Масса колоса озимой пшеницы
Обновлено: 07.09.2024
Для более глубокого и детального изучения изменчивости признаков или индексов, особенно при лимитирующих условиях среды, была предложена методика анализа крайних пределов варьирования признаков или индексов анализируемой выборки в корреляционном и статистическом анализе. В результате использования такого подхода изучена изменчивость ряда признаков при группировке на минимальный (min) и максимальный (max) уровень: — высота растения, длина верхнего колосонесущего междоузлия, изучены крайние пределы вариационного ряда по уборочному индексу и по индексу аттракции [1..4].
По результатам выполненных исследований выявлен ряд закономерностей, которые нашли применение в технологии селекционного процесса по озимой пшенице на различных её этапах и в первичных звеньях семеноводства, а также используются при создании модели сорта озимой пшеницы для экологических условий Лесостепи Украины [5]. Так, при группировке по высоте растений (Н) на min, max у низкорослых селекционных линий генетические связи возрастали и носили более устойчивый положительный характер. Установлено, что самое удачное сочетание значений признаков массы колоса и массы стебля наблюдается в группе низкорослых селекционных линий и это даёт возможность повысить уровень непрямого отбора продуктивных генотипов через массу стебля в процессе создания интенсивных короткостебельных, неполегающих сортов озимой пшеницы.
По длине верхнего междоузлия (ДВМ) установлено, что селекционные линии с min ДВМ формировали более плотный колос по сравнению с линиями с max ДВМ. Отбор растений и линий озимой пшеницы с коротким колосонесущим междоузлием будет способствовать отбору генотипов с повышенной плотностью колоса и, соответственно, с более высоким продуктивным потенциалом. При делении селекционных линий (СЛ) по уборочному индексу (HI) на min и max у max СЛ в большинстве случаев корреляционные связи резко возрастали, особенно между массой колоса (М1) и массой стебля (М5); числом зерен с колоса (ЧЗ) и массой стебля М5.
В процессе дальнейших исследований нам необходимо было выяснить как на фоне меняющихся условий среды (годы, сроки посева) формируется изменчивость генетических корреляций признаков и индексов у селекционных линий озимой пшеницы при группировке на минимальный (min) и максимальный (max) уровень признаков: высота растения, длина верхнего междоузлия и уборочный индекс.
Цель настоящей работы — изучить изменчивость генетических корреляций между признаком масса стебля (М5), индексом плотность колоса (ПК) с одной стороны и признаками и индексами, отражающими продуктивность растения с другой на фоне группирования селекционных линий озимой пшеницы по максимальной (max) и минимальной величине (min) высоты растений, длины верхнего междоузлия и уборочного индекса.
Материал и методика. Материалом для исследований служили селекционные линии (СЛ) озимой пшеницы F6—F18, которые выращивали в 2004…2007 гг. в 2 срока с разницей между ними в 30 дней и соответственно обозначенные: 04 (СП1; СП2), 05( СП1;СП2), 06 (СП1;СП2) и 07 (СП1;СП2) . Площадь делянки 1,8 м², через каждые 10 делянок располагали стандарт — сорт Альбатрос одесский.
После уборки и доведения до воздушно-сухого состояния у каждой линии (20 растений) измеряли признаки: генеративной части растения — масса зерна с колоса (М1), число зерен в колосе (ЧЗ), масса 1000 зерен (МТЗ); вегетативной части растения — высота растения (Н), масса растения (М2), масса стебля (М5), длина колоса (ДК), длина верхнего междоузлия (ДВМ). Затем были рассчитаны селекционные индексы: уборочный (НІ=М1/М2) и плотности колоса (М1/ДК).
В процессе анализа экспериментальных данных был использован, изученный и предложенный нами ранее принцип группировки, то есть по определенному признаку или индексу по всей выборке выстраивался вариационный ряд и в корреляционный анализ вовлекали крайние его пределы вариационного ряда с минимальными (min В1), максимальными (max В2) и средними по всей выборке (В3) значениями признака или индекса
Изменчивость генетических корреляций. В табл. 1 приведены обобщенные (годы и сроки посева) результаты изучения изменчивости генетических корреляций между признаками и индексами в целом по группе СЛ и отдельно по группам с минимальными и максимальными показателями признаков: высота растения (Н), длина верхнего междоузлия (ДВМ) и уборочного индекса (HI).
1. Группировка по высоте. При анализе корреляций между высотой и массой стебля отмечены средние (В1) и тесные связи (В2,В3), что и следовало ожидать. Между Н и ПК или не было достоверных корреляций в В1 или они были отрицательными в слабой или средней степени в В2 и В3 при общей тенденции к отрицательным связям между Н и ПК, что следует учитывать в селекционных программах.
