Сімдіктердің фотосинтетикалық әрекеті және оның егістіктердің негізгі құрылым элементтерімен байланысы

 

Өнім 90-96 % фотосинтез үрдісінде түзілетін органикалық массасы жинақтау арқылы қалыптасады және егістіктің негізгі құрылым элементеріне байланысты: жапырақ беті ауданы (ЖБ), ФБР пайдалану коэффициенті (ПӘК ФБР), фотосинтетикалық потенциал (ФП), фотосинтездің таза өнімі (ФТӨ), сонымен қатар сабақ жиілігімен (шөп оттылығы) және т.б тығыз байланысты. Қарастырылып отырған егістікті құрастыратын қөрсеткіштері нақты жағдайда және нақты дақыл үшін оңтайлы мәндеріне сәйкестігін анықтау және бағалау өте маңызды.

Берілген өнімділіктегі егістің жапырақ беті ауданы және фотосинтетикалық потенциал. Дақылдың өнімі фотосинтез процесінде құрылады,сондықтан ФБР пайдалану коэффициентін өсіру мақсатымен нақты жағдайда егістіктің қолайлы құрылымы мен тиісті жапырақ беті ауданын қалыптастыру керек.

Көптеген дақылдардың жапырақ беті ауданы егістіктегі өсімдік саны мен әр өсімдіктің жапырақ беті ауданына тәуелді, ал жарырақтардың жиынтық ауданы(м²/га) көбінесе сабақ бітіктігі мен өсімдіктердің даму дәрежесімен анықталады, әрі агрометеорологиялық жағдайлар мен агротехника дәрежесіне байланысты өзгереді.

Мәселен, Г. П. Устенко тәжірибелерінде жапырақ ауданы үш есе өскенде (13,1-тан 40,2 мың. м²/га) жүгері дәнінің өнімі 4,6 есе өсті. И.С. Шатилов пен М.К. Каюмов (1970) тәжірибелерінде 1 гектарға жапырақ ауданы 10 мың м² –ден 80 мыңға дейін артқанда ФБР пайдалану коэффициенті екі есе өсті, осы заңдылық И.И.Синягинның (1990) зерттеулерінде де байқалған.

Өсімдіктердің күн радиациясын сіңіру жапырақ бетінің ауданы өсіп, 35-40 мың. м²/га жеткенге дейін артады, ал егістіктің қолайлы құрылымы А.А.Ничипорович пен С.Н. Чмораның деректері бойынша, жапырақ ауданы біршама тез өсіп 40 мың м²/га жететін және ұзақ ұақыт бойы активті осы дәрежеде жұмыс істейтін егістіктерде болады, сонымен бірге өсіп-даму соңында олар азаяды, немесе мүлдем өліп қалады, бірақ жинақталған пластикалық заттарды өнім құрайтын бөлігіне беріп үлгереді.

Өткен ғасырдың 70-80 – ші жылдары Целиноград облысы (қазір Ақмола) жағдайында жүгері, жонышқа, еркекшөп және т.б. егістіктерінде жүргізілген танаптық және өндірістік тәжірибелерінде оңтайлы егістер құрылымын (ауданның бір өлшем жеріндегі өсімдіктер саны, жапырақ беті ауданы және т.б.) қалыптастырғанда өсімдіктердің биологиялық, морфологиялық ерекшеліктері мен ылғалдану жағдайына байланысты дақылдардың өнімі орта есеппен 40-50% артуға мүмкіндік туғызды (Н.И.Можаев, 1983).

Табиғи ылғалдану жағдайында дәнді және мал азықтық дақылдарда 13 - тен 40 мың м²/га жапырақ беті ауданы қалыптасады, құрғақ зат өнімі бұл жағдайда 20-35 ц/га (10-18 ц/га астық) жетеді. Айтарлықтай жоғары емес жапырақ беті ауданын (9—15 тыс. м²) бидай (Сулейменов М.К.,1991) және еркекшөп (Н.И.Можаев, 1979) қалыптастырады, ал ол олардың қуаңшылыққа төзімділігін арттыруға мүмкіндік жасайды және Солтүстік Қазақстанның қуаңшылық жағдайларына бейімділігін арттыруды қамтамасыз етеді.

Солтүстік Қазақстан жағдайында суландыру егістіктерінде және есептелген тыңайтқыш мөлшерін қолданғанда жоңышқа мен жүгерінің жапырақ беті ауданы 60-90 мың м²/га өсіргенде, абсолют құрғақ зат өнімі 100-150 ц/га дейін артты.

Сонымен, ылғалдану жағдайына байланысты әртүрлі дақылдарда жапырақ беті ауданының оңтайлы мәндері әртүрлі болуы мүмкін: көптеген екпе дақылдарда ол 40-60 мың м²/га деңгейінде, қуаңшылыққа төзімді дақылдарда – 10-20 мың. м²/га.

Мал азықтық дақылдардың жапырақ ауданы, астыққа өсірілетін дақылдарға қарағанда үлкен болуы керек, өйткені олардың жапырақтары өнімнің негізгі бөлігі болып табылады.

