CC BY
0УДК 632.4.01.08
статья поступила 18.10.2024
С.Н. Ященко, преподаватель кафедры «Биотехнологии и селекции в растениеводстве», ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья», г. Тюмень
ВЛИЯНИЕ СРОКОВ ПОСЕВА НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ВЕГЕТАЦИИ И ФОТОСИНТЕТИЧЕСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РАСТЕНИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
Данное научное исследование проведено для определения влияния сроков посева на продолжительность вегетации и фотосинтетическую деятельность растений яровой мягкой пшеницы. Оптимальные сроки посева яровой пшеницы зависят от температурных условий, уровня увлажнённости почвы, распределения весенних осадков, а также от биологических особенностей районированных сортов и степени засорения полей. Все эти факторы оказывают значительное влияние на рост, развитие и продуктивность растений. Целью данной статьи являлось установить влияние сроков посева на продолжительность вегетационного периода и фотосинтетическую деятельность сортов яровой пшеницы Омская 36 и Тюменская Юбилейная. Изучались 3 срока посева. Первый - ранний в первой декаде мая, с началом возможного проведения весенне-полевых работ, в начале физической спелости почвы, последующие - через каждые десять дней. Площадь опытной делянки 50 м2, повторность четырёхкратная. Метод размещения делянок рендомизирован-ный. В ходе исследований было установлено, что период вегетации при различных сроках посева имел разную продолжительность. В ходе наших исследований мы обнаружили, что погодные условия и применяемые агротехнические методы существенно влияют на развитие листовой поверхности и её площадь. В условиях достаточного уровня влажности и умеренных температур воздуха продолжительность вегетационного периода была максимальной. Перенос сроков посева приводит к увеличению периода вегетации. Таким образом, изменяя сроки посева, можно значительно влиять на темпы роста и развития яровой пшеницы, а также на отдельные этапы её формирования. Растения, посеянные в начале физической спелости почвы, при достижении ее физической зрелости и в течение нескольких дней после этого, формируют более развитый ассимиляционный аппарат и демонстрируют более высокий уровень фотосинтетического потенциала, что способ-
ствует получению наибольшего биологического урожая сухого вещества. Однако, если посев производится позже, эти показатели снижаются.
Ключевые слова: период вегетации, яровая пшеница, фотосинтез, сроки посева, продуктивность, биологический урожай, площадь листьев.
S.N. Yashchenko,
Northern Trans-Ural State Agricultural University
THE ROLE OF SOWING DATES ON THE DURATION OF VEGETATION AND PHOTOSYNTHETIC ACTIVITY OF SPRING WHEAT PLANTS
This scientific study was conducted on the effect of sowing dates on the duration of the growing season and photosynthetic activity of spring soft wheat plants. Optimum sowing dates for spring wheat depend on temperature conditions, soil moisture level, distribution of spring precipitation, as well as on the biological characteristics of zoned varieties and the degree of field infestation. All these factors have a significant impact on the growth, development and productivity of plants. The purpose of this article was to establish the effect of sowing dates on the duration of the growing season and photosynthetic activity of spring wheat varieties Omskaya 36 and Tyumenskaya Yubileynaya. Three sowing dates were studied. The first was early in the first ten days of May, with the beginning of possible spring field work, at the beginning of physical maturity of the soil, the following ones every ten days. The area of the experimental plot was 50 m2, the repetition was fourfold. The method of placing the plots was randomized. The research found that the vegetation period at different sowing dates had different durations. In the course of our research, we found that weather conditions and applied agricultural methods significantly affect the development of the leaf surface and its area. In conditions of sufficient humidity and moderate air temperatures, the duration of the vegetation period was maximum. Postponing the sowing dates leads to an increase in the vegetation period. Thus, by changing the sowing dates, it is possible to significantly influence the growth and development rates of spring wheat, as well as individual stages of its development. Plants sown at the beginning of physical maturity of the soil, upon reaching physical maturity of the soil and within a few days after that, form a more developed assimilation apparatus and demonstrate a higher level of photosynthetic potential, which contributes to obtaining the greatest biological yield of dry matter. However, if sowing is done later, these indicators decrease.
Key words: vegetation period, spring wheat, photosynthesis, sowing time, productivity, biological yield, leaf area.
Оптимальные сроки посева яровой пшеницы зависят от температурных условий, уровня увлажнённости почвы, распределения весенних осадков, а также от биологических особенностей районированных сортов и степени засорения полей. Все эти факторы оказывают значительное влияние на рост, развитие и продуктивность растений.