Интересные контрасты наблюдались при анализе rg между М5 и ПК в различных вариантах. Если в В2 и В3 ни в одном случае не было отмечено достоверных связей, то в вариантах с низкорослыми СЛ rg колебался от слабой до средней положительной величины. Эта закономерность должна учитываться, особенно, при создании короткостебельных интенсивных сортов озимой пшеницы.
| 1. Группировка по высоте растения (Н) | ||||||||
| min В1 | max В2 | без груп. В3 | min В1 | max В2 | без груп.В3 | min В1 | max В2 | без груп.В3 |
| Н×М5 | Н×ПК | М5×ПК | ||||||
| .39*..53* | 59*..80* | 74*..80* | -.03..-.17 | -.37*..-.54* | -.08..-.24* | .34..49* | -.02. 24 | .01..09 |
| М1×М5 | ЧЗ×М5 | МТЗ×М5 | ||||||
| .49*..51* | .07..44* | .21*..27* | .03..51* | -.17..33 | .04..20* | .41*..64* | .05..50* | .30*..34* |
| 2. Группировка по длине верхнего междоузлия (ДВМ) | ||||||||
| ДВМ×М5 | ДВМ×ПК | М5×ПК | ||||||
| .08..74 | .70..80 | .66..72 | -.35..20 | -.13..-.40 | -.09..-.21 | .37..53 | -.03..03 | .01..09 |
| М1×М5 | ЧЗ×М5 | МТЗ×М5 | ||||||
| .35..54 | .05..18 | .21..27 | .34..67 | -.17..18 | .08..20 | .07..50 | .14..51 | .18..54 |
| 3. Группировка по уборочному индексу (НI) | ||||||||
| HI×M5 | HI×ПК | М5×ПК | ||||||
| -.11..-.70 | -.03..-.77 | -.34..-.71 | .12..61 | -.25..10 | .23..79 | -.03..56 | .43..73 | .06..10 |
| М1×М5 | ЧЗ×М5 | МТЗ×М5 | ||||||
| .09..66 | .45..72 | .21..27 | .02..41 | .45..70 | .04..20 | .58..68 | .05..44 | .18..34 |
| *- коэффициент корреляции достоверный | ||||||||
rg между продуктивностью колоса (М1) и массой стебля (М5) в среднем по выборке СЛ (В3) была достоверной положительной, но очень слабой (0,21..0, 27), в то время, как в варианте с низкорослыми СЛ (В1) коэффициент корреляции увеличился более, чем в 2 раза и составил 0,49..0,51. В В2 (высокорослые СЛ) только в одном случае из 8 была отмечена достоверная положительная корреляция. Корреляция между ЧЗ и М5 в В2 и В3 была очень слабая и в большинстве случаев недостоверная; в В1 в 75 % случаев связей не наблюдалось, а в остальных она была положительной средней.
Заслуживают внимание корреляции М5 с массой 1000 зерен (МТЗ), которые в среднем по выборке были слабыми (0,30..0,34) и положительными; в В2 — в половине случаев средними положительными и в В1 в большинстве случаев от средних до тесных.
2. Группировка по ДВМ. Вторым признаком при группировке (М5 и ПК) служила длина колосонесущего междоузлия (ДВМ), селекционные линии по которой делили также на min, max. Анализ генетической корреляции М5 и ПК по всей совокупности СЛ (В3) показал, что rg равняется 0, то есть корреляционная связь отсутствует, в то время как при группировании СЛ на ДВМ-min и ДВМ-max картина связей между ними резко меняется: у СЛ с ДВМ-min rg по годам и срокам посева стабильный и положительный, а у СЛ с ДВМ-max корреляция отсутствует. Таким образом, отбор растений и линий озимой пшеницы с коротким колосонесущим междоузлием будет способствовать отбору генотипов с повышенной плотностью колоса.
Между ДВМ и ПК генетические связи или отсутствовали, или были слабыми отрицательными, особенно у СЛ с ДВМ-max. Это еще раз указывает на то, что удлинение колосонесущего междоузлия ведет к уменьшению плотности колоса.
При анализе корреляционных связей М5 с основными признаками продуктивности колоса (М1, ЧЗ, МТЗ) раскрылась совсем иная картина. Действительно, прямой корреляции между М1, ЧЗ и МТЗ с одной стороны и ДВМ с другой в эксперименте не наблюдалось, но если в анализ включаем массу стебля и анализируем М5 через три варианта ДВМ (В1, В2, В3) то в В1 между М1 и М5, ЧЗ и М5, МТЗ и М5 появляются устойчивые генетические связи (табл. 2).
Следует отметить, что высокие положительные генетические связи М1 и М5 в исследованиях наблюдаются в тех случаях, когда при статистическом анализе признак М5 у селекционных линий формируется в пределах 1,74 — 2,16 г и особенно сильное проявление связей наблюдается тогда, когда М1>М5. При выходе за эти рамки величины М5 rg между М1 и М5 приближается к 0.
