ИЗМЕНЕНИЕ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ АБСОРБЕНТА И РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ

CHANGE OF PHOTOSYNTHETIC ACTIVITY OF CORN DEPENDING ON APPLICATION OF ABSORBENT AND IRRIGATION MODE

Laila Tabynbaeva

doctorant PhD, Kazakh National Agrarian University,

Kazakhstan, Almaty

Meiramgul Suleimenova

doctor of Agricultural sciences, professor,

LLP «Kazakh scientific research institute of arable farming an horticulture»

Kazakhstan, Almaty

Maripbay Bekbatyrov

candidate of Agricultural sciences,

LLP «Kazakh scientific research institute of arable farming an horticulture»

Kazakhstan, Almaty

Saltanat Ospanova

 young  researcher,

LLP «Kazakh scientific research institute of arable farming an horticulture»

Kazakhstan, Almaty

АННОТАЦИЯ

В статье изучалась влияние абсорбента на фотосинтетическую деятельность кукурузы в зависимости от режима орошения. Результаты свидетельствуют о том, что применение абсорбента приводит к значительному увеличению площади листовой поверхности посева кукурузы. Аналогичная ситуация наблюдалась при формировании хозяйственно-ценной части урожая-зерна. Прибавка урожая при дефиците влаги от внесения гидрогеля нормами 10 кг/га и 20кг/га по сравнению с контролем составила 6,58 ц/га и 14,89 ц/га и в сочетании с подкормкой 6,83 ц/га, 14,93 ц/га соответственно. При оптимальной влажности почвы прибавка урожая зерна по вариантам опыта в сравнении с контролем составила 9,60 ц/га и 11,30 ц/га и в сочетании  с подкормкой 11,75 и 14,46 ц/га соответственно.

ABSTRACT

The effect of the absorbent on the photosynthetic activity of corn was studied in dependence on the irrigation regime.  The results indicate that the use of an absorbent results in a significant increase in the area of ​​the leaf surface of maize sowing.  A similar situation was observed in the formation of the economically valuable part of the crop-grain.  The addition of the crop in case of moisture deficiency from the application of hydrogel with the norms of 10 kg / ha and 20 kg / ha in comparison with the control was 6.58 c /ha and 14.89 c / ha and in combination with top dressing 6.83 c/ha, 14.93  c/ha, respectively.  With optimal soil moisture, the increment of grain yields in comparison with the control was 9.60 c/ha and 11.30      c/ha, and in combination with top-dressing 11.75 and 14.46 c/ha, respectively.

Ключевые слова: кукуруза; абсорбент; фотосинтетическая деятельность; урожайность.

Keywords: corn; absorbent; photosynthetic activity; productivity.

Кукуруза - одна из основных зерновых, кормовых культур, гарантирующих при хорошей влагообеспеченности и высоком уровне агротехники получение устойчивых высоких урожаев зерна и зеленой массы [2, с. 3].

Урожайность современных посевов в настоящее время намного ниже потенциальной фотосинтетической продуктивности агробиоценозов, заложенных генетической наследственностью. Между площадью листьев и урожайностью установлена прямая зависимость: высокие урожаи в посевах кукурузы можно получать только тогда, когда происходит быстрое формирование и нарастание ассимилирующей поверхности [4, с. 47].

Рост и развитие растений кукурузы в значительной степени зависит от благоприятного сочетания температурного режима и влагообеспеченности.

Недостаток влаги в почве и высокая температура воздуха задерживают рост растений и уменьшают их листовую поверхность, что приводит к задержке накопления сухого вещества и снижению урожайности зерна кукурузы. В результате подавления ростовых процессов замедляется отток из листьев продуктов фотосинтеза и его интенсивность резко снижается, что приводит к уменьшению общего накопления биомассы [1, с. 51].

Использование гидрофильных полимеров можно рассматривать как техническое решение, которое отвечает некоторым современным агротехническим проблемам, таким как удержание воды в почве, причем эта проблема проявляется чаще из-за увеличения чередования периодов засухи и периодов с относительно большим количеством осадков [5, с.198].

