Развитие корневой системы
Относительно технологий выращивания, мы можем регулировать этот фактор и благодаря этому в значительной мере увеличивать производительность выращиваемых культур. Зато в большинстве сельскохозяйственных предприятий нет возможности регулировать водный режим на полях, в результате чего возникает необходимость адаптации существующих элементов технологии выращивания до погодных условий года.
Осенью 2011 года во время сева озимых зерновых культур на значительной части территории Украины наблюдался острый дефицит почвенной влаги вследствие частичной или полной отсутствии атмосферных осадков. Низкий уровень почвенной влаги привел к существенной задержке появления всходов. На многих полях всходы появились неравномерно, что привело к пестроте посевов озимого клина. Так, началом зимовки на одних полях наблюдается картина, когда растения находятся в разных фазах своего развития — от прорастания до полного кущения, на другие растения находятся лишь на начальных фазах роста и развития — фазе «шилець» или лестницы. После паровых предшественников лестницы, как правило, были получены вовремя, а в начале зимы растения находились в фазе кущения. Зато есть поля, прежде всего это посевы поздних сроков сева и после худших предшественников, где лестница вообще не появились, а растения находятся в фазе проростков.
Следовательно, остро засушливые условия осени 2011 года привели к массовой задержки появления всходов озимых зерновых культур в большинстве регионов Украины. Перезимуют такие посевы или нет? А в случае успешной перезимовки нерозкущених посевов, на которую урожайность от них стоит рассчитывать? Это основные вопросы, которые ставят сегодня агрономы и руководители многих хозяйств.
Впрочем, традиционно специалисты-аграрии оценивают состояние своих посевов по внешнему виду надземной вегетативной системы растений, упуская из виду другие важные параметры. Предлагаем вспомнить один из основных аспектов формирования урожайности — интенсивность образования вторичной корневой системы у озимых зерновых культур.
Формирования продуктивности озимых зерновых культур зависит от комплекса факторов, связанных между собой. Процессы роста и развития растений в целом в значительной степени зависят от формирования и деятельности корневой системы, которая играет одну из решающих ролей в процессе поставки растениям влаги и накопления сырой и сухого вещества. Корневая система растений способна усваивать из почвы необходимые для жизнедеятельности растений питательные элементы и влагу. Проникая в глубокие слои почвы, корни способны в определенной степени измельчать почвенные агрегаты, предоставляя почвенном субстрата мелко комковатую структуру, которая является наиболее оптимальной для большинства растений.
Микроволоскы, которые есть на кончиках корней, выделяют в почву специальные растительные растворители, благодаря чему становится возможным усвоение растением труднорастворимых минеральных соединений.
Основная часть ризосфернои (корневой) зоны в злаковых культур размещена в пахотном слое почвы 0-30 см. В этой зоне происходит максимальное потребление почвенной влаги и минеральных веществ зерновыми культурами. Однако, развиваясь, особенно во влажные годы, корни растений попадают и в более глубокие слои почвы — до глубины одного метра и более. Если на ранних этапах роста и развития растений почву обедненный на влажную, то вторичные корни не образуются или образуются слабо. В таком случае за процесс поглощения влаги и питательных веществ к концу вегетации соответствуют первичные корни, однако они обеспечивают всего около 20% необходимых для растений грунтовых соединений.
Следовательно, урожайность и качество сельскохозяйственных культур в значительной степени зависит от роста и развития вторичной корневой системы.
В многолетних исследованиях Института растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН изучали процесс образования и накопления вторичной корневой системы сортами озимой пшеницы в разных фазах роста и развития зависимости от технологии выращивания, в частности, такого их элемента как фон минерального питания в годы с различным уровнем влагообеспеченности.
Условно период исследований мы разделили на три категории: 1 — годы с достаточным или высоким уровнем влагообеспеченности, при котором растения озимых зерновых культур были достаточно обеспечены влагой во всех фазах своего роста и развития, 2 — года со средним уровнем влагообеспеченности, где в отдельные фазы роста и развития наблюдался дефицит почвенной влаги, который со временем восстанавливался после выпадения атмосферных осадков, и растениям не был нанесен значительный повреждений 3 — года с низким уровнем влагообеспеченности, когда растения чувствовали значительный дефицит почвенной влаги как в посевной период, так и в более поздние фазы роста и развития.
Изучали четыре варианта технологии выращивания зерновых культур, которые отличались по уровню минерального удобрения.
По варианту технологии 1, который был контрольным, удобрения не вносились вообще, по варианту технологии 2 были внесены N 60 P 60 K 60 основным способом после уборки предшественника (кукурузы на силос). Вариант технологии 3 предусматривал розничное внесения N 15 P 15 K 15 во время сева, а также N 30 в подкормку при возобновления весенней вегетации. Вариант технологии 4 был наиболее интенсифицированным по уровню минерального питания, при котором удобрения вносились в основное внесение, во время сева, а также в подкормку общей нормой N 135 P 75 K 75 .
Результаты исследований показали, что процесс образования вторичной системы растений в значительной степени зависел от содержания влаги в почве, а урожайность культур была в прямой зависимости от развития корней (рис. 1, 2, 3, 4; табл.1, 2).
Как видно из рис. 1 и табл. 1, формирование вторичной корневой растения у сортов озимой пшеницы перед началом зимовки зависело от условий года. Так, в средние по увлажнению годы при благоприятных погодных условиях осени растения озимой пшеницы формировали наибольшее количество вторичных корней: в среднем от 2,68 до 4,88 шт. на растение. В связи с меняющейся количеством осадков в осенний период в годы с высоким уровнем влагообеспеченности корневая система исследуемых сортов пшеницы перед уходом в зиму была на 25-26% меньше, чем в средние по общей влагообеспеченностью года.
