Оптимизация нормы высева озимой пшеницы
Проблематика нормы высева зерновых имеет тысячелетнюю историю, ей посвящено большое количество экспериментальных и теоретических работ, а единого мнения среди исследователей о ее размере или даже о значении в формировании урожая до сих пор нет.
Норма высева — это старое и вечно новое главный вопрос технологии. Еще в XIII в. чешский король Пршемысл Отакар ИИ постановил, что на бедных почвах нормы высева должны быть выше, чем на хороших. П. Кресцентий в начале XIV в. предостерегал против завышения нормы высева, чтобы хлеб не были «большими и бедными». Н. Кулешов считает, что увеличением нормы высева можно достичь необходимого числа растений на соответствующей площади, но им невозможно достичь полной силы растений.
Урожай уменьшается как при сжиженном, так и при загущенном стоянии растений. В загущенных посевах вследствие недостаточной освещенности в начале стеблевания значительная часть побегов и целых растений отмирает, а в тех, что сохранились, замедляется развитие, формируется щуплое зерно и в конечном результате — уменьшается урожайность. Увеличение нормы высева приводит к более сильному поражению болезнями. В загущенных посевах растения вытягиваются, склонны к полеганию. Они плохо закаляются, больше повреждаются вредителями. Резко уменьшается активность фотосинтетической деятельности растений.
Все эти неблагоприятные факторы вместе взятые, а также взаимное угнетение растений в процессе роста уменьшают общую выживаемость к моменту уборки, производительность отдельных растений и посевов в целом.
Необоснованное увеличение норм высева уменьшает реализацию потенциальной продуктивности злаков. Формируются неравномерные по густоте стояния посевы: или загущенные или сжиженные в местах выпадения растений. При этом чем выше норма высева, тем хуже равномерность стояния растений.
На сжиженных посевах урожайность уменьшается вследствие неполного использования площади питания и большей засоренности посевов. При малых нормах высева результате сильного кущения возможно образование большого количества подгонок и подседы, которые не дают зерна или дают недоразвитое зерно.
До сих пор нет единого мнения относительно нормы высева на бедных и плодородных почвах, на высоких и низких фонах удобрений, после лучших и худших предшественников. Как отмечал еще Д. Прянишников, чем лучше условия роста, тем ниже должна быть норма высева. Результаты опытов и практика выращивания озимой пшеницы подтверждают эту мысль, поскольку на плодородных почвах оптимальная густота стеблестоя формируется за счет интенсивного кущения и лучшего выживания.
Но есть и другое мнение, которое на практике широко используется, — о необходимости на высоком агрофоне увеличивать норму высева, поскольку при лучшем обеспечении питательными веществами можно вырастить большее количество растений на единице площади.
Причина различий относительно норм высева в зависимости от плодородия почвы заключается в том, что опыты проводились в различных почвенно-климатических условиях и при неодинаковой технологии выращивания.
Изменяется норма высева и в зависимости от предшественника. В этом вопросе тоже высказываются противоположные взгляды. Норма высева после лучших предшественников (многолетних бобовых трав) уменьшается, а после худших растет. Она зависит от почвенно-климатических условий: увеличивается во влажных районах и уменьшается в сухих южных.
На тяжелых почвах, где полевая всхожесть семян меньше, норму высева повышают, а на структурных черноземах, которые обеспечивают лучшую всхожесть, норму высева целесообразно несколько уменьшить.
Норма высева непосредственно связана со сроками сева. При посеве в ранние сроки растения хорошо кустятся и формируют нормальный стеблестой при меньших нормах высева. На поздних посевах для создания оптимального числа продуктивных стеблей на единице площади норму высева необходимо увеличивать.
Наверное, наиболее близки к истине исследователи, которые принимают во внимание пластичность растений хлебных злаков — их способность регулировать количество стеблей с помощью кущения зависимости от обеспеченности питательными веществами, светом, влагой, теплом, то есть теми факторами, которые позволяют выращивать зерновые культуры при различных норм высева .
