CC BY
60К вопросу устойчивости прямолинейной формы равновесия стеблей зерновых
культур против полегания. Часть 1 To the question of stability of rectlinear forms of balance cutters of grain crops against
flashback. Part 1
1\ Л московский
■p ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
УДК 633.14.324:002.237 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-19015 Григулецкий Владимир Георгиевич,
доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки Российской Федерации, заведующий кафедрой высшей математики, ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», economic@kubsau.ru
Vladimir G. Griguletskiy, doctor of technical science, professor, Honored scientist of the Russian Federation, head of the department of higher mathematics, Kuban state agrarian university named after I.T. Trubilin, economic@kubsau.ru
Аннотация: Представлен краткий обзор результатов опубликованных работ по проблеме устойчивости прямолинейной формы равновесия стеблей зерновых культур против полегания. Особое внимание уделено работе И. А. Волкова (1940 г.), который выполнил важные полевые испытания по полегаемости стебля пшеницы при различных условиях минерального питания и водного полива растений. В работе П. Е. Ярошевского (1922 г.) на основе полевых испытания полегания стеблей хлебных злаков установлено, что полегание стеблей обуславливается не одной причиной или фактором, а целой группой разных моментов, включая и намокание стеблей, колосков и почвы. По мнению П. Е. Ярошевского при исследовании полегания растений зерновых культур необходимо учитывать: длину междоузлий, диаметр нижних междоузлий, развитие листовых элементов растения; толщину стенок механических клеток, число рядов склеронхимных волокон в механическом кольце соломинки; устойчивость соломины к мацерации и т. д.
Важные теоретические и экспериментальные работы по изучению механизма полегания хлебных злаков выполнили З. П. Булгакова (1930-1937 гг.), И. Н. Гальченко (1954-1960 гг.), Э. Неттевич, А. Сергеева (1974 г.), А. К. Шиповский (1983 г.), А. Д. Пасечник (1978 г.), С. Ф. Тихвинский, Л. К. Буторина (1983 г.), Г. Р. Пикуш, А. А. Гринченко, И. Н. Пыхтин (1988 г.) и др. Из анализов результатов полевых испытаний и опубликованных работ установлено, что при исследовании механизма полегания стеблей зерновых культур необходимо рассматривать два варианта расчетных схем: первая, включает фазы роста растения при начале кущения (выход третьего листка), собственно кущения и выхода в трубку; вторая, включает фазу колошения, цветения и фазу молочно-восковой спелости зерен. Широкие полевые испытания А. Д. Пасечника (1978 г.) показали, что «в 83% случаев полегание озимой пшеницы начинается в период колошение - восковая спелость и только в 17% - в более ранний или поздний период».
Summary: A brief review of the results of published papers on the problem of the stability of the rectilinear form of the equilibrium of the stems of grain crops against lodging is presented. Particular attention is paid to the work of I. A. Volkov (1940), who performed important field trials on the weediness of the wheat stalk under various conditions of mineral nutrition and water irrigation of plants. In the work of P.Ye. Yaroshevsky (1922), on the basis of field tests of the lodging of the stalks of cereals, it was established that the lodging of the stalks is determined not by a single cause or factor, but by a whole group of different moments, including the wetting of the stalks, spikelets and soil. According to P.Ye. Yaroshevsky, when studying plant lodging of grain crops, it is necessary to take into account: the length of internodes, the diameter of the lower internodes, the development of the leaf elements of the plant; the thickness of the walls of mechanical cells, the number of rows of scleronchymous fibers in the mechanical ring of the straw; straw resistance to maceration, etc. Important theoretical and experimental studies on the mechanism of lodging of cereals were carried out by Z. P. Bulgakov (1930-1937), I. N. Galchenko (1954-1960), E. Nettevich, A. Sergeeva (1974), A. K. Shipovsky (1983), A. D. Pasechnik (1978), S. F. Tikhvinsky, L. K. Butorina (1983), G. R. Pikush, A. A. Grinchenko, I. N. Pykhtin (1988) and others. From analyzes of the results of field trials and published works, it was found that when investigating the mechanism of lodging of the stems of grain crops, two versions of calculation schemes must be considered: first, it includes the growth phases of the plant at the beginning of tillering (output of the third leaflet), tillering itself and output into the tube; the second includes the earing, flowering and milky-wax ripeness phases of the grains. Extensive field tests by A.D. Pasechnik (1978) showed that "in 83% of cases, the lodging of winter wheat begins in the period of earing - wax ripeness and only in 17% in the earlier or late period".
Ключевые слова: зерновые культуры, типы полегания хлебных злаков, причины полегания, устойчивость к полеганию, урожайность, качество зерна.
Keywords: grain crops, types of lodging of cereals, causes of lodging, resistance to lodging, crop productivity, grain quality.
Проблема предупреждения полегания стеблей зерновых культур (пшеница, овес, ячмень и т. д.) имела и имеет большое практическое значение для агропромышленного комплекса России.
Более 70 лет назад, И. А. Волков [1] отмечал, что «несмотря на важность проблемы борьбы с полеганием и давность ее изучения, до сих пор не выработаны эффективные приемы борьбы с этим явлением. В последнее время, в связи с решительными мероприятиями по повышению урожайности, этот вопрос становится особенно актуальным, так как полегание сильно понижает урожай и затрудняет механизацию уборки.
Самым распространенным типом полегания является полегание от слабого развития механической ткани стебля. Неудивительно поэтому, что почти вся литература по полеганию посвящена этому типу. В формировании устойчивого к полеганию стебля важное значение придавалось кремнекислоте (Деви, Либих, Swiecicki). Этот взгляд на положительную роль кремнекислоты решительно оспаривался Саксом, Кохом, Тимирязевым и другими, придававшими решающее значение освещению в травостое и усиленному азотистому питанию.
П. А. Власюк выдвинул новый фактор, повышающий устойчивость злаков к полеганию, - обеспеченность растений марганцем. Этот вопрос, впрочем, нуждается в тщательной проверке. Исключительное значение в прочности стебля придается также и взаимному расположению механических элементов в стебле, его архитектонике.
Ряд авторов (Zaid, Howard А. и Howard G., Егоров Д. В.) большое значение придает корневой системе.
Несмотря на многочисленность исследований, существующая литература не охватывает всех случаев полегания.
Первый тип - полегание вследствие слабого развития оболочек механических элементов стебля. Как правильно указывает Н. А. Максимов, основной причиной полегания является «нарушение правильного соотношения между весом надземных частей растения и прочностью нижней части его стебля». Этот тип полегания встречается главным образом в условиях избыточного увлажнения, на почве, богатой минеральными питательными веществами, особенно азотистыми. Полегание наступает обычно в фазе налива и молочной спелости.
Второй тип - полегание от недостатка тургора живых клеток стебля растений. Наблюдается он обычно в засушливых условиях, когда имеет место резкий переход от влажной весны к засушливому лету. Весной на сильно удобренной почве, с преобладанием азотистых веществ, и при обилии осадков бурно развивается вегетативная масса растений. Летом, когда наступает засушливый период, сочные листья быстро теряют воду; транспирация при этом происходит так интенсивно, что корневая система не успевает доставлять воду, несмотря на достаточный запас ее в почве. Тургор клеток стебля при этих условиях падает, растения завядают и ложатся на землю. Полегание этого типа обычно наблюдается в жаркие солнечные дни в фазе выхода в трубку и колошения, т. е. в тот период, когда механическая ткань стебля еще слабо развита.
