CC BY
18
Зависимость урожайности яровой мягкой пшеницы от погодных условий межфазных периодов вегетации в условиях Оренбургского Приуралья*
И.Н. Бесалиев, д.с.-х.н., Г.Н. Сандакова, к.т.н., Р.Р. Абдрашитов, к.с.-х.н., ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
Уровень урожайности зерновых культур, в частности яровой мягкой пшеницы, определяется в основном тремя показателями: числом продуктивных стеблей на 1 га, количеством зёрен в колосе и массой 1000 зёрен [1, 2]. При этом элементы структуры урожая формируются в разные межфазные периоды развития, для которых характерны свои климатические условия среды [3, 4]. Так, недостаток влаги в критические периоды её развития — кущение — выход в трубку и выход в трубку — колошение — приводит к снижению урожайности даже при благоприятных погодных условиях в последующие периоды [5].
В условиях недостаточной влагообеспечен-ности при экстремально высоких температурах на первом-втором этапах органогенеза формируется меньшее количество элементов структуры урожая [2]. Выявлена положительная корреляция урожайности с влагозапасами и общей суммой температур в период кущение — начало колошения. По мнению авторов, экстремально высокие температуры при недостатке влаги уменьшают продолжительность этого периода и в результате отрицательно влияют на урожайность.
Засушливые условия центральной зоны Оренбургской области редко благоприятны для вегетации яровой мягкой пшеницы, чем объясняется высокая вариабельность урожайности по годам.
В целом по Оренбургской области колебания урожайности за период 1998—2007 гг., обусловленные метеорологическими факторами, по оценке А.В. Алабушева [6], были высокие (коэффициент вариации 48,8%) в сравнении с Самарской (39,2%), Саратовской (29,1%) областями и Краснодарским краем (13,4%).
Изучение особенностей погодных условий основных межфазных периодов вегетации яровой мягкой пшеницы, выявление их оптимальных параметров, влияющих на формирование её высокой урожайности, является одной из задач наших исследований. Рассматриваемая тема в Оренбургском Приуралье мало изучена [1, 7]. В условиях изменяющегося климата этот вопрос приобретает особую актуальность.
Целью исследования было изучение особенностей погодных условий межфазных периодов вегетации яровой мягкой пшеницы, с оценкой влияния их на формирование урожайности.
*Работа выполнена в рамках госзадания № 0761-2019-004
Материал и методы исследования. Материалом для исследования служили данные полевых многолетних опытов с яровой мягкой пшеницей по изучению формирования урожайности в различные по условиям вегетации годы в Оренбургском Приуралье.
Постановка полевого опыта, наблюдения и исследования проведены по методике Б.А. До-спехова [8].
Статистическую обработку исходных данных, парные нелинейные корреляционные связи погодных факторов с урожайностью осуществляли с помощью программ ЕхБе1, Statistica 10.
Результаты исследования. Условия вегетации яровой мягкой пшеницы за годы исследования соответствовали засушливому типу погоды степной зоны с колебаниями ГТК от 0,12 ед. в 2010 г. до 0,77 ед. в 2008 г. Урожайность в эти годы составляла соответственно 0,8 и 24,0 ц с 1 га.
Наблюдались существенные различия погодных условий по годам в межфазные периоды вегетации яровой мягкой пшеницы.
Так, в первый межфазный период вегетации посев — всходы даже при достаточных запасах продуктивной влаги в почве урожайность яровой мягкой пшеницы ограничивалась повышенными значениями средней температуры воздуха 18,4°С (2010 г.), максимальной суммой средних температур воздуха 384,8°С, малым количеством осадков 8,4 мм, малой влагообеспеченностью периода — ГТК, равным 0,25 ед. При вышеуказанных значениях погодных факторов данного периода урожайность мягкой пшеницы может составить не более 7,8 ц с 1 га с возможностью полной гибели посевов (рис. 1).
Как известно, в ранний период развития под влиянием пониженных температур воздуха растения пшеницы формируют мощную корневую систему, что способствует в дальнейшем хорошему их снабжению минеральным питанием и водой [9]. Однако слишком низкие температуры сдерживают развитие корней.