Возможно, условия года вносят существенный вклад в формирование признака МТЗ и, соответственно, изменяются корреляционные связи. Следует отметить, что в 2002 г. сложились очень благоприятные условия для формирования высокого уровня МТЗ (СП-1 = 52,3 + 0,4; СП-2 = 51,9 + 0,3) и большая часть селекционных линий была выравненной по этому признаку и rg не зависел от группировки по Н или ДВМ, постоянно стремясь к 0.
3. Группировка по уборочному индексу (НІ). Группировки по НІ позволили установить, что в селекционных линиях с повышенной долей зерна в массе растения формируется меньшая масса стебля. Так, М5 у гр.В2 составляла по годам и срокам посева 1,66+0,05…2,25+0,04, у гр.В1 — 2,04+0,09…2,60+0,09. Статистический анализ по индексу плотности колоса показал, что гр. В2 имела показатели ПК выше, чем гр. В1. Таким образом, селекционные линии, которые имеют большую долю зерна в растении, формировали стебель с меньшей массой и более плотным колосом.
Результаты анализа rg между М5 и ПК показывают что по всей совокупности (В3) по годам и срокам посева rg фактически равнялся 0. При делении на min, max по НІ видно, что в тех селекционных линиях, которые имели наибольшую долю зерна в растении, rg между М5 и ПК был достаточно высокий, что говорит о том, что признак масса стебля в вариантах с НІ-max имеет высокую положительную взаимосвязь с плотностью колоса. С уборочным индексом (НІ) и массой стебля (М5) в эксперименте генетические связи носили отрицательный характер, то есть доля зерна в массе растения имеет противоположное направление по отношению к массе стебля.
Между НІ и ПК по всему массиву (В3) и группе В1 корреляционные связи были от слабых до тесных и во всех вариантах достоверными, в группе В2 — отсутствовали.
При анализе rg между М5 и основными признаками колоса (М1; ЧЗ; МТЗ) установлено, что в В3 генетические связи с М1 и МТЗ были на минимальном положительном уровне, а между ЧЗ и М5 он отсутствовали. В группах В1 и В2 в большинстве случаев корреляционные связи резко возрастали. Отмечено, что rg в В2 между М1 и М5; ЧЗ и М5 значительно превышал rg между этими признаками в В1, а между МТЗ и М5, напротив, rg в В1 был выше, чем в В2. Это говорит о тесной связи признака массы стебля (М1) с основными признаками продуктивности колоса М1 и ЧЗ, и корреляционные связи не зависели от года выращивания и сроков осеннего посева.
Следует отметить, что самые тесные корреляционные связи (М1 и М5) у max по НІ наблюдались в том случае, когда масса стебля формировалось в пределах 1,66 — 2,25 г.
При группировке селекционных линий по Н, ДВМ, НІ в группах с крайними пределами вариационного ряда по Н-min; ДВМ-min и НІ-max установлен достоверный rg массы стебля с признаками продуктивности колоса, причём, стабильные генетические связи между ними наблюдаются в тех случаях, когда признак масса стебля имеет определённые статистические параметры, за пределами которых генетические связи обрываются.
Результаты проведенных исследований дают основание заключить, что признак массы стебля и индекс плотности колоса могут быть использованы как вторичные признаки для повышения достоверности оценок по продуктивности у селекционных линий озимой пшеницы на ранних этапах селекции.
Выводы. На основании проведенных исследований по изучению изменчивости генетических корреляций между признаком масса стебля (М5) и индексом плотность колоса (ПК), как генетических детерминантов урожайности с одной стороны и признаками и индексами, отражающими продуктивность растения с другой на фоне группирования селекционных линий озимой пшеницы по максимальной (max) и минимальной величине (min) высоты растений, длины верхнего междоузлия и уборочного индекса можно сделать следующие выводы:
1) При группировке по высоте растений (H) признак масса стебля (M5) находился в тесной корреляции с высотой, что и следовало ожидать. Между высотой и плотностью колоса (ПК) или не было достоверных корреляций в варианте с Н-min или они были отрицательными в слабой или средней степени в H-max при общей тенденции к отрицательным связям между Н и ПК. Только в варианте Н-min четко прослеживалась положительная генетическая связь между М5 и ПК, что следует учитывать при создании короткостебельных интенсивных сортов озимой пшеницы.
2) При группировке по длине верхнего междоузлия (ДВМ) у линий с ДВМ-min rg между М5 и ПК) по годам и срокам посева были стабильными и положительными, а у линий с ДВМ-max корреляция отсутствует. С другой стороны, отрицательные генетические связи между ПК и ДВМ во всех трех вариантах Указывают на то, что отбор растений и линий озимой пшеницы с коротким колосонесущим междоузлием будет способствовать отбору генотипов с повышенной плотностью колоса.
3) При группировке по уборочному індексу (HI) у линий c HI-max rg между М5 и ПК был достаточно высоким, а между НІ и М5 генетические связи носили отрицательный характер, то есть доля зерна в массе растения имеет противоположное направление по отношению к массе стебля.
