В экспериментах Ивановской опытно-селекционной станции при выращивании сахарной свеклы в вегетационных сосудах на различных почвах сахаристость корнеплодов колебалась от 15,3 до 20,5%, а содержание в них общего азота - от 0,873 до 1,318 %, в том числе вредного азота - от 0,, 195 до 0,437 %.
При удобрении свеклы одинаковыми элементами минерального питания и уменьшении влажности почвы количество сахара в сырой массе корнеплода увеличивается, но в сухом веществе - снижается, а азота - повышается. При выращивании сахарной свеклы на малогу-мусном выщелоченном черноземе при влажности почвы 60% от наименьшей влагоемкости содержание сахара в сырой массе корнеплода составило 18,3%, в сухом веществе - 73 и общего азота - 0,695, а при влажности почвы 30% - соответственно 19,2; 70,8 и 0,992%. Установлено, что при избыточном внесении под сахарную свеклу минерального азотного удобрения в корнеплодах увеличивается количество азота и других несахаров.
С увеличением площади питания сахаристость корнеплодов снижается, тогда как доля азота и золы в них возрастает.
Например, в экспериментах Льговской опытно-селекционной станции при густоте насаждения сахарной свеклы 89 тыс. растений на 1 га в корнеплодах содержалось сахара 18 %, общего азота - 0,174 и золы - 0,730 % сырой массы, а при густоте насаждения 59 тыс. растений на 1 га - соответственно 16.5, 0.214 и 0.779 %.
При уменьшении густоты насаждения растений увеличивается площадь питания каждого растения, а следовательно, возрастает количество воды и питательных веществ, приходящихся на одно растение. Все это способствует более интенсивному процессу роста, в результате чего формируются крупные корнеплоды, вызревание которых замедляется.
Условия роста и развития
1.Водный режим
Исследования, проведенные в последние годы, показали, что водный режим определяется главным образом обменом веществ в растении. Вода и протоплазма рассматриваются как единая структурированная система. Водородные связи между молекулами воды и белка определяют гидратацию белковых веществ протоплазмы, которая повышает структурированность воды, в результате чего ее подвижность уменьшается.
Состояние воды не только в клетке, но и в протоплазме неоднородно и изменчиво. В клетке различают связанную и свободную воду (отнимаемую 64%- ной или 32%-ной сахарозой). От состояния воды в клетке зависят физиологические процессы и биохимические реакции в ней. Имеются определенные зависимости между содержанием разных фракций воды в растении, обменом веществ и продуктивностью свеклы. В результате исследований, проведенных лабораторией физиологии ВНИС, установлено, что в листьях сортов сахарной свеклы урожайного направления больше общей и свободной воды, чем у сортов сахаристого направления. Последние характеризуются большим содержанием связанной воды.
В корнеплодах в расчете на сырую массу не обнаружено значительных сортовых различий по количеству воды разных фракций. В пересчете же на сухое вещество в корнеплодах сортов урожайного направления связанной воды больше, чем в корнеплодах сортов сахаристого направления, что обусловлено более высоким содержанием в корнеплодах первой группы сортов несахаристых веществ (коллоидов и др.). В листьях больше связанной воды, чем в корнеплодах, поскольку в последних меньше коллоидов и белка, связывающих воду.
Установлено, что при длительном периоде высоких температур и периодическом снижении относительной влажности воздуха и почвенной засухи в листьях сортов свеклы как урожайного, так и сахаристого направления содержание свободной воды уменьшалось до 22-23 %, а отношение свободной воды к связанной составляло всего 0,33-0,36. В результате этого нарушились физиологические функции листьев - на свету вместо процесса ассимиляции происходило выделение СО2, патологически усиливалось дыхание, что отрицательно отражалось на урожайности.
У сортов Янаш сахаристого направления при влажности почвы 60 % наименьшей влагоемкости (НВ) разница между свободной и связанной водой составляла 3-8 %, при влажности почвы 40 % НВ – 6-24 %. Сбор сахара в первом случае был значительно меньше, что обусловлено неблагоприятным влиянием большого количества свободной воды. При этом была меньше и интенсивность фотосинтеза. У сортов Рамонская 06 урожайно-сахаристого направления более высокая интенсивность фотосинтеза отмечалась при режиме влажности почвы 60 % НВ, т. е. при большем содержании свободной воды. Приведенные примеры некоторых исследований свидетельствуют о том, что физиологические процессы в растениях протекают нормально только при определенном количестве свободной и связанной воды.
Сахарная свекла - растение относительно засухоустойчивое, На создание единицы сухого вещества она расходует значительно меньше воды, чем пшеница, ячмень, гречиха, картофель и ряд других культур. Транспирационный коэффициент (количество воды в г, расходуемое на накопление 1 г сухого вещества) у некоторых сельскохозяйственных культур приведен ниже.
Культура Транспирационный коэффициент
Просо 203
Кукуруза 368
Сахарная свекла 397
Пшеница яровая 513
Ячмень 534
Гречиха 578
Овес 597
Картофель 638
Рис 710
Горох 788
Клевер 797
Люцерна 831
Кострец безостый 1016
Транспирационный коэффициент - непостоянная величина, зависящая от влажности почвы, содержания в ней питательных веществ, сорта, высоты урожайности, температуры и относительной влажности воздуха и других факторов.
