Влияние почвенных и погодных условий на фотосинтетический потенциал и продуктивность сои

Абиотические факторы (свет, температура, осадки и др.) играют ведущую роль в формировании уровня фотосинтетической продуктивности сельскохозяйственных культур. Вся генетическая информация, определяющая потенциал продуктивности и другие качества посевов, реализуется в онтогенезе – в процессах роста и репродуктивного развития. Вместе с тем, рост и развитие – интегральное выражение многочисленных сложных физиологических процессов, таких как фотосинтез, водообмен, питание и др. с последующим анализом указанных процессов и явлений – имеет исключительное значение для изучения динамики формирования параметров продуктивности растений, выращенных в определенных агрометеорологических условиях [1, 2, 3].
Посевы полевых культур, в том числе и сои, – могучие фотосинтезирующие системы, которые по возможности поглощать солнечную энергию намного (в 2–5 раз) превышают естественные угодья, в том числе луга, пастбища и лесные насаждения. Фотосинтез – основной источник формирования биомассы растений. Он также обеспечивает энергией все процессы роста, обмена энергии. Оптимальная площадь листовой поверхности (40–60 тыс. м2/га) должна приходиться на период активной вегетации растений. Эффективность фотосинтеза каждого отдельного растения, как и агроценоза в целом, обусловлена большим количеством факторов. Формирование урожая сельскохозяйственных культур является результатом фотосинтеза, в процессе которого из простых веществ образуются богатые энергией сложные и разнообразные по химическому составу органические соединения. Как известно, интенсивность накопления органического вещества зависит от площади листовой поверхности (ПЛП), определяемой биометрическими параметрами растений и, в значительной степени, зависящей от режима их питания, а также продолжительностью активной деятельности листьев. Мощность ассимиляционного аппарата и продолжительность его работы является решающим фактором продуктивности фотосинтеза, обуславливающим количественные и качественные показатели урожая. На формирование фотосинтетического потенциала (ФСП) посевов влияют как биотические, так и абиотические факторы. Биотические факторы – это срок сева, норма и глубина высева, обработка почвы, система удобрения, регуляторы роста и др., способствуют использованию абиотических факторов – солнечного света, осадков, а также уменьшению негативного влияния экстремальных показателей влажности воздуха и почвы [4–6]. Листья – основной орган фотосинтеза, хоть частично эту роль выполняют также зеленые стебли, соцветия в начале их образования и даже корни (например, опорные корни у кукурузы). Для оптимального прохождения фотосинтеза посев должен иметь определенную площадь листовой поверхности – ключевой параметр, отражающий материальный и энергетический обмен в процессах фотосинтеза и питательных веществ растений в агроэкосистемах, прогнозирования их роста и продуктивности в конкретных агрометеорологических условиях. Ее можно считать мерой фотосинтезирующей биомассы [4, 5]. Избыточная влага почвы, как и ее недостаток, влияет на рост растений и развитие семян сои; при этом стресс, вызванный как избытком почвенной влаги, так и ее недостатком приводит к снижению содержания азота, фосфора, калия, кальция, магния и меди в листьях сои. Это может привести к ухудшению роста растений, снижению показателей площади листовой поверхности и фотосинтетического потенциала [6]. Поскольку основу продуктивности растений составляют продукты фотосинтеза, а его эффективность зависит от генетических особенностей, экологических факторов среды и применяемых агротехнических приемов, то изучение почвенно-агрометеорологического потенциала условий возделывания сои и установление его влияния на изменчивость фотосинтетической деятельности данной культуры обуславливают актуальность проводимых исследований.

1. Земледелие / П. И. Никончик, А. Ч. Скируха, С. С. Небышинец [и др.]; под ред. П. И. Никончика. – Минск: ИВЦ Минфина, 2014. – 584 с.

2. Головина, Е. В. Физиологические особенности сортов сои северного экотипа, возделываемых в условиях ЦЧР / Е. В. Головина, А. А. Зеленов // Аграрная наука. – 2020. – № 11–12. – С. 89–96.

3. Головина, Е. В. Влияние погодных условий на продукционный процесс у сортов сои северного экотипа / Е. В. Головина, В. И. Зотиков // Сельскохозяйственная биология. – 2013. – Т. 48. – № 6. – С. 112–118.

4. Гавриленко, В. Ф. Большой практикум по фотосинтезу: учеб. пособие для студ. вузов / В. Ф. Гавриленко, Т. В. Жигалова; под ред. И. П. Ермакова. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 256 с.

5. Гарбар, Л. А. Формирование площади листовой поверхности гибридов подсолнечника под влиянием минерального удобрения / Л. А. Гарбар, Т. В. Ковтун // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – № 11(169). – 2018. – С. 19–24.

6. Ничипорович, А. А. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах / А. А. Ничипорович, Л. Е. Строганова, М. П. Власова. – М.: АН СССР, 1969. – 137 с.

7. Методика крупномасштабного агрохимического и радиационного обследования почв сельскохозяйственных земель Республики Беларусь / И. М. Богдевич, В. В. Лапа, Н. Н. Цыбулько [и др.]; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т почвоведения и агрохимии. – Минск : Ин-т системных исследований в АПК НАН Беларуси, 2020. – 45 с.

8. Методические указания по почвенно-геоботаническим и агрохимическим крупномасштабным исследованиям в БССР / Н. И. Смеян, И. Н. Соловей; под ред. Н. И. Смеяна. – Минск: Ураджай, 1973. – 299 с.

9. ТКП 2018 (33520) Кадастровая оценка сельскохозяйственных земель. Технология работ / РУП «Проектный институт Белгипрозем». – Минск. – 2018. – 133 с.

10. Агрофизические методы исследования почв / С. И. Долгов, А. И. Мичманова, С. А. Модина [и др.]; под общ. ред. С. И. Долгова. – М.: Наука, 1966. – 260 с.

11. Вадюнина, А. Ф. Методы исследования физических свойств почв (учебное пособие для ВУЗов) / А. Ф. Вадюнина, З. А. Корчагина // 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986. – 416 с.

12. Зерновой соевый союз ПФО [Электронный ресурс]. – URL: https://soya-pfo.ru/ (дата обращения: 09.06.2023).

13. Основные фазы роста и развития сои, особенности агротехнологических мероприятий [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://vniimk.ru/press/news/osnovnye-fazy-rosta-i-razvitiya-soi-i-osobennosti-agrotekhno-logicheskikh-meropriyatiyv-zavisimosti (дата обращения: 24.02.2023).

14. Индекс листовой поверхности: методы полевых инструментальных измерений и использование материалов дистанционного зондирования / Е. И. Голубева, М. В. Зимин, О. В. Тутубалина [и др.] // Экология. Экономика. Информатика. Серия Геоинформационные технологии и космический мониторинг. – № 5. – Т. 2. – 2020. – С. 70–74.

15. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. – М.: Колос, 1965. – 423 с.

16. Агроэкологические особенности возделывания сои в Беларуси / О. В. Матыченкова, Т. Н. Азарёнок, Д. В. Матыченков, С. В. Дыдышко // Актуальные проблемы почвоведения, экологии и земледелия: сб. докл. XVIII Междунар. науч.-практ. конф. Курского отделения МОО «Общество почвоведов им. В. В. Докучаева», г. Курск, 26–28 апр. 2023 г. – Курск: ФГБНУ «Курский ФАНЦ», 2023. – С. 196–200.

17. Архив метеорологических данных [Электронный ресурс]. – URL: http://www.pogodaiklimat.ru/monitor.php?id=26850/ (дата обращения: 21.10.2024).