Вплив абіотичних факторів на виробництво цукрових буряків

Найпростіші характеристики вегетаційного періоду зазвичай включають середні температури та загальну кількість опадів на місячному кроці. З точки зору загальної ретроспективної точки зору вегетаційного періоду, це достатня інформація, але її вже недостатньо для більш детального аналізу виробничого процесу. У зведених даних різні конкретні або екстремальні події, на які впливала агроекосистема один раз або в короткий термін, зникають.

Загалом, оптимальними умовами вирощування є ті, де рослини не страждають від дефіциту, а також від надлишку ресурсів, необхідних для їх зростання, і не пошкоджуються фітопатогенними факторами. У цьому сенсі стрес - це будь-яке відхилення від оптимуму і негативно впливає на виробничий процес. Основні абіотичні фактори, які можуть впливати на рослини протягом вегетаційного періоду, в основному пов’язані з температурою повітря, водним режимом та харчуванням рослин. Біотичні фактори спричинені тиском хвороб та шкідників цукрових буряків. Ідеальна крива зростання буде очищена від таких наслідків. Він базувався б виключно на надходженні енергії в агросистему у вигляді поживних речовин, опадів та тепла в їх ідеальному співвідношенні та перетворенні цієї енергії рослинами в органічну речовину в сухій речовині. Результатом буде максимальний теоретично можливий урожай. Однак цього ідеального стану в реальних умовах досягти неможливо.

Деякі стресові фактори діють один раз або на короткий час, і рослини з ними стикаються більш-менш. Однак, чим довше або частіше вони діють на рослини, тим більше вони поглиблюють кінцеві втрати біомаси та посівів. Їх виникнення або їх поєднання викликає у рослин різні типи та активізує захисні механізми з метою збереження основних процесів життєдіяльності. На рівні обміну речовин відбувається зміна активності ферментів, на рівні листків отвори закриваються, прагнучи зменшити надмірне випаровування, на рівні рослин листя гине. Зменшення розмірів листкового апарату в подальшому призводить до зменшення фотосинтезу та порушення балансу системи "раковина - джерело". Цукровий буряк характеризується високою швидкістю регенерації після відновлення сприятливих умов. Однак критичні періоди радикально знижують врожайність, оскільки джерелом енергії та речовин для регенерації є цукор у кущі.

Поява тропічних ночей, коли температура не опускається нижче 20 ° C, призводить до посилення дихання рослин, тобто споживання цукру, що накопичується в бульбі.

Зразковою системою вирощування цукрових буряків було обрано зразкову агроекосистему. Сорт TATRY (SESVanderHave) був використаний для посіву 120 000 рослин на гектар. Під час передпосівної підготовки суперфосфат (28 кг.га -1 фосфору), сульфат калію (83 кг.га -1 калію) та перша доза азоту у вигляді LAV 27% (60 кг.га - 1) були внесені в грунт. Органічні добрива не використовували. 27% LAV (60 кг. Га -1) знову використовували для підживлення рослин азотом у фазі 6-10 листків.

Дати проведення агротехнічних операцій наведені в таблиці 1. Польовий експеримент відбувся у 2013 - 2015 роках у Науково-дослідному інституті РІП у Боровцях.

Таблиця 1: Основні експериментальні дані.

За відсутності екстремальних умов протягом вегетаційного періоду на ріст буряків суттєво впливає температура повітря та збільшення біомаси та сухої речовини відповідно. цукор має регулярний характер. Щоб спростити проблему, стресові явища рослин через брак доступних поживних речовин та біотичні стреси були максимально усунені під час польових випробувань. Хімічний захист рослин був належним чином встановлений та ефективний. Огляд використовуваних речовин наведено в таблиці 2.

Таблиця 2: Захист рослин.

Крива зростання накопичення сухої речовини цукрових буряків була побудована за допомогою програмного засобу Aquacrop (FAO). Він уже враховує конкретні ґрунтові умови експериментальної ділянки і ґрунтується на метеорологічних даних, отриманих щоденним кроком від лізиметричної станції (середня, мінімальна та максимальна температура повітря, опади, швидкість вітру, вологість). Для калібрування фізіологічних параметрів моделі використовували виміряні значення з польового експерименту (листяний покрив, регулярний моніторинг приросту сухої речовини, індекс збору, фенологія та інші).

