Вплив кліматичних параметрів на вміст вуглецю в цукрових буряках (частина 3)

 

За матеріалами статті на тему «Вплив кліматичних змінних на вміст вуглецю в корені цукрового буряка» («Impact of climatic variables on carbon content in sugar beet root») міжнародного наукового журналу «Агрономія» («Agronomy»), 2018, 8, 147.

Таблиця 8. Результати обчислених кліматичних змінних за періоди вирощування 2011 та 2012 років. LN: Лагуна де Негрільйос; M: Мосгаз де Посеред; P: Памплієга; V: Вертавільйо; VV: Віллавія; GDD: збільшення суми активних температур.

Дата появи сходів — день, коли з'явилося 50% сходів.

Перший рік вирощування

3D Графіки 2, 3, 4, 5 відповідають першому року вирощування. Компонент 1 позитивно співвідноситься зі змінними приросту врожаю (PFW, врожайність, RDW та TN/рослину), компонент 2 демонструє сильну залежність із загальними кліматичними змінними радіації R та R3, а компонент 3 показує найвищі кореляції для вмісту азоту в листі (LN) — позитивна кореляція, а також для вмісту вуглецю в коренях (RC) — негативна кореляція.

Взаємозв'язок між компонентами зображено на восьми двовимірних ділянках в оберненому просторі за 2011 рік (Графіки 2-5). Було зафіксовано PFW, урожайність, RC, LN, R, RDW і TN, після чого було послідовно досліджено змінні радіації (R2, R4, R5 і R6), температури (T2 і T3) та теплового часу (GGD і GGD2). У всіх аналізах компонент 1 співвідносився з PFW, урожайністю, R, RDW та TN. Компонент 2 співвідносився з RC, LN та обчисленою змінною клімату, обраною у кожному випадку.

RC мав позитивну кореляцію з R2, R4 і T2 (те ж саме для T1), а негативну кореляцію з R6, R5, T3, GGD і GGD2.

Змінні GGD та GGD2, тобто загальний тепловий час після посівної та збільшення суми активних температур від 1200°C · днів до збирання врожаю, показали позитивний зв’язок із вмістом азоту в листі та негативну кореляцію із вмістом вуглецю в корені.

Графік 2 (a, b). Двовимірні ділянки в оберненому просторі в перший рік вирощування (2011 рік). Свіжа маса рослин (PFW), урожайність, вміст вуглецю в корені (RC), вміст азоту (LN), поглинута радіація після проростання (R), суха біомаса кореня (RDW) та загальне поглинання азоту на га (TN) були фіксованими значеннями, а R2 і R4 були змінними величинами дослідження. «Var» означає змінні, а «Comm» — спільне.

PFW – свіжа біомаса рослин, RC – вміст вуглецю в корені, LN – вміст азоту в листі, R – радіація, RDW – суха біомаса рослин, TN – загальна к-сть поглинутого азоту на га.

Графік 3 (a, b). Двовимірні ділянки в оберненому просторі в перший рік вирощування (2011 рік). PFW, урожайність, RC, LN, R, RDW і TN були фіксованими величинами, R5 і R6 — змінні. «Var» означає змінні, а «Comm» — спільне.

Графік 4 (a, b). Двовимірні ділянки в оберненому просторі в перший рік вирощування (2011 рік). PFW, урожайність, RC, LN, R, RDW і TN були фіксованими величинами, а T2 і T3 — змінними параметрами дослідження. «Var» означає змінні, а «Comm» — спільне.

Графік 5 (a, b). Двовимірні ділянки в оберненому просторі в перший рік вирощування (2011 рік). PFW, урожайність, RC, LN, R, RDW і TN були фіксованими величинами, а GGD та GGD2 — сзмінні параметри. «Var» означає змінні, а «Comm» — спільне.

Другий рік вирощування

Оскільки 3D графіки, які відповідали 4 ділянкам, включали регіон Лагуна де Негрільйос (LN-II), змінні параметри листя не враховувалися. На відміну від цього, Графіки 6, 7 включають лише 3 ділянки (LN-II не враховувалася), але розглядалися змінні параметри листя.

На Графіку 2a перший компонент складався зі змінних, пов'язаних із ростом рослин (RFW, RDW, урожайність, RN/рослину та RC/рослину), інші два компоненти визначалися кліматичними змінними (T3, R1, R6) разом із вмістом вуглецю в корені (RC). На Графіку 2b перший компонент складався зі змінних, пов'язаних із ростом рослин (RFW, RDW, урожайність та TN), інші два компоненти були пов'язані з кліматичними змінними (T3, R6) та вмістом азоту в листі (LN).

На Графіку 2a спостерігався негативний зв’язок між RC і T3, з'явилася позитивна залежність між LN і T3, тоді як на Графіку 2b змінні параметри листя не враховувалися.

Проаналізувавши двовимірні графіки, можна було спостерігати негативний зв’язок між RC та T3 (Графік 6а, який включав чотири ділянки), з'явився позитивний зв'язок з T2 (і з T1), як це відбулося на прикладі 2011 року. На Графіку 6b RC був нижчим за 50%, але було виявлено однакову тенденцію між RC та T3.

Графік 6. Двовимірні ділянки в оберненому просторі в другий рік вирощування (2012 рік). Було враховано всі 4 ділянки, а змінні параметри листя не враховувалися. RFW, RDW, урожайність, RC, RN/рослину, RC/рослину і T3 були фіксованими, а R6 (a) і T2 (b) — змінними величинами. «Var» означає змінні, а «Comm» — спільне.

Коли були розглянуті всі змінні та лише три ділянки (Графік 7), знову було виявлено значну позитивну кореляцію між LN та R6 та позитивну кореляцію між RC та T2 (T1). У цьому випадку LN/рослину сприяв двом компонентам, оскільки це пов'язано як зі змінними врожайності, так і з концентрацією азоту; останнє виявилося як негативна кореляція з T2 (T1) та RC.

Графік 7. Двовимірні ділянки в оберненому просторі в другий рік вирощування (2012 рік). Ураховувалися всі змінні параметри, окрім регіону Лагуна де Негрільйос (лише три ділянки). PFW, RDW, врожайність та RC були фіксованими даними, а R6 та LN (a) та T2, TN та LN/рослину (b) були змінними параметрами. «Var» означає змінні, а «Comm» — спільне.

Крім того, слід також звернути увагу на те, що для даних по врожайності в 2012 році було виявлено чіткий взаємозв'язок між збільшенням суми активних температур (GDD), необхідного для проростання насіння, та температурним градієнтом (максимальна температура мінус мінімальна температура від посівної до появи сходів). У Таблиці 9 можна побачити, що на ділянках, де температурний градієнт був більшим, рослинам було необхідно менше GDD для проростання. Тим не менш, не можна виключати інші фактори, такі як незначні відмінності температури ґрунту та вологості, ефективної глибини посадки та умов насіннєвої лунки.

Таблиця 9. GDD (збільшення суми активних температур після посівної) та день появи сходів для кожної з ділянок у 2012 році. Дата проростання — день, коли з'явилося 50% сходів. LN: Лагуна де Негрільйос; M: Мосгаз де Посеред; P: Памплієга; V: Вертавільйо; VV: Віллавія. 

Ділянка Дні GDD (°C ∙ днів) Температурний градієнт (Tmax – Tmin)

VV
P
LN

V

22
21
23

25

152
185
205
210

18,1°
15,5°
14,6°

14,1°


1542