Сонымен қатар жапырақ ауданы ылғалмен қамтамасыз етілуіне де байланысты, өйткені жапырақтар ауданы үлкен болған жағдайда транспирацияға (булануға) су көп жұмсалады, яғни өсімдіктердің жапырақ беті ауданы егістіктердің ылғалмен қамтамасыз етілуімен тығыз коррелятивті байланыста: топырақтағы ылғал мөлшерімен және өсімдіктің транспирациясымен.

Пайдаланылған ФБР мөлшерінде өсімдіктер топырақтан транспирацияға қажетті ылғал мөлшерін алған жағдайда қалыптасқан егістіктердің жапырақ беті ауданын – қолайлы жапырақ беті ауданы деп есептеуге болады.

Қолайлы жапырақ беті ауданы –жоғары өнім қалаптастырудың негізгі шарттарының бірі, сонымен қатар фотосинтетикалық потенциал да (ФП) жоғары болуы тиіс.

Фотосинтетикалық потенциал(ФП) белгілі бір уақыттағы жапырақ ауданы қызметінің ұзақтығын сипаттайды (тәулік м²) және мына формуламен есептеледі:

ФП = Ж*Т, мұнда:

ФП — мың. м² • тәулік;

Ж – жапырақ беті, мың. м²/га;

Т – кезең ұзақтығы, (тәулік);

Вегетациялық кезеңінде ФП бірнеше рет анықталады, сондықтан есеп келесі формула бойынша есептеледі:

..., мұнда:

Ж₁, Ж₂,... — өлшем жүргізген уақытындағы алғашқы және соңғы кезеңіндегі жапырақ ауданы (мың. м²/га;

Т – кезеңнің ұзақтығы, тәулік, тәжірибелерде әдетте 10 - 15 тәулікке сәйкес.

Оңтайлы құрылым қалыптастыратын ерте пісетін дақылдар мен сорттар егістіктерінде А.А. Ничипорович бойынша(1981) өскін пайда болғаннан кейін 30 күн өтпей–ақ жапырақ ауданы 30 мың. м² жету керек, 50-ші күнде 40 мың. м², ал фотосинтетикалық потенциал— 2 млн. м²/тәулік болу керек, өсіп–даму кезеңі ұзақ өсімдіктерде әр гектарда 30 күнде — 15 мың. м², 70 күнде — 50 мың. м² жапырақ ауданы қалыптастыру қажет, ал ФП —2,5—3,0 млн. м²/тәулік болуға тиіс.

Көпшілік дақылдарда сабақ бітіктігі өскен сайын жапырақ ауданы мен ФП мөлшері артады, мұның өзі ФБР толығырақ сіңіруге жеткізеді, алайда құрғақ далалық аймақта шектен тыс жиілетінген егістіктерде өнім азайып кетеді.

Сонымен, егістіктердің оңтайлы құрылымын қалыптастыру мақсаты және сонымен қатар жапырақ беті ауданы егістіктердің ылғалмен қамтамасыз етілуімен және өнім деңгейімен тығыз байланысты, сондықтан бұл фактор шаруашылықтың егістікті пайдалануын (жемшөп, астық) ескере отырып, тұқымның себу мөлшерін есептегенде негізге алынады.

Фотосинтездің таза өнімділігі (ФТӨ) және оның оңтайлы параметрлері. ФП жұмысын бағалау үшін фотосинтез өнімділігін немесе «фотосинтездің таза өнімділігін» білуіміз керек, ал ол 1 м²жапырақ ауданымен бір тәулікте синтезделетін абсолют құрғақ зат(тыныс алуға қажетті шығынды алып тастағанда) мөлшерімен сипатталады. Есептеу мына формула бойынша жүргізіледі:

ФТӨ мұнда:

ФТӨ — бір кезеңдегі фотосинтездің таза өнімділігі, г/м²

В₁ — алдыңғы анықталған өнім массасы, г/м²;

В₂ — кейнгі анықталған өнім массасы, г/м²;

Л₁, Л₂ — сол уақыттағы жапырақ ауданы, м²;

Т — кезеңнің ұзақтығы, тәулік.

А. А. Ничипорович(1981) деректеріне қарағанда, өнімді жұмыс істейтін егістіктерде ФТӨ орташа 5—6 г/м² тәулігіне дейін барады, яғни қолайлы құрылымдағы егістік жапырағының әрбір шаршы метрі ауданы тәулігіне 5-6 г құрғақ зат құрайды. Мысалы, әр гектар егістікте жапырақ беті ауданы 40 мың. м² болғанда, тәулігіне 2,0—2,5 ц/га құрғақ зат түзілуі керек.

Сонымен бірге бұрынғы Бүкілодақтық астық шаруашылығы ғылыми –зерттеу институты (М.К. Сулейменов, 1991) жүргізген тәжірибеде дәлелденгендей, Саратов 29 бидайында ФТӨ тәулігіне 9—12 г/м² жеткен, мұндай заңдылық еркекшөпппен Н.И.Можаевтың (1983) тәжірибелерінде де айқындалды. Бұл дақылдар салыстырмалы төмен жапырақ беті ауданын қалыптастырады, ал бұл олардың қуаңшылыққа төзімділігін арттырады, оған қоса белсенді фотосинтетикалық аппараттың арқасында жоғары өнім құрайды және фотосинтездің таза өнімділігін (ФТӨ) 10—12 г/м² дейін жеткізеді.

Жапырақ бетінің өсуімен байланысты оның көлеңкеленуі артады, сабақ бітіктігінің жарықтану режімі нашарлайды, соның нәтижесінде фотосинтиздің таза өнімділігінің (ФТӨ) көрсеткіші кемиді. Сонымен бірге әртүрлі өсімдіктерде ФТӨ кему дәрежесі мен жылдамдылығы әрқилы.

Көпжылдық шөптер мен жүгеріде ең қолайлы жапырақ беті ауданының жоғары «төбесі» суару жағдайында болатындағы анықталды: ол суару жағдайында және тыңайтқыш қолданғанда 60-90 мың м²/га дейін көтерілді де 100-102 ц/га абсолют құрғақ масса жинауға мүмкіндік берді. Табиғи және жеткіліксіз суландыру жағдайларында жапырақ бетінің ауданы 20-40 мың м²/га мөлшерінде қалыптасады да өнімді 20-35 ц/га, ФБР пайдалану коэффициенті 0,3-0,6 пайыздан аспайды.

Жапырақтары тақталанып (ярусталып) өсетін өсімдіктер-жүгері, құмай –күн энергиясын шоғырлауға қабілеті жақсы, ал жапырақтары розетка формалы өсімдіктер оны нашар пайдаланатындылығы және биологиялық массасының жоғары өнімін бере алмайтындығы дәлелденді.

Бір түр немесе сорт ішінде жапырақтары сабаққа сүйір бұрышталанып бекіген үлгілері тіктеле бекіген өсімдіктерге қарағанда күн радиациясы пайдалану қабілеті анағұрлым жақсы.

Сонымен, өнімнің потенциалды деңгейіне жетуі фотосинтез өнімділігіне байланысты, ал ФТӨ оңтайлы көрсеткіштеріне әрбір дақылдың, сорттың оңтайлы егіс құрылымын (жапырақ беті ауданы, қолайлы сабақ жиілігі (шөп оттылығы), егістердің ФП және т.б.) қалыптастыру арқылы жетуге болады. Егістіктердің оңтайлы көрсеткіштерден жоғары қоюлануы жапырақ беті ауданын арттырады, сонымен бірге ФТӨ төмендейді.

Қазақстанның далалы аймағында дақылдардың потенциалды мүмкіншілігі. Дақылдың, сорттың потенциалы өсімдіктің генетикалық кәсиетіне және қоршаған орта факторларымен қамтамасыз етілуінебайланысты: бір дақылда, сортта әртүрлі топырақ-климат жағдайларында және агротехника деңгейіне байланысты әртүрлі өнім «төбесі» болады. Нақты жағдайларда дақылдың, сорттың нақты потенциалды көрсеткіштерін сорт сұрыптау, танаптық, өндірістік тәжірибелердің нәтижелеріне негізделген сипаттамалардан алуға болады.

Солтүстік Қазақстанда табиғи ылғалдану жағдайында көпшілік дақылдардың және сорттардың потенциалды өнімі ылғалмен қамтамасыз етілуімен шектеледі және барлық реттелетін факторлармен қамтамасыз етілгенде орташа келесі көрсеткіштерге жетеді: дәнді және дәнді бұршақ дақылдар (бидай, сұлы, арпа, асбұршақ және т.б.)- 20-25 ц/га, көпжылдық шөптер (пішен) - жоңышқа,эспарцет,түйежоңышқа, қылтықсыз арпабас және т.б.- 25-30 ц/га, еркекшөп – 18-22 ц/га; біржылдық шөптер (судан шөбі, мал азықтық тары, итқонақ,қонақтары) - 30-35 ц/га.

Суармалы жағдайда бұл аймақта суландырғанда жақсы өнім қалыптастыратын дақылдарды өсіру керек: сүрлем дақылдар-жүгері, күнбағыс,шай жүгері,олардың потенциалы 650-750 ц/га жетеді, сонымен қатар көпжылдық шөптер – жоңышқа, қылтықсыз арпабас 450-550 ц/га потенциалды өнімімен, біржылдық шөптер - судан шөбі 250-350 ц//га потенциалымен, суармалы жағдайда картоп мен көкөніс дақылдарын өсірген дұрыс.

Кейбір жағдайда дақылдың потенциалы агрофитоценоздар қалыптастырғанда, басқа дақылдармен қоспада өсіргенде көтерілуі мүмкін, ал ол жапырақ беті ауданын, ФП, ПӘК ФБР және өнімді арттырады.