урожай пшеницы
Полевая всхожесть озимой пшеницы в пределах 70-75% М.М.Кулешов, В.Е.Ториков фиксируют в производственных условиях. Интенсивные технологии должны обеспечивать полевую всхожесть около 90%.
Для формирования высоких урожаев важное значение имеет получение дружных и своевременных всходов. В большинстве случаев существует прямая зависимость между полевой всхожестью семян и урожайности посевов.
Всестороннее изучение этого вопроса М.М.Кулешовим при с вело его к мысли, что « … борьба за 100% сходство — это не только борьба за нормальную расход семенного материала, это в то же время борьба за здоровые, выровненные по развитию и сильные растения, вырастающие из них » .
В Украине ежегодно озимые высеваются на площади 5-7 млн. га, для чего необходимо 1 — 1500000 т зерна. Снижение полевой всхожести даже на 1% при с водит к перерасходу 10-15 тыс. т высококачественных семян. Кроме перерасхода семян, снижению полевой всхожести на 1% провоцирует уменьшение урожайности зерновых на 1-1,5%. Подытоживая потери семян и уменьшение в рожайности от снижения полевой всхожести, иметь значительный недобор зерна.
Проблема перезимовки растений озимой пшеницы занимает особое место в технологических разработках. Неблагоприятные условия перезимовки вызывают частичное повреждение или полную гибель растений. Всего на зимовку влияют три типа факторов: метеорологических условий года, морозостойкость сорта и особенности технологии.
Действие низких температур в зимний период проявляется не только в гибели части растения или побегов, но и в снижении продуктивности растений, перезимовавших. Причем оно больше у сортов с меньшей морозостойкостью.
С повышением потенциальной урожайности сортов зимостойкость их уменьшается. Наблюдается устойчивая отрицательная корреляция между зимостойкостью и урожайностью. Физиолого-биохимические процессы и анатомо-морфологические признаки, обуславливающие высокую зимостойкость (помирнорослисть, ксероморфного структура растений, снижена активность ферментных систем) идут вразрез с признаками, характерными для растений высокой производительности (высокая интенсивность процессов роста и развития, активное использование энергетических веществ, широкие листья, толстый стебель, крупный колос и зерно).
Значительная часть растений может погибнуть во время весенне-летней вегетации. По данным Я.В.Губанова, в Лесостепи Украины за этот период может выпадать 19-25% растений. В отдельные годы, в связи с экстремальными условиями, только от вредителей и болезней может погибать до 70% растений. От неблагоприятных погодных условий можно потерять 20-50% и более растений. Конкурентная борьба с сорняками уменьшает количество растений озимой пшеницы на 15-20%.
Значительная часть растений погибает в результате внутривидовой конкуренции. Особенно это характерно для загущенных посевов и с разноглубинная заделкой семян. Растения, посеянные глубже, опаздывают с выходом на поверхность почвы, и этим программировании постоянное отставание в росте их корневой системы и надземной части. Менее развитая корневая система не может поглотить то количество питательных веществ, которую усваивает лучше развита, поэтому замедляется рост вегетативной массы, листьев и побегов кущения. Особенно остро проявляется конкурентная борьба во время роста стебля и интенсивного нарастания вегетативной массы.
Лучше развиты растения поглощают крайне необходимы для формирования биомассы влагу и питательные вещества, опережают в росте ослабленные растения и увеличивают их угнетение, затеняя от солнечных лучей, впоследствии приводит к гибели.
Оценивая влияние густоты стояния растений перед уборкой, необходимо отметить, что близкие по объемам урожая можно получить при различной густоте растений. Так, по данным R.Wedwood, при нормальных погодных условиях варьирования густоты стояния от 100 до 400 растений на 1 м 2 мало сказалось на урожайности.
По мнению М.С. Савицкого, диапазон оптимальной густоты перед уборкой в зависимости от почвенно-климатических условий, составляет от 225 до 486 растений на 1 м 2 .
