Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при управлении продукционными процессами на основе прогнозирования урожая и качества зерна, а также для оценки эффективности проводимых агротехнических мероприятий при интродукции новых сортов и сроков их проведения.
Известен способ прогнозирования урожайности озимой пшеницы, состоящий в том, что определяют среднесуточную температуру воздуха в мае и в зависимости от применяемых доз удобрений прогнозируют урожайность по математической зависимости (1)
где у - урожайность озимой пшеницы, ц/га;
х - среднесуточная температура воздуха в мае, °С;
d - доза минеральных удобрений от 0 до 1 (0 - без удобрений; 1 - N120P120K60)
(патент RU №2158498 С2, МПК7 А 01 G 7/00. Способ прогнозирования урожайности озимой пшеницы / П.Г.Акулов, М.Н.Понедельченко, И.Н.Сокорева, Н.С.Сокорев (RU). - Заявка №98121715/13; заявлено 30.11.1998; опубл. 10.11.2000).
К недостаткам описанного способа прогнозирования урожайности применительно к решаемой нами проблеме относятся большая ошибка между достоверными (экспериментальными) и расчетными (прогнозируемыми) данными. Большая, без запасов почвенной влаги, даже средне стабильная температура воздуха в мае в условиях острозасушливого климата не является залогом получения урожая зерна. Описанная зависимость не учитывает условия, в которых перезимовала озимая пшеница, сколько осталось продуктивных растений и каковы запасы продуктивной почвенной влаги.
Известен также способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно озимых зерновых колосовых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата, включающий установление сроков, норм высева и способов посева, определение положительных сумм среднесуточных температур в пределах 550...650°С в период от посева до прекращения вегетации, формирование растениями в каждом узле кущения по три-четыре стебля с достаточным запасом сахаров для повышения устойчивости растений к отрицательным температурам в диапазоне от -18 до -20°С и расчет величин гидротермического коэффициента, в котором при величине гидротермического коэффициента до 0,5 норму высева уменьшают на 10...15% от оптимальных значений на посевах с шириной междурядий 0,225 м; при величине на 20...25% на посевах с шириной междурядий 0,075 м; при значениях коэффициента в пределах от 0,5 до 0,9 нормы высева сохраняют на посевах с шириной междурядий 0,15 м, а прогнозируемую урожайность устанавливают из выражения:
(2)
где у - ожидаемая урожайность, кг/га;
а - норма высева, шт./га;
b - сумма положительных температур от даты посева до устойчивых отрицательных температур, °С;
с - ширина междурядий, м;
х - длительность посева в днях от рекомендуемых сроков, сутки;
k1=(0,6...0,8)×10-3 - коэффициент пропорциональности, учитывающий сортовые качества каждого семени в накоплении зерновой массы, (кг/сутки2) /штук;
k2=(0,0512...0,0934)×104 - коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние температурного режима на формирование корневой системы растений, кг/сутки/°С×м2;
k3=(0,00007...0,00015)×104 - коэффициент пропорциональности, учитывающий размещение растений на поверхности поля, кг/м (патент RU №2248690 С2. МПК7 А 01 G 7/00. Способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно озимых зерновых колосовых, при возделывании в условиях резко континентального климата / А.С.Сарафанов, В.В.Бородычев, А.М.Салдаев, А.В.Майер, В.Н.Кривко (RU). - Заявка №2003107065/12; заявлено 14.03.2003; опубл. 27.03.2005, Бюл. №9).
Несмотря на то, что в данном способе оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений имеется коэффициент k1, учитывающий сортовые качества каждого семени в накоплении зерновой массы, однако описанный способ не учитывает условия интродукции сортообразцов, адаптированных к местным климатическим условиям сортов яровых зерновых культур.
Известен также способ прогнозирования урожайности ячменя, состоящий в том, что определяют среднесуточную температуру воздуха в мае и в зависимости от применяемых доз удобрений прогнозируют урожайность ячменя по математической зависимости:
где у - урожайность ячменя, ц/га;
х - среднесуточная температура воздуха в апреле-мае, °C;
d - доза минеральных удобрений от 0 до 1 (0 - без удобрений; 1 - N120P120К60)
(патент RU №2158500 С2, МПК7 А 01 G 7/00. Способ прогнозирования урожайности ячменя / П.Г.Акулов, М.Н.Понедельченко, И.Н.Сокорева, Н.С.Сокорев (RU). - Заявка №98121738/13; заявлено 30.11.1998; опубл. 10.11.2000).
К недостаткам описанного способа прогнозирования урожайности зерновых колосовых относятся низкая достоверность прогнозируемых данных и малый их срок службы. Для описания реальной картины следует иметь инструментальные данные температуры воздуха в апреле-мае, так как в конце июня уже идет массовая уборка зерновых колосовых культур.
Известен способ управления продукционными процессами сельскохозяйственных растений при возделывании озимых культур в условиях засушливого климата, включающий оптимизацию сроков, норм высева и способов посева, установление суммы среднесуточных температур в пределах 550...650°С за 45...60 суток от момента посева до прекращения в каждом узле кущения по три-четыре стебля с достаточным запасом сахаров для устойчивости растений к минусовым температурам в диапазоне -18...-20°С в бесснежные периоды и установление норм высева для формирования густоты стояния стеблей 500...600 шт./м на черноземных почвах и 300...450 шт./м2 на каштановых почвах, вычисление гидротермического коэффициента с учетом осадков за период с температурой выше +10°С и суммы положительных температур за тот же период, посев в десятидневный срок с температурным режимом почвы от +18 до +12°С, в котором планируемую продуктивность озимых культур определяют по формуле:
где у - урожайность зерна, т/га;
а - коэффициент, учитывающий норму высева семян;
b - коэффициент, учитывающий почвенно-климатические условия зоны;
S - фактическая сумма положительных температур от посева до прекращения вегетации, °С;
Gc - гидротермический коэффициент, мм/°С; при этом при Gc меньше 0,5 норму высева семян уменьшают на 10-15% от оптимальных величин, при Gc в диапазоне от 0,5 до 0,9 норму высева сохраняют, при Gc больше 0,9 норму высева увеличивают на 20...25%, а с увеличением норм высева ширину междурядий с 22,5 см уменьшают до 7,5 см (патент RU №2228607 С1, МПК7 А 01 G 7/00. Способ управления продукционными процессами при возделывании озимых зерновых культур в условиях засушливого климата/ А.Ф.Рогачев, А.М.Салдаев, Д.А.Рогачев (RU). - Заявка №2002126981/12; заявлено 09.10.2002; опубл. 20.05.2004, Бюл. №14).
Этот способ принят нами в качестве наиближайшего аналога.
К недостаткам описанного способа относятся низкая достоверность фактических получаемых результатов, т.к. не учитывается важный фактор условия произрастания сортообразца до интродукции.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, -прогнозирование урожайности при подборе и интродукции наиболее перспективных сортов яровых зерновых культур для возделывания в условиях резко континентального климата на юго-востоке Российской Федерации.
Технический результат - повышение продуктивности и качества зерна.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно коллекционных сортов яровых зерновых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата, включающем оптимизацию сроков, норм высева и способов сева, установление суммы среднесуточных температур норм высева для формирования густоты стояния стеблей, вычисление гидротермического коэффициента за период «посев-уборка» и определение расчетом планируемой продуктивности, согласно изобретению заблаговременно высевают стандартный (районированный) среднеспелый сорт, например яровой пшеницы Альбидум 28, устанавливают оптимальную норму высева семян, фактическую сумму положительных температур от посева до момента формирования зерна, величину гидротермического коэффициента, а потенциальную урожайность коллекционных сортообразцов определяют по формуле:
где у - урожайность зерна, т/га;
а - коэффициент, учитывающий отклонения норм высева по сравнению со стандартом;
S - фактическая сумма положительных температур от посева до налива зерна стандартного образца, °С;
Gc - гидротермический коэффициент условий возделывания стандарта, мм/°С;
Gc.o. - гидротермический коэффициент условий произрастания сортообразцов до интродукции, мм/°С;
b - коэффициент, учитывающий почвенно-климатические условия;
с - коэффициент, учитывающий запасы продуктивной влаги почвы в период «всходы - формирование зерна».