Между НІ и ПК по всему массиву и группе с HI-max генетические корреляции были положительными ( от слабых до тесных) и во всех вариантах достоверными, в группе с HI-min они отсутствовали.
При анализе rg между М5 и основными признаками колоса (М1; ЧЗ; МТЗ) установлено, что у линий с HI-max в большинстве случаев корреляции были тесными. Это говорит о тесной связи признака массы стебля с основными признаками продуктивности колоса и корреляции не зависели от года выращивания и сроков осеннего посева.
Урожайность озимой пшеницы – это количество зерна, полученного с одного гектара в результате жизнедеятельности определенной совокупности растений, которая состоит в усвоении питательных веществ и воды из грунта и синтеза органических веществ под действием солнечной энергии
Автор:
Владимир Лихочвор
Основные составляющие урожая
Общеизвестно, что величина урожая зависит от двух главнейших показателей – густоты продуктивного стеблестоя и массы зерна с одного колоса. Биологический урожай определяют по формуле:
Вбиол = Г х М х 10000 : 100000 = Г х М : 10
Вбиол – биологический урожай, ц/га;
Г – густота продуктивного стеблестоя, шт/м 2 ;
М – масса зерна с одного колоса, г;
10 000 – коэффициент перерасчета с 1 м 2 на 1 га;
100 000 – коэффициент перевода с г/га в ц/га.
Эти две составляющие урожая являются обобщающими показателями. На них влияет много факторов, которые можно разделить на две группы – метеорологические и технологические. Ясно, что всю сложность и многогранность жизненного цикла растений на протяжении вегетационного периода может отобразить только совокупность факторов. Поэтому для видения реального значения составляющих урожая нужно учитывать даже наименее значимые показатели структуры урожая. Детальный анализ составных частей продуктивности необходим для морфологического контроля за растениями и возможности целенаправленного влияния на формирование определенных элементов структуры урожая.
Густота стеблестоя
Густота продуктивного стеблестоя охватывает ряд более мелких показателей. В первую очередь, она зависит от коэффициента кущения (К) и количества растений на 1 м 2 (Р, шт/м 2 ). Увеличение одного из них приводит, как правило, к уменьшению другого, т.е. они взаимосвязаны. Базисным показателем в данном случае является густота растений. На посевах с густотой свыше 400-500 растений на 1 м 2 коэффициент кущения редко превышает показатель 1,5. Необходимая густота продуктивного стеблестоя (500-700 шт/м 2 ) формируется, в основном, за счет количества растений. Функция коэффициента кущения минимальна, поскольку большинство растений имеют один стебель.
В посевах, где взошло и развивается 200-300 растений, основная роль в формировании продуктивного стеблестоя принадлежит уже не количеству растений, а коэффициенту кущения. Т. е., имея низкий базисный показатель, можно с помощью агротехнических мероприятий компенсировать стеблестой другим показателем – коэффициентом кущения, который возрастает до уровня 2-3. Итак, густоту продуктивного стеблестоя перед уборкой можно выразить формулой:
Г = К х Р (Формула 2)
Густота растений не может быть постоянной величиной. Она изменяется за время вегетации в сторону уменьшения и зависит, прежде всего, от нормы высева. В данном случае берется во внимание норма высева (в млн) похожих семян на один гектар, вернее, коэффициент высева (КВ). Этот показатель может колебаться в довольно широком диапазоне – от 2,0 млн/га до 7,0 млн/га. Он зависит от зоны выращивания, плодородия почвы, условий увлажнения и особенностей применяемой технологии. Высевая большее или меньшее количество семян, мы закладываем основу для принятия решений по применению определенных агроприемов во время дальнейшего ухода за посевами.
Полевая всхожесть
Статистические данные свидетельствуют, что до половины высеянных семян не дают всходов. Поэтому чрезвычайно важно учитывать показатель полевой всхожести (П, %), имеющий едва ли не наибольшее, после нормы высева, влияние на количество растений на единице площади. Норму высева мы устанавливаем путем расчетов. Полевая всхожесть – показатель, который определяется уже условиями прорастания и качеством работ во время сева. Она рассчитывается как отношение количества проросших растений к количеству высеянных похожих семян на единице площади.
Часть взошедших растений может погибнуть от неблагоприятных условий зимовки. Поэтому учитываем в формуле показатель зимостойкости (3,%), который показывает количество растений, сохранившихся до весны, по отношению к количеству растений перед вступлением в зимовку. Гибель растений зимой в условиях Западной Украины незначительна. Этот показатель можно корректировать агротехникой.
Значительная часть растений и отдельных стеблей выпадает во время весенне-летней вегетации. В отдельные годы в этот период может выпасть около трети растений. Поэтому важно определенными агроприемами уменьшить засоренность, защитить посевы от полегания, болезней и вредителей. Выживание растений за весенне-летний период (В, %) определяется отношением количества растений перед сбором урожая к их количеству после возобновления весенней вегетации.