Плотность продуктивного стеблестоя перед уборкой значительной степени зависит от тех же показателей, что и густота растений. Это прежде всего норма высева, полевая всхожесть, перезимовка, выживания в весенне-летний период. Однако есть принципиальные различия в особенностях формирования густоты растений и густоты стеблестоя. Если густота растений вследствие потерь в процессе вегетации постоянно уменьшается, то плотность продуктивного стеблестоя поддается регулированию в сторону увеличения. Во время фазы всходов потеря растений однозначно ведет к уменьшению плотности побегов на единице площади, поскольку растения в это время одностебельные. В фазе кущения образования боковых стеблей компенсирует потери части растений. Плотность стеблестоя растет, несмотря на уменьшение густоты растений. То есть формирование стеблестоя озимой пшеницы обусловливается двумя противоположными процессами. Интенсивное кущения растений увеличивает густоту продуктивного стеблестоя. Редукция части побегов на растении во время поздних фаз роста и развития уменьшает густоту стеблестоя. Особенно сильно происходит процесс отмирания стеблей — стебловидбир — с фазы стеблевание. Значительное снижение стеблестоя происходит также вследствие гибели целых растений.
Продуктивность растений озимой пшеницы всего зависит от двух элементов структуры урожая — густоты продуктивного стеблестоя и массы зерна с одного колоса. Согласно требованиям интенсивной технологии на 1 м 2 должно быть 500-700 колосьев.
Необходимую густоту стеблей можно получить повышением коэффициента кущения растений, а запрограммированный урожай вырастить даже при меньшей плотности колосьев, но большей массе зерна из них. Об этом свидетельствует анализ научных исследований и данные мировой практики. Так, в Бельгии профессор Лало рекомендует норму высева 70-120 кг / га, чтобы весной количество растений в фазе трех листков не превышала 200-220 шт. / М 2 . До начала сбора формируется 400-500 колосьев на 1 м 2 , что обеспечивает получение 70-100 ц / га зерна. Для условий Чехии и Словакии в последние годы предлагается уменьшить строками 37,5 см, норма высева при котором составляет 36 кг / га.
По нашим данным, в условиях Западной Лесостепи Украины озимая пшеница формирует наивысшую производительность при уменьшении нормы высева до 3-4 млн / га, или 120-200 кг / га.
Какой бы ни была норма высева и густота всходов, растения с помощью кущения, или путем редукции побегов или образование стерильных колосьев сводят плотность стеблестоя к стабильному показателю. Например, в исследованиях В.И. Бондаренко и Н.Н. Поползень при нормах высева 2500000 / га и 6,5 млн / га число продуктивных стеблей было практически одинаковым: соответственно 831 и 841 шт. / М 2 .
Подобные результаты получены в исследованиях M.Grencik. Урожайность при посеве 450 семян на 1 м 2 составляла 66,1 ц / га, а при посеве 204 семени за счет большего числа колосьев (656 шт. / м 2 ) выросла до 109 ц / га.
Продуктивное кущения. Для формирования оптимальной густоты продуктивных стеблей важно реализовать способность озимой пшеницы к кущения.
Число стеблей на одно растение может колебаться в значительных пределах. При общепринятой технологии выращивания озимой пшеницы оно составляет 1-3 и только на изреженных посевах может возрастать до 10 и более. Однако потенциальные возможности образования боковых побегов чрезвычайно высоки. Продуктивная кустистость при создании соответствующих условий жизнедеятельности может достигать до 100 колосьев и больше. Кусты пшеницы с площадью питания 30х70 см давали до 100 стеблей с урожайностью 100-120 г. В искусственных условиях удавалось получить растения, имевшие более 300 стеблей и более. В специальном опыте, где температура постоянно поддерживалась в пределах 18-20 ° С, у сорта Одесская 3 выросло 334 побеги. В музее высшего сельскохозяйственного института в Перудже (Италия) сохраняется куст озимой пшеницы с 342 колосьями, выросшие из одного зерна на опытном поле этого института.
Сравнивая максимальные значения коэффициента кущения растений озимой пшеницы с существующими сейчас, видим, что процессу кущения не уделяется должное внимание. Большинство существующих технологий сводят возможности растений куститься к минимуму, а основой некоторых из них и есть одностебловий тип растения без боковых побегов.