Длительное воздействие повышенных температур, как правило, ускоряет развитие растений, что приводит к сокращению продолжительности вегетационного периода и межфазных этапов.
Согласно исследованиям А.И. Носатовского, проведённым в 1965 г., на скорость прорастания семян оказывают влияние не только температурные условия, но и уровень влажности почвы [1, 6]. Наиболее благоприятные условия для прорастания семян складываются при наличии в пахотном слое почвы 30 мм продуктивной влаги. Однако замедленное прорастание может происходить и при наличии 5-10 мм влаги. При оптимальных сроках посева, когда сумма среднесуточных температур находится в пределах 120 °С, а средние суточные температуры колеблются от 7 до 9,5 °С, период от посева до всходов составляет 10-15 дней [2, 6].
Цель данной статьи - установить влияние сроков посева на продолжительность вегетационного периода и фотосинтетическую деятельность сортов яровой пшеницы Омская 36 и Тюменская Юбилейная.
Материалы и методика проведения исследований. Исследования проведены в 2020 г. на опытном поле ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» в условиях северной лесостепи Тюменской области. Почва опытного участка -чернозём выщелоченный средней мощности. Реакция почвенного раствора - нейтральная. Содержание гумуса в пахотном слое достигало 7,2%.
За объект исследований взяты два сорта яровой мягкой пшеницы, районированные и допущенные к использованию в Тюменской области: Омская 36 и Тюменская Юбилейная.
В исследованиях изучены три срока посева. Первый посев яровой пшеницы проведён в начале мая, в начале физической спелости почвы, последующие сроки посева сдвинуты через каждые десять дней. Площадь одного опытного участка - 50 м2, повторность опыта - четырёхкратная. Метод размещения делянок - рендомизированный.
Результаты исследований. Сроки посева оказывают значительное воздействие на темпы прохождения фенологических фаз и продолжительность вегетационного периода яровой пшеницы. В статье представлены результаты научных исследований, посвящён-ных изучению влияния времени посева на урожайность современных сортов яровой мягкой пшеницы в условиях северной лесостепной зоны Тюменской области.
Было установлено, что при посеве в оптимальные сроки (в мае) урожайность пшеницы существенно зависит от времени посева.
В ходе исследований было установлено, что период вегетации изменялся в зависимости от сроков посева (табл. 1).
Таблица 1
Влияние сроков посева на продолжительность вегетационного периода
Срок посева Сорт Период вегетации
начало физической спелости почвы Омская 36 92
Тюменская Юбилейная 90
через 10 дней после 1 срока Омская 36 94
Тюменская Юбилейная 92
через 20 дней после 1 срока Омская 36 97
Тюменская Юбилейная 96
Таким образом, вегетационный период при первом сроке посева у сорта Омская 36 составлял 92 суток, а у сорта Тюменская Юбилейная - 90 суток. При посеве через 10 дней этот период у сорта Омская 36 увеличивался до 94 суток, а у сорта Тюменская Юбилейная - до 92 суток. При сроке посева через 20 дней после первого период вегетации увеличился до 97 суток у сорта Омская 36 и до 96 суток - у сорта Тюменская Юбилейная.
Основываясь на ранее упомянутых изменениях в продолжительности вегетационного периода в зависимости от сроков посева яровой пшеницы, можно сделать вывод, что эти изменения повлияют на фотосинтетическую деятельность растений.
В.А. Кумаков в своей работе, опубликованной в 1988 г., отмечает, что листья, расположенные на разных ярусах растения, выполняют различные физиологические функции. Основная задача листьев, расположенных у основания стебля, - накапливать органические вещества, необходимые для развития корневой системы и роста листьев, расположенных выше. За счёт ассимилятов, образующихся в нижних листьях, происходит развитие корней, соломины и зачатков колоса. После того как стебель достаточно разовьётся, и сформируются все листья на стебле, функции нижних листьев переходят к листьям, расположенным выше. После выполнения своей функции нижние листья отмирают.
Верхние два-три листа, как правило, самые крупные на растении, обеспечивают пластическими веществами преимущественно колос.
Одним из ключевых факторов, определяющих продуктивность пшеницы, является площадь листьев. А.И. Носатовский в своей работе, опубликованной в 1965 г., утверждает, что для пшеницы, способной усваивать 90% фотосинтетически активной радиации (ФАР), требуется площадь листьев не менее 40-50 тыс. кв. м на гектар, что в 4-5 раз превышает площадь земли, занимаемой самими растениями. Однако в реальности в зонах выращивания яровой пшеницы, которые характеризуются неустойчивым увлажнением, посевы на неорошаемых землях редко имеют листовую поверхность, равную или превышающую 40 тыс. кв. м на гектар.