Третий тип - полегание, обусловленное слабым сцеплением корневой системы с почвой. Оно наблюдается при разжижении почвы от полива или от сильного дождя и характерно для поливного хозяйства. После полива бесструктурная почва сильно размокает, сцепление корней с почвой в зоне размокания ослабевает и растения, лишившись опоры, ложатся на землю. Таким образом, могут полегать растения с прочными, хорошо снабженными механической тканью, стеблями. Полегание этого типа бывает обычно в фазах налива и молочной спелости, т. е. когда нагрузка на нижнюю часть стебля значительно возрастает.
Мероприятия по борьбе с полеганием хлебов необходимо вырабатывать, имея в виду различные типы полегания.
И. А. Волков специально отмечает, что «в значительной степени полеганию способствовало и повышение нагрузки от воды при дождевании. Растения ложились на землю, когда нагрузка превышала устойчивость стебля, сильно пониженную после полива вследствие размокания почвы. Этому, по-видимому, способствовал и удар падающих капель при дождевании.
Полегание началось после цветения, но лишь только высыхала вода с растений и почва принимала свое обычное состояние, растения поднимались. Раньше всех полегли растения там, где давалось дождевание с освежительным поливом и все удобрения вносились до посева (3-й вариант). Первое полегание здесь наступило 29/У1 после полива. Затем растения поднялись и полегли окончательно после следующего полива, 4/У11, в фазе перед молочной спелостью. Площадь полегания растений равнялась 55,9%, т. е. полегло больше половины всех растений в этом варианте.
Первое полегание растений в вариантах 2, 4 и 5 наступило 4/У11 перед молочной спелостью. Окончательно полегли растения 13/У11 после последнего полива в фазе перед
восковой спелостью. Половину (53,3%) площади занимали полегшие растения там, где проводилось дождевание с освежительным поливом при дробном внесении азотистых удобрений до посева и в период от начала кущения до начала выхода в трубку (4-й вариант). Растения, получившие дождевание с освежительным поливом и удобренные азотистыми удобрениями дробно - перед посевом и в период от выхода в трубку до колошения включительно (5-й вариант), имели площадь полегания 38,3%.
Растения, подвергшиеся дождеванию без освежительного полива и удобренные до посева (2-й вариант), имели площадь полегания 36,9%.
Разжижение почвы не было единственной причиной полегания. Можно было наблюдать и признаки типа полегания от завядания (в межполивной период). Завядавшие растения изгибались в узлах, и это обстоятельство способствовало полеганию.
В первом варианте пагубно сказались на урожае метеорологические условия. Крайне засушливое лето катастрофически снизило урожай в неполивных условиях - урожай зерна в этом варианте равнялся всего 3,5 ц/га. Урожай в других вариантах колебался в пределах от 30,6 до 34,3 ц/га, причем пониженный урожай получен на тех вариантах, где полегание было больше всего.
Нужно признать, что от освежительного полива была возможность получения более высокого урожая, так как число колосков в варианте с дождеванием и освежительным поливом при внесении удобрений до посева (3-й вариант) было заметно больше (15,5%), чем в других вариантах. Урожай, однако, в этом варианте получен немного меньше, чем во 2-м, 5-м и 6-м вариантах. Снижение урожая объясняется, очевидно, сильным полеганием, которое в этом варианте было больше, чем в других вариантах.
Некоторое снижение числа колосков в других вариантах с освежительным поливом нужно объяснить низкой дозой азота в момент заложения зачатков колосков в эмбриональном колосе.
Данные показывают, что полегание сильно сказалось и на наливе зерна. Как видно, вес зерна полегших растений был значительно ниже веса зерна не полегших. Понижение веса зерна доходило до 13,9%. Объясняется оно, очевидно, ненормальными условиями налива зерна - затрудненными условиями транспорта минеральных и пластических веществ и неблагоприятными условиями фотосинтеза. Кроме того, полегшие растения сильно поражались грибными болезнями, что также понижало вес зерна».
В качестве основных выводов И. А. Волков [1] отмечает следующие положения.
«1. Существуют три основных типа полегания: а) полегание вследствие слабого развития механической ткани стебля, б) полегание от завядания и в) полегание, обусловленное слабым сцеплением корневой системы с почвой.
2. Борьбу с полеганием следует вести с учетом основных типов полегания, имея в виду при этом, что полегание может иметь комбинированный характер, когда могут быть в наличии элементы разных типов полегания.
3. Для своевременного развития механических элементов стебля необходимо в период формирования его поддерживать повышенное отношение доз фосфорно-калийных удобрений к азотистым, путем дробного внесения азотистых удобрений. Одновременно с этим перед заложением колосков в колосе необходимо снабдить растение достаточным количеством минеральных удобрений, особенно азотистых.
4. Чтобы избежать полегания от завядания, следует обеспечить путем техники полива тургесцентное состояние стебля во весь период роста растения. Вместе с этим следует соблюдать условия внесения удобрений, предусмотренные в п. 3.
5. В целях борьбы с полеганием от разжижения почвы необходимо: а) принимать радикальные меры к созданию структуры почвы, б) уменьшить нормы полива (примерно до 20 мм) в период, опасный в отношении полегания, в) провести агротехнические мероприятия, направленные к понижению узла кущения и к повышению мощности корневой системы.
6. Положительное действие на крепость стебля (сопротивление излому) оказывает орошение, однако это свойство в значительной мере обусловливается повышением тургорного напряжения клеток стебля.
7. В ранний период крепость стебля зависит главным образом от крепости листовых влагалищ, в дальнейшем же, по мере развития стебля, механическая роль влагалищ резко падает.
8. Дробное внесение азотистых удобрений на повышенном фосфатно-калийном фоне резко повышает механическую устойчивость, что особенно отчетливо обнаруживается при завядании растений» [1].
Раньше работы И. А. Волкова [1] важную экспериментальную работу о полегании хлебных злаков выполнил П. Е. Ярошевский [2].
Эта большая полевая исследовательская работа выполнена в физиологической лаборатории Киевского Политехнического Института (г. Киев) под руководством профессора Е. Ф. Вотчала.
В качестве основных выводов большой и важной практической работы П. Е. Ярошевский [2] отмечает следующие положения.
Полевые наблюдения над полегшей рожью, пшеницей и ячменем привели к выводу, что нагибание соломин хлебных злаков до состояния так называемого «полегания» обуславливается не одной причиной, а целой массой различных моментов, причем - не одной определенной комбинацией их, а, наоборот, каждый раз может быть обусловлено различным сочетанием этих моментов.
Чаще всего, полегание происходит тогда, когда намокшая почва слегка отпускает укрепленную в ней через корни соломину, отчего намокшее растение теряет в большей или меньшей степени равновесие и попадает под действие рычагов.
В пасмурную погоду, нижние междоузлия попадают в условия сильного затемнения и меньшей температуры и т. п., отчего там замедляются процессы построения тканей, в то время как в верхних междоузлиях, находящихся в лучших условиях, наоборот, происходит усиление роста тканей и веса их. Полегание в таких случаях, особенно при механическом намокании от дождя - обеспечено.
Изгибы происходят как в узлах, так и на всей протяженности междоузлий. Частные случаи «полегания» от градобития, повреждения грибами нижних междоузлий, ломания соломины, - понятны сами собой.
В общих чертах можно сказать только, что большая устойчивость злака может быть определена:
1. Меньшей длиной междоузлия и всей соломины.