Рекомендации ученых относительно оптимального значения коэффициента кущения очень разнообразны. Принятые сейчас нормы высева и способы посева озимой пшеницы обеспечивают продуктивную кустистость в среднем 1,5 колосса на растение. Для получения 90-110 ц / га зерна важно иметь синхронное развитие побегов кущения. Оптимальный коэффициент продуктивного кущения для современных сортов озимой пшеницы должен быть в пределах 2-3.
По данным Мироновского института пшеницы им.В.М.Ремесла, при урожайности 90-100 ц / га уменьшается количество растений с одним и тремя стеблями, и практически весь ценоз представлен двостебловимы растениями. В посевах с одинаково развитыми сильными растениями уменьшается внутривидовой конкуренция, выпадение слабых растений минимальное.
Озимая пшеница может иметь два периода кущения — осенний и весенний, в зависимости от сроков сева и других факторов. Если сроки сева поздние и боковые побеги осенью не образовались, то кущения происходит только весной в течение 30-40 дней. Коэффициент кущения в этом случае уменьшается.
На способность озимой пшеницы куститься и значение этого явления для урожая существуют два противоположных взгляда. Часть исследователей считает кущения весомым резервом роста урожая. Другие утверждают, что увеличение количества побегов ведет к уменьшению урожая зерна с единицы площади, т.е. отрицают целесообразность кущения. По их мнению, для озимой пшеницы свойственна асинхронность в развитии побегов, что приводит к их редукции на поздних фазах роста. Те побеги кущения, сохранившихся к уборке, менее продуктивны по сравнению с главным. Кроме того, вторичные стебли, которые не дают зерна, непродуктивно используют влагу, свет и питательные вещества.
По данным М. Савицкого, Н. Николаева, начиная со второго стебля, масса зерна уменьшается на 14%, а стебли последующих порядков еще менее продуктивны.
Второстепенная роль кущения в формировании урожая позволила М. Савицкому, C. Donald и другим прийти к выводу о целесообразности выведения сортов с невысоким коэффициентом кущения, быстро растущим первым (главным) стеблем и ранней редукцией боковых побегов, то есть преимущественно одностеблових. Для достижения однородности продуктивного стеблестоя, в котором не будет конкуренции между сильнорозкущенимы багатостебловимы и слаборазвитыми одностебловимы растениями, по их мнению, необходимо применять определенные агротехнические мероприятия, в частности повышать норму высева.
Но если подойти к этой проблеме с другой стороны, то обнаружим, что больших норм высева есть наибольшая возможность повлиять только на такой показатель структуры урожая, как плотность продуктивного стеблестоя. Потенциал урожайности озимой пшеницы определяется только плотностью колосьев. Почти невозможно в таких загущенных агроценозах повысить коэффициент кущения. Проблематичным выглядит увеличение элементов продуктивности колоса, особенно количества зерен в колосе и его массы. Здесь сильно ограничиваются возможности маневра и управления структурой урожая.
Поэтому большинство специалистов отвергают концепцию одностебловои растения. С семени должен формироваться куст, состоящий из главного и двух-трех боковых стеблей с хорошо развитой вторичной корневой системой. При таком развитии куст дает несколько продуктивных стеблей, которые развиваются почти одновременно. Это наиболее здоровый и мощный тип куста, который устойчив к полеганию, болезням и т.д.. Важно не допустить образования стеблей второго и последующих порядков.
По данным С. Ризничука, первые пять побегов — главный, колеоптильний и три из почек первых трех настоящих листьев — образуют колосья, которое по производительности не уступает главному. Производительность колосья других побегов ниже.
Подобные результаты А. Носатовський аргументирует данным структуры урожая. При большой площади питания первые 4-5 побегов кущения почти не отличаются ни по размеру соломы, ни по размеру колоса, количеством колосков и зерен в колосе.