В ходе наших исследований мы обнаружили, что погодные условия и применяемые агротехнические методы существенно влияют на развитие листовой поверхности и её площадь (табл. 2).
Таблица 2
Фотосинтетическая деятельность растений яровой пшеницы_
Показатель Тюменская Юбилейная Омская 36
срок посева
1 2 3 1 2 3
максимальная площадь листьев, тыс. м2/га 14,2 16,3 18,7 12,9 14,3 16,7
фотосинтетический потенциал посевов, тыс. м2 сут./га 750 880 980 756 899 1050
ЧПФ, г/м2 сут. 10,4 10,5 10,6 9,6 9,8 9,7
биологический урожай сухого вещества, т/га 76,5 91,9 99,3 71,7 84,2 95,8
Для определения времени работы листовой поверхности растений пшеницы необходимо изучить фотосинтетический потенциал всего посева. Для расчёта фотосинтетического потенциала необходимо измерять площадь листьев в течение вегетационного периода с периодичностью 7-10 суток. Полученные данные следует представить в графическом виде, отложив по оси абсцисс продолжительность жизни растения в сутках, а по оси ординат - площадь листьев в квадратных метрах [3]. Площадь фигуры, ограниченной кривой и осью абсцисс, будет представлять собой фотосинтетический потенциал.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что наибольшие показатели фотосинтетического потенциала наблюдаются при посеве яровой пшеницы через 20 дней после первого срока сева. У сорта Омская 36 этот показатель равен 1050 тыс. м2 сут./га, у сорта Тюменская Юбилейная - 980 тыс. м2 сут./га. При ранних сроках посева площадь листьев уменьшается, а вегетационный период сокращается. В результате этого снижается и величина фотосинтетического потенциала. У сорта Омская 36 этот показатель равен 756 тыс. м2 сут./га, у сорта Тюменская Юбилейная - 750 тыс. м2 сут./га.
Для оценки эффективности работы каждой единицы листовой поверхности используется показатель - чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ). Он рассчитывается в результате деления общего урожая сухой биомассы посева на величину фотосинтетического потенциала (ФП). Чистая продуктивность фотосинтеза может меняться от года к году и зависит от таких факторов, как влажность, питание растений, размер листовой поверхности и других условий.
По мнению А.И. Бараева и других учёных, в умеренно засушливые годы чистая продуктивность фотосинтеза достигает максимальных значений [4, 5, 7]. В таких условиях площадь листьев не вызывает сильного взаимного затенения, но при этом не проявляется повышенное угнетающее действие засухи на фотосинтез.
В наших исследованиях чистая продуктивность фотосинтеза у сорта яровой мягкой пшеницы Омская 36 находилась на уровне 9,6-9,8 г/м2 в сутки, а у сорта Тюменская Юбилейная - 10,4-10,6 г/м2 в сутки.
Выводы.
1. В условиях достаточного уровня влажности и умеренных температур воздуха продолжительность вегетационного периода была максимальной. Перенос сроков посева приводит к увеличению периода вегетации. Таким образом, изменяя сроки посева, можно значительно влиять на темпы роста и развития яровой пшеницы, а также на отдельные этапы её формирования.
2. Растения, посеянные в начале физической спелости почвы, при достижении ее физической зрелости и в течение нескольких дней после этого формируют более развитый ассимиляционный аппарат и демонстрируют более высокий уровень фотосинтетического потенциала, что способствует получению наибольшего биологического урожая сухого вещества. Однако, если посев производится позже, эти показатели снижаются.
Библиографический список
1. Белкина, Р. И. Проблема повышения качества зерна пшеницы в Тюменской области / Р. И. Белкина, А. А. Казак, Ю. А. Летяго. - Текст : непосредственный // Продовольственная безопасность : прошлое, настоящее, будущее. Материалы круглого стола (с международным участием). В 2-х частях, Луганск, 24 января 2023 года. Часть I. - Луганск : Ноулидж, 2023. - С. 34-39.
2. Захаров, И. С. Динамика формирования надземной массы растений в северной лесостепи Тюменской области / И. С. Захаров, А. С. Гайзатулин. - Текст : непосредственный // Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения. Сборник материалов ЦУ студенческой научно-практической конференции, Тюмень, 17-19 марта 2021 года. - Тюмень : Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2021. - С. 21-28.