Усі періоди вегетації були діаметрально різними по ходу опадів і температури (графіки 1 і 2). Найбільш сприятливі умови були зафіксовані в 2014 році, а найменш придатні в 2013 році. Остаточний урожай цибулин у кількості 75,93 також відповідав цьому; 96,11 та 81,43 т. Га -1. Біомаса та врожай бульб на малюнках показаний у сухій речовині.

Графік 1: Середня температура повітря (° C).

Графік 2: Загальна кількість опадів (мм).

Графік 3: Сукупна температура підвищується під час сівби та під час вегетації (° C).

Що стосується накопичення тепла екосистемами, то 2014 та 2015 роки були дуже схожими (графік 3). Розподіл опадів та періоди з низькими температурами були вирішальними. Потенціал виробництва біомаси, як правило, був вищим, ніж у першому експериментальному 2013 році, який також демонстрував дефіцит опадів.

Графік 4: Сукупна загальна кількість опадів під час сівби та під час вегетації (мм).

Водний стрес, відповідно дефіцит води в навколишньому середовищі порушує водний баланс рослин і є джерелом нерівності між водозабором та потребами рослин у вегетацію. Це різко обмежує фізіологічні процеси, що знову проявляється у сповільненому виробництві біомаси. В основному це пов’язано з метеорологічними факторами, але сукупність внутрішніх факторів буряка тут відіграє певну роль - стійкість (толерантність або стійкість) до посухи.

Візуалізація виникнення деяких абіотичних стресів та їх проявів на рослинах свідчить про уповільнення виробництва біомаси у критичні періоди часу. Прояви дефіциту води в прикореневій зоні поділяють на три категорії. У першій половині вегетаційного періоду, коли інтенсивно додається нове листя, перший дефіцит води виявляється короткочасним уповільненням розвитку площі листя. Розрахунки базуються на зміні вмісту вологи в ґрунті в активній кореневій зоні. Чим глибше коренева система, тим товщі шару ґрунту, доступного для рослин. Посуха в поверхневих шарах ґрунту компенсується наявною водою з глибинних шарів. Тому цей період, як правило, дуже короткий (рис. 2-А, 3-А). Протягом вегетаційного періоду коренева система досягає максимальної глибини і «компенсаторна здатність» середовища зникає. Якщо в ґрунті достатньо запасів води, то нічого вирішити. Однак, якщо він відсутній, вентиляційні отвори закриваються в оборонних механізмах, намагаючись обмежити випаровування та встановити економічний режим (рис. 1-B, 2-B, 3-B). Коли дефіцит поглиблюється до такої міри, що показники вологості ґрунту наближаються до точки в’янення, тоді такі симптоми, як напр. зниження тургору клітин, в’янення, пожовтіння до загибелі листя (рис. 2-С, 3-С).

Рис.1 - Візуалізація абіотичних стресів, 2013.

Рис.2 - Візуалізація абіотичних стресів, 2014 рік.

Рис.3 - Візуалізація абіотичних стресів, 2015 рік.

Чим довше триває сприятливий і теплий період, тим більший потенціал для хорошого врожаю. Дія холоду в кінці вегетації поступово закінчує ріст буряків. Інтенсивність фотосинтезу та засвоєння речовин зменшується і переважають процеси, в яких рослини починають споживати цукор із цибулин. Ранній початок низьких температур радикально зменшує зростання біомаси (рис. 1-D, 2-D, 3-D).

Висота врожаю відображає стан та здоров’я бурякових насаджень протягом відповідного періоду вегетації та одночасно його характерний перебіг. Двома основними стовпами реакції рослин на зовнішні умови навколишнього середовища є зростання та реакція на біотичні та абіотичні стреси. Обидва ці процеси взаємодіють між собою, оскільки здатність цукрових буряків справлятися зі стресовими факторами відбувається за рахунок зростання і навпаки.

Автори: Ing. К. Хрчкова 1, інж. Н. Британак 2, к.е.н., інж. R. Hašana 1, PhD, 1 VÚRV Piešťany, 2 VÚTPHP Banská Bystrica, Регіональний науково-дослідний інститут Liptovský Hrádok

• Зелена їжа та її вплив на наше здоров’я Боніпо
• Підвищення врожайності та якості цукрових буряків AGROBIOSFER
• Вплив Місяця на наше здоров’я та сад чесної їжі
• 20 найбільших помилок, які загрожують нашому здоров’ю
• Вплив складу тіла на артеріальний тиск у студентів ВНЗ