Есть много экспериментальных данных, в которых доказана ценность не только боковых производительных побегов. Так, С. Муравьев, В. Кумаков, J. Shananan и другие исследователи считают, что боковые побеги, которые даже не образуют зерна и являются временными конкурентами в борьбе за питательные вещества, свет и влагу, положительно влияют на урожайность. Боковые побеги формируют дополнительную корневую систему, которая после их отмирания работает на растение. С помощью побегов увеличивается ассимилирующий аппарат, накапливает больше пластических веществ, позднее перемещаются в колосоносни стебли и повышают их производительность.
Так, по данным А.О.Крустинь, при наличии в одноколосовои растения одного безколосого подгона производительность увеличивается вдвое, а при трех-пяти непроизводительных стеблях — втрое и более раза.
Дополнительные продуктивные стебли повышают урожайность на 30-50%. На изреженных посевах доля боковых побегов достигает 60-70% урожая зерна.
Багатостеблови растения имеют лучше развитую надземную массу и корневую систему, устойчивы к неблагоприятным условиям роста и способны формировать высокую производительность по сравнению со слаборазвитыми одностебловимы растениями. Сброс отдельных побегов во время выхода в трубку в сильнорозкущених растений неравноценно отмиранию целого слаборозкущенои растения при высокой густоте стояния. Поэтому такие ученые, как В. Ремесло, В. Сайко, И. Фолтин, Ф. Куперман, А. Крустинь и др.. считают, что кустистость положительно влияет на урожайность озимой пшеницы.
Различие мнений о значении кущения значительной степени базируется на различиях методического характера. Роль кущения не могли правильно объяснить в этих трудах, где масса главного стебля бралась за 100%, а масса следующих стеблей исчислялась в процентах снижение до главного стебля. Нужно обязательно учитывать показатели индивидуальной производительности растения, масса зерна с главного колоса и среднюю производительность колоса, которые повышаются с ростом кустистости.
Во многих исследованиях в багатоколосих растений средняя масса зерна главного и боковых побегов значительно преобладала массу зерна в колосе одностеблових растений.
Так, по данным С. Муравьева, масса зерна главного колоса в одностебловои растения составляла 1,33 г, а в чотиристебловои выросла до 2,45 г. Боковые побеги имели массу зерна 1,78 г, но это больше, чем масса главного стебля одностебловои растения.
Foltyn J. также отмечает, что чем больше колосьев на растении, тем выше масса зерна у главного колоса.
В исследованиях Г. Пикуш, Л. Демишева масса зерна с одного растения на фоне N 90 P 60 K 60 в двостеблових растений сравнению с одностебловимы растет на 84,8%, в тристеблових соответственно — на 158%; чотиристеблових — на 209%; п «ятистеблових — на 169% и шестистеблових — на 177%.
Технологии с высокими нормами высева, даже если и обеспечивают запланированный урожай, требуют больших материальных затрат . Растет норма высева, а следовательно, и стоимость семян. Увеличивается потребность в средствах защиты растений. Возникают проблемы экономического и экологического характера. Поэтому в научной литературе все чаще идет речь об ошибочности такого направления в технологиях.
Производительность колоса определяется длиной колоса , количеством колосков и зерен и массой зерна с одного колоса.
Длина колоса всего зависит от сортовых признаков. В одних сортов колос плотный, колоски в колосе размещены близко друг к другу. В других колос неплотный, рыхлый, между колосками есть большие промежутки. Понятно, что сорта с рыхлым колосом будут иметь большую длину, но это еще не значит, что сорта с меньшей длиной колоса (плотные) имеют низкую производительность. Так, старые высокорослые сорта в большинстве случаев имели длинный колос, но были менее урожайные сравнению с новыми низкорослыми интенсивными сортами с колосом меньшей длины, но плотным. Поэтому о зависимости урожайности зерна от длины колоса правомерно говорить в пределах одного генотипа растений.
Длина колоса больше всего меняется под влиянием метеорологических условий, складывающихся на время формирования элементов колоса. Продолжительность пребывания растений на III-IV этапах, когда закладываются размеры колоса, по средним многолетним данным составляет 24 дня (с 4.04 до 28.04). Чем больше продолжительность периода сегментации, тем больше длина колоса и количество колосовых бугорков. Важнейшими факторами внешней среды является температура, интенсивность освещения и длина дня. Низкая температура замедляет ростовые процессы, увеличивает период закладки сегментов будущих члеников колосового стержня. Колос становится длиннее, а значит, растет потенциал его зерновой продуктивности.