2. Большой толщиной нижних междоузлий.
3. Большим развитием листовых элементов в нижних междоузлиях.
4. Большим абсолютным количеством жилок (сосудисто-волокнистых пучков) в листовых влагалищах нижних междоузлий.
5. Большим развитием корневой системы (в смысле большого количества главных корешков).
6. Большим абсолютным количеством сосудисто-волокнистых пучков во всей соломине.
7. Большим числом рядов склеренхимных волокон в механическом кольце соломины.
8. Большой толщиной стенок механических клеток и меньшим диаметром внутриклеточной полости их.
9. Большей степенью одревеснения стенок механических клеток.
10. Более выраженной концентричностью в расположении клеток тканей вокруг сосудисто-волокнистых пучков в соломине и уменьшением величины клеток (параллельно с утолщением их стенок) по мере приближения к сосудисто-волокнистому пучку.
11. Большим диаметром сосудов в сосудисто-волокнистых пучках.
12. Большой устойчивостью соломины против мацерации [2].
З. П. Булгакова выполнила в 1930-1932 гг. важную теоретическую и экспериментальную работу по изучению полегания хлебных злаков [3].
В статье [3], во-первых, приведен краткий обзор литературы по полеганию, где отмечается, что «в 1908 г. впервые опубликована работа свободного характера немецкого ученого C. Kraus «Die Lagerung der Getreide». В этой работе Краус отмечает, что полегание не является простым и причинно легко объясняемым явлением. Напротив, оно охватывает в целом формообразование растения и построение его тела с самого начала роста в разнообразнейших соотношениях к внешним условиям. В качестве краткого вывода об этом явлении автор говорит следующее: явление полегания основывается на недостаточной устойчивости стеблей к нагрузке. Недостаточная устойчивость может выражаться:
1) в уменьшении механической крепости стебля;
2) в ослабленности укрепления корневой системы;
3) при одновременном уменьшении механической крепости стебля и ослабленности укрепления корневой системы.
Механическая сопротивляемость растений в указанных отношениях может различаться в зависимости от интенсивности нагрузки, от времени наступления действия сил, стадии развития растения и, наконец, от состояния, в котором находятся стебли от предшествовавших воздействий. Краус отмечает, что полегания хлебных злаков бывает: а) полегание «в корнях» или полегание всего растения и б) полегание стеблей.
Полегание «в корнях» является следствием размягчения почвы. Этот вид полегания наступает тем легче, чем рыхлее земля и чем сильнее развитие растений, а также в зависимости от тяжести колосьев. Последнего рода полегание наблюдается большею частью только у растений с более сильно развитыми стеблями и притом чаще всего на более поздних стадиях развития. Полегание же стебля является следствием слабого его развития при быстром росте вследствие густого посева или изобилия легко растворимых азотных удобрений, усиливающих рост.
В течение долгого времени считали, что полегание является результатом недостатка кремнезема в стеблях хлебных злаков. Этой точки зрения держался Либих, считавший крепость хлебных злаков обусловленной содержанием в них кремнекислой соли калия, а
затем Кюн, Кноп, Кооль и Свицицкий. Однако, это мнение было поколеблено, когда было установлено, что хлебные злаки могут расти вполне нормально и при отсутствии кремния. С другой стороны, Дуглас при исследовании полегания сахарного тростника еще в 1916 г. высказывал мнение, что одной из причин полегания тростника является недостаток салициловой кислоты, а в работе, вышедшей в 1931 г., американские исследователи Филлипс, Дэвидсон и Уэйхе отмечают, что связь между содержанием кремнезема в соломе хлебных злаков и полеганием несомненно имеется.
После исследователи явления полегания начали объяснять его чрезмерным питанием растений, которое они получают в результате применения удобрений - в особенности азотных.
Так Кюн, Мейер, Зеельгорст и другие утверждали, что полегание часто связывается с наличием излишка азотнокислых солей или вообще с богатством почвы.
Торн и Гиккман наблюдали, что пшеница полегала сильнее при употреблении смеси соли фосфорной кислоты и азотнокислого натра, чем при употреблении их порознь.
В новейшей работе Таббса (1930 г.) отмечается, что чрезмерная доза азота влечет за собой сильное вегетативное развитие растений, при котором стебли полегают.
Это отрицательное действие азота понижается с прибавлением солей калия.
В 60-х годах прошлого столетия, под влиянием работ Сакса (1865 г.), начали считать причиной полегания хлебных злаков недостаток освещения в особенности при густых посевах, так как в этом случае растения сильно затеняют друг друга и создаются условия, влекущие за собой этиолирование.
По исследованиям Коха стебли полегших хлебных злаков имеют все особенности присущие этиолированным стеблям.
В отличие от стеблей, развивающихся при нормальных условиях освещения, имеющих мелкие клетки с толстостенными оболочками, стебли полегших растений, точно также как и этиолированных, имеют клетки значительно более крупные, с тонкими оболочками.
Сакс предполагал, что полегание может происходить также и вследствие недостатка лигнина в стеблях растений.
Это же мнение в новейшее время (в 1928 г.) высказал Уэлтон, работавший над исследованием полегания пшеницы и овса.
Вывод Уэлтона о том, что пониженное содержание лигнина в стеблях хлебных злаков надлежит рассматривать как одну из причин полегания, подвергается сомнению исследованием Макса Филлипса, Дэвидсон'а и Уэйхе, опубликованным в 1931 г. По словам этих авторов, они предприняли исследование проблемы полегания, имея в виду в
особенности значение содержания лигнина в стебле. Исследования были проведены ими над пшеницей в течение летних месяцев в 1929 и 1930 гг.
В результате своей работы названные авторы пришли к заключению, что если рассматривать лигнин как фактор полегания, то оказывается, что высокое содержание его в стеблях, а не низкое, является причиной полегания.
Такое заключение согласуется с результатами работы Дэдсуэлл'а и Гавлея, в которой установлено, что ломкие образцы Дугласовой пихты (Douglas fir) имели более высокое содержание лигнина, чем крепкие.
Помимо указанных работ, преимущественно химических, имеется ряд работ по полеганию хлебных злаков анатомического и анатомо-морфологического характера. К числу их относятся исследования Альбрехта (1908 г.) над одной разновидностью озимой пшеницы. Этот исследователь считал, что показателем склонности к полеганию может служить сопротивляемость на излом соломы. Милденгауэр (1914 г.), работавший с пшеницей и ячменем, нашел, что характерным отличием различных сортов является количество сосудисто-волокнистых пучков, причем в общем, неполегающие формы содержат большее их количество. По мнению автора, неполегающие сорта могут быть отобраны, таким образом, на основании сравнительных данных о количестве сосудисто-волокнистых пучков.
Американские исследователи Гарбер и Олсон в своей работе, опубликованной в 1919 г. поставили себе задачей установить морфологические черты хлебных злаков, связанные с полеганием и неполеганием, считая, что при таком подходе изучение явления полегания было бы значительно облегчено и представилось возможным немедленно отделить неполегающие формы, не ожидая три года или более для выделения их путем селекции. Для выполнения поставленной задачи изучено 15 сортов ячменя, 7 сортов овса, 2 сорта яровой пшеницы, 2 - озимой пшеницы и 1 - озимой ржи. Среди некоторых разновидностей отобраны наиболее полегающие и наименее полегающие формы. Большая часть изучавшихся объектов выращивалась параллельно, как в полевых условиях, так и в оранжерее. Морфологические черты каждого сорта выращенного в полевых условиях и в оранжерее изучались отдельно. Материал для изучения собирался и фиксировался в период после прекращения роста междоузлий, но до момента полного созревания зерна.