По нашим данным, оптимум средней температуры воздуха находится в пределах 13,4°С, суммы средних температур воздуха — 207°С. При увеличении осадков за данный межфазный период до 24,6 мм, влагообеспеченности — до 2,46 ед. возможно получение урожайности до 18,7 ц с 1 га.
Межфазный период всходы — кущение — один из самых ответственных этапов в формировании урожая, так как в этот период начинается дифференциация колоса и зачаточных стеблевых узлов.
27,70 ~ 20,86 В 1-1,02
* 7, IX
О
034
27,70
л
~ 20,86 Е 14,02
1 7'|К 5.
1 !
! * 1 *
: *
1
»
11,6 133 13,0 16,7 18,4
Средняя температуря воздуха, С
«34
■
1 *
'7 •
*
•• •
1 \ *
128,0 192,2 256,4 320,6 3X4,8 Сумма среднесуточны* температур воздуха,0С
27,70
л
~ 20,86 | Ы№
1 7'|К «34
|
1 1 _
! *
■ ш !
щ •
# • 1
I
8,40
14,18 19,95 25,73 3130 Осадки, мм
27,70
я
« 20,95 Е 14,20
X 7,45
с.
>>
0,71)1
1
: ■ :
•11 ________
1
0,25 (1,80 136 1,91 2,46
Ги,|ри'11>|1М11чсск11б коэффнцнен I , ел.
Рис. 1 - Зависимость урожайности яровой мягкой пшеницы от погодных условий межфазного периода посев - всходы
В этот период влагообеспеченность посевов в основном осуществлялась за счёт запасов продуктивной влаги в почве. Так, осадки, выпавшие в данный период, пополнили запасы влаги в почве, в результате развитие растений проходило при хороших и достаточных запасах продуктивной влаги в пахотном слое почвы, в основном при умеренных — около нормы (2008, 2011, 2018 гг.) или пониженных (2009, 2016, 2017 гг.) температурах воздуха. Погодные условия повлияли на продолжительность данного периода, а именно пониженный температурный режим и осадки в 2016 и 2017 гг. увеличили его до 18 дней при среднем значении 14 дней.
Умеренные температуры способствуют более активному кущению и лучшей озернённости колоса, слишком низкие или высокие температуры уменьшают их [9]. По данным В.А. Кумакова [10], оптимальная температура для кущения равна 13—18°С, т.е. более низкая, чем для ростовых процессов.
По нашим данным, оптимальные параметры погодных факторов в период всходы — кущение, способствующие формированию урожайности в пределах 16,5—19,6 ц с 1 га, составляли для средней температуры воздуха 15,0°С, суммы осадков — 25,0 мм, влагообеспеченности — ГТК, равном 1,05 ед.
Так, в 2010 г. повышенный температурный режим воздуха, отсутствие осадков, низкая влагообеспеченность периода (ГТК равный 0,01 ед.), недостаточные запасы продуктивной влаги в почве способствовали снижению урожайности до 0,8-2,3 ц с 1 га.
В межфазный период кущение — колошение идёт закладка генеративных органов растения.
Условия данного периода практически определяют продуктивность колоса, он является самым продолжительным в вегетации яровой пшеницы.
Высокие температуры в период кущение — выход в трубку даже при нормальном водоснабжении значительно уменьшали число развитых колосков и число зёрен в колосе. Наиболее губителен для будущего урожая недостаток влаги в период выход в трубку — колошение, когда ростовые процессы протекают наиболее интенсивно [9].
В 2008 г. период кущение — колошение был самым продолжительным (44 дня) за вегетацию в рассматриваемые годы. Пониженный температурный режим (средняя температура 18,4°С), осадки, выпавшие в 3-й декаде мая (1,6 нормы), 3-й декаде июня (1,2 нормы) и 1-й декаде июля (3,5 нормы) и пополнившие запасы продуктивной влаги в почве, способствовали формированию высокой урожайности мягкой пшеницы — 15,6—24,0 ц с 1 га.
В 2011 и 2017 гг. умеренная (19,4°С) и пониженная (18,5°С) средняя температура воздуха, а также осадки за июнь 38—39 мм (102—106% нормы), достаточные запасы продуктивной влаги в пахотном слое — 0—20 мм, хорошие в метровом слое почвы — (121—126 мм) способствовали формированию высокой урожайности — 17,5—24,6 ц с 1 га.