Таким образом, зависимость густоты растений от других элементов структуры урожая можно выразить формулой:
Р = КВ х П х 3 х В : 10000
А формула густоты продуктивного стеблестоя после подстановки детализированного значения густоты растений (Р) в формулу 2 приобретет следующий вид:
Г = ККВП-ЗВ: 10000
Продуктивность колоса
Уменьшение густоты продуктивного стеблестоя ниже определенного оптимального уровня вследствие потерь растений и стеблей за зиму и весенне-летнюю вегетацию приведет к закономерному снижению урожайности посевов. Чтобы не допустить этого, необходимо возможные потери продуктивности компенсировать увеличением другого показателя структуры, который закладывается и формируется позднее, – продуктивностью колоса. Даже при условии уменьшения густоты продуктивного стеблестоя до 300-400 шт/м 2 определенными агроприемами можно увеличить продуктивность колоса до 1,5 г, что даст возможность собрать 40-60 ц/га. Такой же уровень урожая будет при густоте 400-600 колосьев на 1 м 2 и массе зерна с колоса примерно 1 г. Снижение числа и массы зерен при сильном кущении растений обусловлено ростом конкуренции между побегами кущения. Наиболее высокий урожай возможен при оптимальном объединении обоих показателей.
Итак, проанализируем составные части другого обобщающего показателя структуры урожая озимой пшеницы – массы зерна с одного колоса. Что стоит за этим показателем?
Озерненность колоса в первую очередь определяется количеством колосков, образовавшихся на выступах колосового стержня. Чем больше колосков, тем больше зерен в колосе и масса зерна с одного колоса. У озимой пшеницы среднее число колосков в колосе находится в пределах 16-22 шт. Это сортовой признак, увеличивать который можно также агротехническими мероприятиями. В частности, наибольшее влияние на количество колосков в колосе (УК, шт.) имеют удобрения.
Медленное прохождение начальных этапов органогенеза, особенно III и IV, также способствует закладке большего количества колосков.
Показатели, влияющие на продуктивность
В продуктивности колоса базисным показателем является количество колосков в колосе, поскольку этот элемент структуры закладывается и формируется первым. Закладку меньшего количества тех органов, которые формируются на более ранних этапах развития, можно компенсировать органами, образующимися позднее. Уменьшение урожая от элементов структуры, которые формируются первыми, вследствие возможности компенсации может быть незначительным. И наоборот, компоненты продуктивности, формирующиеся в конце развития озимой пшеницы, почти не имеют возможности для компенсации, а потому снижение урожая может быть значительным. Небольшое количество продуктивных побегов может компенсироваться в процессе развития увеличением числа колосков в колосе; меньшее число колосков в колосе компенсируется ростом числа зерен в колоске, а малое число зерен компенсируется повышением массы 1000 зерен.
Необходимое количество отдельных органов растения, от которых зависит продуктивность, может быть достигнуто благодаря закладке большего числа органов или меньшей их редукции.
Кроме этих показателей, масса зерна с одного колоса зависит от массы зерновки (МЗ, г). Она зависит, в основном, от условиий роста и ухода на более поздних фазах вегетации. Особое значение имеют здесь удобрения и защита посевов от болезней, вредителей и полегания.
Масса зерновки зависит не только от условий развития, а в первую очередь определяется длиной цветковых чешуек, рост которых заканчивается уже во время колошения. Подкормка азотными удобрениями, проведенная к окончанию формирования цветковых чешуек, может способствовать их увеличению. Более поздние подкормки уже не влияют на размеры чешуек и длину зерна, но способствуют росту зерен до полного заполнения пространства между цветковыми чешуями.
Особая роль массы зерновки, сравнительно с другими компонентами урожая, заключается в том, что закладка и формирование зерновки происходит в сжатые сроки и уменьшение ее массы не может быть компенсировано никакими другими элементами урожая.
Все показатели, определяющие массу зерна колоса, зависят от особенностей сорта, метеорологических условий и могут регулироваться большинством агротехнических мероприятий.
Структурная формула урожая
Таким образом, массу зерна с одного колоса можно разложить на три главные составные части:
М = МЗ х УК х КЗ (Формула 5)
Заменив значение Г (формула 4) и М (формула 5) их составными компонентами, получим такой вид формулы 1:
Вбиол = (К х КВ х П х 3 х В : 10000) х (МЗ х УК х КЗ) : 10
Сделав соответствующие упрощения в формуле, имеем окончательный ее вариант:
Вбиол = К х КВ х П х 3 х В х МЗ х УК х КЗ : 100000, ц/га
Структурная формула урожая позволяет анализировать не только значение конкретного элемента продуктивности, но и в результате логического объединения оптимальных параметров структурных единиц, роста и ухода на более поздних фазах вегетации.