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен график урожайности перспективных коллекционных сортообразцов по сравнению со стандартом (Альбидум 28) по данным полевых опытов 2003-2004 годов.
На фиг.2 показано влияние режима минерального питания на урожайность сортообразцов.
На фиг.3 для наглядности на диаграммах показано влияние предпосевной обработки ростовыми препаратами семян сортообразцов на урожайность.
На фиг.4 изображена диаграмма натуры (масса 1000 г зерна) от срока посева на примере яровой пшеницы Краснокутка 10 и Альбидум 28 (стандарт).
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно коллекционных сортов яровых зерновых колосовых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата включает оптимизацию сроков, норм высева и способов сева, инструментальное установление суммы среднесуточных температур от момента посева до прекращения вегетации, установление норм высева для формирования густоты стояния стеблей, вычисления гидротермического коэффициента А.С.Селянинова за период «посев-уборка» и определение расчетом планируемой продуктивности.
Большая часть территории Российской Федерации характеризуется дестабилизированной экологической средой и экспериментальными экологическими режимами, где одни факторы находятся в избытке (солнечная энергия, ФАР), а другие - в дефиците (осадки). В южной части России сосредоточены аридные территории, где господствует сухой, засушливый, жаркий климат. Годовая сумма осадков находится в пределах 180-300 мм. Испаряемость составляет 800-1700 мм. В силу этих причин в аридных районах доминирует постоянный дефицит влаги. Преобладают процессы опустынивания, прогрессирующего засоления, ветровой и солнечной эрозии почв.
Совершенно очевидно, что на этом обширном пространстве сельскохозяйственных угодий России с широкой географической и экологической гетерогенностью природных условий на большей части территории с экстремальными и дестабилизированными экологическими условиями не может быть универсальных сортов, одинаково пригодных для всех природных зон и экологических условий. Это предопределяет и настоятельно диктует необходимость разработки эколого-эволюционных принципов селекции и ориентации селекционных программ на создание географических и экологически специализированных сортов. Ведущими агротехническими факторами, оказывающими влияние на экологическую устойчивость интродуцированных и адаптированных к местным климатическим условиям сортов яровых зерновых, являются определение сроков сева, норм высева, подбор экологически безопасных минеральных и бактериальных удобрений, биологически активных веществ и самой технологии возделывания.
Для объективной оценки потенциальной продуктивности коллекционных сортов зерновых колосовых были выполнены полевые опыты. Полевые исследования проводились на полях Прикаспийского НИИ аридного земледелия, расположенного в Нижнем Поволжье (юго-восток Европейской части России в пределах Прикаспийской и Сарпинской низменностей) на территории Черноярского района Астраханской области. Район является одним из самых северных районов области и наиболее благоприятен для возделывания пшеницы. Его координаты - 47°55' с.ш. и 46°10' в.д. Опытные поля института находятся на высоте 0-10 м над уровнем моря.
По характеру рельефа местности территория района исследований относится к первичной плоской раннехвалынской аккумулятивной пологоволнистой равнине, сложенной засоленными глинистыми, суглинистыми и супесчаными отложениями, и сформирована полынно-злаковыми и полынно-ковыльными полупустынями с чернополынниками по солонцам.
Астраханская область Российской Федерации расположена в зоне светло-каштановых и бурых почв Прикаспийской низменности. Почвенный покров степной части представлен в основном комплексами зональных (с разной степенью засоления) почв с солонцами мелкими и средними и лугово-каштановыми почвами. Гранулометрический состав этих почв преимущественно легко- и среднесуглинистый. Верхний слой почвы характеризуется низким содержанием гумуса (светло-каштановые 60-100 т/га, бурые 40-70 т/га) и питательных веществ - азота и фосфора, высоким содержанием калия. Валовое содержание питательных веществ опытного участка ГНУ ПНИИАЗ показано данными таблицы.
Полевая влагоемкость составляет 20-25% от веса почвы. Коэффициент фильтрации 3-4 см. Верхний слой почвы отличается неблагоприятной структурой. Вследствие слабого промачивания карбонатный горизонт залегает ближе к поверхности почвы, а гипсовый горизонт расположен на глубине 110-120 см. В этих почвах накапливается большое количество солей и характерно равномерное распределение илистой фракции. Реакция водной вытяжки - слабощелочная, в верхних горизонтах рН составляет 7,2-7,5 рН, а в нижних горизонтах достигает 8,0. Содержание доступного азота составляет 4-5 мг на 100 г почвы. Этот показатель - весьма низкий для зерновых культур. Содержание подвижного фосфора колеблется в пределах 15-20 мг на 100 г почвы. Обеспеченность фосфором по профилю не одинаковая. Преобладают почвы от средней до повышенной обеспеченности фосфором для зерновых. Содержание подвижного калия составляет 15-30 мг на 100 г почвы. В светло-каштановых почвах содержатся доступные микроэлементы: медь, марганец, цинк, кобальт, никель, бор, молибден.
Высокая дисперсионность минеральной и органической частей в солонцеватых почвах обуславливает повышенное значение максимальной гигроскопичности и более высокий коэффициент завядания растений. Почва содержит 1,2-1,3% гумуса. В составе поглощенных оснований преобладает Са2+ и Mg2+, содержание которых составляет 85-98% емкости поглощения и от 3 до 15% приходится на обменный Na+.
В целом плодородие богарной пашни оценивается в 25,8 балла по зерновым культурам, в 4,3 балла по однолетним травам. Земли сенокосов степной части оцениваются в 2,8 балла, а пастбище - в 2,3 балла.
По климатическому районированию область проведения исследований является континентальной восточноевропейской территорией умеренного пояса, где суммарная солнечная радиация составляет 4800-5050 МДж/м2 в год, а сумма температур воздуха выше 10°С - 2800-3400°С. Средняя годовая разность осадков и испаряемости изменяется от 400 до 700 мм, чем и обусловлен полупустынный и пустынный характер растительности. Суммарная солнечная радиация в январе не превышает 118 МДж/м2, а в июне составляет 668 МДж/м2, при средней месячной температуре соответственно около -10°С и около +25,4°С.
Сумма температур воздуха за период со средней суточной температурой выше 10° - 3300-3400°С, а переход средней суточной температуры воздуха через 5°С весной приходится на 1-7 апреля.
Число дней в году со средней суточной температурой воздуха выше 20°С достигает 90-93 дня, а переход средней суточной температуры воздуха через +5°С осенью отмечается 28 октября - 1 ноября. Эти данные по месяцам приведены в таблице 2.
Среднее давление воздуха на уровне моря в январе достигает 1023 гектопаскаля при обладающем показателе В-ЮВ направлении ветра. Соответствующий показатель для поля равен 1010 гПа при З-СЗ направлении ветра.
Циклоны в течении всего года приходят с запада, антициклоны зимой (январь) приходят с севера и с запада - летом (июль).
Осадки в теплый период (апрель-октябрь) не превышают рубежа 180 мм. Средняя температура и относительная влажность в 13 часов в июле составляет +29°С и 38% (соответственно). Количество осадков и радиационный баланс за год характеризуются величинами от 278 до 314 мм и 1900 МДж/м. Продолжительность безморозного периода составляет около 170 дней. Даты начала и конца безморозного периода приходятся соответственно на 17-19 апреля и 15-16 октября. Снежный покров сохраняется около 70-75 дней, при средней высоте, из наибольших высот снежного покрова за зиму - 15 см. Летние осадки носят ливневый характер. Наибольшее их число - в мае-июне.
Малое количество осадков, высокие температуры, повышенные скорости ветров (особенно в теплый период) определяют сухость воздуха и почв.
