Глава 5 Морфофизиологические параметры конкурентоспособности культурного компонента в условиях засорения зерновых агрофитоценозов

Уровень конкуренции растений определяется многими факторами: интенсивностью нарастания надземной массы, уровнем их фотосинтетической активности, площадью листовой поверхности и др. (Жученко, 2000).

Нами на стандартных сортах зерновых культур изучены показатели, характеризующие их конкурентоспособность в условиях засорения – высота растений и площадь листьев растений в условиях трех почвенно-климатических зон.

Установлено, что в северной лесостепной и степной почвенно-климатических зонах различия по высоте растений у изучаемых зерновых культур в чистом и засоренном агрофитоценозах были недостоверными, а в южной лесостепной зоне – достоверными. Здесь наибольшей конкурентоспособностью в отношении данного показателя в условиях засорения характеризовалась озимая рожь.

Во всех почвенно-климатических зонах независимо от агрометеорологических условий лет исследования площадь листьев в засоренном агрофитоценозе была ниже соответствующего показателя в чистом от сорных растений агрофитоценозе.

В условиях северной лесостепной подзоны по уровню развития площади листьев в засоренном агрофитоценозе большей конкурентоспособностью характеризовался яровой ячмень по сравнению с яровой пшеницей.

По уровню развития площади листьев в условиях южной лесостепи в засоренном агрофитоценозе конкурентоспособность зерновых культур в наших исследованиях возрастала в следующем порядке: яровая пшеница, яровой ячмень, овес посевной, озимая рожь.

В степной зоне в отношении показателя площади листьев конкурентоспособность зерновых культур возрастала в следующем порядке: яровая пшеница, яровой ячмень, овес посевной.

В течение 2003 – 2005 гг. мы проводили изучение формирования листовой поверхности и фотосинтетического потенциала 12 сортов яровой пшеницы двух групп спелости в условиях засорения.

В среднем за годы исследований наибольшей конкурентоспособностью за счет увеличения площади листьев и фотосинтетического потенциала в группе среднеранних сортов выделился сорт Тулунская 12, а в группе среднеспелых - СКЭНТ 3.

Изучение структуры урожайности сельскохозяйственных культур дает возможность выделить те элементы, которые главенствуют в определении урожайности в конкретных почвенно-климатических условиях.

Нами были изучены следующие элементы структуры урожайности: число продуктивных стеблей, количество зерен в колосе и масса 1000 зерен.

Число продуктивных стеблей и масса 1000 зерен в засоренных агрофитоценозах зерновых культур по сравнению с чистыми от сорных растений в условиях северной лесостепной подзоны достоверно снизились.

В засоренном агрофитоценозе в среднем за годы исследований урожайность яровой пшеницы достоверно снизилась на 40 г/м² по сравнению с чистым от сорных растений, а ярового ячменя недостоверно - на 33 г/м², что говорит о более высокой конкурентоспособности ярового ячменя в условиях засорения в северной лесостепи (рис.4).

Рис. 4 Урожайность яровой пшеницы и ярового ячменя в зависимости от засоренности агрофитоценозов (северная лесостепь), 1999 – 2006 гг.

В условиях южной лесостепной подзоны при изучении урожайности зерновых культур и элементов ее структуры, нами установлено, что условия засорения также достоверно снизили число продуктивных стеблей и массу 1000 зерен.

Озерненность колоса (метелки) снижалась незначительно у всех зерновых культур, за исключением овса посевного, где снижение было достоверным и составило 16 шт. зерен на одну метелку.

Наибольшее достоверное снижение урожайности в условиях засорения нами отмечено в агрофитоценозах яровой пшеницы (на 79 г/м²), а минимальное недостоверное – озимой ржи (на 28 г/м²) (рис.5).

Исходя из урожайности зерновых культур и величины ее снижения в условиях засорения в южной лесостепи, зерновые культуры по возрастанию конкурентоспособности к засорению можно расположить в следующем порядке: яровая пшеница, овес посевной, яровой ячмень, озимая рожь.

