роста ЧПФ.
На неудобренном фоне оба сорта реагируют на сокращение светового дн. слабее. Наибольшее повышение продуктивности наблюдается у сорта Интерес (на 19,5%) при 30-и дн.вном затенении с 10-го дн. после всходов.
Установленные закономерности по реакции растений на изменение фотопериода можно использовать в селекционной работе, а также учитывать при интродукции сортов в новые регионы.
Литература.
1. Кочнев Н.К., Калиничева М.В. Топинамбур биоэнергетическая культура XXI века. М.: Типография «Арес», 2002. 76 с.
2. Stanley J.K., Stephen F.N. Biology and Chemistry of Jerusalem Artichoke: Helianthus tuberosus L. London; New York: CRC Press, 2007. 496 p.
3. Зеленков В.Н., Романова Н.Г. Топинамбур: агробиологический портрет и перспективы инновационного применения. М.: РГАУ-МСХА, 2012. 161 с.
4. Тараканов И.Г. Фотопериодизм сельскохозяйственных растений// Известия ТСХА. 2014. № 2. С. 57-68
5. Головацкая И.Ф., Карначук Р.А. Роль зеленого света в жизнедеятельности растений// Физиология растений. 2015. № 6. C. 776.
6. Усанова З.И. Агробиологические особенности земляной груши в южных районах Нечерноземной полосы: автореф. дис.... канд. с.-х. наук. М., 1964. 16с.
7. Устименко-Бакумовский Г.В. Биологические основы культуры топинамбура в Европейской части СССР: автореф. дис.... докт. с-х наук. М., 1972. 33 с.
8. Усанова, З.И., Особенности биологии и технологии возделывания топинамбура // Топинамбур и другие инулиносодержа-щие растения - проблемы возделывания и использования: Мат. 6-й Межд.,науч.-практ. конф. Тверь: ТГСХА, 2006. С. 12-36.
9. Influence of photoperiod on vegetation phases and tuber development in topinambour (Helianthus tuberosus L.) / S. Terzic, J. Atlagic, I. Maksimovic, T. Zeremski, S. Petrovic, B. Dedic //Archives of Biological Sciences. 2012. Vol 64 (1). Рр. 175-182.
10. Давыдович С.С. Земляная груша. М.: Гос. изд-во с.-х. литературы, 1957. 93 с.
11. Усанова З.И. Методика выполнения научных исследований по растениеводству: учебное пособие. Тверь: Тверская ГСХА, 2015. 143 с.
12. Шатилов И.С., Каюмов М.К. Постановка опытов и проведение исследований по программированию урожаев полевых культур. М.: ВАСХНИЛ, 1978. 66 с.
13. Ничипорович А.А. Фотосинтез и теория получения высоких урожаев // Тимирязевские чтения. М.: АН СССР, 1956. XV. 93 С.
14. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985.351 с.
15. Устименко Г.В., Усанова З.И. О фотопериодизме топинамбура //Докл. ТСХА. 1961. Вып.62. С. 99-104.
16. Усанова З.И., Байбакова Ю.В. Формирование высокопродуктивныхагроценозов топинамбура: особенности минерального питания, удобрение: монография. Тверь: «АгросфераА» Тверская ГСХА, 2009. 159 с.
influence of mineral nutrition background and photoperiodism on yield
FORMATION OF JERuSALEM ARTICHOKE CuLTIVARS AND AGROCENOSIS PRODuCTIVITY uNDER
CONDITIONS OF THE uPPER VOLGA REGION
Z.I. usanova, M.N. Pavlov
Tver State Agricultural Academy, ul. Marshala Vasilevskogo (Sakharovo), 7, Tver, 170904, Russian Federation Summary. The purpose of the research was to study the effect of mineral nutrition on the formation of the most productive agrocenosis of different on earliness cultivars of Jerusalem artichoke when changing the length of daylight. The work was done in the field multifactor experiment in 2014-2015 on sod medium podzol light loamy soil. The design of the test included the following factors: background of mineral nutrition (factor A), variety (factor B), date of shading (factor C) and duration of shading (factor D). The backgrounds of mineral nutrition were without fertilizers and the calculated dose of NPK for the yield of 40 t of tops and 40 t of tubers. It was used two varieties: early-maturing Skorospelka and late-ripening Interes. The date of shading was from the 10th and the 20th day after seedling emergence; the duration was 10, 20 and 30 days. The natural daylight was a control. Under conditions of the Upper Volga region against the fertilized background Jerusalem artichoke plants formed highly productive cenoses. The harvest of dry biomass of the Skorospelka varieties obtained 18.4 t/ha, of green one - 72.5 t/ ha. For the Interes variety these values are 20.2 and 80.6 t/ha, respectively. Yield increase from fertilizers for Skorospelka is higher (41.2% for tops and 65.4% for tubers) than for Interes (34.5% for tops and 39.1 % for tubers). The late-ripening variety Interes stronger responds to the reduction of daylight hours; it accelerates the development by 45 days and at the same time increases productivity by 19.5-19.7%. The Skorospelka variety accelerates the development by 10 days and increases the yield by 11.1-13.3%.The maximum productivity increase for the cultivar Skorospelka is obtained against the fertilized background with 30-day shading the 10th day and 20-day shading since the 20th day. For the Interes variety it is obtained at 20-day shading since the 10th day and 10-day shading since the 20th day after seedling emergence. Against the unfertilized background both cultivars respond to the reduction of daylight hours to a lesser degree.
Keywords: Jerusalem artichoke, photoperiodism, shading, fertilizer, cultivars, background of mineral nutrition, photosynthesis, productivity.
Author Details: Z.I. Usanova, D. Sc. (Agr.), prof. (e-mail: [email protected]); M.N. Pavlov, post-graduate student For citation: Usanova Z.I., Pavlov M.N. Influence of Mineral Nutrition Background and Photoperiodism on Yield Formation of Jerusalem Artichoke Cultivars and Agrocenosis Productivity under Conditions of the Upper Volga Region. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2016. V.30. No 5. Pp. 64-68 (In Russ.).