Испаряемость значительно превышает количество выпавших осадков: за май-сентябрь она составляет 800-900 мм, а за апрель-октябрь - 1026 мм, при этом гидротермический коэффициент (ГТК) характеризуется очень низкими величинами: 0,25-0,27. Они во много раз меньше оптимальных коэффициентов, которые характеризуют наилучшие условия увлажнения для развития сельскохозяйственных культур.
Так, для получения 1,0 т/га зерна необходимо около 100 мм осадков, а для создания 1 тонны сухого вещества пшенице требуются около 300 тонн воды. Средняя влагообеспеченность яровых посевов за вегетационный период - 25%. Климатические условия обычно благоприятствуют уборке яровой пшеницы.
Индикатором на различную засоленность почв и элементов микрорельефа является естественная растительность целинной степи, представляющая сложную мозаику на сравнительно небольших участках: типчаковая с примесью ковыля, мятлика, белоуса и другого разнотравья - на микропонижениях, чернополынная - на повышенных элементах микрорельефа и белополынная - в зонах перехода от микропониженной к выровненным участкам.
Растительность исследуемого района характерна для водораздельных равнин и слагается фитоценозами полупустынного и степного типов, которые расположены между первой и второй террасой, имеющие заметное различие в составе травостоя. На второй террасе распространены: полынь астраханская (Artemisia astrochanica), пырей сибирский (Elytrigia sibriaca), мятлик живородящий (Роа bulbosa), прутняк простертый (Kochia prostrata), реже - ковыль (Stipa capillata). На солонцах преобладает белая полынь (Artemisia alba), прутняк (Kochia prostrata), ромашник (Pyrethrium achillcifolium).
В острозасушливые годы растительность на целинных участках выгорает. В растительном покрове первой террасы имеется много общего с условиями хвалынской террасы, но в составе типичного пустынного фитоценоза появляются представители лугово-степных и степных ассоциаций. По мере удаления от реки Волги к границе со второй террасой наблюдается обеднение флоры (в связи с более высокой степенью общего засоления почв). На границе первой и второй террас в понижениях много верблюжьей колючки и других солеросов. Древесная растительность встречается лишь вдоль прирусловых частей протоков и староречий. Лес имеется только на островах. Искусственные насаждения в понижениях Кривой Луки испытывают большое угнетение.
Развивающийся в полупустынной зоне изреженный типчаково-полынный растительный покров обеспечивает сравнительно небольшое накопление биомассы. Засушливость климата в сочетании со способностью некоторых видов растений (кохия, черная полынь, камфаросма) способна вызывать явления биологической солонцеватости. Это создает условия для формирования малогумусных солонцеватых почв.
Анализ природно-климатических условий севера Прикаспийской низменности показывает, что данная территория характеризуется рядом особенностей, которые оказывают значительное влияние на развитие сельскохозяйственного производства. Среди них в первую очередь необходимо отметить экстремальные условия для ведения растениеводства и животноводства, существенное влияние на проявление которых оказывают климатические факторы, свойства почв, растительный покров.
Действие суховеев усиливает неблагоприятные условия в зоне и создает дополнительные трудности в ведении сельского хозяйства.
В годы исследований (2003-2004 гг.) температура воздуха за вегетационный период изменялась в среднем от +13,4 до 16,8°С, при средней многолетней - +13,9°С (см. таблицу 3). Сравнительно прохладным был вегетационный период 2004 года, а наиболее жарким - 2003 год (среднемесячная температура воздуха составляла 13,0 и 17,0°С соответственно). В годы исследований посевы проводили в третьей декаде марта - первой декаде апреля, когда температура воздуха составляла от +9,4 до +15,0°С, а температура почвы на глубине 5 и 10 см была соответственно +4,5 и +1,5°С. Самая высокая температура воздуха отмечена в июне и июле, когда завершен уже период формирования и идет процесс налива и созревания зерна. В отдельные дни температура воздуха повышалась до 40°С, влажность воздуха падала до 20% и ниже.
Анализируя количество осадков и их распределение за период исследований, следует отметить неравномерность их распределения по фазам развития растений. Особенно наибольший дефицит влаги ощущался в марте-апреле, а также в июне, что отразилось на полноте всходов, на формировании ряда элементов продуктивности зерновых колосовых, частично связаны с крупностью и выравненностью зерновок. В связи с чем крупность зерновок, а также масса 1000 зерен у растений в 2003 году была низкой.
Анализ метеорологических условий за 2003-2004 годы свидетельствует о том, что условия вегетации за все годы исследований были в разной степени засушливыми.
За вегетационный период выпало всего 40,2 мм осадков (таблица 3). Напряженная ситуация сложилась уже ранней весной. Сильные ветры быстро иссушили почву, а низкая температура воздуха и почвы (-5...-7°С) не позволяли провести посев в ранние запланированные сроки. Посев провели во второй половине апреля (15.04), в уже сухую почву, так как в марте (0,5 мм) и апреле (1,0 мм) осадков фактически не было.
За период «посев-всходы» усвояемых осадков в почве не наблюдалось, температура воздуха ночью достигала -2°С, а днем - +5...+7°С, поэтому всходы появились лишь 1-3 мая. Дальнейшее повышение температуры воздуха до +19°С соответственно и почвы до +12°С способствовало развитию растений. Наступление фенофаз проходило в экстремальных условиях.
Яровые зерновые культуры не смогли образовать вторичную корневую систему. Фенофазы кущения фактически не было. Колошение было отмечено в срок с 10 по 15 июня. В растениях был только главный колос, а побочных колосьев не наблюдалось.
2004 сельскохозяйственный год по условиям увлажнения и температурному режиму сложился как засушливый и неблагоприятный для формирования урожая зерновых колосовых культур.
Сложившиеся погодные условия осенью 2003 г. и в первые месяцы 2004 г. (количество осадков составило 157,4 мм) привели к значительному накоплению влаги в метровом слое почвы. В первой и во второй декаде марта сумма температур воздуха составила соответственно 16,6 и 15,4°С. В третьей декаде сумма температур поднялась до 105,8°С, а почва прогрелась в среднем до 10,2°С. Это позволило провести посев в запланированные сроки во влажную почву.
Анализируя данные таблицы 4 и результаты наших последующих исследований периода фенофазы «посев-всходы», убеждаемся, что данные по температуре воздуха и почвы являются лимитирующими факторами при прорастании семян зерновых колосовых.
В ГНУ Прикаспийском НИИ аридного земледелия с 1998 года проходят сортоиспытание зерновые культуры из мировой коллекции ВИР. Испытаны более 500 сортообразцов из Индии, Эфиопии, ЮАР, Кении, США, Великобритании, Марокко, Чили, Аргентины, Южной Кореи, Непала, Египта и др. стран, а также сортообразцы из Саратовской, Новосибирской, Волгоградской областей, Ставропольского, Краснодарского и Алтайского краев России. Выделены наиболее перспективные сортообразцы для дальнейших исследований.
В 2003-2004 годах в отделе растительных ресурсов Прикаспийского НИИ аридного земледелия проходили сортоиспытание 125 сортов яровой пшеницы, которые были интродуцированы из различных эколого-географических зон аридных регионов мира. Эти сведения предоставлены в таблице 5.
Полевые исследования образцов яровой пшеницы проводятся в богарных условиях. Стандартом служит районированный с 1987 года в Астраханской области среднеспелый сорт яровой пшеницы Альбидум 28. В 2003-2004 годах лучшие образцы высевались на делянках площадью 3 м2 (в 3-кратной повторности) в питомнике высокопродуктивных образцов. Стандарт Альбидум 28 размещали через каждые 10 делянок. Агротехника возделывания - общепринятая для данной зоны (по черному пару, ранневесеннее боронование, культивация, сев с прикатыванием, ручная прополка, уборка). Наблюдения и учеты проводятся по принятой методике ВИР. Посев проводился в оптимальные для данной зоны сроки на естественном агрофоне.
Быстрое появление всходов зависит от особенностей культуры, энергии прорастания и крупности зерна, от влажности почвы, температуры, механического состава и плотности почвы, глубины заделки семян. Посев в лучшие агротехнические сроки сокращает на два-три дня период от посева до появления всходов по сравнению с посевом в более поздние сроки.