Относительная засухоустойчивость сахарной свеклы по сравнению с засухоустойчивостью других культур связана не только с ее анатомо- физиологическими свойствами. Она обусловливается и мощной, хорошо развитой корневой системой, что позволяет растениям использовать влагу из глубоких слоев почвы. Кроме того, свекла характеризуется длинным вегетационным периодом и может усваивать поздние летние осадки. В связи с этим в годы с недостаточным количеством осадков у свеклы наблюдается относительно меньшее снижение урожайности, чем у многих других культур.
Поскольку сахарная свекла образует большую массу органического вещества, она требовательна к содержанию воды в почве. Растение при массе корнеплода 400-500 г расходует на транспирацию за вегетационный период 30- 35 л воды. На единицу урожая сахарной свеклы требуется 70-80 единиц воды (коэффициент водопотребления - расход воды на единицу продукции, м3/т). Таким образом, при урожае 40-50 т/га свекла в течение вегетации испаряет из почвы 3000-4000 т воды. Следует иметь в виду, что за это время непосредственно почвой также испаряется влага, которая составляет 25-30% количества, расходуемого растением на испарение.
Оптимальная влажность почвы для роста и развития сахарной свеклы – 60- 70 % НВ. Следует отметить, что в зависимости от концентрации почвенного раствора, погодных условий, сорта и других факторов наибольшую урожайность корнеплодов получают не при одной и той же влажности. Сахаристость же корнеплодов свеклы с уменьшением влажности до определенного предела несколько повышается. Различная обеспеченность растений водой сказывается на морфологии корнеплода. При недостатке влаги в почве развивается удлиненный корнеплод, при избыточном увлажнении он приобретает укороченную округлую форму. Разные сорта сахарной свеклы неодинаково реагируют на степень увлажнения почвы. Отмечено, что относительно большей засухоустойчивостью характеризуются сорта Ивановской опытно-селекционной станции и ВсеросНИИСС.
Степень обеспеченности растении водой влияет не только на продуктивность сахарной свеклы, но и на технологические качества корнеплодов. Установлено, что при низких концентрациях почвенного раствора с увеличением влажности почвы до оптимального значения содержание азота в корнеплодах снижается. При высокой концентрации почвенного раствора количество азота в корнеплодах с повышением влажности почвы возрастает.
Расход воды сахарной свеклой в отдельные периоды вегетации определяется развитием листовой поверхности, температурой и влажностью почвы и воздуха, обеспеченностью питательными веществами и другими факторами. В мае, когда листовая поверхность еще слабо развита, испарение воды свеклой наименьшее, в июле-августе хорошо облиственные растения при высоких температурах воздуха испаряют максимальное количество воды. В последующий период вегетации расход воды растениями сахарной свеклы на испарение уменьшается.
Если вегетацию растений свеклы (с 15 мая до 15 октября) подразделить на три периода (по 50 дней), то соотношение расхода воды на испарение в каждом из них составит примерно 1:9:3. Недостаток влаги в любой из этих периодов отрицательно сказывается на урожайности свеклы. Однако больше всего снижается урожай корнеплодов и их сахаристость, когда растения подвергаются действию засухи, - в июле-августе. Это положение наглядно подтверждается результатами исследований Мироновского научно-исследовательского института селекции и семеноводства пшеницы (табл. 2).
Таблица 2 Влияние засухи на урожайность и сахаристость свеклы
[pic]
Так же неравномерно расходуют влагу растения свеклы в течение дня (рис. 5) . Первого максимума транспирация достигает к 11 ч. Затем с II до 15 ч испарение резко уменьшается. После этого транспирация вновь возрастает и к 14 ч достигает второго максимума, более выраженного по сравнению с первым. Характерно, что у сортов урожайного направления в течение дня более равномерный расход воды на испарение, менее выражены максимум и минимум транспирации в течение дня, чем у сортов сахаристого направления.
Рис. 5. Транспирация у растений сахарной свеклы:
1 - сорт Уладовский; 2 -сорт Янаш
На втором году жизни растения свеклы (семенники) расходуют воду больше, чем растения первого года жизни. Транспирационный коэффициент у семенников равен 725, а воды одним растением за вегетационный период расходуется 30-75 л. Лучшее развитие семенников и более высокая урожайность семян отмечены при влажности почвы 60% НВ. Отклонение (уменьшение и увеличение) влажности почвы от оптимального уровня вызывало угнетение семенников и снижало урожай семян. Наибольшую потребность в воде семенники сахарной свеклы испытывают в конце июня - начале июля, т. е. в период цветения. Недостаток влаги в этот период особенно пагубно отражается на урожае семян.
2. Отношение к почвам
Сахарная свекла за период вегетации потребляет из почвы большое количество питательных веществ и воды. Поэтому благоприятные условия для свеклы складываются на почвах с высокой влагоемкостью, удерживающих достаточное количество влаги для обеспечения ею растений в течение всего периода роста. Эта культура предпочитает почвы с мощным пахотным слоем, богатые питательными веществами и имеющими рыхлое сложение. Она предъявляет определенные требования к аэрации почвы. Как показывают исследования ВНИС, лучшие условия для роста свеклы создаются при соотношении воды и воздуха в почве 1:1 и при воздухоемкости (некапиллярная пористость) от 12 до 25 %.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