Рассеянное освещение в сочетании с невысокими температурами (5-10 ° C) и хорошей обеспеченностью растений элементами питания способствует образованию крупного колоса.
Урожайность зерновых культур находится в прямой зависимости от числа колосков в колосе. Чем больше колосков в колосе, тем выше урожай.
Одним из критических фаз роста растений считается период, в котором устанавливается число колосков. Процесс дифференциации колосков в колосе пшеницы проходит на IV этапе органогенеза (Ф. Куперман) в период конца кущения-начала выхода растений в трубку.
Развитие колоса зависит от многих факторов. Прежде всего это генетические особенности сорта. Каждый сорт характеризуется определенной коли-ю колосьев, одни сорта имеют меньшую их количество, другие — больше.
Число колосков изменяется под влиянием метеорологических факторов. Большинство сортов пшеницы развивает максимальное число колосков при прохладной погоде во время весеннего кущения. Прохладная погода увеличивает продолжительность этапов органогенеза способствует закладке большего числа элементов производительности, в том числе и количества колосков. Наибольшее число колосков (20-21 шт.) В колосе главного стебля закладывалось при длительности процесса сегментации 21-25 дней при среднесуточной температуре 6,0-9,5 ° С.
Высокие температуры способствуют быстрому прохождению этапов, поэтому колосков закладывается меньше. Они ускоряют рост колоса, а также закладки и развитие колосков. Повышение температуры воздуха с 20 ° С до 30 ° С уменьшает количество колосков на 35%.
На число колосков в колосе влияет также обеспеченность влагой. Чем больше сумма осадков, тем продолжительнее будет прохождения этапа органогенеза.
Число колосков в колосе уменьшается в засушливые годы. При поздней севе колоски в основе колоса недостаточно развиты из-за дефицита влаги.
При неблагоприятных условиях для развития конуса нарастания, в частности нехватки питательных веществ и влаги в почве, сильном загущении растений, недостатке света или заповитрянои засухи колосковые бугорки в верхней части конуса нарастания недоразвиваются и засыхают. Это приводит к резкому уменьшению размеров колоса. Формирование колосков в пшенице заканчивается после закладки верхушечного колоска, морфологически отличается от других колосков.
Условия среды, ускоряющие скорость формирования колоса, колосков и цветков, одновременно уменьшают число этих элементов, а условия, которые продолжают этот процесс, увеличивают.
Число колосков в колосе прежде всего определяется продолжительностью периода их заложения. Максимальное количество закладывается при увеличении периода от начала образования колосовых бугорков до закладки верхушечного колоска. Это происходит при повышении влажности воздуха и почвы и увеличении содержания азота в почве с одновременным снижением температуры воздуха.
Число колосков в пшенице является важным компонентом продуктивности колоса. В сорте Украинской А. Носатовський при ранневесенней дифференциации колоса встречал растения, имевшие 46 колосков в колосе.
По М. Савицким, число колосков в колосе может варьироваться от 7 до 35. Число колосков он связывает с числом сосудисто-волокнистых пучков, поскольку анатомические исследования стебли пшеницы указывают на наличие у них такого количества сосудисто-волокнистых пучков, каждый из которых питает один колосок.
Моделируя высокопродуктивные сорта озимой пшеницы, Л. Корчинский и А. Орлюк отмечают, что для получения 90-110 ц / га зерна нужно иметь в одном колосе 21-23 колоски.
По мнению И. Фолтин, экологический максимум в средне европейских сортов — 21 колосок в колосе. Ф. Куперман отмечает, что увеличение числа колосков в колосе от традиционных 19 до 25 может обеспечить прирост урожая на 27-30%. Таким образом, число колосков в колосе прямо влияет на урожайность зерна озимой пшеницы.
