Факторы, влияющие на урожайность пшеницы

Несмотря на значительные достижения отечественных ученых в области селекции и растениеводства, влияние гидротермических условий на зерновую продуктивность озимых остается весомым. Засухи, которые нередко случаются в зоне Степи, могут повлиять на налив зерна и существенно снизить урожайность пшеницы.

Влияние погодных условий на урожайность пшеницы

Нередко грунтовая засуха в весенне-летний период вегетации сопровождается воздушной, как результат - хорошо развитые посевы озимых(озимой пшеницы), которые должны обеспечить высокую урожайность, стремительно снижают зерновую продуктивность. Есть такое понятие, как «захват растений» - действие неблагоприятных факторов. Главным признаком захвата растений озимой пшеницы чаще всего является плюсклость зерна вследствие нарушения водного баланса, когда испарение влаги растением превышает поступления ее из почвы. Вредное действие суховеев главным образом сводится к тому, что значительно ускоряются расходы запасов почвенной влаги. Но негативное воздействие засухи можно снизить с помощью надлежащего обеспечения посевов озимой пшеницы влагой путем орошения.

Степень повреждения посевов определяется периодом наступления засухи:

• Захват растений при образовании пыльцы отрицательно влияет на оплодотворение, в результате чего имеет место череззерница или даже пустоколосость.
• Если захват хлебов происходит в начале налива зерна (до фазы молочной спелости), зерно состоит почти из одних оболочек и содержит лишь незначительное количество крахмалистого вещества.
• Если захват растений происходит в несколько более поздние периоды - формируется плюсклое зерно.

Захват растений сопровождается жаром зерна, ведет к нарушению его развития и преждевременному созреванию в колосках из-за негативного воздействия засух, высокой температуры воздуха и, особенно, горячих ветров -суховеев. В результате хорошо развитое зерно озимой пшеницы вдруг сморщивается и становится плюсклым.

Захват зерна в зоне Степи случается преимущественно во второй половине июня - июле.

Исследование формирования урожайности зерна озимой пшеницы

Целью работы ученых было исследование динамики налива зерна озимой пшеницы при различных гидротермических условиях выращивания в зависимости от влияния агротехнических приемов.

Метод определения динамики налива зерна, который основал М.М. Кулешов (впоследствии его усовершенствовали И. Строна и В.М. Костромитин), основывается на выявлении взаимосвязи между спецификой роста и накопления сухого вещества зерном путем последовательного определения влажности зерна и массы 1000 зерен.

Исследования по изучению влияния на налив зерна сроков сева, предшественников, норм высева семян и гидротермических условий в течение вегетации озимой пшеницы проводили на Генической опытной станции Института зерновых культур (Херсонская обл.). Зона Присивашья - засушливый регион Украины. Условия для выращивания озимых здесь очень жесткие. Это обусловлено высоким температурным режимом воздуха, недостаточным количеством осадков и неравномерным их распределением в течение периода вегетации растений. Средняя многолетняя температура воздуха в Присивашье составляет 10,3 ° С, количество осадков - 398 мм. Сорт пшеницы мягкой озимой Куяльник высевали по черному пару и после подсолнечника. Сеяли в три срока: 5 и 25 сентября и 15 октября. Нормы высева составили соответственно 3, 5 и 7 млн ​​всхожих семян / га. Почва опытного поля - темно-каштановая, в разной степени солонцеватая. Содержание гумуса в пахотном слое - 2,2-2,4%, азота - 0,11-0,13; фосфора - 0,10-0,12; калия - 0,14-0,16%. Кроме элементов, которые подвергались изучению в этом исследовании, технология выращивания озимой пшеницы была общепринятой для Южной Степи Украины.

Для погодных условий в период проведения исследований была характерна значительная контрастность, что определенным образом повлияло на формирование и налив зерна. Для установления точных объемов использования воды растениями из почвы и их влагообеспеченности определяли гидротермический коэффициент (ГТК) в течение периода формирования колоса и зерновых. В засушливый год исследований ГТК в мае был самым низким - 0,04, в июне - 0,12. Аномально засушливые погодные условия усложнялись низкой относительной влажностью воздуха, которая в мае равнялась 55, а в июне - 50% (рис. 1).

В отдельные дни влажность воздуха снижалась до 20-30%, а иногда и ниже, что в комплексе с высокой температурой воздуха и сильным ветром негативно влияло на формирование и налив зерна.