Отмечались данные о следующих морфологических признаках растений: а) диаметр стебля, б) количество сосудисто-волокнистых пучков, в) толщина стебля, г) толщина склеренхимы и д) средний диаметр сосудисто-волокнистых пучков.
Толстостенные клетки, образующие ткань склеренхимы и находящиеся близ периферии, были измерены в нескольких местах, чтобы получить их толщину. Средний диаметр сосудисто-волокнистых пучков, включая окружающие их одревесневшие клетки, был получен измерением наибольшего и наименьшего диаметра каждого из 7-10 пучков у отдельных растений с последующим вычислением среднего диаметра из полученных указанным образом измерений. Число сосудисто-волокнистых пучков было определено простым подсчетом тех из них, которые обнаруживались в поперечном сечении стебля. Сорта овса - ранний и средний по исследовании обнаружили отчетливо корреляцию между толщиной одревесневших клеточных стенок и полеганием.
У ячменей такой постоянной связи толщины клеточной стенки с относительной способностью сопротивляться полеганию не обнаружено.
В работе американского исследователя Уэлтона приводятся данные об анатомическом строении полегших и неполегших стеблей пшеницы и овса. Поперечные срезы стеблей показывают, что различие внешних условий существенно отражается на развитии тканей стебля. Так, у пшеницы даже небольшие различия в почве одного и того же поля на возвышенных и пониженных местах, сказывается весьма существенно на строении стебля. По наблюдениям автора полегание особенно часто наблюдалось в пониженных местах, как более плодородных. У растений с возвышенных мест толщина стенки стебля примерно на 1/3 больше, а гиподермальная зона лигнифицирована более полно, чем у стеблей, росших в пониженных местах поля. В незатененных посевах овса ширина зоны паренхимной ткани больше, чем у затененных, а ширина гиподермальной ткани почти равна в обоих случаях. У затененных стеблей пшеницы зоны тканей паренхимной и гиподермальной несколько больше, чем у незатененных стеблей, причем более лигнифицированная ткань находится у незатененного стебля. Уэлтон отмечает, что норма высева также влияет на строение стебля. Так, у овса, при нормах высева в 36 кгр. и 126 кгр. на 0,4 га, хотя общая толщина клеточных стенок оказалась почти равной в обоих случаях, но ширина гиподермальной зоны была более значительна у растений в редком посеве.
Данные об анатомическом строении стебля в нижнем междоузлии у полегших и неполегших озимых пшениц, по материалам собранным в полевых условиях на Украине при полегании озимых хлебов в 1930 г., приведены в работе Кузьменко А. А. «О полегании озимых хлебов и способах борьбы с ним». В результате анатомического исследования полегшей и неполегшей пшеницы было обнаружено следующее: у полегших пшениц, по сравнению с неполегшими, стенки соломины были тоньше, количество сосудисто-
волокнистых пучков меньше, стенки эпидермиса и стенки основной паренхимы значительно меньше» [3].
З. П. Булгакова специально отмечает смысл термина «полегание» в своем исследовании. «Под термином «полегание» хлебных злаков понимается такое их состояние, на различных стадиях развития, когда стебли теряют нормальную способность держаться в вертикальном положении и наклоняются в большей или меньшей степени к земле или даже совершенно к ней прилегают. В некоторых случаях при этом наблюдается различная степень изогнутости верхних и нижних междоузлий, или изгибы стеблей в узлах или одновременно то и другое вместе.
Иногда полегание вызывается чисто внешним механическим воздействием, например, сильной бурей с дождем, градом и т. д., и в этом случае причины его вызвавшие вполне определенны и объяснимы. Значительной силы механического воздействия не выдерживают даже сорта наиболее устойчивые против полегания, отличающиеся крепким и гибким стеблем.
При известных условиях, в зависимости от совокупного действия указанных причин или преобладающего воздействия одной из них, с одной стороны, и силы сопротивляемости растения с другой, механические качества стебля и его способность держаться прямо ослабевают в большей или меньшей мере и в результате наступает полегание той или иной степени интенсивности.
Полеганию подвержены в большей или меньшей мере все хлебные злаки и в резко выраженной форме оно обычно влечет за собою пониженный урожай в качественном и количественном отношении. В этом случае колосья часто остаются пустыми, а колосья лежащие на земле портятся и зерна их теряют всхожесть. Точно также обесцениваются и стебли, лежащие на земле».
В качестве основных выводов по результатам опытов З. П. Булгакова [3] отмечает следующие положения.
«1. Явление полегания у хлебных злаков происходит вследствие нарушения нормального хода роста и развития их стеблей.
2. Главнейшим фактором, определяющим формообразование стебля хлебных злаков (пшеница, ячмень), является свет.
3. При ослабленном свете обнаруживается усиленный рост затененных частей стебля, сопровождаемый на ранней стадии развития - этиолированием.
4. У растений, росших в начале своего развития при ослабленном свете, длина первого снизу междоузлия обычно в 2-3 раза превышает длину соответствующего междоузлия
растений, пользовавшихся нормальным освещением, вследствие этого стебли у них лишены устойчивого основания и легко полегают.
5. Геотропические изгибы стеблей в узлах далеко не всегда восстанавливают нормальное положение растений и в полегших посевах обычно ведут только к перепутыванию стеблей друг с другом.
6. Под влиянием недостаточного освещения листовые влагалища у нижних листьев рано отмирают, не успев развить механической ткани. В результате этого стебель лишается опоры и легко полегает.
7. Опыты с затененными растениями в нормальных по густоте посевах указывают, что полегание может происходить и в этом случае в весьма интенсивной форме с характерными изгибами нижних междоузлий и геотропическими изгибами в узлах.
8. Даже устойчивые против полегания сорта хлебных злаков не могут противостоять полеганию, при недостатке света, в особенности на ранних стадиях развития» [3].
Большую и важную работу по изучению полегания пшеницы при орошении выполнил И. Н. Гальченко [4]. В диссертации, в частности, отмечается, что «полегание встречается довольно часто и в неорошаемых условиях, причем полегают самые разнообразные культуры: колосовые хлеба, кукуруза, лен, соя, травы и другие. Но наиболее часто и наиболее сильно полегают хлеба в условиях орошения; здесь полегание иногда, в особенности в более влажные годы, принимает катастрофический характер.
Полегание сильно снижает урожай и ухудшает его качество - зерно получается щуплым, легковесным, с резко сниженным количеством крахмала. По литературным данным, потери зерна от полегания хлебов достигали: в Куйбышевской и Саратовской областях в условиях орошения 38-50%, в Сибири - 40%, в Белорусской, Латвийской и Украинской республиках - 25-30% от урожая. В наших опытах снижение урожая зерна от полегания орошаемой яровой пшеницы достигало 15 ц на га. Большой недобор урожая зерна озимой пшеницы бывает в Краснодарском крае, особенно во влажной его зоне, где эта культура часто и сильно полегает.
Лучшие сорта, считавшиеся ранее при низких урожаях неполегающими, оказались совершенно неустойчивыми к полеганию при высоких урожаях.
Уборка полегшего хлеба, несмотря на значительный прогресс в деле механизации ее, все еще остается затруднительной; снижается производительность комбайнов и происходят потери зерна, достигающие иногда 20 и более процентов от урожая (В. А. Бабич, 1946). Таким образом, снижение урожая зерна от плохого налива вследствие полегания растений увеличивается еще в результате потерь его при уборке.