В степной зоне при изучении урожайности зерновых культур и элементов ее структуры, нами установлено, что условия засорения также достоверно снизили число продуктивных стеблей и массу 1000 зерен. Озерненность колоса достоверно снижалась только у яровой пшеницы и овса посевного.

Рис. 5 Урожайность зерновых культур в зависимости от засоренности агрофитоценозов (южная лесостепь), 1999 – 2006 гг.

Максимальное достоверное снижение урожайности отмечено у яровой пшеницы (на 36 г/м²), а минимальное недостоверное – у овса посевного (на 24 г/м²) (рис. 6).

Рис. 6 Урожайность зерновых культур в зависимости от засоренности агрофитоценозов (степная зона), 1999 – 2006 гг.

Таким образом, исходя из урожайности и элементов ее структуры в чистых от сорняков и засоренных агрофитоценозах, зерновые культуры в условиях степной зоны по возрастанию конкурентоспособности в условиях засорения можно расположить в следующем порядке: яровая пшеница, яровой ячмень, овес посевной.

Анализ отдельных элементов, слагающих урожай, дает возможность целенаправленно создавать сорта с желательной структурой для конкретных агроэкологических зон.

Проанализировав показатели урожайности и элементов ее структуры у среднеранних сортов яровой пшеницы в условиях северной лесостепи за 2003 – 2005 гг., можно отметить, что у большинства сортов наблюдается снижение их значений в условиях засорения (табл. 3).

Таблица 3 Урожайность и элементы ее структуры в агрофитоценозах среднеранних сортов яровой пшеницы в зависимости от засоренности посевов (северная лесостепь), 2003 – 2005 гг.

В условиях засорения незначительно снизили урожайность, такие сорта, как Тулунская 12 и СКЭНТ 2. Кроме того, сорт СКЭНТ 2 как в чистом, так и в засоренном агрофитоценозах имел самую высокую урожайность, что говорит о его высокой конкурентоспособности по сравнению с другими среднеранними сортами.

Расчет экологической стабильности сортов по величине их урожайности показал, что она характеризуется средней величиной у всех сортов, кроме сорта Новосибирская 15 независимо от типа засорения агрофитоценоза. Сорт Новосибирская 15 в условиях засорения характеризуется снижением экологической стабильности (А_s = 42,3, чистый агрофитоценоз; 38,9 – засоренный агрофитоценоз).

Проанализировав показатели урожайности и элементов ее структуры у среднеспелых сортов яровой пшеницы за 2003 – 2005 гг., можно отметить, что у большинства сортов также наблюдалось снижение их значений в условиях засорения, причем более значительное, чем у среднеранних сортов (табл. 4).

Минимальное снижение урожайности в зависимости от засоренности агрофитоценоза отмечено нами у сорта Авиада. Этот же сорт характеризуется и наибольшей урожайностью как в чистом, так и засоренном агрофитоценозе, что говорит о его высокой конкурентоспособности по сравнению с другими среднеспелыми сортами.

Расчет экологической стабильности сортов по величине их урожайности не выявил ее изменения в зависимости от типа засорения. При этом данный показатель был более высоким у всех среднеспелых сортов по сравнению со среднеранними.

Как в чистом, так и в засоренном агрофитоценозе высоким значением этого параметра характеризуются сорта Тюменская 80, Авиада, СКЭНТ 3, СКЭНТ 1, а средние - отмечены у сортов Лютесценс 70 и Ильинская.

В наших исследованиях мы изучали зависимость между урожайностью сортов яровой пшеницы различных групп спелости и параметрами засоренности агрофитоценоза.

Таблица 4 Урожайность и элементы ее структуры в агрофитоценозах среднеспелых сортов яровой пшеницы в зависимости от засоренности посевов (северная лесостепь), 2003 - 2005 гг.