Процесс образования вторичных корней также в значительной мере зависел от фона минерального питания. По интенсификации технологий, в частности, за их насыщения минеральными удобрениями, наблюдали интенсивное образование вторичных корней у сортов озимой пшеницы — от 4,45 шт. / Растение у сорта Харьковская 105 до 4,88 шт. в Одесской 267 в годы со средней влагообеспеченностью и соответственно от 3,30 до 3,60 шт. / растение в годы с высокой обеспеченностью. На контрольном варианте, где удобрения не вносили, количество корней у растений озимой пшеницы была минимальной и составляла 2,68 шт. / Растение у сорта Харьковская 105 и 3,00 шт. / Растение в сорте Одесская 267 при среднем вологозабезпечення и соответственно 2,00 и 2,28 шт. / растение в годы с высокой влагообеспеченностью.
В связи с длительным осенней засухой в годы с низким уровнем влагообеспеченности вторичная корневая система исследуемых сортов озимой пшеницы вообще не образовалась, растения вошли в зиму в фазе 2-3 листьев, имея лишь первичные корни, что в дальнейшем привело к снижению их урожайности ( рис. 1-4, табл. 1-2).
Анализ динамики образования корневой системы показал, что в фазе весеннего кущения в годы со средней влагообеспеченностью на контроле у озимой пшеницы сортов Харьковская 105 и Одесская 267 образовалось соответствии 4,38 и 5,43 шт. корней на одно растение. На фоне внесения N 60 P 60 K 60 в основное внесение и N 15 P 15 K 15 во время сева в строки в фазе весеннего кущения у сортов озимой пшеницы Харьковская 105 и Одесская 267 образовалось соответствии 6,83 и 6,25 шт. / растение корней.
Весенний период в годы с высоким уровнем влагообеспеченности был наиболее благоприятным для роста и развития корневой системы озимой пшеницы. По сравнению с осенним периодом растения смогли более чем вдвое увеличить количество вторичных корней всех вариантов технологий выращивания. При этом следует отметить, что при условии внесения основного минерального удобрения в дозе N 60 P 60 K 60 (технологии 2, 4) корневая система озимой пшеницы развивалась наиболее интенсивно. Так, на контрольном варианте сорта озимой пшеницы Харьковская 105 и Одесская 267 образовывали соответствии 8,90 и 8,55 шт. / Раст. корней, по технологии 4 эти показатели составляли соответственно 13,15 и 12,70 шт. / раст.
В весенний период в годы с низким уровнем влагообеспеченности для озимых культур складывались благоприятные погодные условия, в результате чего растения смогли образовать вторичную корневую систему, однако она была меньше развитой, чем в другие годы исследований. При этом на контроле сорта озимой пшеницы Харьковская 105 и Одесская 267 образовали соответственно 2,35 и 1,05 шт. / Раст. корней, по технологии 4 эти показатели составляли соответственно 3,85 и 3,95 шт. / раст.
В фазе выхода в трубку развитие вторичной корневой системы озимой пшеницы зависел как от фона минерального питания, так и условий года.
Так, в годы со средней влагообеспеченностью, в зависимости от фона минерального питания, сорта озимой пшеницы Харьковская 105 и Одесская 267 образовывали почти одинаковое количество корней, которая была максимальной (соответственно 22,67 и 23,88 шт. На одно растение) по технологии 3.
В годы с высоким уровнем влагообеспеченности процесс корнеобразования у сортов озимой пшеницы происходило более интенсивно. Зависимости от фона минерального питания растения образовывали от 20,26 до 40,32 вторичных корней.
Наиболее интенсивно нарастания корневой системы у сортов озимой пшеницы происходило по технологии 3 (37,12-40,32 шт. / Раст.).
В годы с низким уровнем влагообеспеченности на время выхода в трубку растения сортов озимой пшеницы образовывали от 7,15 до 10,65 шт. / Раст. вторичных корней. В такие засушливые годы по показателям образования вторичных корней, в отличие от лет с достаточной и средней влагообеспеченностью, растения озимой пшеницы по вариантам технологий существенно не отличались.
Формирование урожайности исследуемых сортов озимой пшеницы, как свидетельствуют результаты экспериментов, происходило по такой же динамикой, как и образование вторичной корневой системы. Так, в годы со средним уровнем влагообеспеченности урожайность пшеницы колебалась от 3,72 до 7,96 т / га, в достаточно влажные годы — соответственно от 4,72 до 8,41 т / га, а в годы с низким вологозабезпечення, когда количество вторичных корней была минимальной, урожайность также была низкой — в среднем от 2,62 до 6,08 т / га (табл. 2, рис. 4). Это свидетельствует о том, что развитие вторичной корневой системы у озимых культур является весомым показателем, от которого зависит процесс формирования урожайности зерна.
В засушливых осенних условиях 2011 вторичная корневая система на растениях озимых культур после худших предшественников развита очень слабо или вообще отсутствует. Для формирования средней урожайности (о высокой здесь уже не идет!) Необходимо, чтобы весной сложились благоприятные условия для образования как можно большего количества вторичных корней, что может произойти как за счет достаточного количества почвенной влаги, накопленной во время зимовки и за счет весенних осадков, так и путем своевременного и качественного проведения весеннего прикорневой подкормки и разрушения почвенной корки как дополнительный элемент сохранения почвенной влаги.
Только при таких условиях можно рассчитывать на прибыль от выращивания озимых зерновых культур в 2012 году.