Как известно, внешняя среда и растения в процессе их роста и развития взаимодействуют друг с другом. Резкое изменение внешних условий, что имеет место при орошении культуры, приводит к изменению внутреннего состояния растения, его физиологических процессов, темпа и направленности обмена веществ. Все это определенным образом отражается на росте отдельных органов растения, изменяет их строение и форму.
Исходя из этого, изучали физиологические и ростовые процессы, анатомические, морфологические, физико-механические и биохимические особенности растения, которые должны обусловливать его устойчивость к полеганию. Одновременно с этим детально изучались сами внешние условия - водный и тепловой режим почвы, температура и влажность воздуха, световой режим и другие,- ведущие к изменению тех признаков растения, которые повышают или понижают его устойчивость. На основании изучения разработана и проверена в опытно-производственных условиях система мероприятий, предупреждающая полегание пшеницы при орошении.
Экспериментальная полевая часть работы проводилась в течение 12 лет в Центральном Заволжье (Саратовская область), на Ершовском опытно-мелиоративном участке Института земледелия Юго-Востока СССР и на Валуйской и Энгельской опытно-мелиоративных станциях Всесоюзного института гидротехники и мелиорации.
Следует отметить, что в свое время К. А. Тимирязев (1876) дал вполне обоснованную критику несостоятельности утверждения, будто бы кремнезем придает растениям устойчивость против полегания.
С конца прошлого столетия начали появляться указания на значение света в полегании растений. Считали, что в густых посевах хлебов растения затеняют друг друга и это приводит к этиоляции их. Особенно большое значение фактору затенения придавал К. А. Тимирязев (1936).
Так как у этиолированных растений наибольшее формативное изменение претерпевают стебли, то при изучении полегания начали особое внимание обращать на рост и формообразование стеблей у полегших растений. Таким образом, можно считать доказанным, что свет влияет на формирование органов той или иной формы и устойчивости растения против полегания, хотя сам «механизм» анатомических и морфологических изменений при недостатке света остается все еще очень мало изученным.
Многими авторами отмечена тесная зависимость между полеганием и питанием растений. Среди исследователей установилось единодушное мнение, основанное на
экспериментальных данных, что избыток азота в почве является одним из серьезнейших факторов, обусловливающих полегание хлебов.
В отношении калия и фосфора широко распространено убеждение, что они, в противовес азоту, обусловливают лучшее развитие механических элементов стебля и более высокую прочность его, тем самым повышая стойкость растений к полеганию.
Однако, как показали наши исследования (И. Н. Гальченко, 1940 и др.) в том случае, когда фосфорные и калийные удобрения применяются совместно с азотными, они не только не повышают устойчивость растений пшеницы к полеганию, но иногда, о чем будет сказано ниже, наоборот, благоприятствуют более сильному их полеганию.
Н. С. Туркова (1953 и др.), а вслед за ней и Г. Р. Лиепиня (1953) исключительную роль в устойчивости растений к полеганию отводят окислительно-восстановительной системе тканей, характерным показателем которой, по данным авторов, является редуцирующая активность их. Они считают, что направленность роста растений, их вертикальное устойчивое положение определяются высокой редуцирующей активностью тканей надземных органов. По мнению Н. С. Турковой, механическая прочность стебля не имеет решающего значения для устойчивости к полеганию, она лишь сопутствует вертикальному положению стеблей.
В отношении мер борьбы с полеганием хлебов разные авторы дают и разные рекомендации, причем часто экспериментально мало и даже вовсе необоснованные. Одни рекомендации слишком общие, неконкретные, вошедшие, к сожалению, во многие учебники и руководства по растениеводству, другие же, наоборот, отличаясь конкретностью, страдают узостью и односторонностью. Так, например, рекомендуют производить редкие посевы, но при этом не учитывают, что редкие посевы существующих сортов не обеспечивают получения высоких урожаев зерна. Большинство авторов большую надежду в борьбе с полеганием хлебов возлагает на выведение неполегающих сортов.
В качестве основных выводов И. Н. Гальченко [4] отмечает следующие положения. «1. Полегание хлебов - широко распространенное явление. Особенно часто и сильно оно проявляется в условиях орошения. С ростом урожайности хлебов возрастает и опасность полегания.
Полегание сильно снижает урожай и его качество, затрудняет механизированную уборку и приводит к огромным потерям урожая. Поэтому устранение этого отрицательного явления будет способствовать увеличению валового сбора зерна в нашей стране. 2. Существует два основных типа полегания - стеблевой и корневой. В первом случае растения полегают вследствие изгибов или изломов стеблей, во втором - в результате
нарушения нормального сцепления корней с почвой, растяжения и смещения их с прежнего местонахождения. Оба типа полегания тесно связаны между собою вследствие чего часто проявляются совместно. Поэтому практические мероприятия необходимо предусматривать одновременно против обоих типов полегания.
3. В результате обильного водоснабжения, повышенного азотистого питания и применения высоких норм высева при орошении создается густой травостой, развивается большая общая масса растений, с огромной листовой площадью. В таком травостое преобладает повышенная влажность воздуха и пониженная температура его, слабое проветривание и недостаточное освещение. Все это приводит к определенным физиологическим и анатомо-морфологическим изменениям растения, способствующим понижению его стойкости к полеганию. Однако основными причинами полегания являются слабая интенсивность освещения и ускоренный рост растений,
4. При недостатке света изменяются коррелятивные отношения в росте различных органов растения. Рост стебля в толщину значительно отстает от роста в длину, в результате чего стебли получаются сравнительно длинные, но тонкие. Создается невыгодное (широкое) с точки зрения устойчивости растения к полеганию соотношение между длиной и диаметром стебля.
Точно также нарушается обычное соотношение между ростом надземных и подземных органов. Рост корней отстает от роста надземных органов - стебля, листьев и колоса, вследствие чего получается повышенная нагрузка на корни, что ослабляет устойчивость растений против корневого полегания.
В том же направлении оказывает действие обильное водное и азотистое питание растений.
5. Фосфорное и калийное питание растений, в противовес азотистому, незначительно сказывается на ростовых процессах. Поэтому фосфор и калий сами по себе не снижают устойчивость растений к полеганию. Но при обильном азотистом питании они, создавая благоприятные условия для более полного проявления отрицательного действия избытка азота, иногда способствуют полеганию растений.
Поэтому применение фосфорных и калийных удобрений не может служить надежной мерой борьбы с полеганием. Чтобы предупредить полегание, необходимо не допускать избытка азота, не перекармливать растения азотом.
6. Для практических целей селекции хорошим показателем прочности стебля может служить диаметр его, а еще более надежным является сопротивление стебля излому, отражающее собой развитие и архитектонику механических элементов тканей стебля. Чем
больше диаметр стебля, чем меньше величина отношения длины к диаметру его и чем выше сопротивление излому, тем он устойчивее против полегания.
Мощность развития корневой системы для селекционных целей может быть установлена учетом числа корней, их толщиной и углом отхода от основной оси. Чем больше и раньше образуются у растения корни, чем они толще и под более тупым углом отходят от основной оси, тем устойчивее будет растение.
Однако, как бы ни были надежны косвенные показатели устойчивости растения, проверка на полегаемость отдельных селекционных номеров, форм и сортов в полевых условиях является обязательной.