Такие погодные условия обусловили ускоренное его созревание, что в дальнейшем сказалось на урожайности. Известно, что по массе 1000 зерен определяют количество вещества, которое содержится в зерне, и его крупность. И, конечно, крупнее зерно имеет более высокую массу 1000 зерен. Так, на рис. 2 видно, что в год с недостаточным уровнем увлажнения в мае и июне влажность зерна стремительно уменьшалась и уже 21 июня в посеве, проведенном по черному пару, составляла 10, а после подсолнечника - 7,1%. Зато масса 1000 зерен постепенно росла и достигла 30,4 и 26,8 г соответственно.

Благоприятные условия увлажнения в мае и июне удлиняли продолжительность вегетации озимой пшеницы. Так, во время уборки урожая зерновых (26 июня) влажность зерна в вариантах, где предшественником был черный пар, составляла 14, а в посевах озимых после подсолнечника - 8%. Масса 1000 зерен при этом достигала 35,9 и 32,8 г соответственно. Итак, разница по массе 1000 зерен пшеницы озимой в годы с благоприятными условиями увлажнения и с недостаточным уровнем влагообеспеченности в мае и июне после высева по черному пару составляла 15,3, а после подсолнечника - 18,3% (рис. 3).

Влияние предшественников на урожайность озимой пшеницы

Анализ влажности зерна при выращивании озимой пшеницы после различных предшественников свидетельствует о том, что по черному пару, вследствие ослабления потери влаги зерновки, растения были более устойчивыми к неблагоприятному воздействию засухи. По нашему мнению, это обусловлено большими по сравнению с посевом озимых после предшественника подсолнечник, запасами влаги в почве. То есть после непаровых предшественников из-за дефицита воды влажность зерна снижалась значительно быстрее, что приводило к формированию плюсклого зерна с низкой массой 1000 зерен. На рис. 2 и 3 видно, что значение предшественника не ограничивается влагообеспеченностью растений озимой пшеницы в основные фазы развития, но и проявляется во время налива и созревания зерна.

Влияние сроков посева на урожайность озимой пшеницы

В наших опытах на динамику налива зерна и массу 1000 зерен влияли не только предшественники, но и сроки посева. Так, при посеве озимой пшеницы 5 сентября (ранний срок) с нормой высева 5 млн всхожих семян / га разница по массе 1000 зерен между растениями в посевах после подсолнечника и по черному пару составила 3,3%, 25 сентября - 7,5; 15 октября - 5,6%. По каждому из предшественников самая большая масса 1000 зерен была при ранних сроках сева, значение этого показателя постепенно уменьшались со смещением сроков сева в сторону поздних. Самая низкая масса 1000 зерен при посеве озимой пшеницы в поздние сроки объясняется разницей в развитии таких посевов по сравнению с ранними. Растения в посевах озимой пшеницы поздних сроков сева, разумеется, позже начинали цветение, формирование и налив зерна и в таком случае подвергались действию засухи и интенсивнее повреждались суховеями.

Нормы высева семян также влияли на динамику налива зерна, поскольку густота стояния растений на единице площади отличалась. На участках, где норма высева составила 3 ​​млн всхожих семян / га, влажность зерна была выше по сравнению с более загущенными посевами. Разница по этому показателю была незначительной на участках с нормой высева 3 и 7 млн ​​всхожих семян / га и составила 0,8-2,4%. Поскольку урожайность пшеницы формируется благодаря взаимодействию элементов производительности, в частности количества продуктивных стеблей, массы зерна с колоса, массы 1000 зерен, крупность зерна значительно влияла на размер и качество урожая.

Несмотря на значительную плотность продуктивного стеблестоя в год с недостаточным уровнем увлажнения в течение мая и июня, что проявлялось на некоторых участках превышением соответствующих показателей в год с благоприятным уровнем увлажнения в указанные месяцы, урожайность пшеницы в этом году была значительно ниже.

В неблагоприятный для налива зерна засушливый год растения пшеницы формировали мелкие семена, масса которых в зависимости от сроков и норм высева колебалась в пределах 23,9-29,7 г при выращивании после подсолнечника и 29,1-31,7 г - после предшественника черный пар.