Известно, что при наличии влаги в почве продолжительность данного периода тесно связана с температурой: чем она выше, тем период короче, а чем ниже, тем длиннее. Причем эти колебания могут составлять от 2 до 20 дней.
Весенняя засуха увеличивает продолжительность периода «посев-всходы», так как зерно начинает прорастать после того, как впитает 46-58% воды от своего веса. Повышение влажности почвы с 60 по 90% от полной влагоемкости ускоряет прорастание, а падение - ниже 60% - замедляет. Поэтому образцы, устойчивые к засухе в период прорастания семян, имеют меньший период «посев-всходы».
Во все годы проведенных исследований всходы на опытных делянках были достаточно дружными, а продолжительность периода «посев-всходы» была различной и зависела от количества влаги в верхнем слое почвы, а также температуры почвы и воздуха.
Продолжительность периода «всходы-колошение» у зерновых культур определяется в основном температурой воздуха и длиной светового дня. Длительность этого периода является устойчивым сортовым признаком и обусловлена биологическими особенностями сортов. Поэтому сроки колошения гораздо лучше характеризуют сорта зерновых культур по скороспелости.
В наших опытах изучаемую коллекцию образцов яровой пшеницы более четко можно было разделить на группы спелости именно по продолжительности периода «всходы-колошение». Это подтверждается данными о важности определения скороспелости образцов в засушливых регионах именно по дате колошения.
Анализ данных фенологических наблюдений в опытах показал, что изучаемые образцы различались по продолжительности периода «всходы-колошение» в зависимости от происхождения образцов (см. таблицу 6).
Из результатов фенологических наблюдений периода «всходы-колошение» выявлено, что наиболее скороспелыми оказались образцы Кардинал и Харьковская 24 (Россия), RAC-569 (Австралия), Сенбал 1 (Южная Корея). Период «всходы-колошение» у них составил 55-56 дней, а к наиболее позднеспелым сортам можно отнести BW-90 (Канада), Kauz S (Мексика), Пирамида и Ирменка 4 (Россия) с периодом 59-60 дней. У стандартного сорта Альбидум 28 период «всходы-колошение» составил 58 дней, что относит его вместе с такими сортами, как Юлия (Россия), SST-23 (ЮАР), Star 1 (Мексика) к группе среднеспелых образцов.
Продолжительность периода созревания у зерновых культур сокращается по направлению с севера на юг с увеличением средней температуры воздуха. Данный период в условиях богары короче, чем при орошении. Во влажные и прохладные годы разница между периодами «колошение-созревание» практически не наблюдается.
Продолжительность межфазного периода «колошение-созревание» в значительной мере зависит от температуры воздуха. С повышением температуры воздуха длительность этого периода уменьшается. Степень и характер связи температуры воздуха и периода «колошение-созревание» и длительность этого периода выражается коэффициентом корреляции - 0,75. У зерновых повышение температуры воздуха на 1°С укорачивает длительность этого периода в среднем на 3 дня.
В условиях Астраханской области период «колошение-созревание» в развитии пшеницы проходит при воздействии высокой температуры и низкой влажности, значения которых существенно отличаются от оптимальных для данного периода и составляют 16-20°С и 50% (соответственно). Поэтому данный период, как правило, значительно короче периода «всходы-колошение».
По количеству дней межфазный период «всходы-колошение» является значительно более варьирующим в зависимости от условий года. Это еще раз подтверждает вывод о том, что длина этого периода менее подвержена влиянию внешних условий, чем длительность периода «колошение-созревание».
Результаты проведенных исследований показали, что образцы разного географического происхождения несколько отличались по длине периода «колошение-созревание».
По полученным результатам, самым коротким периодом «колошение-созревание» отмечен у сорта образцов 43-694 (Казахстан), Черемшанка (Россия), К 20 (ЮАР), SST-25 (ЮАР). Продолжительность периода у этих образцов составила 34-35 дней. Нами было также отмечено, что к наибольшим периодам «колошение-созревание» до 38 дней относятся образцы Дехонг 2 (Южная Корея), SST-23 (ЮАР) и Тулайковская 10 (Россия).
У стандартного образца Альбидум 28 этот период составил 36 дней, что позволяет его отнести к группе среднеспелых образцов. К таким образцам можно отнести сорта Юлия (Россия) - 37 дней, BW 90 (Канада), Niab 542 (Пакистан) - 36 дней. Эти сведения отображены в таблице 7.
Несмотря на большую роль продолжительности отдельных периодов роста и развития растения, решающее значение при хозяйственной оценке сорта имеет продолжительность всего вегетационного периода.
Отличия по периоду «всходы-созревание» между группами образцов по их происхождению были менее значительными, чем по периодам «всходы-колошение» и «колошение-созревание». Наблюдалась четкая зависимость: группы образцов, имеющие более короткий период «всходы-колошение», также имели и более короткий вегетационный период; и наоборот - группы образцов с продолжительным периодом «всходы-колошение» имели более длинный период «всходы-созревание».
Многообразие находящихся в изучении образцов яровой пшеницы требовало их группировки по спелости. У скороспелых образцов - раннее начало образования зерновки и самый маленький период «колошение-созревание». Раннеспелые и позднеспелые образцы показали себя с лучшей стороны как по массе зерна, так и по выполненности зерен.
Среднепоздние и позднеспелые образцы яровой пшеницы не успевают закончить налив до наступления засушливой погоды в условиях резко континентального климата. В результате у них сокращается продолжительность периода «колошение-созревание», вследствие чего растения пшеницы формируют слабо выполненное, легковесное зерно и дает наименьший урожай.
Таким образом, выделившиеся скороспелые и раннеспелые, а также среднеспелые образцы яровой пшеницы в наибольшей мере отвечают требованиям нового сорта в качестве родительских форм для зоны с засухой в период налива и созревания зерна (см. данные таблицы 8).
В группу раннеспелых (90-92 дней) в аридных условиях Астраханской области вошли образцы Кардинал, Харьковская 24, Mana 2 (Россия), Синди (Эфиопия), Irena (Мексика), Дехонг 4 (Южная Корея). При этом масса колоса у обозначенных сортов составила от 0,9 до 3,2 г.
К группе среднеспелых с вегетационным периодом 93-94 дня относятся такие сорта, как Дехонг 2 (Южная Корея), TIA 2 (Мексика), Юлия и Приленская 6 (Россия), SST-23 (ЮАР), Niab 542 (Пакистан). Масса зерна колоса у данных образцов колебалась от 0,6 до 1,4 г. Это значительно ниже, чем у раннеспелых сортов.
Наиболее позднеспелыми оказались образцы сортов Star 1 и Kauz S (Мексика), BW-90 (Канада) и Kharchia 65 (Индия). Их вегетационный период составил 95-96 дней. У более позднеспелых сортов масса зерна с колоса составила 0,6-1,1 г.
Стандартный образец яровой мягкой пшеницы Альбидум 28 вошел в группу среднеспелых образцов с массой зерна с колоса 0,8 г.
Анализ образцов по продолжительности вегетационного периода позволил определить наиболее скороспелые образцы, которые сочетают в себе короткий период вегетации с высокой продуктивностью зерна, и, наоборот, у позднеспелых сортов масса зерна с колоса была минимальной.
В различных районах возделывания зерновых колосовых устойчивость растений пшеницы к недостатку влаги и перегреву обуславливается различными физиологическими механизмами. Поэтому селекция пшеницы на засухоустойчивость и жаростойкость ведется с учетом этих механизмов. Сведения об устойчивости видов пшеницы к неблагоприятным условиям внешней среды до последнего десятилетия базировались, главным образом, на знании их экологии.
На основе этих данных определяли коэффициент засухоустойчивости по фазам развития пшеницы. Наибольшее его значение отмечено в фазу выхода в трубку.