Элементы продуктивности зерновых культур, определяющие величину урожайности, формируются в ранние периоды развития растений. Отдельные элементы урожайности в процессе онтогенеза зерновых культур развиваются постепенно. Вначале всходит лишь определенное число растений в пересчете на единицу площади, затем в фазе кущения каждое растение образует куст и определенное число боковых побегов. При переходе от вегетативной к генеративной фазе развития кущение обычно прекращается, и на конусе нарастания, основе будущего колоса, образуются колосковые бугорки, дифференцирующиеся в цветочные бугорки с постепенным формированием завязи, пестика и пыльников; от этого зависит потенциальное число зерновок в колосе. Однако не все образовавшиеся стебли продуктивны, часть их отмирает в течение вегетации, часть до самой уборки не дает колосьев. Точно так же, не каждый заложенный колосок и цветок в колосе образует зерновку, так как все элементы урожайности претерпевают количественную редукцию. Следовательно, в процессе формирования данных компонентов (числа стеблей и зерновок) можно выделить три этапа: 1 - заложение, 2 -максимальное развитие и 3 - количественная редукция.
В результате последовательного прохождения указанных этапов и конкуренции как между отдельными стеблями, так и целыми растениями на последующих этапах компенсируются недостатки предыдущих, и таким образом урожай в какой-то мере стабилизируется. Так, при недостаточном формировании предыдущего элемента урожайности усиливается развитие последующих элементов, и наоборот, при массовом образовании предыдущего элемента ослабевает образование последующего, т.е. снижаются его число или масса. Это явление называется компенсацией элементов урожайности и у зерновых культур служит основой саморегулирования развития в посеве
Оптимальное развитие основных элементов урожайности можно получить в принципе двумя способами: активизацией формирования нового элемента или ослаблением количественной редукции уже образовавшихся элементов (рис. 5.1.1).
Ho при этом наибольшая продуктивная кустистость отмечается по пару, занятому эспарцетом и сидеральному донниковому пару - за счет меньшей густоты растений к уборке, и как следствие - большей площади питания одного растения озимой пшеницы.
По чистому пару отмечается наибольшее количество зерен в колосе - 23,7 шт., что на 2,5-3,2 шт. больше, чем по занятым парам и на 1,8 шт./колос превышает показатели по сидеральному донниковому пару. Большую роль в величине урожайности озимой пшеницы играет масса 1000 зерен. Различие между вариантами чистого и занятых паров различие в массе 1000 зерен было не существенно.
Д. Шпаар отмечает, что возделывание зерновых после рапса дает прибавку урожая 4-8 ц/га, что фактически без дополнительных затрат повышает эффективность всего растениеводства. Особая ценность рапса состоит в том, что благодаря развитой и глубоко проникающей корневой системе он усваивает нитраты, предотвращая их проникновение в грунтовые воды. Сорт озимой пшеницы Альбатрос одесский, являясь экологически пластичным, способен давать высокие урожаи зерна как по чистому пару, так и по непаровым предшественникам. Количество растений озимой пшеницы перед уборкой по чистому пару было на 27-43 шт./м больше, чем по занятым и сидеральным парам (табл. 5.1.2).
При анализе колоса озимой пшеницы по занятому и сидеральному парам с яровым рапсом количество зерен в колосе было на 2,3-2,4 шт. больше показателей по чистому пару и на 1,4-1,9 шт. больше показателей по занятому и сидеральному горчичным парам. На варианте с сидеральным рапсовым паром нами отмечается и большая масса зерна с колоса - 0,74 г. Менее всего масса зерна с колоса получена по пару, занятому горчицей. Таким образом, при сравнении между собой видов паров по культурам становится видно, что наиболее высокие показатели структурных элементов получены по вариантам сидеральных паров как с горчицей сарептской, так и с рапсом яровым. Из парозанимающих культур лучшие показатели отмечаются после рапсовых паров. По чистому пару получена биологическая урожайность, на 1,22-1,51 т/га больше показателей занятых паров и на 1,00-1,22 т/га - больше, чем по сидеральным парам. Ho необходимо отметить, что снижение урожайности озимой пшеницы по занятым парам в некоторой степени компенсируется надземной массой парозанимающей культуры, а в вариантах с сидеральными парами - поступлением органического вещества в почву. Сидеральные пары оказывают влияние на структуру урожая озимой пшеницы не только сорта Альбатрос одесский, но и сортов краснодарской (Соратница) и донской (Северодонецкая юбилейная) селекции (табл. 5.1.3).
Наибольшая масса 1000 зерен наблюдалась также на вариантах кулисно-мульчирующих паров - на 0,5 г больше показателей по чистому пару и на 0,3-0,7 г больше, чем по занятым и сидеральному пару. Число продуктивных колосьев и зерен в колосе существенно по вариантам не отличались.
Таким образом, наиболее оптимальные показатели, способствующие получению большей биологической урожайности (376-378 г/м2) были по кулисно-мульчирующим парам с парозанимающими культурами люцерной изменчивой и люцерной желтой.
Потенциальная урожайность пшеницы в нашей климатической зоне достаточно высока. Современные высокопроизводительные сорта отечественной селекции способны обеспечить урожайность зерна более 100 ц/га при достаточно высоком его качестве.