3. Кумаков, В. А. Биологические основы возделывания яровой пшеницы по интенсивной технологии / В. А. Кумаков. - Москва : Росагропромиздат, 1988. - 104 с. - Текст : непосредственный.
4. Логинов, Ю. П. Экологическое состояние в растениеводстве Тюменской области и пути его улучшения / Ю. П. Логинов, А. А. Казак. - Текст : непосредственный // Проблемы агроэкологии АПК Сибири. Сборник трудов всероссийской с международным участием научно-практической конференции, посвященной 50-летию научной деятельности доктора сельскохозяйственных наук, профессора А. С. Моторина и 25-летию кафедры экологии и рационального природопользования, Тюмень, 19 октября 2023 года. - Тюмень : ГАУ Северного Зауралья, 2023. - С. 107-114.
5. Негин, Н. О. Возделывание яровой пшеницы по способам основной обработки почвы в северной лесостепи Тюменской области / Н. О. Негин, С. С. Миллер. - Текст : непосредственный // Достижения молодежной науки для агропромышленного комплекса. Сборник трудов ЦУИ научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, Тюмень, 27 февраля - 03 марта 2023 года. Часть 6. - Тюмень : ГАУ Северного Зауралья, 2023. - С. 66-69.
6. Носатовский, А. И. Пшеница. Биология / А. И. Носатовский. - 2-е изд., доп. -Москва : Колос, 1965. - 568 с. - Текст : непосредственный.
7. Тоболова, Г. В. Влияние регулятора роста растений Рэгги на устойчивость сорта пшеницы Омская 36 к полеганию в северной лесостепи Тюменской области / Г. В. Тобо-лова, Ю. П. Логинов. - Текст : непосредственный // Агропродовольственная политика России. - 2023. - № 1. - С. 27-34.
References
1. Belkina, R. I. The problem of improving the quality of wheat grain in the Tyumen region / R. I. Belkina, A. A. Kazak, Yu. A. Letyago. - Text: direct // Food security: past, present, future. Materials of the round table (with international participation). In 2 parts, Lugansk, January 24, 2023. Part I. - Lugansk: Knowlidge, 2023. - P. 34-39. 2. Zakharov, I. S. Dynamics of formation of aboveground plant mass in the northern forest-steppe of the Tyumen region / I. S. Zakharov, A. S. Gaizatullin. - Text: direct // Actual issues of science and economy: new challenges and solutions. Collection of materials of the LV student scientific and practical conference, Tyumen, March 17-19, 2021. - Tyumen: State Agrarian University of the Northern TransUrals, 2021. - P. 21-28.
3. Kumakov, V. A. Biological foundations of spring wheat cultivation using intensive technology / V. A. Kumakov. - Moscow: Rosagropromizdat, 1988. - 104 p. - Text: direct.
4. Loginov, Yu. P. Ecological state in crop production in the Tyumen region and ways to improve it / Yu. P. Loginov, A. A. Kazak. - Text: direct // Problems of agroecology of the agro-industrial complex of Siberia. Collection of works of the All-Russian scientific and practical conference with international participation dedicated to the 50th anniversary of the scientific activity of Doctor of Agricultural Sciences, Professor A. S. Motorin and the 25th anniversary of the Department of Ecology and Rational Nature Management, Tyumen, October 19, 2023. -Tyumen: GAU Severnogo Zauralye, 2023. - Pp. 107-114. 5. Negin, N. O. Cultivation of spring wheat by primary tillage methods in the northern forest-steppe of the Tyumen region / N. O. Negin, S. S. Miller. - Text: direct // Achievements of youth science for the agro-industrial complex. Collection of works of the LVII scientific and practical conference of students, graduate students and young scientists, Tyumen, February 27 - March 3, 2023. Part 6. - Tyumen: State Agrarian University of the Northern Trans-Urals, 2023. - P. 66-69.
6. Nosatovsky, A. I. Wheat. Biology / A. I. Nosatovsky. - 2nd ed., suppl. - Moscow: Ko-los, 1965. - 568 p. - Text: direct.
7. Tobolova, G. V. Influence of the plant growth regulator Reggie on the resistance of the wheat variety Omskaya 36 to lodging in the northern forest-steppe of the Tyumen region / G. V. Tobolova, Yu. P. Loginov. - Text: direct // Agro-food policy of Russia. - 2023. - No. 1. - P. 27-34.
Контактная информация:
Ященко Сергей Николаевич. E-mail: [email protected].