Часть колосков в процессе роста и развития отмирает, поэтому подсчитывают количество нормально развитых колосков с фазы конца кущения до конца фазы налива зерна. Максимальное число колосков закладывается на IV-V этапах. Сокращение числа заложенных колосков начинается в конце VI и продолжается на VII этапе органогенеза.
С помощью соответствующих агромероприятия можно не только увеличить число колосьев, но и уменьшить их редукцию. Так, как отмечает Ф. Куперман, только от правильно выбранной густоты стояния растений с помощью соответствующей нормы высева и размещения строк с севера на юг можно увеличить на 10-15% число колосков в колосе. Установлено уменьшение числа колосков в колосе пшеницы на загущенных посевах. Это уменьшение объясняется низкой интенсивностью освещения результате взаимного затенения растений.
Число колосков зависит от сроков сева. Ранние сроки сева способствуют формированию большего количества колосков.
Или не наибольшее влияние на продуцийний процесс имеют азотные удобрения, оптимальные сроки и нормы их внесения. Подкормки на III-IV этапах органогенеза усиливает формирование элементов продуктивности колоса, способствует закладке и хранению колосков.
Количество зерен в колосе зависит от числа цветков и их редукции. Закладка цветочных бугорков начинается на V этапе органогенеза. Этому этапу соответствует фаза выхода в трубку, когда интенсивно растет I и II междоузлия стебля, начинает отделяться ИИИ междоузлия. Течение двух-трех дней определяется число цветочных бугорков в каждом колоске.
Закладка цветочных бугорков и их дифференциация начинается с нижней части средней трети колоса и распространяется вверх и вниз вдоль оси колоса, подобно образования колосовых бугорков. Такая закономерность развития сохраняется во время цветения, формирования зерна до его созревания.
Как показывают наблюдения, в колоске обычно образуется 5-7 цветочных бугорков. Из каждого цветочного бугорка при благоприятных условиях питания растений может сформироваться нормальная цветок. Количество цветков в колоске может достичь девяти. В каждом колоске средней трети колоса есть четыре-пять цветков с нормально развитыми тычинками и пестиками.
В ранней фазе формирования колоса у колоске закладывается до 8-9 зачатков цветка, но в природных условиях развития пшеницы, после достижения определенного уровня развития первыми двумя-тремя цветками, остальные вышележащих перестает расти. Их ткани теряют содержимое своих клеток, который поступает на питание быстрорастущих нижних цветков колоска.
По данным М. Савицкого, у некоторых сортов озимой пшеницы при усиленном питании растений в определенный период получали до 11 цветков и, что важно, до 8 зерен в колоске.
Однако в большинстве случаев у пшеницы каждый колосок имеет две-три, реже четыре-пять цветков, формирующих зерно. Остальные цветков остаются недоразвитыми и не дают зерна. Если в колосьях вместо обычных двух-трех цветков будет нормально развито четыре-пять цветков и в них образуется полноценные семена, это обусловит увеличение урожайности посевов более чем на 50%.
Замедление темпов прохождения V этапа органогенеза дает возможность поспорить большем количестве цветков в колосках.
Установлено, что до конца VII этапа органогенеза у озимой пшеницы остается 19-36% от общего числа цветков заложилися на V-VI этапах.
Следовательно, на V этапе устанавливается максимальное количество цветков, а позже идет их реформирования в развитую цветок, способное сформировать зерновку. Потери цветков вследствие их редукции могут быть большими. Так, у сорта Мироновская 808 на V этапе органогенеза было 123 цветка, на VII стало 47 цветков и на IX осталось 39 цветков. Наивысшее количество редуцированных цветков наблюдается в период от V до VII этапа, значительно меньше в отрезок времени между VII и IX этапами, меньше время от IX до ХИИ этапа. Всего редуцируется зависимости от сорта, удобрения и предшественника 111-123 цветка. Только 18,4-25% цветков на XII этапе органогенеза способна дать полноценное зерно. Поскольку в период от IX до ХИИ этапа редукция цветков составляет несколько процентов, по количеству цветков в колосе и колосоносних стеблей на VIII-IX этапах органогенеза можно предсказать будущий урожай озимой пшеницы.