Фотосинтетична діяльність посівів як основа формування врожаю

Як листовий апарат та фотосинтез формують урожай

Основний закон формування врожаю криється у фотосинтетичній діяльності посівів. Щоб прогнозувати збір біомаси, агроному необхідно управляти двома взаємопов'язаними процесами: розвитком листкової поверхні та ефективністю самого фотосинтезу. Ці показники оцінюють через фотосинтетичний потенціал (ФП) та чисту продуктивність фотосинтезу (ЧПФ).

• Вегетація зернових — 100–110 днів
• ФП добре розвинених посівів за вегетацію — 2,0–2,5 млн м² · дн/га
• Середня ЧПФ для пшениці та ячменю — 5–7 г/(м² · дн)

Фотосинтетичний потенціал (ФП) відображає суму площ листя за кожну добу визначеного періоду. Наприклад, на початку 10-денного відрізка площа листя становила 20 тис. м²/га, а в кінці — 28 тис. м²/га. Тоді ФП за цей період розраховується таким чином: ((20 + 28) / 2) × 10 = 240 тис. м² · дн/га.

Чиста продуктивність фотосинтезу (ЧПФ) показує інтенсивність роботи посівів. Це кількість сухої органічної маси в грамах, яку синтезує 1 м² листкової поверхні за добу. Показник розраховують за формулою: ЧПФ = (В2 – В1) / ФП, де В2 і В1 — суха маса рослин з одиниці площі в кінці та на початку періоду.

Підсумковий приріст сухої біомаси (У) безпосередньо залежить від обох факторів і розраховується як їхній добуток: У = ФП × ЧПФ. Наприклад, за 100 днів вегетації середня ЧПФ становила 6 г/(м² · дн), а ФП — 2 млн м² · дн/га. У цьому випадку кількість сухої біомаси становитиме 12 т/га.

Продуктивність фотосинтезу змінюється протягом сезону. У перший місяць вегетації ЧПФ максимальна, оскільки рослини не затінюють одна одну і все листя добре освітлене. У міру росту площі листя нижні яруси починають відчувати дефіцит світла, і середня ЧПФ знижується. Наростання біомаси йде повільно на початку і наприкінці вегетації, досягаючи піку в середині циклу, коли накопичені асиміляти активно перерозподіляються з вегетативних органів у генеративні.

Найбільш ефективно посів працює в період, коли площа листя близька до оптимальної. У цей час рослини формують основну частину майбутнього врожаю. Ключові параметри роботи посіву в цей піковий період наведено в таблиці нижче.

Агротехніка допомагає регулювати показники фотосинтезу. Боротьба з бур'янами, шкідниками та хворобами дозволяє безпосередньо впливати на ефективність роботи листя. На практиці застосовують такі заходи:

• Боротьба з бур'янами — у чистих посівах покращується освітленість, і ЧПФ культури завжди значно вища.
• Захист від шкідників і хвороб — оздоровлення рослин сприяє підвищенню ЧПФ.
• Генетичне перетворення та селекція — кардинальний шлях підвищення урожайності через збільшення ЧПФ.

Також важливо враховувати біологічний тип культури, що вирощується. Рослини С4-типу володіють вищою ЧПФ порівняно з С3-рослинами, особливо при підвищенні площі листя. До цієї групи входять такі культури:

• цукрова тростина;
• кукурудза;
• сорго;
• просо.

Фундаментальні закони урожайності: мінімум і незамінність факторів

Формування врожаю підпорядковується фундаментальним законам рослинництва. Перший з них — закон незамінності (або рівнозначності) різних факторів життя. Відповідно до цього закону, рослина не може нормально розвиватися без будь-якого фактора життя.

Другий фундаментальний закон — закон мінімуму, максимуму та оптимуму. Перші кількісні закономірності дії факторів свідчать, що урожай залежить від фактора, який перебуває в мінімумі. У конкретних зональних умовах провідне або критичне значення набуває той фактор, якого не вистачає в першу чергу.