Влияние агротехнических приемов на морозостойкость и продуктивность пшеницы
Среди факторов, существенно влияющих на производство зерна пшеницы ведущую роль играют климатические и агротехнические условия.
Погодно-климатические условия во время перезимовки озимой пшеницы заметно отличаются по годам. Регулярно встречаются зимы с экстремальными метеорологическими явлениями. Неблагоприятные погодные условия зимой, особенно низкие температуры, приводят к сжижению посевов, а иногда и к их полной гибели.
Проблема перезимовки имеет большое хозяйственное значение. От уровня гибели озимой пшеницы зависят объемы убытков как каждого хозяйства отдельно, так и страны в целом.
Согласно почвенно-климатическим условиям холодных регионов, сорта озимой пшеницы должны характеризоваться комплексной устойчивостью к абиотическим стресс-факторам, а технологии их выращивания – направляться на достижение максимальной зимостойкости растений, поскольку только при таких условиях возможна реализация генетического потенциала урожайности сорта.
БАЛАНС МЕЖДУ РАЗВИТИЕМ И ЗИМОСТОЙКОСТЬЮ
Сроки сева существенно влияют на анатомическое и физиологическое состояние растений озимой пшеницы. Да, сев в оптимальные сроки в большинстве случаев гарантирует хорошую перезимовку растений, а это положительно влияет на их зерновую продуктивность. В последнее время прослеживается тенденция к смещению оптимальных сроков сева в сторону поздних, что обусловлено более продолжительной вегетацией растений в осенний период, частыми оттепелями зимой и ранним возобновлением весенней вегетации.
Исследованиями установлено: чем стадийнее моложе растение, тем выше его резистентность к низким температурам. При сравнении морозостойкости озимых поздних (10 октября) и ранних (5 сентября) сроков сева более высокой устойчивостью к низким температурам отмечались молодые растения, входившие в зиму в менее активном состоянии, чем при ранних и оптимальных сроках. Вместе с этим наибольшей зерновой продуктивностью отмечались хорошо развитые растения, то есть менее резистентные к низким температурам. В таких условиях существует потребность в поиске баланса между развитием и морозостойкостью растений пшеницы, который можно эффективно регулировать за счет агромероприятий.
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ СТРЕС-СТОЙКОСТИ РАСТЕНИЙ
Предшествующими исследованиями в области растениеводства доказано, что влияние низкой температуры вызывает синтез специфических белков как ответ растения на действие стресс-фактора. Под влиянием низких температур нарушается целостность мембранных структур, изменяются их свойства, кроме того, стрессор-раздражитель вызывает формирование целого звена защитных реакций, направленных на репарацию повреждения.
Усиление отрицательного действия температурного стресса наблюдается при обработке растений ауксинами, цитокининами и гибберелинами, и, напротив, увеличение сопротивления усиливается под влиянием абсцизовой кислоты и фитогормонов-активаторов метаболизма. Полученные данные указывают на возможность повышения стресс-устойчивости растений и минимизации отрицательного действия низких температур путем обработки растений биологически активными соединениями. В нашем опыте изучалось влияние растворов янтарной кислоты, молибдат аммония и аммиачной селитры на защитные и регенеративные функции растений озимой пшеницы.
В исследовании ставилась задача разработать меры предупреждения гибели растений озимой пшеницы в период зимовки с целью получения максимально возможной их продуктивности. В системе этих мероприятий важное значение имеет изучение особенностей роста и развития растений озимых и формирование ими зимостойкости и продуктивности.
Цель исследования – выяснить эффективность комплексного влияния почвенно-климатических условий, сортовых особенностей, сроков сева, фона минерального питания, предшественников и регуляторов роста растений как факторов повышения урожайности озимой пшеницы; установить возможности применения биологически активных веществ для повышения регенеративной способности растений, поврежденных низкими температурами.
Почвенный покров исследовательских участков – чернозем обычный малогумусный полнопрофильный. Содержание гумуса в пахотном слое – 2,97–3,01%, валовых запасов азота – 0,20%, подвижного фосфора – 110–153 мг/кг почвы, обменного калия – 75–127 мг/кг почвы (по Чирикову). Сеяли 5 и 20 сентября и 10 октября строчным способом на глубину 5–6 см.
Полевой опыт закладывали по таким предшественникам, как черный пар и озимая пшеница, на трех фонах минерального питания. По черному пару были следующие варианты: без удобрений, N 30 P 30 K 30 и N 60 P 60 K 60 кг/га; относительно озимой пшеницы: без удобрений, N 60 P 60 K 60 , N 90 P 90 K 90 . По удобренным фонам дополнительно вносили азотные удобрения: N 30 (конец кущения – начало выхода растений в трубку, локально), N 30 (в фазе колошения, внекорнево).
При превышении экономического порога вредоносности сорняками и болезнями посевы опрыскивали баковой смесью гербицида диален С (0,8 л/га) и фунгицида альто супер (0,4–0,5 л/га). Растительные образцы промораживались в период с 1 по 30 января при температуре минус 18 С с экспозицией 24 часа. Для обработки растений после промораживания использовали 2% растворы (янтарной кислоты – C 4 H 6 O 4 , молибдата аммония – (NН 4 )6Мо 7 O 24 х 4Н 2 О и аммиачной селитры – NH 4 NO 3 ), а затем их отращивали температуре 18–24°С.