Влияние питания и удобрения на урожайность озимой пшеницы

Для определения влияния уровня минерального питания на динамику налива зерна и формирования урожайности озимой пшеницы в течение 2010-2014 годов мы проводили исследования в опытном хозяйстве «Днепр» Института зерновых культур (Днепропетровская обл.). Сорт озимой пшеницы Литанивка высевали по черному пару и после стерневого предшественника. Технология выращивания пшеницы в опытах была общепринятой для северной части Степи. Исследования проводились в двух вариантах: без внесения удобрений (контроль) и с внесением фонового удобрения N60P60K60 - после подсолнечника и N30P30K30 (фон) - по черному пару; фон + N30 по мерзлоталому почвы (МТГ) + N30 в фазе кущения растений весной путем опрыскивания (концентрация рабочего раствора - 9,5%). Азотные удобрения вносили в виде КАС - карбамидно-аммиачной смеси.

Определение гидротермического коэффициента в мае и июне показало, что условия вегетации в опытном хозяйстве были более благоприятными, чем в Присивашье. Низкие значения ГТК в мае и июне отмечали в 2013 - 0,34 и 0,36 соответственно. Благоприятным по увлажнению был 2014г.: ГТК в мае составил 2,19, в июне - 1,85, а среднемесячная относительная влажность воздуха была высокой - 69% (рис. 4).

Вместе с тем, несмотря на сравнительно высокие среднемесячные значения относительной влажности воздуха за годы проведения исследований, суховеи нередко случались в период налива зерна. Низкой относительной влажностью воздуха характеризовался 2012 год, в мае значение этого показателя составляли 58, а в июне - 56,3%.

По результатам исследований установлено, что при выращивании озимых после стерневых предшественников в контрольном варианте интенсивнее снижалась урожайность пшеницы, что было обусловлено низкой влажностью зерна и формированию самой низкой массы 1000 зерен. В среднем в 2010-2014 годах масса 1000 зерен на этих участках составляла 33,5 г (рис. 5).

На участках с внесением фонового удобрения N60P60K60 масса 1000 зерен достигала 35,1 г, а за N60P60K60 с последующим подпиткой N30 по МТГ и N30 в фазе кущения весной - 38,9 г.

Менее интенсивно снижалась влажность зерна в вариантах с высоким уровнем минерального питания. Так, по состоянию на 29 июня влажность зерна в этих вариантах составила 12,3%, тогда как на участках с внесением только фонового удобрения N60P60K60 - 11,2, а без внесения удобрений - 9,4% (рис. 5). По нашему мнению, это обусловлено тем, что внесение минеральных удобрений активизировало ростовые процессы у растений, а при более благоприятном питательном режиме продолжительность вегетации озимой пшеницы растет.

Благодаря лучшей влагообеспеченности посевов озимых по черному пару интенсивность налива зерна озимой пшеницы возрастала по сравнению с участками, где озимые выращивали после подсолнечника, однако снижение влажности зерна происходило медленнее. Так, в среднем за 2010-2014 годы масса 1000 зерен состоянию на 29 июня в вариантах с внесением фонового минерального удобрения N30P30K30 составляла 38,4 г, а влажность зерна - 11,2%. После дополнительной подпитки посевов азотом наблюдался рост массы 1000 зерен до 40,8 г и снижение влажности зерна до 13,9%. Минимальные значения массы 1000 зерен (36,2 г) и влажности зерна (11,2%) были в контрольном варианте - без внесения минеральных удобрений (рис. 6).

На основе анализа уровня потерь влаги зерновкой пшеницы озимой за сутки было установлено, что в умеренные по температурному режиму дня влажность зерна во время созревания снижалась на 1,0-1,5%, а в случае возникновения в отдельные дни суховеев - на 2,0 -3,0%.

Таким образом, пшеница озимая, высеяна по черному пару и достаточно обеспечена элементами минерального питания, оказалась более устойчивой к засушливым условиям в период налива зерна. Накопление в зерне сухого вещества и, соответственно, рост массы 1000 зерен в таких посевах характеризовалось высокими показателями по сравнению с озимыми, которая была высеяна после непаровых предшественников.

В условиях текущего года уровень обеспеченности влагой растений озимой пшеницы в течение весеннего периода был очень благоприятным. Поэтому есть веские причины для получения в этом производственном сезоне высокого урожая зерна озимой пшеницы. Итак, примеры, приведенные в этой статье, убедительно свидетельствуют о том, что уровень зерновой продуктивности озимых зерновых культур напрямую зависит от гидротермических условий в период формирования и налива зерна. Запасы продуктивной влаги в почве на большей части зоны Степи довольно высокие, что предотвращает снижение урожайности озимой пшеницы через грунтовую засуху. Риск по снижению урожайности озимых может составить только возможно возникновение суховеев в период налива зерна.

А. Желязков , канд. сельскохозяйственных наук, ГУ Институт зерновых культур НААН