Основным критерием засухоустойчивости является степень снижения зерновой продуктивности в условиях засухи в сравнении с благоприятными условиями водоснабжения. В условиях Прикаспийской низменности наблюдается сухость воздуха, высокая температура, неравномерное и сезонное выпадение осадков. Создание и внедрение в производство засухоустойчивых высокоурожайных сортов является одной из главных задач растениеводства на юге Российской Федерации. Для региона необходимы такие скороспелые сорта яровой пшеницы, которые успевали бы закончить свое развитие к моменту наступления высоких температур. Интродуцированные сорта зерновых должны уйти от воздушной летней засухи.
В местных условиях засуха проявляется в том, что под влиянием недостаточного атмосферного увлажнения, высоких температур, большой сухости воздуха и повышенной испаряемости нормальная жизнедеятельность растений нарушается, подача воды корнями не покрывает возникшего испарения, растения начинают страдать от перегрева, обезвоживания, снижается процесс фотосинтеза и приостанавливает ростовой процесс. Это в целом приводит к недобору урожая.
По этой причине в задачи наших исследований входило изучение и отбор из исходного материала наиболее засухоустойчивых сортов яровой пшеницы и выделение источников и доноров по физиологическим показателям. В условиях описанных опытов мы наблюдаем засухи в разные фазы развития образцов.
В фазу выход в трубку - колошение в лаборатории экомониторинга Прикаспийского научно-исследовательского института аридного земледелия проводились некоторые физиологические и морфологические анализы яровой пшеницы питомника высокопродуктивных образцов.
Одним из факторов, определяющих устойчивость растений к обезвоживанию, является водоудерживающая способность клеток листьев. Критический порог обезвоживания, после которого тургор не восстанавливается, для яровой пшеницы составляет 40-45% от полного насыщения. Устойчивые к засухе образцы медленнее теряют влагу, поэтому критическая степень обезвоживания у них наступает позже.
Под влиянием обезвоживания прежде всего нарушается синегирическая способность растения, происходит изменение коллоидно-химического состояния протоплазмы, тормозятся ростовые процессы и снижается продуктивность.
Чтобы дать более достоверную оценку засухоустойчивости, необходимо определение нескольких показателей - оводненность листьев пшеницы, интенсивность зеленой окраски и наличие опушенности листьев.
Известно, что засуха всегда приводит к большему или меньшему обезвоживанию тканей растений, причем различные сорта яровой пшеницы отличаются неодинаковым отношением к дефициту влаги. Высокая водоудерживающая способность наземных органов играет защитную роль при завядании и характеризуется способностью растений переносить обезвоживание. Изучение водоудерживающей способности листьев показало, что она изменяется в зависимости от генетических особенностей яровой пшеницы. Так, наибольшей способностью отличаются сортообразцы, представленные в таблице 9. Они превзошли стандартный сорт Альбидум 28 как по оводненности, так и по водоудерживающей способности листьев.
Очевидно, потеря воды до 45% от исходного материала предельна, при которой еще можно восстановить тургор и обратимость поврежденной протоплазмы. Однако критическая (предельная) степень обезвоживания не является постоянной и зависит от условий выращивания. С возрастом растения водоудерживающая способность листьев понижается, но порядок распределения сортов по степени устойчивости листьев к завяданию сохраняется.
Определение потерь воды срезанными листьями через определенные промежутки времени показало, что после одночасовой экспозиции водоудерживающая способность была высокой. Даже после трехчасовой экспозиции срезанных листьев на воздухе содержание воды в них оставалось на высоком уровне (70-50%). К концу вегетации водоудерживающая способность листьев постепенно падала до 20%.
О засухоустойчивости в фазу цветения и колошения можно судить по числу зерен в колосе, поэтому образцы с высокой стабильной озерненностью колоса можно считать и засухоустойчивыми в эту фазу.
В наших исследованиях в 2003-2004 гг. среди изучаемой коллекции яровой пшеницы наиболее устойчивыми к засухе в период цветения оказались образцы: RAC-569 (Австралия), 42-435 (Казахстан), Mana 2 (Россия), Дехонг 4 (Южная Корея).
О засухоустойчивости в фазу налива зерна можно судить по массе 1000 зерен. Масса 1000 зерен - важнейший элемент структуры урожая, определяющий степень выполненности зерна и, в конечном счете, урожайность. Данный признак является одним из четко выраженных сортовых признаков и генетически более надежных компонентов урожая.
Имеются сведения, что крупные зерна имеют больший по размеру зародыш, что, в свою очередь, определяет первый компонент структуры урожая - число продуктивных растений на единицу площади.
Масса 1000 зерен зависит от температуры воздуха в период от колошения до восковой спелости. Когда период от колошения до восковой спелости бывает прохладным и длительным, масса 1000 зерен получается выше, чем при укороченном периоде с повышенной температурой. Недостаток в почве воды приводит к уменьшению размеров зерна. Избыток и недостаток осадков в период от цветения до восковой спелости одинаково отрицательно сказываются на массе 1000 зерен.
Максимальная масса 1000 зерен от 40,0 до 45,0 г отмечена на опытных посевах яровой пшеницы у образцов 42-425, Юлия, Челяба (Россия); от 40,0 до 35,0 г - у образцов La Molina 82 (Перу), Tui (Мексика), Пирамида, 44-441 (Россия), FTAM 2177 (Австралия), а самая низкая масса 1000 зерен отмечена у сортов Приленская 6 - 17,1 г, Тулайковская 10 - 25,0 г (Россия), Nepal 251 (Непал) - 23,2.
Масса 1000 зерен у сортов стандартного образца Альбидум 28 составила 25 г, что значительно ниже показателей большинства образцов.
В аридных условиях Прикаспийской низменности величина урожайности изученных образцов яровой пшеницы значительно варьировала в зависимости от географического происхождения, биологических особенностей и погодных условий.
Наиболее урожайными оказались образцы Пирамида, Юлия, Воронежская 10, Воронежская 12, Харьковская 24 (Россия), RAC-659 (Австралия). Их урожайность составила 89,6; 108,0; 154,0; 102,6; 116,7; 125,9 г/м2 соответственно. У стандартного образца Альбидум 28 урожайность текущего года составила 81,2 г/м2 (фиг.1).
Решение многих задач в земледелии требует системного подхода и постоянного углубления специальных знаний по широкому кругу вопросов: агротехника, биология, агрономическая химия, физиология, защита растений, почвоведение и другие.
Сегодня, чтобы получать высокие урожаи при одновременном сохранении и повышении плодородия почв можно только на основе постоянного совершенствования знания не только биологии сельскохозяйственной культуры, но и экологических условий региона, района, конкретного поля. Изучение влияния технологических приемов, обуславливающих условия произрастания сельскохозяйственных растений, а также и отдельных факторов, таких как свет, тепло, влага, воздух, элементы питания, которые требуются растениям в оптимальном количестве и в соответствии с потребностями вида и сорта необходимо вести в комплексе.
В условиях широкой химизации сельского хозяйства наряду с применением минеральных удобрений и средств защиты важное и перспективное значение при возделывании сельскохозяйственных культур имеет применение бактериальных удобрений.
Бактериальные удобрения как препараты активного воздействия на растения и семена открывают широкое поле их применения с целью повышения продуктивности агрофитоценозов и улучшения качественных характеристик растениеводческой продукции.
Однако применение таких удобрений требует всестороннего изучения механизмов их действия, постепенной адаптации в конкретных природных зонах, знания побочных явлений с их применением как на растительные организмы, здоровье животных и человека, так и всей окружающей среды.
Бактериальные, как и другие удобрения, позволяют повысить урожайность сельскохозяйственных культур и качество получаемой продукции. Несмотря на относительно длительный срок применения и низкую стоимость сложившийся системы их использования в производстве пока нет. Это обусловлено тем, что создаются новые виды и формы биопрепаратов, проверяются и уточняются способы и сроки внесения, разрабатываются технологии и изыскиваются технические средства для использования удобрений.
Материалом для исследований служили 10 образцов яровой пшеницы. В качестве стандарта был взят районированный сорт Альбидум 28. Перед посевом семена были обработаны ростовыми препаратами: бишофитом, бактериальными препаратами (флавобактерин, штамм 6, штамм 8, мизорин, агрофил) и внесены минеральные удобрения (азофоска) с рекомендованными нормами для данной зоны.
Образцы семян высевались в богарных условиях на делянках 1 м2 в трехкратной повторности. Предпосевная обработка почвы заключалась в бороновании зяби для обеспечения выравнивания и рыхления почвы, а также для сохранения влаги и частичного уничтожения сорняков. Перед посевом была проведена культивация на 10-12 см. Посев проводился лабораторной сеялкой.
Одним из важнейших характеристик сорта, определяющих его возделывание в данных условиях, является продолжительность вегетативного периода.
Под термином «вегетационный период» понимают время от посева или появления всходов до окончания вегетации, связанного с наступлением полной спелости растений. С вегетационным периодом неразрывно связана продуктивность, а также многие другие свойства, такие как засухоустойчивость, химический состав растений и качество продукции, устойчивость к наиболее опасным болезням и вредителям.
Длина вегетационного периода в целом - один из основных показателей, определяющий пригодность того или иного сорта для возделывания в определенной почвенно-климатической зоне, количество и качество урожая.
Вегетационный период включает в себя следующие подпериоды; «посев-всходы», всходы - выход в трубку, «выход в трубку-колошение», «колошение-созревание».
Быстрое появление всходов зависит от особенностей культуры, энергии прорастания, крупности зерна, влажности почвы, температуры, плотности почвы и глубины заделки семян.
Весенняя засуха увеличивает продолжительность межфазного периода «посев-всходы» так как зерно начинает прорастать после того, как впитает 46-48% воды от своего веса.
Всходы на опытных делянках были достаточно дружными, продолжительность межфазного периода «посев-всходы» составил 14-18 дней. Так, продолжительность периода при внесении в почву минеральных удобрений с контролем 17-18 дней. При обработке семян бактериальными препаратами вегетационный период составил от 14 до 18 дней в зависимости от препарата и сорта.
Продолжительность межфазного периода «колошение-созревание» на богаре короче, чем при орошении. Этот межфазный период во многом зависит от температуры воздуха. С повышением температуры продолжительность его уменьшается. В условиях Астраханской области межфазный период «колошение-созревание» проходит при высокой температуре и низкой влажности. Значение последних существенно отличаются от оптимальных для данного периода, которые являются 16-20°С и 50%(относительно).
Продолжительность показателя в отчетном году изменилась незначительно, но был немного больше. Под влиянием осадков третьей декады июня - 15,1 мм и июля - 54,9 мм. В основном он составил 32-37 дней. По сравнению с контролем, при котором этот период составил 36 дней, у остальных этот период был ниже. Контроль превысил только сорт из Алжира при обработке препаратом агрофилом сорта Альбидум-188, Саратовская 55 и при обработке флавобактерином. Самым коротким периодом характеризовался сорт Альбидум 28 при внесении минеральных удобрений.
Продолжительность периода Альбидума 28 и Альбидума 29 при обработке их штаммом 8 составила 32 дня.
О засухоустойчивости в фазу налива зерна можно судить по массе 1000 зерен. Масса 1000 зерен - важнейший элемент структуры урожая, определяющий степень выполненности зерна и, в конечном счете, урожайность. Данный признак является одним из четко выраженных сортовых признаков и генетически более надежных компонентов урожая.
Имеются сведения, что крупные зерна имеют больший по размеру зародыш, что, в свою очередь, определяет первый компонент структуры урожая - число продуктивных растений на единицу площади.
Масса 1000 зерен зависит от температуры воздуха в период от колошения до восковой спелости. Когда период от колошения до восковой спелости бывает прохладным и длительным, масса 1000 зерен получается выше, чем при укороченном периоде с повышенной температурой. Недостаток в почве воды приводит к уменьшению размеров зерна. Избыток и недостаток осадков в период от цветения до восковой спелости одинаково отрицательно сказываются на массе 1000 зерен.
Масса 1000 зерен контролируется шестью рецессивными генами, локализованными в хромосомах 5А, 1В, 2В, 6В, 2Д и 7Д. Тем не менее, этот признак подвержен значительному варьированию под влиянием условий налива зерна.
Результаты исследований показали, что сорта яровой пшеницы положительно отзываются на исследуемые нами обработки. Однако реакция сортов на варианты обработок была различной. В наших опытах наблюдалось некоторое варьирование массы 1000 зерен от 11,6 до 46,5 г. В среднем же масса 1000 зерен в отчетном году при различных обработках составила 36,9 г, при этом минимальная была у сорта Saber при обработке бишофитом, а самая максимальная - у сорта Альбидум 29 при обработке препаратом флавобактериин.
Увеличение массы 1000 зерен по отношению к контролю составила в среднем 6,6 г. Контроль не превысил только сорт Альбидум 188 при всех видах обработок. Наиболее сильное увеличение было у сортов Альбидум 28 на 28,3 г, Саратовская 55 на 39,8 г при обработке агрофилом, Saber 33,7, Nasta на 41,1 при внесении минеральных удобрений. У всех остальных сортов увеличение варьировало от 1,6 до 19,4 г в зависимости от обработки и сорта.
Сортообразцы, характеризующиеся большим числом зерен в колосе, отличаются повышенной продуктивностью колоса.
Максимальное значение массы зерна с колоса в нашем опыте составило у сорта Nasta при внесении минеральных удобрений. В среднем же это показатель варьировал от 0,4 до 2,4 г в зависимости от способа обработки и сорта.
В основном масса зерна с колоса большого влияния на массу 1000 зерен не оказало. Существенного отклонения от стандартных образцов не наблюдалось, а в некоторых случаях даже не превышала их (см. таблицы 10, 11 и 12).
Создание сортов зерновых культур с максимально высоким уровнем продуктивности - главный критерий эффективности любой селекционной работы. Вместе с тем селекция на увеличение продуктивности представляет одну из самых трудных задач, связанную с большой сложностью этого признака. Величина урожая зависит от биологических особенностей сорта, огромного числа факторов внешней среды, оказывающих влияние в самых различных сочетаниях, бесконечно варьирующих по годам, в течение периода вегетации и зависящих от уровня агротехники. Некоторые из этих факторов способствуют реализации потенциала высокой продуктивности, другие - препятствуют.
Конечным итогом любой растениеводческой работы должно быть получение наиболее урожайных сортов. Поэтому образцы яровой пшеницы оценивались, в первую очередь, на урожайность, которую определяли как массу зерна с одного квадратного метра. Этот признак является суммирующим показателем колоса, растения, популяции. При этом в разные по погодным условиям годы ведущими могут быть совершенно различные показатели. Увеличение одного из элементов продуктивности часто ведет к уменьшению других так, что урожайность изменяется незначительно. Возможность повышения продуктивности колоса у хлебных злаков разнообразны и не имеют пределов. Давно известно, что сорта пшеницы являются урожайными не вообще, а для определенных условий, поэтому выбор соответствующего сорта для данных условий представляется весьма трудным делом. На факторы внешней среды все испытываемые одновременно сорта реагируют как одновидовая система, хотя отдельные сорта и имеют разную урожайность, но она выходит за пределы видовой нормы.
Таким образом, из результатов проведенных исследований явствует вывод о том, что в аридных условиях Прикаспийской низменности величина урожайности изученных коллекционных сортообразцов яровой пшеницы значительно варьировала в зависимости от географического происхождения, биологических особенностей образцов и погодных условий. Это послужило основанием для разработки способа потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно коллекционных сортов яровых зерновых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата и аридного земледелия.