В 2016 и 2018 гг. развитие растений проходило при умеренной (19,7°С) и пониженной (18,1°С) средних температурах воздуха за данный период, однако дефицит осадков в июне 13—19 мм (29—51% нормы) способствовал снижению запасов продуктивной влаги в пахотном слое почвы до недостаточных (менее 20 мм), в метровом слое почвы до неудовлетворительных (80 мм и менее), что привело к ограничению продуктивности до 10,2 ц с 1 га в 2016 г. и до 2,1 ц с 1 га в 2018 г.
В 2009 и 2010 гг. рост и развитие пшеницы в период кущение — колошение проходил при малоблагоприятных условиях. Жаркая сухая погода (ГТК 0,38—0,04 ед.) и усиленное потребление влаги растениями способствовало уменьшению влагоза-пасов в пахотном и метровом слоях почвы, период растянулся до 35 дней (2009 г.), урожайность снизилась до 12,4 ц с 1 га (2009 г.), 0,8 ц с 1 га (2010 г.).
Согласно результатам нашего исследования в межфазный период кущение — колошение оптимальными параметрами погодных факторов, способствующими формированию максимальной урожайности (21,0—22,0 ц с 1 га), является средняя температура воздуха 20,4°С, сумма осадков 39,3 мм, ГТК, равный 0,68 ед.
Лимитирующим фактором погоды в этот межфазный период является дефицит осадков и, как следствие, низкие запасы продуктивной влаги в пахотном и метровом слоях почвы.
Во вторую половину периода вегетации колошение — полная спелость погодные условия июля оказали большое влияние на прохождение этапов формирования, налива и созревания зерна яровой мягкой пшеницы.
В 2008 г. тёплая погода в июле (средняя температура воздуха составила 23,7°С) и достаточное
количество осадков 50 мм (122% нормы) растянули этот период до 32 сут. В период колошение — молочная спелость выпало 62,3 мм осадков, ГТК составил 1,29 ед., в результате у яровой пшеницы на 7—12 дней позже обычных сроков отмечали молочную спелость. В метровом слое почвы сохранялись достаточные для завершения формирования урожая запасы доступной растениям влаги (80—116 мм), что способствовало хорошему наливу и созреванию зерна.
В 2011 г. в 1-й декаде июля наблюдалась жаркая погода со средней температурой воздуха 27,5°С, осадков выпало 27 мм (2 нормы), ГТК в период колошение — молочная спелость составил 0,70 ед. Запасы продуктивной влаги в метровом слое были достаточными (111 мм) для формирования и налива зерна.
В 2017 г. в 1-й и 2-й декадах июля формирование и налив зерна проходили при умеренной средней температуре воздуха (22,0°С). Осадки, выпавшие во 2-й декаде июля — 30 мм (228% нормы), пополнили запасы продуктивной влаги в пахотном слое до достаточных — 20 мм, в метровом слое — до удовлетворительных — 103 мм. Умеренно тёплая и дождливая погода удлинила период колошение — полная спелость до 31 суток.
Рис. 2 - Зависимость урожайности яровой мягкой пшеницы от погодных условий периода вегетации посев -колошение
В 2009, 2010, 2016 и 2018 гг. условия для формирования, налива и созревания зерна мягкой пшеницы были неблагоприятными из-за сухой погоды. Сказались атмосферная засуха, суховеи предыдущего периода, наблюдалась недостаточная влагообеспеченность растений, ГТК в этот период был очень низким и колебался от 0,17 (2010 г.) до 0,33 ед. (2016 г.).
Из-за отсутствия осадков и значительного потребления влаги растениями для формирования урожая запасы влаги в метровом слое понизились до удовлетворительных (61—78 мм). Почвенная и атмосферная засуха способствовали снижению продуктивности пшеницы до 12,4 (2009 г.) — 0,8 ц с 1 га (2010 г.).
По результатам нашего исследования, получению максимальной урожайности яровой мягкой пшеницы 19,0—23,9 ц с 1 га способствуют следующие погодные факторы второй половины вегетации (колошение — полная спелость): средняя температура воздуха — 23,9°С, осадки — 47,8 мм, относительная влажность воздуха — 52%, ГТК 0,54 ед.
