Курсовая работа (т): Аналіз еколого-біологічних особливостей ехінацеї пурпурової, інтродукованої в умовах Полісся України

Наступне підвищення температури сприяло доброму росту й розвитку рослин. Оцінка елементів погоди за роки досліджень свідчить про те, що роки значно різнилися між собою за відхиленнями від середньо багаторічної норми, тому необхідно їх оцінити за коефіцієнтом суттєвості відхилення гідротермічних параметрів:

 ,

- коефіцієнт суттєвості відхилень,- елемент поточної погоди,

 - середня багаторічна величина,

 - середнє квадратичне відхилення.

Якщо коефіцієнт суттєвості відхилень гідротермічних умов (Кс) коливаються в межах ±0, погодні умови близькі до норми; ±1 - суттєво відрізняються від середньої багаторічної норми; ±2 і вище - умови наближені до екстремальних (табл. 2.2).

За роками досліджень і окремих місяців коефіцієнти суттєвості відхилень між опадами і температурами порівняно з середніми багаторічними були в межах нуля і лише окремі - одиниці. Це дозволяє зробити висновок про те, що погодні умови у роки досліджень були в основному типовими для росту і розвитку рослин.

.2 Методика проведення досліджень

Дослідження з питань впливу площ живлення на ріст, розвиток та продуктивність ехінацеї пурпурової проводяться з 2009 року в Житомирському обласному Держекспертцентрі на темно-сірому опідзоленому ґрунті з вмістом гумусу 2,9%. Кліматичні умови в роки досліджень характеризувалися кількістю опадів в межах 622-678 мм, сумою ефективних температур - 2795-2946 (Ґрунтові і кліматичні умови зони Полісся України вважаються досить сприятливими для отримання високих урожаїв ехінацеї пурпурової [4]. В досліді вивчалась густота посіву 40, 60, 75, 80 тис. рослин/га. Повторність - чотириразова з рендомізованим розміщенням ділянок. При виконанні досліджень використовувалися методики з інтродукції рослин Н.І. Майсурадзе, В.П. Кісільова [2], А.А. Ничипоровича, М.П. Власової [3], С.В. Поспєлова, В.Н. Самородова, С.А. Кравченка [5], а також польові та лабораторні методи. Рослини були висіяні на відкритій сонячній ділянці в екологічно вирівняних умовах, без застосування добрив та поливу. Були вивчені такі особливості рослин ехінацеї пурпурової: вегетаційний період, висоту стебла на час бутонізації та цвітіння, а також утворення насіння залежно від року вирощування.

Впродовж 2009-2011 років досліджувались біометричні показники рослин ехінацеї пурпурової 3-4 років вирощування і встановлено вплив густоти посіву, року вирощування і погодних умов на висоту рослин, кількість базальних і стеблових листків, генеративних пагонів і суцвіть.

Максимальна висота рослин 105,4 см. спостерігалася на третьому році життя при густоті посіву 60 тис. на га. Загальна тенденція - зменшення висоти рослин до 12,5 % із збільшенням густоти посіву до 80 тис. на га. Чотирирічні рослини були практично вирівняні за висотою. Спостерігалось збільшення висоти рослин на 1,06-4,8 % із збільшенням густоти посіву.

Метою досліджень була розробка основних елементів агротехніки вирощування нової культури: встановлення оптимальної густоти висіву насіння. Попередником для ехінацеї пурпурової була озима пшениця. Агротехнічні умови загальноприйняті при вирощуванні дрібнонасінних культур в Центральному Поліссі України. Основний обробіток ґрунту - напівпаровий. Рано навесні після закриття вологи поле культивували на глибину 6-8 см. Строк і спосіб сівби - згідно схеми дослідів, глибина заробки насіння 2,0-2,5 см.

Постановка завдання. Вивчення та оцінка можливостей рослини при вирощуванні її в культурі в нових для неї умовах є головним завданням інтродукції рослин. У зв'язку з цим необхідно приділяти значну увагу проведенню регулярних фенологічних спостережень, обліку біометричних показників, гербаризації, фотографуванню для отримання характеристики сезонного розвитку і вікових змін. Інтродукція рослин тісно пов'язана і з їх продуктивністю. Для досягнення високої продуктивності необхідно розробляти необхідні агротехнічні умови для інтродукованих рослин, визначати оптимальні строки та способи посіву, норми висіву, глибину заробки насіння, схеми посадки, способи догляду та ін.

Вивчення еколого-біологічних особливостей рослин ехінацеї пурпурової протягом вегетації проводили в лабораторно-польових дослідах - посівна площа ділянки 38 м², облікова 27 м² при чотирьохразовому повторенні. Розміщення варіантів в польових дослідах було рендомізованим [11].