Массовое производство полимерных гидрогелей началось в конце прошлого века. В начале они были сделаны из химически модифицированного крахмала и целлюлозы, а также из других полимеров, как PVA (поливиниловый спирт) или ПЭО (полиэтиленоксид). В настоящее время они сделаны из частично нейтрализованной, слегка сшитой полиакриловой кислоты. Гидрогель имеет свойства поглощать и набухать, но не растворяется в воде [6, с. 3]. Они характеризуются способностью поглощать большие количества воды. В зависимости от качества и химического состава, гидрогели могут сохранять до 1000 раз более чистой воды, чем его сухая масса [7, с. 101].

Суперабсорбирующие  полимеры (гидрогели) - представляет собой полимер, который может поглощать и удерживать чрезвычайно большие количества жидкости по отношению к его собственной массе. Гидрогель всасывает либо влагу или органическую жидкость. Суперабсорбирующие полимеры имеют  следующие преимущества, которые считаются важными для сельского хозяйства:

- более низкие затраты на производство растений;

- адекватное  управление водными ресурсами и повышение доступности воды для растений (количество воды, как правило, используется для орошения может быть уменьшена более чем на 50%);

- повышение количества  комочков, способствующие улучшению  проницаемости и аэрации почвы;

- активная эвакуация углекислого газа из корневой зоны;

- улучшение состава микрофлоры и бактерий, содержащихся в почве;

- повышение осмотической влаги и питательных веществ, способствует интенсивному поглощению [8, с. 201].

Учитывая эти преимущества  полимеров,  в повышении эффективности использования водных источников и экономии  воды были рассмотрены в качестве основных целей  в условиях юга и юго-востока Казахстана.

Материалы и методы. Экспериментальные исследования проводились на поливных землях светло-каштановых почв Казахского института земледелия и растениеводства в 2015-2016гг.

Для определения влияния абсорбента Aquasorb на влагообеспеченность посева кукурузы на зерно исследовали два порога предполивной влажности почвы (дефицит влаги 60% и рекомендуемая 70%) и две нормы абсорбента (10кг/га, 20кг/га)  с внесением азотной подкормки в дозе N₄₅ и без подкормки. В качестве контроля служил вариант без внесения абсорбента.

Определение некоторых показателей фотосинтетической деятельности посева проводили по методике А.А. Ничипоровича и др. [3, с. 23,34].

Результаты исследования и их обсуждение. Проведение исследований по изучению влияния некоторых агротехнических приемов (азотная подкормка, дефицит влаги, и оптимальный режим орошения) и гидрогеля (в норме 10кг/га и 20кг/га) на фотосинтетичекую деятельность посевов кукурузы показало, что характер и направленность продукционного процесса был неодинаков по вариантам опыта (таблица 1).

Таблица 1.

Влияние гидрогеля на посев кукурузы на зерно, (среднее за 2015-2016гг.)

Из данных таблицы видим, что при дефиците влаги (60% от НВ) на посевах кукурузы тормозился продукционный процесс и образование площади ассимиляционной поверхности способной поглощать лучистую энергию солнца с высоким КПД, было ограничено. На вариантах опыта, размеры листьев колебались от 43,58 до 53,42 тыс.м²/га. Проведение азотной подкормки стимулировал процесс образования фотосинтезирующего органа при дефиците влаги от 45,58 до 55,05 тыс.м²/га, особенно на вариантах со внесением под посев гидрогеля 10кг/га 50,26 тыс.м²/га и 20кг/га до 55,05 тыс.м²/га, т.е. увеличение размера листа было на 4,68 и 9,44 тыс.м²/га в сравнении с контролем.

Аналогичная направленность фотосинтетической деятельности наблюдалась на оптимальном режиме орошения (70% отНВ). Так, на вариантах без подкормки размер листового аппарата на контрольном варианте (без гидрогеля) был 52,36 тыс.м²/га, а на вариантах с внесением гидрогеля они были 57,66 тыс.м²/га при внесении 10 кг/га и 20 кг/га- 59,50 тыс.м²/га, т.е. увеличение в сравнении с контролем составило-5,30 тыс.м²/га и 7,14 тыс.м²/га. Внесение азотной подкормки обеспечило дальнейшее увеличение размера листовой поверхности до 56,78 тыс.м²/га на контроле и на опытных вариантах до 62,44 и 64,56 тыс.м²/га соответственно. Отсюда видим, что увеличение площади листового аппарата на (5,66 тыс.м²/га и 7,78 тыс.м²/га) от внесения гидрогеля, очевидно.

Влияние гидрогеля на накопление сухого биологического урожая в процессе фотосинтеза, также указывает на положительную роль ее в продукционном процессе. При дефиците влаги (60% от НВ) образование сухой биомассы на контрольном варианте составило 164,47 ц/га, а при внесении гидрогеля пониженной нормы  10кг/га была 170,53 ц/га и двойной нормой 20 кг/га, она возростала до 178,05 ц/га, т.е. прибавка составила 6,02 ц/га и 13,58 ц/га.

Внесение азотной подкормки в дозе N₄₅ оказало  положительное влияние на создание сухой биомассы на контроле до 167,41 ц/га, а на опытных вариантах превышение составило 6,97 и 16,12 ц/га соответственно.

В условиях дефицита влаги, отзывчивость растений кукурузы на внесение гидрогеля была более существенной, особенно при повышенной ее норме (20 кг/га).

Накопление сухого биологического урожая без подкормки до 189,56 ц/га, 192,04 ц/га и с подкормкой до 199,70 ц/га и 202,32 ц/га соответственно.

Урожай зерна кукурузы при дефиците влаги на контроле составил 72,71 ц/га и с внесением гидрогеля в норме 10 кг/га 79,29 ц/га и 20 кг/га-87,60 ц/га, а с подкормкой 77,06 ц/га на контроле и 83,89 ц/га, 91,99 ц/га соответственно. Прибавка урожая от внесения гидрогеля нормами 10 кг/га и 20кг/га составила 6,58 ц/га и 14,89 ц/га по сравнению с контролем и в сочетании с подкормкой 6,83 ц/га, 14,93 ц/га соответственно. При оптимальной влажности почвы прибавка урожая зерна по вариантам опыта составила 9,60 ц/га и 11,30 ц/га и в сочетании  с подкормкой 11,75 и 14,46 ц/га соответственно.

Таким образом видно, насколько эффективно действие гидрогеля в условиях орошаемого земледелия.

Список литературы:

1. Беляева А.А. Продуктивность кукурузы на зерно в зависимости от приемов возделывания на черноземах Саратовского Правобережья : дисс. ... канд. с.-х. наук : 06.01.09.-Саратов, 2003. -186 c.
2. Мордвинкин С.А. Влияние норм высева и режимов орошения на урожайность семян гибрида кукурузы РОСС 272 АМВ в условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья: автореф. ... канд. с.-х. наук: 06.01.09.-Волгоград, 2006.-24 с.
3. Ничипорович А.А., Строганова Л.Е., Члюра С.Н., Власова Г.П. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах.-М.,1961.-130с.
4. Петров Н.Ю., Плотников В.Н., Ефремова Е.Н.. Фотосинтетическая деятельность кукурузы в зависимости от установленных режимов орошения и густоты стояния//Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2012.- Т. 33. №1-1.- c.47-49.
5. Табынбаева Л. К., Кененбаев С. Б., Сулейменова М. Ш., Бекбатыров М. Б.  Фотосинтетическая деятельность  и продуктивность кукурузы на зерно  при внесении абсорбента «Аquasorb» // Известия НАН РК.Серия аграрных наук.-  2017. - № 3.- c.198-204.
6. Elliot M. Superabsorbent Polymers, BASF AG, Ludwigshafen, Germany. 2004. -13p.
7. Glados S. and Maciejewski M., Hydrogels synthesis and applications. Wiadomosci Chemiczne, 1998, 52, - p.101-124.
8. Orzeszyna H., Garlikowski D., and Pawlowski A. Using of geocomposite with superabsorbent synthetic polymers as water retention element in vegetative layers. Intenational Agrophysics, 2006, 20, - p.201-206.