Анализ данных показал, что наиболее урожайными, по сравнению с контролем (без обработок), лучшими сортами стали: Альбидум 28, Альбидум-29, Saber, №58205 (Алжир), которые при обработке рассолом минерала бишофит превысили данные по контролю на 2,0-19,7 г/м2 (таблица 13). Минеральные удобрения дали положительные данные по сортам: Альбидум-188, Камышинская 3, Saber, №58205 (Алжир) на 1,2-40,3 г/м2 (таблица 14). Предпосевная обработка штаммом 8 на сортах Альбидум 29 позволила получить зерно по 16,9 г/м2 (таблица 15), а штамм 6 на сортах Альбидум 28, Камышинская 3 и №58205 (Алжир) - на 2,0-22,0 г/м2 (таблица 16 и фиг.3). Препарат агрофил на сортах Альбидум 28 (таблица 17) и препарат мизорин на сортах Камышинская 3, Saber дал по 1,8-18,8 г/м2 зерна (таблица 18). Обработка флавобактерином сортов Альбидум 28, Альбидум 29, Альбидум 188, Саратовская 55 и Saber привела к урожайности по зерну 1,8-33,0 г/м2 (таблица 19 и фиг.2).
Обработка почвы - важное звено в системе агротехнических мероприятий по производству продуктов растениеводства в условиях резко континентального климата. Механическое воздействие рабочих органов машин и орудий в системе воздействия на почву усиливает мобилизацию органического вещества и улучшает физические свойства почвы.
Изменение строения почвенных агрегатов пахотного горизонта, вызванное механической обработкой, создает благоприятные условия для протекания биологических, физико-химических и физических процессов в почве, а содержащийся в ней атмосферный кислород и влага изменяют реакцию почвенного раствора в положительную сторону, усиливая активность почвенной микрофлоры. Почвенная микрофлора, участвуя в синтезе и разложении органического вещества, обогащает почву гумусом и увеличивает в ней содержание доступных для растений форм азота, фосфора, калия, магния, серы, железа и других жизненно важных элементов питания растений.
Незаменима роль механической обработки почвы в уничтожении сорняков, в борьбе с вредителями и заболеваниями культурных растений. Известно, что в пахотном слое сосредоточено огромное количество семян и органов вегетативного размножения сорняков, а также всевозможных сельско-хозяйственных вредителей и возбудителей болезней. Проведение приемов механической обработки почвы в определенной последовательности обеспечивает наилучший эффект их своевременного уничтожения.
Существенно значение обработки почвы в заделке растительных остатков и удобрений на определенную глубину. Это позволяет при обработке создавать однородный по плодородию пахотный слой, благоприятный для развития корневой системы растений яровой пшеницы.
Приемы обработки почвы изменяются в зависимости от разновидности почв, рельефа местности, климата, особенностей выращиваемых культур, системы удобрении, характера засоренности полей, наличия вредителей и болезней и многих других конкретных условий.
На проведение технологического комплекса по возделыванию зерновых культур около 70% всех затрат приходится на основную обработку почвы. Отсюда при современном экономическом состоянии хозяйств всех форм собственности на первом этапе необходимо добиваться того, чтобы при подготовке почвы снизить материальные, денежные и трудовые затраты и не допустить при этом резкого снижения урожайности зерновых культур и качества зерна.
Почвенно-климатические условия Астраханской области накладывают определенный отпечаток на системы обработки почвы. Сильная засушливость климата придает особое значение фактору времени в проведении всех приемов обработки почвы для максимального накопления и сбережения почвенной влаги. Конкретно это относится, в первую очередь, к проведению ранней зяблевой и весенней предпосевной обработки.
В местных условиях засуха проявляется в том, что под влиянием недостаточного атмосферного увлажнения, высоких температур, большой сухости воздуха и повышенной испаряемости нормальная жизнедеятельность растений нарушается, подача воды корнями у них не покрывает возникшего испарения, растения начинают страдать от перегрева и обезвоживания, снижают фотосинтез и приостанавливают ростовые процессы. Это приводит к существенному недобору урожая.
Напряженность засухи в первую очередь определяется состоянием почвенной влажности. Снижение запасов продуктивной влаги в пахотном слое до 19 мм следует считать началом засушливого периода. Декады, в течение которых запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см оказывается меньше 20 мм, относятся к засушливым, а декады с запасом влаги меньше 10 мм - к сухим. Сильное иссушение пахотного слоя происходит в начале колошения зерновых культур и является характерной особенностью условий богарного земледелия и наиболее отчетливо наблюдается на растениях.
Сортообразцы были высеяны на площади 0,2 га в 4-кратной повторимости. Предшественник - озимая пшеница. На делянках проводились 2 культивации для подрезания сорняков, а также уменьшения испарения влаги с горизонта 6-10 см, третья культивация - перед посевом.
На посевах проводились наблюдения за межфазными периодами вегетации, учет поражаемости вредителями и болезнями, а также оценивались по урожайности.
Различия в урожае яровой пшеницы разных сроков посева могут составлять значительные величины.
При посеве в 2003 г. урожайность четвертого (21 мая) и пятого (31 мая) сроков сева значительно ниже третьего срока сева (11 мая) и составляет соответственно в среднем 0,2; 0,1 и 0,75 т/га (см. данные таблицы 20).
При посеве 2004 г. урожайность первого и второго срока сева были одинаковы и составили в среднем 1,0 т/га. Максимальной урожайности за 2 года соответствуют первые три срока посева, которые проводились с 25 марта по 25 апреля в 2004 году и с 12 апреля по 11 мая - в 2003 году, минимальной урожайности - последние сроки посева с 5 по 15 мая (2004 г.), 21-31 мая (2003 г.) (фиг.4).
Несмотря на минимальное выпадение осадков в период вегетации яровой пшеницы за 2003-2004 г. получены положительные результаты. Наиболее перспективными сортообразцами в аридных условиях Прикаспийской низменности оказались сорта (Пирамида, Юлия, Воронежская 10, Воронежская 12, Харьковская 24, RAC 59), у которых урожайность была выше, чем у стандартного сорта Альбидум 28 (0,7 т/га) и составляла 0,9; 1,1; 1,5; 1,0; 1,2; 1,3 т/га соответственно. Нами установлено, что в агроклиматических и почвенных условиях Нижнего Поволжья при общепринятой технологии обработки почвы с предпосевной обработкой семян бактериальными и минеральными удобрениями, а также рассолом природного минерала бишофита урожайность яровой пшеницы сильно варьировала в зависимости как от сорта, так и от способа обработки. Лучший результат показал препарат флавобактерин, в среднем урожайность составила 1,1 т/га, а без обработок (контроль) урожайность сортов была 0,9 т/га. Большую отзывчивость на обработки оказали сорта Альбидум 28, Камышинская 3 и Saber и их урожайность составила в среднем 1,2; 0,9; 0,9 соответственно. В зоне светло-каштановых почв наиболее полная обеспеченность роста и развития растений яровой пшеницы достигается необходимыми факторами внешней среды, наблюдается при посеве ее в ранние и средние сроки, с некоторым преимуществом средних. Ранние и средние сроки посева по сравнению с поздними способствуют получению более выровненного и выполненного семенного материала, так, масса 1000 зерен при III сроке сева составляла 37,9 г - Альбидум 28 и 34,1 г - Краснокутка 10. Установлено, что большую урожайность имели сорта, высеянные в III срок, и были равны в среднем за 2 года 1,0 т/га у сорта Альбидум 28 и 0,8 т/га - у сорта Краснокутка 10.
Для оценки потенциальной продуктивности сортов зерновых при интродукции из разных стран мира заблаговременно высевают стандартный (районированный) среднеспелый сорт, например сорт яровой пшеницы Альбидум 28. Посевные, семенные и хлебопекарные качества последнего описаны выше. На основе долголетних производственных данных устанавливают оптимальную норму высева. При возделывании в условиях аридного земледелия величину последней принимают для расчетов равной 2,5×106 шт./га всхожих, полноценных семян. На основе данной таблицы 3 для 2003 года и данных таблице 4 для 2004 года принимают фактическую сумму положительных температур от момента посева до момента формирования зерна соответственно 812,7 и 2109,8°С. Количество выпавших осадков в период вегетации в 2003 г. (-40,2 мм). Величина ГТК - 2,021 (по данным 2003 года). Количество выпавших осадков за период вегетации в 2004 году составила 112,9 мм. Фактическая величина гидротермического коэффициента условие возделывания стандарта в 2005 году составила Gс=1,868.