Продуктивный стеблестой и нормы высева. Какой бы ни была норма высева, растения с помощью кущения или образование стерильных колосьев сводят густоту стеблестоя к постоянной величине. По нашим данным, плотность продуктивного стеблестоя находится в пределах 580 — 600 шт./м2 за норм высева от 2 до 5 млн / га.
Исследования Института зернового хозяйства показывают, что при качественной подготовки почвы и оптимальной влажности нормы высева 3, 4, 5, 6 млн / га давали одинаковый урожай. По данным И. Фолтин, в Европе получают почти одинаковые урожаи при посеве 2,5 и 5 млн всхожих семян на 1 га. В Англии собирают до 60 ц / га зерна даже при густоте стояния 60 растений на 1 м2. По другим данным, при норме высева 100 кг / га весной формируется почти 700 продуктивных стеблей.
Как видим, урожайность меньшей степени зависит от количества растений на 1 м2, а в большей — от количества продуктивных стеблей. Поэтому предложение Савицкого, по определению нормы высева с оптимальным стеблостоем, сделана еще в 50-х годах и до сих пор нереализованная, заслуживает большего внимания.
Густота растений является не только каркасом пространственного построения надземной части растений, но и их корневой системы. Поэтому посевы, оптимизированные по количеству и равномерностью размещения растений и стеблей, имеют лучшие условия почвенного, светового и воздушного питания. Это имеет особенно большое значение в уменьшении экологической напряженности при выращивании по интенсивным технологиям.
По данным отдельных научно-исследовательских учреждений и сортоучастков, оптимальные нормы высева сортов озимой пшеницы колеблются в пределах 4-6 млн / га.
Среди причин такой завышенной расхода семян могут быть низкое качество сеялок, недостаточный уровень технологической дисциплины. К этому следует добавить и некоторые научные рекомендации, призывающие к увеличению нормы высева с целью повышения урожайности.
В первые годы освоения интенсивных технологий, одним из требований которой является необходимость иметь 500-700 продуктивных стеблей на 1 м2, широко распространилась мысль, что указанное густоту можно формировать увеличением нормы высева. Это привело к тому, что стали высевать 5-6 млн / га, или 300 кг / га семян и даже больше. Такие нормы высева не является научно обоснованным. Они не только не влияют на рост урожайности, но и значительно ухудшают его качество, увеличивают количество используемых пестицидов и себестоимость зерна.
Поэтому часть исследователей считает лучшими меньше нормы высева — 3,5-4,5 млн / га. При интенсивной технологии выращивания, когда создаются более благоприятные условия роста, формирования оптимального стеблестоя рационально осуществить путем использования способности озимой пшеницы куститься, а не увеличением нормы высева.
При обеспечении высокого полевой всхожести (90%) и продуктивной кустистости (2,2-2,5 до 3), норма высева может уменьшиться до 2-3 млн / га вследствие повышения индивидуальной производительности растений. Меньше густота растений компенсируется интенсивным кущения и формированием крупного колоса.
При меньших норм высева повышается устойчивость к полеганию, увеличена за счет побегов корневая система эффективно использует минеральные удобрения, улучшается индивидуальное развитие каждого растения, фитосанитарное состояние посевов, уменьшается внутривидовой борьба между растениями, повышается полевая всхожесть, зимостойкость, общая выживаемость. Все это способствует формированию высокопродуктивных посевов и получению высококачественного зерна при высоких показателях экономической эффективности.
Оптимальную норму высева, наряду с другими агротехническими факторами, А. Никифорович рассматривает как способ образования максимально совершенной оптико-физиологической системы посевов для формирования урожая. Проблема формирования высокопродуктивных посевов прежде всего связана с задачей создания на поле стеблестоя оптимальной плотности. Под оптимальным стеблостоем понимают такое количество продуктивных стеблей на единице площади, которая дает полное смыкание растений и позволяет с наибольшей эффективностью использовать площадь питания и освещенную поверхность листьев, обеспечивает высочайшую производительность фотосинтеза и максимальную урожайность в этих условиях.