В первую половину вегетации (посев —колошение) формированию высокой урожайности способствуют более умеренные средние температуры воздуха — 17,6°С, более высокая влагообеспе-ченность периода (ГТК 0,82 ед.), сумма осадков 74,1 мм, относительная влажность воздуха — 58% (рис. 2).
Выводы. Результаты исследования позволяют отметить, что в условиях Оренбургского Приура-лья на формирование урожайности яровой мягкой пшеницы большое влияние оказывают погодные условия вегетационного периода, коэффициент вариации урожайности по годам составляет 57%.
Решающими погодными факторами в формировании урожайности являются влагообеспеченность
межфазных периодов вегетации, а именно наличие продуктивной влаги в пахотном и метровом слоях почвы и осадки, способствующие пополнению влагозапасов почвы, а также особенности температурного режима. Наблюдаются различия в оптимальности погодных условий по периодам вегетации яровой мягкой пшеницы для формирования высокой урожайности. Знание их позволит своевременно вносить изменения в технологию возделывания данной культуры.
Литература
1. Долгалёв М.П., Тихонов В.Е. Адаптивная селекция яровой пшеницы в Оренбургском Приуралье. Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ. 2005. 290 с.
2. Лихацевич А.П. Влияние влаго- и теплообеспеченности на продолжительность фенологических фаз развития и урожайность ярового тритикале / А.П. Лихацевич, Н.Н. Семененко, Е.И. Волкова [и др.] // Мелиорация переувлажнённых земель. 2007. № 1 (57). С. 39-46.
3. Куркова И.В. Продолжительность вегетационного периода яровой пшеницы в зависимости от погодных условий в южной зоне Амурской области // Дальневосточный аграрный вестник. 2018. №2(46). С. 19-25.
4. Сыздыкова Г.Т., Середа С.Г., Малицкая Н.В. Подбор сортов яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по адаптивности к условиям степной зоны Акмолинской области Казахстана // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. №1. С. 103-110.
5. Смирнова Е.Б., Занина М.А., Решетникова В.Н. Прохождение межфазных периодов яровой и озимой пшеницы в зависимости от агрометеорологических условий Саратовской области [Электронный ресурс] /http://www.rusnauka. com/27_0INXXI_2011/Ecologia/6_92839.doc.htm.
6. Алабушев А.В. Состояние и пути отрасли растениеводства. Ростов-на-Дону, 2012. 384 с.
7. Бесалиев И.Н., Сандакова Г.Н. Характеристика продолжительности межфазных периодов вегетации яровой твёрдой пшеницы в связи с погодными факторами и приёмами агротехники в Оренбургском Предуралье // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2018. № 3(71). С. 51-55.
8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1986. 351 с.
9. Коновалов Ю.Б. Формирование продуктивности колоса яровой пшеницы и ячменя. М.: Колос, 1981. 173 с.
10. Кумаков В.А. Физиология яровой пшеницы. М.: Колос, 1980. 205 с.
Урожайность и качество зерна среднеранних сортов яровой мягкой пшеницы в зависимости от уровня минерального питания в северной лесостепи Тюменской области
А.А. Казак, к.с.-х.н., Ю.П. Логинов, д.с.-х.н., профессор, Д.И. Ерёмин, д.б.н, профессор, ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья
Селекция яровой пшеницы ведётся в научных и учебных учреждениях Западной Сибири достаточно успешно. В реестре селекционных достижений сведены к нулю сорта зарубежной селекции. Более того, с каждым годом сокращается список сортов селекции других регионов страны, что обусловлено особенностью природно-климатических условий
Западной Сибири и результативностью местной селекции [1, 2].
Необходимо отметить, что в Западной Сибири наряду с селекцентрами в городах Омске, Новосибирске, Барнауле, Тюмени селекцией яровой пшеницы успешно занимаются Омский ГАУ и ГАУ Северного Зауралья. В обоих учреждениях развивается теоретическая основа селекции пшеницы и создаются сорта преимущественно ценные и сильные по качеству зерна. Из 85 реестровых сортов пшеницы в регионе 26 относятся к сильным,