7. Для предупреждения полегания растений яровой пшеницы в условиях орошения ее в Заволжье, при урожаях зерна в 40-50 ц с га, можно рекомендовать следующую разработанную нами и проверенную в опытно-производственных условиях систему мероприятий: планировка орошаемых полей, посев выравненными крупными семенами, глубокая заделка семян, не слишком высокая норма высева, устойчивый к полеганию сорт, умеренная доза азотистого удобрения и раннее окончание оросительного периода с глубокой влагозарядкой почвы.
Ведущими в указанной системе являются: устойчивый к полеганию сорт, необходимый минимум (но не максимум) азотистого питания и правильное регулирование водного режима почвы» [4].
Авторы статьи [5] выполнили в 1971-1973 гг. изучение влияния разных факторов на потери от полегания для ячменя и установили следующее.
От полегания ячменя в фазе колошения, которое наиболее часто наблюдается в черноземной зоне России, приводит к потере 18-37% урожая. При этом резко снижается качество зерна.
Полегание резко ухудшало условия налива зерна. На полеглых посевах надземная масса растений распределялась очень неравномерно.
Плотным слоем стеблей в ярусе 0-20 см затенялись нижние листья, которые преждевременно отмирали.
После созревания масса очень медленно просыхала, создавались условия для развития грибной инфекции. Относительная разница в накоплении сухого вещества зерном на полеглых и неполеглых посевах возрастала от начала формирования до полной спелости зерна.
Полегание посевов стимулировало развитие поздних подгонов, которые сильно затрудняли комбайновую уборку и дальнейшую подработку зерна.
В 1973 г. в дополнение к изучаемым был предусмотрен вариант опыта, который позволял выявить потери урожая при равной степени полегания: сильной (балл 1,5-2,0) и средней (балл 3,0-3,5). Для создания среднего полегания использовали площадки, на которых вместо двух ставили одну рамку с сеткой. В этом опыте вес зерна на 1 м3 составлял: на контроле (сильное полегание) - 267 г; при среднем полегании - 342 г; и без полегания - 409 г. Следовательно, потери урожая ячменя ощутимы [5].
А. К. Шиповский отмечает [6], что «большие потери зерна бывают и при полегании пшеницы особенно в условиях избыточного азотного питания недобор урожая трех сортов озимой пшеницы от полегания в 1969 г. составил 36,7%.
В среднем за 1970-1971 гг. при полегании растений за четыре-пять дней до выколашивания урожай снизился на 43,6%, а при полегании через столько же дней после вколашивания - на 31,8%.
Подобные данные получены в двух пунктах штата Иллинойс (США), где опыты с искусственным полеганием были заложены в фазах колошения, молочной, молочно-восковой и восковой спелости зерна. Урожай снижался соответственно на 31, 25, 20 и 12%; натура зерна уменьшилась на 80%.
В Болгарии при полегании растений в фазе выколашивания урожай мягкой и твердой пшеницы уменьшался на 24-25%, ячменя - на 26-44% и ржи - на 42-50%» ([6], стр. 7.)
Важное для практики «Методическое пособие по составлению прогноза полегания озимой пшеницы в нечерноземной зоне» составил А. Д. Пасечник [7].
В работе [7] отмечается, что «основные сорта озимой пшеницы, высеваемые в Нечерноземной зоне Европейской территории СССР, являются среднеустойчивыми к полеганию. За последние 10 лет они 4-6 раз полегали. При уборке полеглых хлебов увеличивается расход горючего, на 25-80% снижается производительность уборочной техники, увеличиваются сроки уборки, а потери зерна достигают 30-50%. Путем проведения ряда агротехнических и организационных мероприятий отрицательные последствия полегания можно несколько снизить. Так, переоборудование уборочных агрегатов для уборки полеглых хлебов и специальная подготовка полей позволяют уменьшить потери зерна примерно в 3-5 раз, и повысить производительность агрегатов на 30-45%. Но эффективное проведение многих мероприятий возможно только при своевременном предупреждении работников сельского хозяйства о возможности полегания посевов.
В лаборатории агрометобоснования агротехники ВНИИСХМ на основе материалов Госсортосети СССР и данных агро- и гидрометеорологических станций Нечерноземной
зоны ЕТС за 1960-1976 гг. были установлены количественные показатели связи степени полегания озимой пшеницы с факторами, характеризующими агрометеорологические условия и состояние посевов. На этой основе подготовлено методическое пособие, в котором изложена методика агрометеорологического прогноза степени полегания озимой пшеницы на конкретном поле в Нечерноземной зоне ЕТС.
Влияние метеорологических условий на полегание озимой пшеницы рассмотрено на примере среднеустойчивых сортов: Мироновская 808, Калужская 9, Белоцерковская 198, Льговская 873 и др. Но с определенными допусками методика может быть распространена и на слабоустойчивые сорта: Одесская 16, ППГ-186, Лютесценс 266, Новомичуринка и др.
Полегают прежде всего посевы с большой вегетативной массой. Следовательно, чем больше общая продуктивность посева, тем больше вероятность его полегания. Продуктивность посева определяется агрометеорологическими условиями каждого периода развития растений от посева до уборки.
Агрометеорологические условия осеннего периода определяют состояние озимых перед уходом в зиму: степень дифференциации конуса нарастания, кустистость, высоту стебля, развитие корневой системы, закалку растений и, в конечном счете, урожай зерна. Что же касается устойчивости посевов к полеганию, то в условиях Нечерноземной зоны не обнаружено зависимости ее от метеорологических условий осеннего периода. Сильное полегание (2 балла) отмечается даже после очень сухой осени, когда за период всходы -прекращение вегетации выпадает менее 10 мм осадков. В то же время при сумме осадков больше 130-140 мм случаев сильного полегания не отмечалось. Связь между оценкой интенсивности полегания и показателями тепло- и влагообеспеченности осени оказалась недостоверной. Следовательно, по условиям осеннего периода нельзя судить об ожидаемой интенсивности полегания озимой пшеницы.
Показателем перезимовки является процент погибших за зиму растений. Сильное и среднее полегание наблюдается только при хорошей перезимовке, когда гибель растений не превышает 20%. При гибели больше 20% посевы не полегают.
На устойчивость озимой пшеницы к полеганию большое влияние оказывают параметры стеблестоя - высота и густота. По данным наблюдений гидрометстанций рассчитаны коэффициенты корреляции между степенью полегания озимой пшеницы и параметрами стеблестоя в фазы выход в трубку, колошение и молочная спелость. В каждом случае в массиве имелось около 250 измерений. Результаты показаны в таблице 1.
Таблица 1
Коэффициенты корреляции между степенью полегания озимой пшеницы и параметрами стеблестоя
Фаза Параметры стеблестоя
высота густота
Выход в трубку 0 = 21 0=48
Колошение 0=4б 0=37
Молочная спелость 0=б2 0=43
Примечание. Значение 0.21 получено при 1%-ноы уровне значимости, все остальные — 0=1°-'о-ный уровень значимости по критерию Фишера.
На ранних этапах роста растений на устойчивость стеблестоя к полеганию большое влияние оказывает густота посева. При густоте посева в фазу выход в трубку до 600 стеблей на 1 м2 стеблестой обычно не полегает или полегает в слабой степени. Сильное полегание (более 60% площади поля) может наблюдаться при густоте более 700 стеблей на 1 м2 (таблица 2).