Агротехніка в дослідах була загальноприйнятою для дрібнонасінних однорічних та багаторічних культур. Всі роботи, крім підготовки ґрунту, проводили вручну. Насіння висівали рано навесні або пізно восени на глибину 2,0-2,5см. Спосіб сівби вузькорядний з відстанню між рядками 7,5 см та широкорядний з міжряддям 45 см з розрахунком проведення міжрядного обробітку ґрунту. Норма висіву - 10-12 кг/га.

Ехінацею розмножували насінням. На одному місці вирощували 4-5 років. Кращими попередниками були зернові та зернобобові культури. Обробіток ґрунту полягав в лущенні стерні, оранці на зяб на глибину 25-27см, якісній передпосівній підготовці ґрунту. Навесні проводили три-чотири обробітки - закриття вологи, 1-2 культивації, передпосівний обробіток, що дозволяло знищити 3-4 хвилі пророслих бур’янів і очистити від них поле.

Для нормального росту ехінацеї пурпурової створювали умови, в яких температура, вологість, склад ґрунту, освітленість і кількість внесених добрив повинні відповідали потребам рослин. Ехінацея пурпурова була чутливою до температурного режиму особливо в період проростання насіння, коли знижені температури і поворотні заморозки можуть спричинювати затримку в розвитку, а іноді і загибель рослини.

Природний ареал зростання цієї рослини - субтропіки, де щорічна температура коливається в межах 25-27 градусів Цельсія. Температура нижче 15 градусів Цельсія різко уповільнює зростання, а при заморозках від 0 до -5 градусів Цельсія, рослина гине. В умовах помірного пояса, де весняні й осінні заморозки - це закономірність, рослина вегетує за рахунок широкої екологічної пластичності і ксеромезофільної природи. При обробленні в мезофільних умовах рослина посилює свої мезофільні риси, а в ксерофітних - ксерофільні.

Насіння ехінацеї починало проростати при температурі 10 градусів Цельсія. Оптимальний температура для проростання 20 градусів Цельсія. Температурний режим в усі наступні фази знаходився в межах 20 - 30 градусів Цельсія. Оптимальна температура 25 - 27 градусів Цельсія. Зниження температури нижче 20 градусів Цельсія в фазі бутонізації та цвітіння призводило до уповільнення рослинних процесів, а нижче 10 градусів Цельсія до призупинення зростання. Температура нижче 3 градусів Цельсія призводила до загибелі рослини.

Ехінацея не переносить як заморозки, так і занадто високі температури. При температурі +45 градусів Цельсія відбувається параліч продихів, рослина в’яне і якщо не зробити своєчасний полив, то вирощування ехінацеї на цьому закінчується у зв’язку із загибеллю рослини. У перший рік життя потреба ехінацеї у волозі булла дуже великою, а в другій і наступні роки - меншою.

Математичну обробку результатів досліджень проводили методами дисперсійного аналізу [11].

РОЗДІЛ 3. ВИВЧЕННЯ ЕКОЛОГО-БІОЛОГІЧНИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ ECHINACEA PURPUREA (L.) MOENCH. В УМОВАХ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ

.1 Вплив густоти посіву, року вирощування та погодних умов на будову рослин ехінацеї пурпурової

В.Н. Самородов, С.В. Поспелов [7] вважають, що ехінацея пурпурова забезпечує максимальну продуктивність на 3, 4 і 5 роках життя, а при подальшому вирощуванні спостерігається її зниження.

Впродовж 2010-2011 років досліджувались біометричні показники рослин ехінацеї пурпурової 3-4 років вирощування і встановлено вплив густоти посіву, року вирощування і погодних умов на висоту рослин, кількість базальних і стеблових листків, генеративних пагонів і суцвіть (табл. 1).

Таблиця 1 Біометричні показники ехінацеї пурпурової в залежності від густоти посіву (третій-четвертий роки вирощування)

Максимальна висота рослин 105,4 см. спостерігалася на третьому році життя при густоті посіву 60 тис. на га. Загальна тенденція - зменшення висоти рослин до 12,5 % із збільшенням густоти посіву до 80 тис. на га. Чотирирічні рослини були практично вирівняні за висотою. Спостерігалось збільшення висоти рослин на 1,06-4,8 % із збільшенням густоти посіву.