Пользуясь формулой
где у - урожайность зерна стандартного сорта Альбидум 28 в 2003 году, т/га;
а - коэффициент, учитывающий отклонения норм высева по сравнению от долголетних для стандарта;
S - фактическая сумма положительных температур от посева до полива зерна стандартного образца,°С;
Gc - гидротермический коэффициент условий возделывания стандарта, мм/°С;
в - коэффициент, учитывающий почвенно-климатические условия;
с - коэффициент, учитывающий запасы продуктивной влаги почвы в период «всходы-формирование зерна».
Принимая урожайность стандартного сорта, Альбидум 28 по результатам исследований 2003 г. равным 0,7 т/га зерна, S=812,7°C; а=1; Gc=2,021 (2003 г.) и обеспеченной запасами почвенной влаги в 2003 году только на 80-85% имеет:
при 
и при 
На основании взаимосвязи факторов в формуле (1) определим значение коэффициента в, учитывающего почвенно-климатические условия:
Потенциальную урожайность коллекционных сортообразцов яровой пшеницы при возделывании в условиях резко континентального климата определяют по формуле:
где у - урожайность зерна, т/га;
а - коэффициент, учитывающий отклонения норм высева по сравнению со стандартом;
S - фактическая сумма положительных температур от посева до налива зерна стандартного образца,°С;
Gc - гидротермические коэффициенты условий возделывания стандарта, мм/°С;
Gc.o. - гидротермический коэффициент условий произрастания сортообразцов до интродукции, мм/°С;
в - коэффициент, учитывающий почвенно-климатические условия;
с - коэффициент, учитывающий запасы продуктивной влаги почвы в период «всходы-формирование зерна».
В таблице 21 приведены сравнительные данные фактической урожайности в 2004 году перспективных сортообразцов - Пирамида, Воронежская 10, Харьковская 24, Воронежская 12, RAC 659 для возделывания в условиях резко континентального климата и прогноза 2003 года. Наибольшая разница (36,89%) получена для сорта RAC 659 (Австралия), где фактическая урожайность составила 1,384 т/га, а прогноз - 1,011 т/га. Это объясняется большим количеством продуктивных стеблей, запасом продуктивной влаги (56,0 мм), выпавшими осадками (112,9 мм) и теплой весной (сумма положительных температур 2109,8°С). Отклонения урожайности других сортов яровой пшеницы из России находятся в пределах ошибки опыта.
Валовое содержание питательных веществ в почвах опытного участка ГНУ ПНИИАЗ (Астраханская область), %
Происхождение исследуемых образцов яровой пшеницы
Продолжительность периода «всходы-колошение» у групп образцов яровой пшеницы (ПНИИАЗ, богара, 2004 г.)
Продолжительность периода «колошение-созревание» у групп образцов яровой пшеницы (ПНИИАЗ, богара, 2004 г.)
Продолжительность периода «всходы-созревание» у групп образцов яровой пшеницы (ПНИИАЗ, богара, 2004 г.)
Образцы яровой пшеницы, устойчивые к засухе в период цветения
Влияние бактериальных и минеральных удобрений на массу зерна с колоса и 1000 зерен, г
Структура урожая яровой пшеницы в зависимости от применения бактериального удобрения штамм 6
Структура урожая яровой пшеницы в зависимости от применения бактериального удобрения агрофил
Структура урожая яровой пшеницы в зависимости от применения бактериального удобрения мизорин
Структура урожая яровой пшеницы в зависимости от применения бактериального удобрения флавобактерин
Урожайность яровой пшеницы в зависимости от сроков посева
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ САФЛОРА КРАСИЛЬНОГО | 2009 |
|
RU2424650C2 |
| СПОСОБ ОЦЕНКИ УРОЖАЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ ОРОШАЕМЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ЛЕСОЗАЩИЩЕННЫХ ЛАНДШАФТАХ | 2017 |
|
RU2661829C1 |
| СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ САФЛОРА КРАСИЛЬНОГО | 2009 |
|
RU2424652C2 |
| СПОСОБ ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ УРОЖАЙНОСТИ СЕМЯНОК САФЛОРА КРАСИЛЬНОГО | 2010 |
|
RU2420949C1 |
| СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ МАСЛОСЕМЯНОК САФЛОРА КРАСИЛЬНОГО | 2009 |
|
RU2424651C2 |
| СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ МАСЛОСЕМЯНОК САФЛОРА КРАСИЛЬНОГО | 2009 |
|
RU2424649C2 |
| СПОСОБ ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ БОБОВОЙ КУЛЬТУРЫ | 2008 |
|
RU2366156C1 |
| СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ И МАСЛОСЕМЯНОК САФЛОРА КРАСИЛЬНОГО | 2009 |
|
RU2420057C2 |
| СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ И МАСЛОСЕМЯНОК САФЛОРА КРАСИЛЬНОГО (ВАРИАНТЫ) | 2009 |
|
RU2415556C1 |
| СПОСОБ ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ СОИ НА ЗЕРНО | 2007 |
|
RU2360404C1 |
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при прогнозировании урожая и оценки качества зерна, а также для оценки эффективности проводимых агротехнических мероприятий при интродукции новых сортов. Определяют оптимальные сроки, нормы высева и способы сева. Устанавливают сумму среднесуточных температур от момента посева до прекращения вегетации. Устанавливают норму высева для формирования густоты стояния стебля. Вычисляют гидротермический коэффициент за период «посев-уборка». Определяют расчетом планируемую продуктивность. Заблаговременно высевают стандартный (районированный) среднеспелый сорт, например яровой пшеницы Альбидум 28. Устанавливают оптимальную норму высева семян, фактическую сумму положительных температур от посева до момента формирования зерна, величину гидротермического коэффициента, а потенциальную урожайность коллекционных сортообразцов определяют по формуле;
где у - урожайность зерна, т/га;
а - коэффициент, учитывающий отклонения норм высева по сравнению со стандартом;
S - фактическая сумма положительных температур от посева до налива зерна стандартного образца, °С;
Gc - гидротермический коэффициент условий возделывания стандарта, мм/°С;
Gc.o. - гидротермический коэффициент условий произрастания сортообразцов до интродукции, мм/°С;
b - коэффициент, учитывающий почвенно-климатические условия;
с - коэффициент, учитывающий запасы продуктивной влаги почвы в период «всходы-формирование зерна». Данное изобретение повышает продуктивность растений и качество зерна. 4 ил., 21 табл.
Способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений, преимущественно коллекционных сортов яровых зерновых колосовых культур, при возделывании в условиях резко континентального климата, включающий оптимизацию сроков, норм высева и способов сева, установление суммы среднесуточных температур от момента посева до прекращение вегетации, установление норм высева для формирования густоты стояния стебля, вычисление гидротермического коэффициента за период «посев-уборка» и определение расчетом планируемой продуктивности, отличающийся тем, что заблаговременно высевают стандартный (районированный) среднеспелый сорт, например яровой пшеницы Альбидум 28, устанавливает оптимальную норму высева семян, фактическую сумму положительных температур от посева до момента формирования зерна, величину гидротермического коэффициента, а потенциальную урожайность коллекционных сортообразцов определяют по формуле
где у - урожайность зерна, т/га;
а - коэффициент, учитывающий отклонения норм высева по сравнению со стандартом;
S - фактическая сумма положительных температур от посева до налива зерна стандартного образца, °С;
Gc - гидротермический коэффициент условий возделывания стандарта, мм/°С;
Gc.o. - гидротермический коэффициент условий произрастания сортообразцов до интродукции, мм/°С;
в - коэффициент, учитывающий почвенно-климатические условия;
с - коэффициент, учитывающий запасы продуктивной влаги почвы в период «всходы-формирования зерна».
| RU 2002126981 А, 20.04.2004 | |||
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДУКЦИОННЫМИ ПРОЦЕССАМИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЗАСУШЛИВОГО КЛИМАТА | 2002 |
|
RU2228607C1 |
| WO 9101412 A1, 07.02.1991. | |||