Таблица 2
Вероятность (Ро) полегания озимой пшеницы при различной густоте стеблестоя в фазу выход в трубку
Густота стеблей на 1 ы2 Сильное (> 60°Уо гаош.ади) Слабое (1-30°--о) Среднее (31-60°--о) Полегание отсутствует
501 0 0 1S S2
501-700 1 5 34 60
701-1000 14 14 22 50
1001-1300 17 14 24 45
1300 45 34 11 10
В ранневесенний период более благоприятные условия для кущения и отрастания вегетативной массы складываются при влажной погоде с пониженным температурным режимом. Эти же метеорологические условия способствуют снижению устойчивости озимой пшеницы к полеганию. Однако показатели связи между степенью полегания и значениями метеорологических параметров за период возобновление вегетации - выход в трубку оказались ниже границы достоверности.
Устойчивость стеблестоя к полеганию в основном определяется агрометусловиями периода выход в трубку - цветение. От них зависит длина нижних междоузлий, толщина стенки соломины, диаметр стебля, густота посева и т. д. Поэтому связь степени полегания озимой пшеницы со всеми показателями метеорологического режима этого периода достоверна. Наиболее тесная связь с показателями увлажнения (суммой осадков, числом дней с осадками > 0,1 мм, ГТК Селянинова) г = 0,53 ^ 0,57, среднесуточной температурой воздуха г = -0,49 и средней облачностью г = 0,49 (при 0,1%-ном уровне значимости по критерию Фишера). Посевы не полегают или полегают в слабой степени при температуре
воздуха выше 14,8°С, сумме осадков за период менее 70 мм, ГТК менее 1,0. Сильное полегание наблюдается при температуре ниже 13,5°С, сумме осадков больше 75-80 мм, ГТК больше 1,2. Вероятность полегания при различных значениях ГТК и температуры воздуха за период выход в трубку - цветение приведена в таблице 3.
Таблица 3
Вероятность (%) полегания озимой пшеницы при различных
агрометеорологических условиях периода выход в трубку — цветение
Значение параметра Сильное О 60°/а плотцади поля) Среднее (5 1-60%) Слабое (1-30%) Полегание отсутствует
ГТГЕС Се.тянннова
■с 0.7 0 0 0 100
0.7-1.0 0 6 23 71
1.1-1.4 13 4 22 61
1.5 —L.S 17 22 19 42
V- 1.S 58 25 0 17
Среднесуточная температура воздуха, гС
12.5 50 50 0 0
12,5-13,4 24 13 21 42
13.5-14.4 5 20 25 50
14 = 4 3 3 17 77
При изучении влияния метеорологических условий периода цветение - восковая спелость на полегание озимой пшеницы делалось еще одно ограничение: анализировались данные только тех пунктов, на которых ГТК за период выход в трубку - цветение превышал 0,9. Теснота связи между степенью полегания и значениями метеорологических параметров этого периода значительно снижается. Достоверной она остается только с температурой и дефицитом влажности воздуха. Коэффициенты корреляции равны соответственно - 0,27 и -0,32 (1%-ный уровень значимости). По данным графического анализа можно сделать вывод, что существенное полегание посевов (более 30% площади поля), как правило, не наблюдается при сумме осадков за период менее 40мм, температуре воздуха выше 18°С и недостатке насыщения выше 6,5-7 мбар.
В 83% случаев полегание озимой пшеницы начинается в период колошение -восковая спелость и только в 17% - в более ранний или поздний периоды. Основной причиной полегания являются сильные ливневые дожди и ветер, оказывающие механическое воздействие на растения. Причем вызывают полегание в основном осадки повышенной интенсивности, а ветер - при совместном действии с осадками. Так как надежных прогнозов указанных явлений не разработано, то методика прогноза полегания построена в расчете на то, что в репродуктивный период агрометеорологические условия будут близкими к средним многолетним. В этом случае интенсивность полегания растений будет определяться устойчивостью их к полеганию, т. е. высотой, густотой стеблестоя, но
возрастает при высоте более 70 см, а при ее значении более 90 см полегание отмечается почти ежегодно» [7].
Авторы монографии [8] справедливо отмечают, что «размер потерь продукции зерновых культур от полегания зависит от того, в какой фазе развития растений оно происходит.
Посевы могут полегать уже в фазе выхода в трубку, если перед этим стояла длительное время дождливая пасмурная погода. При полегании в этот период растения способны формировать в ряде случаев достаточно высокий урожай.
Если растения полегли в фазе колошения, то это наиболее отрицательно сказывается на урожайности. Особенно опасно полегание в период цветения у ржи: растения не могут опыляться перекрестно, поэтому резко уменьшается процент завязавшихся зерен.
Наиболее распространено полегание в период созревания зерна, но оно в меньшей степени сказывается на структуре урожая.
Так, масса 1000 зерен при полегании растений в фазе колошения уменьшается на 2025%, в фазе молочной спелости - на 11-16%, а в фазе восковой спелости - на 5-10%» [8].
В книге [8] отмечается, что «в опытах Северо-западного НИИ сельского хозяйства урожайность ржи сорта Вятка-2 при полегании составила 3,16 т/га, а без полегания -3,95 т/га; масса 1000 зерен снизилась с 34,5 т до 30,8 т.
По данным А. В. Сергеева, полегание посевов овса и ячменя не только снижает урожай, но и значительно ухудшает физические и посевные качества семян. Так на высоком агрофоне потери биологического урожая ячменя сорта Московский-121 в среднем за 3 года составили 27,8%. На полеглых после выколашивания посевах масса 1000 зерен оказалась на 18,5% ниже, резко уменьшается выход кондиционных семян.
Так при сильном полегании масса 1000 зерен ячменя снизилась с 45,3 т до 36,9 т, натура зерна - с 664 г/л до 576 г/л, выравненность зерна - с 96,4% до 78,2%, выход кондиционных семян - с 70,9% до 42,9%» [8].
Авторы монографии [9] отмечают, что «при раннем и интенсивном полегании может теряться до 60% урожая. Наиболее очевидными являются механические потери при уборке полеглых хлебов прямым комбайнированием. Кроме того, во время такой уборки нарушается технологический процесс работы комбайнов (забивается режущий аппарат, неравномерно подается хлебная масса в молотильный аппарат и т. д.), в результате производительность уборочной техники снижается на 25-80% и значительно увеличивается расход горючего» [9].
Многие из современных интенсивных сортов ведущей продовольственной культуры -озимой и яровой пшеницы - на высоком агрофоне способны обеспечить урожай зерна 8090 ц/га и даже больше, но часто их урожай не превышает и 30-40 ц/га, так как его рост ограничивается полеганием, особенно сильно проявляющимся именно на высоком агрофоне. Это касается не только районов с благоприятными условиями увлажнения, но все чаще и явственней распространяется и на районы с полузасушливым климатом [9]. В качестве основных выводов можно отметить следующие положения.
1. Проблема полегания стеблей зерновых культур (пшеница, овес, ячмень и т. д.) имеет большое практическое значение для агропромышленного комплекса Российской Федерации, однако до настоящего времени практически нет материалов и технологических мер, уменьшающих потери зерновых от полегания.
2. Полегание стеблей злаковых культур обусловлено совместным действием комплексных причин и факторов: слабое развитие элементов ткани стебля; обеспеченность растения кремнекислоты и марганца; недостаток тургора живых клеток стебля; слабое развитие корневой системы растения; на полегание влияет ветер, дождь и град; отсутствие достаточных количеств органических и минеральных удобрений; увеличение фосфатно-калийного фона поля; большое влияние на полегание растений оказывает намокание междоузлий и низкая температура способствует сильному полеганию злаковых культур и т. д.