Сорт	Число продуктивных стеблей, шт./м2		Число зерен в колосе, шт.		Масса 1000 зерен, г		Урожайность, г/м2		Экологическая стабильность (Аs)
	чистый	засоренный	чистый	засоренный	чистый	засоренный	чистый	засоренный	чистый	засоренный
Тюменская 80 (с-т,ямечено ости от сортовтотЧенозе зоне.ниентоспособности в условиях засорения	502	454	22	20	33,0	30,0	320	302	69,8	64,9
Авиада	581	513	34	29	30,6	28,3	416	394	64,1	63,9
Лютесценс 70	463	379	22	20	33,0	31,7	332	284	57,2	56,9
Чернява 13	398	356	23	20	37,5	36,0	283	253	56,2	55,3
Ильинская	483	379	20	18	37,8	37,3	318	285	60,1	60,3
Икар	375	350	26	25	40,1	37,9	286	259	59,1	58,5
Скэнт 1	507	382	24	22	35,2	34,1	342	286	64,7	62,4
Скэнт 3	478	385	24	21	38,0	36,6	369	332	63,4	64,6
НСР 05 (частные различия)	47		6		5,8		55
НСР05 А (годы)	32		4		4,2		36
НСР05 В (сорт)	21		3		2,5		25
НСР05 С (тип агрофитоценоза)	20		2		1,9		20

Расчет коэффициентов корреляции показал, что на урожайность сортов яровой пшеницы в большей степени отрицательно влияет в условиях засорения биомасса сорных растений, а не их численность (табл. 5).

Корреляционная зависимость урожайности с элементами ее структуры в агрофитоценозах яровой пшеницы и ярового ячменя показала, что наибольшее влияние на ее формирование в условиях северной лесостепной подзоны оказывает масса 1000 зерен (табл. 6).

Таблица 5 Связь урожайности среднеранних и среднеспелых сортов яровой пшеницы с параметрами засоренности агрофитоценозов (северная лесостепь)

В степной почвенно-климатической зоне (Северный Казахстан) по данным корреляционного анализа наиболее сильная положительная достоверная зависимость урожайности зерновых культур отмечена нами с числом зерен в колосе (метелке), как в чистом, так и в засоренном посевах (табл. 8).

Таблица 7 Связь урожайности зерновых культур с элементами ее структуры в чистом и засоренном посеве (южная лесостепь)

Элементы структуры урожайности	Коэффициент корреляции
	яровая пшеница (сорт Лютесценс 70)		яровой ячмень (сорт Ача)		овес посевной (сорт Мегион)
	чистый посев	засоренный посев	чистый посев	засоренный посев	чистый посев	засоренный посев
Число продуктивных стеблей, шт./м2 Число зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г	0,52 ± 0,19* 0,34 ± 0,22 0,41 ± 0,21	0,40±0,21 0,20 ±0,22 0,24 ±0,22	0,63±0,17* 0,20±0,22 0,38±0,21	0,31±0,22 0,16±0,23 0,25±0,22	0,33±0,22 0,60±0,17* 0,28±0,22	0,21±0,22 0,46±0,20* 0,25±0,22

* - достоверно при t₀₅
Таблица 8 Связь урожайности зерновых культур с элементами ее структуры в чистом и засоренном посеве (степная зона)

Элементы структуры урожайности	Коэффициент корреляции
	яровая пшеница (сорт Целинная 3С)		яровой ячмень (сорт Арна)		овес посевной (сорт Бистик)
	чистый посев	засоренный посев	чистый посев	засоренный посев	чистый посев	засоренный посев
Число продуктивных стеблей, шт./м2 Число зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г	0,42 ± 0,21 0,74 ± 0,16* 0,51 ± 0,20*	0,30 ±0,22 0,50±0,20* 0,24 ± 0,22	0,45 ± 0,20* 0,78 ± 0,18* 0,40 ± 0,21	0,32 ±0,22 0,55±0,19* 0,30±0,22	0,25±0,22 0,65±0,17* 0,20±0,22	0,21±0,22 0,40±0,21 0,15±0,23

* - достоверно при t₀₅
Анализируя корреляционные зависимости между урожайностью и элементами ее структуры у сортов зерновых культур в различных почвенно-климатических зонах в чистом и засоренном агрофитоценозах, можно отметить, что условия засорения приводят к снижению тесноты связей между анализируемыми признаками независимо от почвенно-климатических зон и культуры.