Кількість базальних листків була більшою у рослин четвертого року життя на 19,3-40,0 % у порівнянні з кількістю на контролі у трирічних рослин. Із збільшенням густоти, кількість базальних листків збільшилась на 20% у трирічних і зменшилась до 16% у чотирирічних рослин в порівнянні із контролем. Аналогічна закономірність склалася і з стебловими листками. Чотирирічні рослини, в залежності від варіанту, утворили на 27,2-50,0% більше листків в порівнянні з контролем трирічних рослин. У трирічних рослин спостерігаюся збільшення кількості листів із збільшенням густоти рослин на 1,3-13,0%, а у чотирирічних - зменшення на 1,0-19,5%.

Загальна кількість листків склала на одну трирічну рослину 54,8- 61,9 шт. в залежності від густоти посіву , а на чотирирічну - 63,3-80,1 шт., що на 15,5-22,7 % більше.

Кількість генеративних пагонів у трирічних рослин в середньому 4,5 шт., а у чотирирічних - 6,9-9,9 шт на рослину, що на 53,3-120,0 % більше.

Що стосується кількості суцвіть, то у трирічних рослин при меншій кількості генеративних пагонів утворилося на 41,5-56,8% більше суцвіть. Із збільшенням густоти посіву кількість генеративних пагонів на одну трирічну рослину практично не змінилася (4,0-4,5 шт.), тоді як кількість суцвіть зменшилась: з 25,1 до 19,4 шт., що склало 22,7 %. У чотирирічних рослин кількість генеративних пагонів і суцвіть в середньому на рослину зменшилась з 9,9 до 6,9 шт. пагонів із 16,0 до 12,0 шт. суцвіть, що склало відповідно 30,3% і 25,0%. В загальному можна дійти висновку, що із збільшенням густоти посіву ехінацеї пурпурової з 40 до 80 тис./га спостерігається зменшення висоти (до 12,5%), загальної кількості листів (на 11,5-20,5%), генеративних пагонів (на 12,5-30,3%) і суцвіть ( на 22,7-29,4%).

Для виробничих потреб у ехінацеї пурпурової використовується як наземна, так і підземна маси, урожайність яких приведена в табл. 2.

Таблиця 2 Урожайність наземної маси та коренів і кореневищ ехінацеї пурпурової в залежності від густоти посіву (третій - четвертий роки вирощування)

НІР_0,95 1,14 1,67 0,65 1,03

Урожайність наземної маси ехінацеї пурпурової із збільшенням густоти рослин від 40 тис. до 80 тис./га зростає у трирічних рослин з 30,1 до 44,1 ц/га, а у чотирирічних - з 34,3 до 54,5 ц/га, що складає відповідно 46,5% та 20,7 - 58,8 %. Чотирирічні рослини ехінацеї пурпурової забезпечують на 4.2- 10,9 ц/га вищу продуктивність в порівнянні з трирічними, що складає 19,9- 23.5% в залежності від густоти рослин. Результати математичної обробки даних урожайності наземної маси ехінацеї пурпурової свідчать про достатню точність досліду та достовірність прибавки урожаю.

Урожайність коренів і кореневищ трирічних рослин ехінацеї пурпурової зростає із збільшенням густоти посіву з 21,7 до 28,4 ц/га, або на 6.7 ц/га, що складає 30,9%. На варіанті з густотою рослин 60 тис./га спостерігається зниження врожайності на 0,4 ц/га, але воно в межах похибки досліду. Прибавка урожаю коренів і кореневищ при густоті рослин 75 і 80 тис./га достовірна.

Урожайність коренів і кореневищ чотирирічних рослин ехінацеї пурпурової вища на 3,2 - 9,8 ц/га, або на 14,2-45,1 % за контроль трирічних рослин. Із збільшенням густоти рослин з 40 до 80 тис./га урожайність коренів і кореневищ у чотирирічних рослин ехінацеї пурпурової зростає з 25,0 до 31,5 ц/га, або на 6,5 ц/га, що складає 26,0%. Прибавка врожайності коренів і кореневищ чотирирічних рослин ехінацеї пурпурової по варіантах в порівнянні з трирічними складає 3,1-3,5 п/га., або 10.9 -17.0%. Отримані прибавки врожаю коренів і кореневищ, як по роках, так і по варіантах, за результатами математичної обробки - достовірні.

.2 Вивчення залежності величини асиміляційної поверхні та чистої продуктивності фотосинтезу ехінацеї пурпурової від густоти посіву

Продуктивність рослин тісно пов’язана з величиною асиміляційної поверхні та чистою продуктивністю фотосинтезу (табл. 3).

Таблиця 3 Асиміляційна поверхня та чиста продуктивність фотосинтезу ехінацеї пурпурової в залежності від густоти посіву (третій - четвертий рік вегетації)