По данным многолетних исследований, проведенных на опытном поле кафедры технологий в растениеводстве Львовского национального аграрного университета, при выращивании озимой пшеницы по интенсивной технологии необходимо применять малые нормы высева.
На первом этапе исследований изучалось диапазон норм высева, рекомендован для зоны — 4; 4,5; 5; 5500000 / га. Во всех сортов выше урожай формировался при норме высева 4 и 4,5 млн / га. Увеличение нормы высева до 5 и 5,5 млн / га приводило к значительному уменьшению урожая.
Поскольку оптимальными нормами высева оказались 4 и 4,5 млн / га, в последующие годы возникла необходимость исследовать нормы высева, меньше за 4 млн / га.
Как видно из табл. 1, у сорта Мироновская 65 самая высокая урожайность была в вариантах с нормой высева 3 и 3,5 млн / га — соответственно 59 ц / га и 59,6 ц / га. Увеличение нормы высева более 3,5 млн / га сказывается на снижении продуктивности посевов. Так, на варианте с нормой высева 4 млн / га урожайность уменьшилась по сравнению с нормой высева 3500000 / га, на 1,3 ц / га.
Таблица 1. Урожайность озимой пшеницы сорта Мироновская 65 в зависимости от нормы высева
При высева 4,5 млн / га урожайность составляет 57,1 ц / га, или менее чем на 2,5 ц / га, при 5 млн / га уменьшилась на 3,3 ц / га и при 5,5 млн / га — на 4,6 ц / га по сравнению с урожайным вариантом — 3,5 млн / га. Обнаружена тесная обратную корреляционная зависимость (r = — 0,957) между показателями урожайности и нормами высева озимой пшеницы.
Необходимо отметить, что эти данные получены при выращивании по традиционной интенсивной технологии, рассчитанной на большие нормы высева. Азотные удобрения осенью не применяли, что уменьшало коэффициент кущения. Поэтому преимущество имели густые посевы. Основную часть азота (N60) вносили на IV этапе органогенеза, когда азот не мог повлиять на интенсивность кущения, а использовался на формирование вегетативной массы и продуктивности колоса имеющихся стеблей.
Третье подкормки (N30) на VIII этапе повышало массу зерновок и показатели качества. Из 120 кг / га действующего вещества азота на формирование продуктивного стеблестоя использовались только N30, внесенных в первое подкормки после возобновления вегетации.
Понятно, что при применении технологии, рассчитанной на малые нормы высева (3-4 млн / га), урожайность в этих вариантах вырастет еще больше по сравнению с нормами высева 4,5-5,5 млн / га. Кроме того, даже при равной урожайности в вариантах с высевом 3-4 млн / га получают зерно значительно ниже себестоимости в результате экономии посевного материала (до 1 ц / га), а лучший фитосанитарное состояние посевов способствует уменьшению объемов применения пестицидов.
Качество зерна повышалась также на вариантах с меньшей нормой высева (табл. 2). Стекловидность росла с 77% при посеве 5500000 / га до 86% при норме высева 3 млн / га. Масса 1000 зерен на этих вариантах составляла соответственно 42,3 и 44,2 г, содержание белка и клейковины повысился на 1%.
Таблица 2. Качество зерна озимой пшеницы сорта Мироновская 65 в зависимости от нормы высева
С помощью целенаправленных мер можно значительно повысить урожайность в вариантах с меньшими нормами высева. Формирование площади питания в виде квадрата и равномерное размещение семян на площади позволяет уменьшить норму высева до 2-3 млн / га. Как показывают данные исследования, при соответствующей технологии посевы с нормой высева 80-100 кг / га (2 млн / га) формировали высокий урожай по сравнению с вариантами, где сеяли 280-300 кг / га (6 млн / га) семена.
Установление оптимальных норм высева показало, что из меньшего количества растений легче сделать оптимальную густоту продуктивного стеблестоя, чем с большой. Оптимальной нормой высева озимой пшеницы в условиях достаточного увлажнения в Западной Лесостепи Украины в большинстве случаев 3-4 млн всхожих семян на 1 га, или 130-150 кг / га (3 млн / га) и 160-200 кг / га (4 млн / га).