Погодные условия в годы проведения исследований различались как по температурному режиму, так и по количеству осадков в течение вегетации озимой пшеницы. В целом в период исследований угрожающих гидротермических условий в течение зимовки озимой пшеницы не наблюдалось. В условиях умеренных зим растения озимые отмечались сравнительно высоким уровнем морозо- и зимостойкости по годам исследований. Выживаемость растений в полевых опытах колебалась в пределах 91-98%.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Полученные данные свидетельствуют о решающем влиянии физиологического состояния растений осенью на их устойчивость к неблагоприятным гидротермическим условиям зимнего периода, выживаемость и продуктивность.
Осеннее развитие растений озимой пшеницы и связанное с ним формирование зимостойкости зависели от исследуемых факторов: сортовых особенностей, сроков сева, фона минерального питания и предшественников. При севе 25 сентября и 10 октября по предшественнику черный пар растения меньше погибали, чем при более ранних сроках сева (5 сентября), вероятно, в связи с коротким периодом их вегетации осенью и меньшим перерастанием. Наивысший уровень зимостойкости озимой пшеницы после стерневого предшественника отмечался при посеве 25 сентября, а в пределах одного срока сева – при достаточном обеспечении питательными элементами (N 90 P 90 K 90 ).
Поскольку при разной интенсивности одного и того же экстремального фактора выживаемость растений изменяется по-разному, при сравнении терморезистентности озимой пшеницы, выращенной при различных технологиях, оценку выживаемости растений и их регенеративной способности проводили при одинаковой низкотемпературной стрессовой нагрузке путем прямой проморозки в контролируемых условиях. В опыте при обработке озимых биологически активными соединениями – растворами янтарной кислоты и молибдата аммония наблюдалась активация регенеративной озимой пшеницы после действия низких температур.
Полученные данные свидетельствуют о том, что обработка растений озимой пшеницы раствором янтарной кислоты после промораживания достоверно способствовала повышению выживаемости поврежденных растений – в среднем на 18,4%. Под влиянием молибдата аммония гибель промороженных растений озимых также снижалась, но в меньшей степени, в среднем на 8,6%. Аммиачная селитра способствовала более быстрому восстановлению и росту вегетативной массы, однако выживаемость растений практически не увеличивалась.
Результаты проведенных в 2016–2018 гг. исследований свидетельствуют о наличии устойчивой тенденции к формированию высшей урожайности озимой пшеницы за посев 25 сентября по сравнению с 5 сентября и 10 октября. Такая тенденция наблюдалась вне зависимости от сортовых особенностей при выращивании озимых после обоих предшественников. Средняя урожайность озимой пшеницы в опыте при оптимальном сроке сева варьировала в пределах 3,07–5,15 и 3,88–6,83 т/га при выращивании ее после озимых и по черному пару соответственно.
Растения ранних сроков сева больше повреждались и медленнее отрастали после мороза и соответственно формировали меньшую урожайность – в среднем 3,61–5,69 т/га по черному пару и 2,83–4,23 т/га после стерневого предшественника. За посев 10 октября растения входили в зиму с незначительными запасами энергетических веществ и недостаточно развитым ассимиляционным аппаратом, как результат – производительность снижалась на 3,9 и 10,3% в зависимости от предшественника. Однако наименьший урожай зерна был в неудобренных вариантах опыта при раннем сроке сева.
Максимальный урожай зерна (4,23 т/га) сформировался при севе 5 сентября после стерневого предшественника при внесении удобрений в дозе N 90 P 90 K 90 . При аналогичных условиях, но при севе 25 сентября его урожайность повысилась до 5,15 т/га, что на 0,24 т/га больше по сравнению с поздним сроком сева (10 октября).
Тестируемые сорта при выращивании по черному пару формировали высокую продуктивность.
ВЫВОДЫ
На основе проведенных опытов выяснено, что на морозостойкость и зерновую продуктивность растений озимой пшеницы существенно влияли исследуемые агротехнические приемы, совершенное изучение и внедрение которых в производство будет способствовать получению устойчивых урожаев зерна озимых.
В течение всего периода полевых исследований внесение минеральных удобрений в значительной степени улучшало процессы роста и развития растений озимой пшеницы. Следует отметить, что после стерневого предшественника на удобренных фонах (N 60 P 60 K 60 и N 90 P 90 K 90) при севе озимой пшеницы в оптимальные сроки прослеживалась высокая положительная динамика формирования урожайности зерна. Создание повышенного фона питания в большинстве случаев сопровождалось значительным дополнительным приростом урожайности зерна в среднем от 0,7 до 1,80 т/га по сравнению с контрольным вариантом. В то же время на неудобренном фоне большую урожайность (3,75 т/га) озимая пшеница формировала по черному пару по сравнению с участками, где предшественником была озимая пшеница – 2,96 т/га. Отклонение от оптимального срока сева как в сторону более раннего (5 сентября), так и в сторону позднего (10 октября) приводило к ослаблению морозо- и зимостойкости растений и снижению уровня урожайности зерна.
Проведенные исследования показали перспективность применения янтарной кислоты для усиления защитных реакций растений озимых, направленных на репарацию повреждения и уменьшение негативного воздействия низкотемпературного стресса. Благодаря обработке посевов озимой пшеницы янтарной кислотой выживаемость побегов и растений повышалась на 19,4 и 17,2% соответственно.