3. В разных работах многими авторами статистически установлено большое влияние физико-механических свойств злаковых культур (длина междоузлий, длина растения, толщина междоузлий и стебля, прочность стебля, вес колоска, вес стебля, зерен и т. д.), однако до настоящего времени отсутствуют научно-обоснованные технологические рекомендации относительно повышения устойчивости прямолинейной формы равновесия стеблей зерновых культур против полегания.
4. Некоторые частные вопросы полегания растения риса исследованы в работах [10-17] и нуждаются в уточнении.
Список литературы
1. Волков И. А. Исследование механических свойств стебля пшеницы и устойчивость к полеганию при различных условиях минерального питания и водного режима // Вестник агротехники, 1940, №2, с. 3-15.
2. Ярошевский П. Е. К вопросу о полегании хлебных злаков // Труды 2го Съезда по сортово-семенному делу в сахарной промышленности (Киев, 4-11 декабря 1921 г.). Киев: Издание «Сахартрест», 1922, с. 247-261.
3. Булгакова З. П. Полегание хлебных злаков // Известия Научного института имени П. Ф. Лесгафта, 1937, том ХХ, вып. 2, с. 69-103.
4. Гальченко И. Н. Полегание пшеницы при орошении и борьба с ним // Автореферат на соискание ученой степени доктора биологических наук. М.: АН СССР. Институт физиологии растений имени К. А. Тимирязева, 1954. 32 с.
5. Неттевич Э., Сергеев А. Потери от полегания // Земледелие, 1974, № 7, с. 56-57.
6. Шиповский А. К. Повышение устойчивости зерновых культур к полеганию. Минск: Ураджай, 1983.
7. Пасечник А. Д. Методическое пособие по составлению прогноза полегания озимой пшеницы в Нечерноземной зоне ЕТС. М.: Гидрометеоиздат, 1978, 11 с.
8. Тихвинский С. Ф., Буторина Л. К. Борьба с полеганием сельскохозяйственных культур. Ленинград: Колос, 19863, с. 48.
9. Пикуш Г. Р., Гринченко А. Л., Пыхтин И. Н. Как предупредить полегание хлебов. Киев: Урожай, 1988, с. 200.
10. Григулецкий В. Г. Влияние физико-механических свойств растений на устойчивость к полеганию / В. Г. Григулецкий, И. В. Лукьянова // Труды Кубанского государственного агарного университета, 2000, № 382 (410), с. 39-48.
11. Григулецкий В. Г. Влияние внешних сил на полегание растения риса / В. Г. Григулецкий, И. В. Лукьянова // Труды Кубанского государственного агарного университета, 2000, № 382 (409), с. 50-53.
12. Григулецкий В. Г. Устойчивость риса / В. Г. Григулецкий, И. В. Лукьянова // Труды Кубанского государственного агарного университета, 2001, № 383 (411), с. 53-59.
13. Григулецкий В. Г. Об устойчивости к полеганию стебля риса / В. Г. Григулецкий, И. В. Лукьянова // Труды Кубанского государственного агарного университета, 2000, № 382 (410), с. 53-57.
14. Лукьянова И. В. Современная концепция причин полегания растений риса / И. В. Лукьянова // Рисоводство, 2003, № 3, с. 30-34.
15. Лукьянова И. В. Механическая устойчивость к полеганию растения риса / И. В. Лукьянова // Рисоводство, 2004, № 4, с. 97-101.
16. Лукьянова И. В. Исследование к полеганию стебля риса / И. В. Лукьянова // Аграрная наука, 2004, № 12, с. 28-29.
17. Лукьянова И. В. Сравнительный анализ некоторых сортовых особенностей стеблей риса и пшеницы к полеганию / И. В. Лукьянова // Рисоводство, 2006, № 8, с. 42-58.
18. Лукьянова И. В. Устойчивость к полеганию злаковых культур с учетом архитектоники и физико-механических свойств ткани стеблей: Монография. Краснодар: КубГАУ, 2008. 283 с.
References
1. Volkov I. А. Study of the mechanical properties of wheat stalk and lodging resistance under various conditions of mineral nutrition and water regime // Agrotechnics Bulletin, 1940, №2, p. 315.
2. Yaroshevsky P.Ye. On the issue of lodging of cereals // Proceedings of the 2nd Congress on the variety and seed business in the sugar industry (Kiev, December 4-11, 1921). Kiev: Sakhartrest, 1922, p. 247-261.
3. Bulgakov ZP. Lodging of cereals // Proceedings of the PF Lesgaft Scientific Institute, 1937, vol. XX, no. 2, s. 69-103.
4. Galchenko I. N. Lodging of wheat during irrigation and the fight against it // Abstract for the degree of Doctor of Biological Sciences. Moscow: USSR Academy of Sciences. Institute of Plant Physiology named after KA Ti-Miryazeva, 1954. 32 p.
5. Nettevich E., Sergeev A. Losses from lodging // Agriculture, 1974, No. 7, p. 56-57.
6. Shipovskiy AK. Increase of grain crops resistance to field-gania. Minsk: Urajay, 1983.
7. Pasechnik A.D. Methodological manual on the compilation of a forecast for winter wheat field in the Non-Black Earth Zone of the ETS. M.: Gidrometeo-edat, 1978, 11 p.
8. Tikhvinsky SF, Butorina L.K. Fight against lodging of agricultural crops. Leningrad: Kolos, 19863, p. 48.
9. Pikush G. R., Grinchenko A. L., Pykhtin I. N. How to prevent loosening of loaves. Kiev: Harvest, 1988, p. 200
10. Griguletsky V. G. Influence of the physicomechanical properties of plants on lodging resistance / V. G. Griguletsky, I. V. Lukyanova // Proceedings of the Kuban State Agrarian University, 2000, No. 382 (410), p. 39-48.
11. Griguletsky V. G. Influence of external forces on the lodging of rice plants / V. G. Griguletsky, I. V. Lukyanova // Proceedings of the Kuban State Agrarian University, 2000, No. 382 (409), p. 50-53.
12. Griguletsky V. G. Rice stability / V. G. Griguletsky, I. V. Lu-Kyanova // Proceedings of the Kuban State Agrarian University, 2001, No. 383 (411), p. 53-59.
13. Griguletsky V. G. On resistance to lodging of rice stalks / V. G. Griguletsky, I. V. Lukyanova // Proceedings of the Kuban State Agrarian University, 2000, No. 382 (410), p. 53-57.
14. Lukyanova I. V. The modern concept of the causes of lodging of rice plants / I. V. Lukyanova // Risovodstvo, 2003, No. 3, p. 30-34.
15. Lukyanova I. V. Mechanical resistance to lodging of a rice plant / I. V. Lukyanova // Risovodstvo, 2004, No. 4, p. 97-101.
16. Lukyanova I.V. Research on lodging of a stalk of rice / I.V. Luky-Yanova // Agrarian Science, 2004, No. 12, p. 28-29.
17. Lukyanova I.V. Comparative analysis of some varietal characteristics of rice and wheat stalks to lodging / I.V. Lukyanova // Purification, 2006, No. 8, p. 42-58.
18. Lukyanova I.V. Resistance to lodging of cereal crops, taking into account architectonics and physicomechanical properties of the tissue of the stems: Monograph. Krasnodar: KubSAU, 2008. 283 p.