Производительность пшеницы озимой определяет ряд структурных показателей: плотность стеблестоя, масса тысячи зерен, длина колоса, количество колосочков в колосе. Как показали корреляционные исследования, наибольшее влияние на урожайность пшеницы производит именно плотность продуктивного стеблестоя и озерненность самого колоса. Во время выращивания пшеницы, имеющей высокую экологическую пластичность, обычно не возникает особых проблем.
Однако каждый производственный сезон вносит свои коррективы: меняется количество осадков, температурный режим воздуха и почвы и тому подобное. В разные годы и даже в течение одного вегетационного периода изменяются фазы развития вредителей и болезней. Все эти факторы, на которые агроном фактически почти не влияет, определяют производительность колоса озимой пшеницы. Однако есть ряд способов, благодаря которым мы можем повысить производительность культуры: в частности, путем применения минеральных удобрений, средств защиты растений. Одними из влиятельных факторов можно считать норму и сроки высева пшеницы. В течение длительного времени селекционеры вели исследовательско-поисковую работу по увеличению плотности колоса. Генетическая предрасположенность закладывать больше колосовых зачатков на стержне характерна для высокоинтенсивных сортов с большой потенциальной урожайностью. Ориентировочно для того, чтобы получить урожай пшеницы на уровне 55-65 ц/га, количество колосочков в колосе имеет колебаться в пределах 20- 22 шт., количество зерен в колосочке - 2-3 шт., а масса 1000 зерен - 45-50 г. При таких показателях урожайности выращивание пшеницы уже будет рентабельным и все производственные процессы - окупаемыми.
Одна из самых частых причин невыполнености колоса - неблагоприятные погодные условия в течение соответствующих вегетационных периодов. Ярким примером может служить нынешняя ситуация в Украине. В ряде областей после схода снежного покрова выпало крайне мало дождей, а в некоторых регионах не было никаких осадков. Резкая нехватка продуктивной влаги и повышенные температуры способствуют ускорению процессов формирования генеративных органов. В таких условиях растения формируют короткий колос с меньшим количеством колосочков. В случае, если в следующие фазы развития наблюдается дефицит влаги и минеральных удобрений, уже сформированные колоски не развиваются как нужно, зерно в таком посеве формируется плюсклым.
В фазе начала выхода в трубку начинают активно формироваться генеративные органы, на колосовом стержне образуются колосковые бугорки, из которых формируются колоски. Рядом опытов было установлено, что в этот период значительное негативное влияние оказывают одновременно недостаток продуктивной влаги и повышенные температуры. Такое сочетание неблагоприятных факторов форсирует развитие пшеницы: растения еще достаточно низкие, но уже выбрасывают колос. В таком случае первоочередной задачей растения становится продолжение рода любой ценой. Подобное явление свойственно не только зерновым, но и вообще всем растениям. Конечным результатом этого является существенное снижение их производительности - на 50% и более.
Недостаточное обеспечение минеральными элементами при формировании колоса и налива зерна аналогично существенно снижает величину и озерненность колоса. Дефицит элементов питания растений возникает по разным причинам: из-за недостаточного внесения в почву жизненно важных для вегетации культуры элементов; выветривания, вымывания азота и других элементов из корнеобитаемого слоя почвы; несбалансированной системы питания. Такая причина дефицита минеральных элементов достаточно легко решается путем дополнительного их внесения и коррекции системы минерального питания.
Однако при низком содержании продуктивной влаги в корнеобитаемом слое почвы даже при достаточном количестве NPK доступность их растениям пшеницы крайне низкая. Выходом из этой ситуации может быть применение внекорневых обработок карбамидом в фазе образования флажкового листа у растений пшеницы и в период активного налива зерна. Такой агроприем существенно не поднимет урожайности, однако будет способствовать наливу уже сложившихся зерновок.
Хорошие результаты в такие засушливые годы дает также внекорневое внесение комплексных удобрений, в состав которых входят как макро-, так и микроэлементы в жидкой форме. Ряд ведущих зернопроизводителей вносят под озимую пшеницу азот в виде безводного аммиака. Кроме того, что это удобрение имеет большое содержание азота (82%), оно равномерно распределяется по площади, а аммиак обычно доступен для потребления растениями, особенно при засушливой весне. Такое действие аммиака связана с особенностями его внесения. Осенью, до посева, аммиак безводный вносят на глубину 15–20 см.
В течение зимнего периода и весной, с таянием снега, некоторая часть его способна мигрировать в почвенном профиле, благодаря процессам нитрификации превращаясь в нитратную форму. Благодаря этому азот, оказавшийся в глубоком и насыщенной влагой слое, в условиях засухи будет доступным для растений пшеницы. Положительное влияние на процесс налива зерна производит внекорневая обработка карбамидом или другими комплексными удобрениями на фоне основного внесения аммиака безводного.
