Увеличение плотности колоса и активизация вегетативного роста как основные факторы повышения урожайности яровой пшеницы за счёт поверхностного мульчирования

Повышение урожайности яровой пшеницы является одной из главных задач сельского хозяйства, особенно в условиях ограниченных водных ресурсов. Исследования показывают, что мульчирование, как метод обработки почвы, может существенно повлиять на урожайность. Настоящее исследование направлено на выявление причинно-следственных связей между повышением урожайности пшеницы и изменениями в её компонентах, вызванными различными методами мульчирования.

Цели исследования

Основной целью данного исследования было определить, как изменения в компонентах урожайности, такие как плотность колоса и вегетативный рост, влияют на общий выход зерна при использовании различных методов мульчирования.

Методы

Исследование проводилось с 2012 по 2020 год в полузасушливом неорошаемом регионе на северо-западе Китая. В общей сложности было проведено 56 полевых экспериментов с озимой пшеницей, где использовались различные сорта и участки. В каждом эксперименте применялись три метода обработки:
1. Мульчирование соломой (SM) — частичное мульчирование почвы.
2. Мульчирование полиэтиленовой плёнкой (PM) — полное мульчирование почвы.
3. Контроль (CK) — отсутствие мульчирования при посеве пшеницы.

Результаты

1. Урожайность и компоненты урожайности:
- Мета-анализ показал, что мульчирование полиэтиленовой плёнкой (PM) повышало урожайность зерна и его компонентов более эффективно, чем мульчирование соломой (SM).
- По сравнению с контрольной группой (CK), средние результаты в 56 экспериментах показали, что:
- SM увеличивало урожай зерна на 13,4%, а PM — на 21,2%.
- Плотность колоса (колосья на гектар) увеличилась на 7,0% для SM и на 12,9% для PM.
- Масса тысячи зерен возросла на 1,8% (SM) и на 5,5% (PM).
- Общее количество зерна на гектар увеличилось на 10,3% (SM) и на 16,7% (PM).
- Выход соломы возрос на 15,1% (SM) и на 29,9% (PM).
- Биомасса увеличилась на 14,6% (SM) и на 26,2% (PM).
- Чистый доход составил 774 юаня на гектар для SM и 680 юаней для PM.

2. Транслокация ассимилятов:
- Вклад транслокации, количество транслоцированного вещества и эффективность транслокации ассимилятов, накопленных до цветения, были выше в вариантах с мульчированием:
- SM: 8,5% (вклад), 24,2% (количество), 3,6% (эффективность).
- PM: 19,5% (вклад), 72,7% (количество), 7,1% (эффективность).
- Обнаружена значимая положительная корреляция между урожайностью зерна и соломы, а также между ними и густотой колоса.

3. Влияние площади мульчирования:
- Урожайность зерна в варианте с мульчированием увеличивалась с ростом площади мульчирования. При этом урожайность в варианте с 59% площади мульчирования была сопоставима с контрольным вариантом.

Заключение

Исследование показало, что повышенная плотность колоса является ключевым фактором, способствующим увеличению урожайности зерна в системах SM и PM по сравнению с контрольным вариантом. Усиленный вегетативный рост (выход соломы) обеспечивал фотосинтетическую поддержку для увеличения плотности колоса и переноса большего количества ассимилятов в зерно до цветения.

Несмотря на более высокую урожайность, экономическая эффективность мульчирования полиэтиленовой плёнкой (PM) не была такой привлекательной, как у системы с мульчированием соломой (SM). Это может быть связано с высокими затратами на полиэтиленовую плёнку и необходимостью её утилизации.

Последствия

Результаты исследования могут способствовать внедрению инновационных методов мульчирования при выращивании пшеницы, особенно в регионах с дефицитом водных ресурсов. Это может привести к улучшению устойчивости сельского хозяйства и повышению продовольственной безопасности.


Исследование: Field Crops Research