Значительно тормозят развитие колоса различные болезни и вредители пшеницы озимой. Начиная еще с осени, интенсивное развитие болезней, таких как мучнистая роса, септориоз, бурая листовая ржавчина, корневые гнили, бактериозы и вирусные болезни, могут уничтожать урожай на уровне до 20%, а при интенсивном развитии болезней производительность культуры снижается почти на 50% . Весной, в фазе конца в трубку - начала колошения наблюдают интенсивное развитие мучнистой росы. Особенно сильно эпифитотии проявляются на загущенных посевах в теплую безветренную погоду. Начиная с нижних ярусов растений, мучнистая роса при сильном уровне поражения доходит до колоса - разумеется, в таком случае достаточной производительности колоса пшеницы ожидать не приходится.
Значительное негативное влияние на урожайность культуры производит септориоз колоса пшеницы. Еще в осенний период вегетации болезнь проявляется на нижних листьях в виде удлиненных желтоватых пятен, которые постепенно меняют свой цвет на бурый. Вредоносность септориоза состоит в том, что под его влиянием у растений пшеницы ухудшаются структурные показатели урожая. В частности, снижается озерненность колоса, в урожае зерна увеличивается доля невыполненного и плюсклого, уменьшается масса 1000 зерен. Недобор урожая при интенсивном развитии болезни может достигать 20–30%.
Бурая листовая ржавчина даже при небольшом развитии способна снизить производительность колоса. Пораженные еще осенью растения пшеницы истощаются, теряют устойчивость к пониженным температурам, засухе. В поздние фазы вегетации листья преждевременно отмирают. В случае сильного поражения растений в колосе формируется меньше зерен, такие семена легкие, плюсклые и крайне низкого качества. Недобор урожая от этой болезни может достигать 20–25 ц/га.
Похожее влияние на производительность колоса пшеницы оказывает желтая ржавчина злаков. Ее вредоносность заключается в уменьшении ассимиляционной поверхности, снижении интенсивности фотосинтеза, ослаблении способности растений к засухо- и зимостойкости. При поражении колоса пшеницы этой болезнью зерно не наливается, подсыхает, становится легким и плюсклым. Чем раньше зерновые инфицируются возбудителем желтой ржавчины злаков, тем больше бывает уровень снижения производительности культуры, недобор урожая может достигать более 30%.
При поражении пшеницы озимой корневой гнилью на первичной и вторичной корневой системе, а также на подземной части стеблей образуются темно-коричневые удлиненные некротические пятна. Пораженные части растений приобретают темную, даже черную окраску. По массового поражения культуры в фазе налива зерна у больных растений наблюдается недоразвитость колосочков в колосе, во многих зернах колосковые чешуйки приобретают белый цвет с бурыми пятнами. При особо тяжелом развитии болезни белеют также верхние части стеблей.
Корневые гнили нарушают обмен веществ в растении, ослабляют поступление минеральных элементов к колосу, снижают засухоустойчивость, что, в конечном итоге, снижает производительность культуры до 20% и ухудшает качественные показатели зерна.
Подобно обычным корневым гнилям, фузариозная корневая гниль задерживает развитие продуктивных стеблей. Пораженные стебли формируют недоразвитый колос с низкой озерненностью. Часто фузариозные корневые гнили вызывают массовую пустотелость колоса.
Достаточно распространенным является черный пятнистый бактериоз, признаками которого на начальных стадиях являются мелкие светло-желтые пятна, которые позже сливаются и чернеют. Типичными признаками болезни являются почернение верхних частей колосовых чешуек. В колосе, пораженном черным пятнистым бактериозом, зерна покрываются мелкими бурыми пятнами, где содержатся бактериальные клетки. При влажной погоде инфицированные зерна становятся мягкими и скользкими. Массовое поражение бактериозом вызывает недоразвитость растений, пустоколосистость, снижение производительности достигает 15–25%.
Сроки посева озимых зерновых также в определенной степени влияют на производительность и наполненность колоса. Ранее оптимальными высевающими сроками для пшеницы озимой была первая и вторая декады сентября. Однако в нынешних условиях при климатических изменениях лучшие результаты дают поздние сроки посева. Ранний посев существенно снижает зимостойкость растений и их устойчивость к болезням и вредителям, слишком поздний - приводит к недоразвитости растений пшеницы, а с восстановлением весенней вегетации интенсивность кущения значительно снижается. В результате снижения развития ассимиляционной поверхности таких растений уменьшаются размеры колоса, количество колосков в нем и их озерненность.
Для оптимизации производительности колоса пшеницы следует принимать во внимание весь комплекс мероприятий. Посев озимых нужно проводить в оптимальные сроки, в течение всего периода вегетации - контролировать развитие болезней и вредителей и обеспечивать растения необходимым количеством элементов питания. При соблюдении этих правил аграрий сможет выращивать максимальный урожай или хотя бы свести к минимуму роль негативных факторов среды, на которые человек пока нет влияние.
Читайте также: