Реакция голозёрных ячменей на контрастные сроки посева в условиях изменяющегося климата южной лесостепи Челябинской области

стью и дружным созреванием плодов. Из расщепляющихся популяций межвидовых гибридов получены селекционные формы перца, обладающие признаками букетно-сти, свисающим расположением плодов и легким отделением плодов от плодоножки в сочетании с другими хозяйственноценными качествами. Выделенные константные линии, полученные методом отдаленной гибридизации, использованы в качестве исходного материала для создания новых сортов и компонентов гетеро-зисных гибридов. Проведенные исследования свидетельствуют, что отдаленная гибридизация является важнейшим методом обогащения генофонда культурных растений. Вовлечение в селекционный процесс дикорастущих сородичей овощных пасленовых культур способствует активизации естественного формообразова-

тельного процесса и обеспечивает получение новых сочетаний хозяйственноценных признаков, создание несуществующих в природе форм.

Библиографический список

1. Авдеев Ю.И. Теоретические и практические исследования по овощным культурам / Ю.И. Авдеев. — Астрахань, 2004. — 360 с.

2. Жученко А.А. Экологическая гене-

тика культурных растений (адаптация, ре-комбиногенез, агробиоценоз) /

А.А. Жученко. — Кишинёв: Штиинца,

1980. — 588 с.

3. Жученко А.А. Адаптивная система селекции растений (эколого-генетические основы) / А.А. Жученко. — М., 2001. — Т. 1. — 780 с.

+ + +

УДК 63:551.633.16

А.А. Грязнов, А.В. Лойкова

РЕАКЦИЯ ГОЛОЗЁРНЫХ ЯЧМЕНЕЙ НА КОНТРАСТНЫЕ СРОКИ ПОСЕВА В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ КЛИМАТА ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

Ключевые слова: климат, южная лесостепь, ячмень голозёрный, сроки посева, фенофазы, элементы структуры урожая, сроки уборки.

«Если мы будем следовать указаниям Природы, мы никогда не будем заблуждаться» М. Туллий Цицерон

Введение

Климат в целом и погодные явления в частности — это не только природный, но и экономический фактор. По нашему мнению, связь возрастающего уровня культуры земледелия с погодой в условиях изменяющегося климата нисколько не ослабевает, а, наоборот, усиливается.

Глобальное изменение климата — во многом тревожный процесс, но в нём проявляются и положительные для сельскохозяйственного производства черты, в частности увеличение выпадения осадков на фоне значительного потепления [1-5]. Необходимо в полной мере использовать весь позитив этого процесса и по возможности избегать воздействия отрицательных проявлений погоды. Новые климатические условия выдвигают новые требования к технологии возделывания сельскохозяйственных культур и представляют дополнительные рычаги для их диверсификации. В первую очередь это относится к вопросу выбора оптимального срока посева.

Проанализированы климатические изменения, произошедшие в течение последних 77 лет в умеренно-засушливой степи. Использованы материалы метеонаблюдений Карабалыкской опытной станции за период 1931-2007 гг., расположенной близ г. Троицка Челябинской области. Пограничное с южной лесостепью расположение опытной станции позволяет с достаточной достоверностью экстраполировать результаты анализа на южную лесо-

степь. Наблюдения последних 17 лет сравниваются с данными предшествующих 60 лет прошлого столетия.

Помесячный анализ температурного режима показал, что потепление достаточно ярко выражено как в тёплый, так и в холодный периоды года, кроме ноября (рис. 1).

Ощутимы прибавки осадков по месяцам, кроме июля и августа. В целом можно констатировать, что в последние годы в регионе складывается более комфортная обстановка для развития сельскохозяйственных культур, чем это было в недалёком прошлом (рис. 2).

Очевидно, что благоприятные параметры весенних месяцев, и в частности апреля, позволяют раньше обычных сроков приступать к посевной кампании.

Уменьшается разрыв в значениях июньских и июльских показателей температуры и осадков, что означает снижение влияния на растения июля месяца как самого теплого и влажного периода вегетации. На этом фоне заметно снижается вероятность прежде обычных июньских засух. Подобное явление отмечено и в европейской части страны [5].

—♦---1931-1990 гг. 1991-2007 гг.

Рис. 1. Среднемесячная температура воздуха, 0С

70 60 50 40 30 20 10 0

1931-1990 гг.  1991-2007 гг.

-чыШ1

I II Ш IV V VI VII VIII IX X XI XII

Рис. 2. Среднемесячное количество осадков, мм

Ситуация положительно складывается в пользу ранних посевов, так как в этом случае для налива зерна создаются лучшие условия, чем при обычно практикуемых поздних сроках. Характеристика августа указывает на возросшую возможность успешного завершения налива зерна уже в первой половине месяца и более благоприятного начала уборки. Последующие осенние месяцы по-прежнему можно считать недостаточно благоприятными для завершения уборочных работ.

В период 2006-2008 гг. в условиях южной лесостепи Челябинской области на Еманжелинском ГСУ был поставлен опыт по изучению реакции голозёрных форм ячменя на контрастные сроки посева. Предполагалось, что при положительном решении этой задачи в значительной степени будут решены вопросы повышения продуктивности голозёрных ячменей и разгрузки полевых работ как во время посевной кампании, так и во время уборки хлебов.

Условия проведения опытов

Почва — чернозём выщелоченный среднемощный среднегумусный. Основная обработка почвы — вспашка на глубину 25-27 см. Удобрения в виде аммиачной селитры вносили перед посевом в дозах 54,0-73,4 кг д.в/га (в соответствии с результатами почвенной диагностики).

В годы проведения исследований сложились условия, специфичные для каждого срока посева. Так, во время вегетации растений в среднем выпало осадков: в ранние сроки — 191,1 мм, поздние — 149,7 мм; сумма температур выше 10°С в

ранние сроки составила 1873,2°С, поздние

— 1859,1 °С. Сложившиеся гидротермические условия оказали своё влияние на развитие растений (табл. 1).

Методика выполнения опытов

В последние годы внимание производственников всё более привлекают голозёрные ячмени, которые по сравнению с традиционными плёнчатыми сортами отличаются повышенным содержанием сырого протеина — более 15% против 1213% у плёнчатых. Однако информации по технологии их возделывания крайне недостаточно, в том числе по вопросам сроков сева. В наши исследования вовлечены такие голозёрные сорта, как Омский голозёрный 1 и Нудум 95 (двурядные остистые), селекционные линии Л-32 (многорядный фуркатный) и С-105 (многорядный остистый). В зависимости от погодных условий конкретного года и в соответствии с датой достижения почвой мягкопластичного состояния — спелости «крошения», ранние сроки посева осуществляли в период 22-27 апреля. В качестве контроля служили поздние сроки, чаще всего применяемые в большинстве хозяйств региона (28 мая-4 июня). Закладку опытов осуществляли по методике Государственного сортоиспытания [6]. Площадь учетных делянок 10 м2. Повторность 4-кратная. Норма высева — 4,5 млн всхожих семян/га. Расположение делянок рендоми-зированное. Для посева семян использовали сеялку СН-16. Учёт урожайности проводили методом сплошного обмолота делянок с помощью комбайна Сампо 500.

Таблица 1

Даты наступления и продолжительность фенофаз при разных сроках посева сорта Омский голозёрный 1 в 2006-2008 гг.

Фенофаза Дата наступления Продолжительность, дней

ранний поздний ранний поздний +/-

Посев 22-27.04 28.05-04.06 - - -

Всходы 10-13.05 03-12.06 16,3 7,0 9,3

Кущение 17-23.05 15-17.06 8,7 9,3 -0,6

Трубкование 01-13.06 26.06-02.07 19,0 14,3 4,7

Колошение 27-30.06 14-22.07 20,3 19,3 1,0

Молочная спелость 05-10.07 28.07-09.08 10,0 13,7 -3,7

Восковая спелость 31.07-15.08 18-25.08 28,0 20,7 7,3

Полная спелость 15-25.08 01-11.09 13,7 15,0 -1,3

Посев-полная спелость 22-27.04 — 15-25.08 28.05-04.06 — 01.11.09 116,0 99,3 16,7

Экспериментальная часть

В большинстве случаев растения раннего посева значительно задерживались в развитии, особенно в период от посева до всходов. Это связано с тем, что температура почвы на глубине заделки семян колебалась по годам в пределах 7,2...8,7°С, в то время как при позднем посеве — 12,6...22,0°С. По данным А.П. Федосеева, более высокая температура почвы и воздуха при развитии поздних посевов отрицательно сказывается на росте корневой системы, а значит, и на уровне урожайности [7]. При раннем посеве также затягивался период от кущения до трубкования (средняя температура воздуха — 16,5°С против 20,7°С при позднем посеве).

Удлинение периода «всходы-колошение» у растений ранних сроков посева объясняется тем, что в подобных условиях медленнее протекает световая стадия из-за укороченной продолжительности дня и оптимально сниженной температуры, влекущих за собой увеличение периода активной ассимиляционной деятельности листьев. Е.П. Кондратенко на примере пшеницы показал, что чем более удлинён период «всходы-колошение» по отношению к периоду «колошение-восковая спелость», тем выше урожай [8].

Значительная задержка в развитии растений от молочной до восковой спелости первого срока посева связана с благоприятным режимом осадков в этот период — 55,5 мм против 11,4 мм при позднем посеве. Значения ГТК также свидетельствуют о том, что по сравнению с поздним сроком метеообстановка ранних посевов характеризуется значительно более благоприятным режимом увлажнения от посева до конца кущения (ГТК 0,7-2,9 против 0,4-0,5) и в период налива зерна (ГТК 1,0-1,9 против 0,3-1,6).

Созревание растений ранних сроков посева по сравнению с поздними сроками затягивается более чем на 16 дней. Посеянные на 36-37 дней раньше они созревают лишь на 16-17 дней раньше, чем поздние посевы. Тем не менее даже в случае уборки посевов в фазе полной спелости зерна эту работу можно начинать 15-25 августа, а не 1-11 сентября (при поздних сроках), когда возрастает вероятность выпадения осенних осадков.

Исследования показали, что в условиях раннего посева значительно повышаются полевая всхожесть, выживаемость и сохранность растений (табл. 2). Известно, что пониженная температура стимулирует

биосинтез гиббереллина — фитогормона, необходимого для дружного прорастания семян и формирования полноценных всходов [8]. Однако и в условиях раннего срока полевая всхожесть во многом не достигает расчетного показателя — 100%.

Статистическая обработка полученных данных показала, что значения полевой всхожести наиболее благоприятны для ранних сроков посева (НСР05 по фактору «срок посева» по годам составила 1,02,4, по фактору «сорт» — 1,4-3,3). Многорядные ячмени более уязвимы к воздействию внешних факторов, поэтому в отдельные годы их показатели достоверно ниже, чем у двурядных сортов. При позднем сроке посева часто наблюдается пересыхание верхнего слоя почвы на глубину 8-10 см, что влечёт за собой необходимость более глубокой заделки семян. Что касается показателей «выживаемость и сохранность» растений, то значения НСР05 по годам, соответственно, составили: фактор «срок посева» — 1,4-4,0 и 1,95,7, фактор «сорт» — 2,0-5,7 и 2,7-8,1.

Относительный дефицит тепла и сокращённая длительность светлой части суток при нормальной влагообеспеченности в мае и июне способствуют удлинению межфазных периодов развития растений раннего посева. При этом статистически доказаны увеличение продуктивного стеблестоя и повышение продуктивной кустистости растений, кроме сорта Омский голозёрный 1 (табл. 3). Посевы ранних сроков отличаются значительно более плотным стеблестоем (на 41,0-53,0%). НСР05 для показателей «количество продуктивных стеблей и продуктивная кустистость» по годам соответственно составили: фактор «срок посева» — 0,11-0,26 и 0,1-0,1, фактор «сорт» — 0,16-0,36 и 0,1-0,1.

Анализ структуры колосьев показал, что здесь положение не столь однозначно (табл. 4). В начальные периоды развития растений (11-^ этапы органогенеза — примерно от полных всходов до выхода в трубку) происходит рост конуса нарастания, а также формирование колосковых бугорков, что предопределяет возможную величину и озернённость колоса [9].

Статистическая обработка данных показала недостоверность различий между сроками посева по количеству колосков среди двурядных ячменей и доказанное преимущество поздних посевов для многорядных форм (значения НСР05 по годам, соответственно, составили: фактор «срок посева» — 1,0-2,0, «сорт» — 0,9-2,8). В

отношении показателя «количество зёрен в колосе» значения НСР05 в годы исследований по фактору «срок посева» колебались в пределах 0,2-0,3, между сортами

— 0,3-0,4.

Исследованиями А.П. Федосеева на примере пшеницы показано, что чем благоприятнее условия для роста в период от всходов до выхода в трубку, тем больше образуется колосков в колосе [7]. Продолжительность этих этапов зависит от метеоусловий и сроков посева. По данным А.Г. Крючкова, И.Н. Бесалиева, в условиях степной зоны Южного Урала ячмень наиболее требователен к увлажнению именно в начальные периоды вегетации [10]. Современные климатические изменения способствуют успешной реализации этих требований в ранних посевах.

По Ф.М. Куперман, на этапах V-VII в фазах трубкования, колошения и цветения формируются генеративные органы [9]. В это время растения нуждаются в несколько повышенных температурах, обилии влаги и пищи. Изобилие азотного питания особенно важно для фуркатных ячменей. В период формирования пыльников необходимо интенсивное освещение, для рос-

та стебля и колоса — рассеянный свет и затенение густым травостоем. Если в периоды от выхода в трубку и при колошении создаются засушливые условия, то уменьшается количество нормальной пыльцы, нарушается формирование завязей, что приводит к недоразвитию цветков и снижению урожая. Такое положение наблюдается на посевах поздних сроков, когда средняя температура воздуха возрастает до 20,7.. .20,8°С (при посеве в ранние сроки лишь до 16,5...19,5°С). В фазе колошения посевов раннего срока среднее содержание продуктивной влаги в слое 0-40 см находится на уровне 76,9 мм. Этот же показатель на посевах позднего срока менее выражен — 68,3 мм. Вероятно поэтому фертильность цветков в колосьях раннего посева на 6,4-14,2% выше, чем при позднем посеве.

Зерновая продуктивность (табл. 5) в виде массы 1000 зёрен по годам достоверно выше (кроме Л-32) при позднем сроке посева (НСР05 по фактору «срок посева» = 0,5-1,3, по фактору «сорт» = = 0,7-1,8).

Таблица 2

Полевая всхожесть, выживаемость и сохранность растений голозёрных форм ячменя в условиях контрастных сроков посева (2006-2008 гг.), %

Сорт, линия Полевая всхожесть Выживаемость Сохранность

ранний поздн. +/- ранний поздн. +/- ранний поздн. +/-

Омский го-лоз. 1 81, 7 61,1 20,6 57,6 28,8 28,8 70,2 47,8 22,4

Нудум 95 78,6 62,1 16,5 59,4 31,5 27,9 77,2 51,3 25,9

Л-32 78,0 71,3 6,7 46,8 21,2 25,6 58,5 30,7 27,8

С-105 70,9 63,1 7,8 42,4 26,9 15,5 61,0 41,9 19,1

Таблица 3

Элементы структуры стеблестоя в зависимости от срока посева

Сорт, линия Количество продуктивных стеблей, млн шт/га Продуктивная кустистость, коэф.

ранний поздний +/- ранний поздний +/-

Омский голоз. 1 5,22 2,62 2,60 2,0 2,0 0,0

Нудум 95 5,03 2,46 2,57 1,9 1,8 0,1

Л-32 2,81 1,15 1,66 1,3 1,2 0,1

С-105 3,30 1,75 1,55 1,7 1,5 0,2

Таблица 4

Элементы структуры колоса в зависимости от срока посева

Сорт, линия Количество колосков в колосе, шт. Количество зёрен в колосе, шт.

ранний поздний +/- ранний поздний +/-

Омский голоз. 1 19,4 18,8 0,6 15,8 13,7 2,1

Нудум 95 18,1 17,9 0,2 14,8 13,3 1,5

Л-32 42,8 49,7 -6,9 24,9 20,7 4,2

С-105 43,3 47,4 -4,1 28,0 23,5 4,5

Таблица 5

Зерновая продуктивность

Сорт, линия Масса 1000 зёрен, г Масса зерна с колоса, г Урожайность, т/га

ранний поздн. +/- ранний поздн. +/- ранний поздн. +/-

Омский голоз. 1 43,0 48,0 -5,0 0,72 0,68 0,04 3,68 1,52 2,16

Нудум 95 52,9 55,6 -2,7 0,82 0,74 0,08 3,94 1,63 2,31

Л-32 29,9 28,8 1,1 0,77 0,62 0,15 2,20 0,66 1,54

С-105 41,4 44,3 -2,9 1,18 1,06 0,12 3,53 1,28 2,25

За счёт многорядности продуктивность колоса С-105 независимо от сроков посева более высокая, чем у двурядных ячменей. Несмотря на принадлежность Л-32 к многорядным ячменям, колосья этой формы менее продуктивны вследствие пониженной массы 1000 зёрен. Статистический анализ показал, что различия как по фактору «срок посева» (НСР05 = 0,2-

0,3), так и по фактору «сорт» (НСР05 = = 0,03-0,04) по годам достоверны.

В конечном счете урожайность изучаемых форм ежегодно достоверно более значима при ранних сроках посева (НСР05 в годы изучения по срокам посева 0,07; 0,09 и 0,05). Существенны также сортовые различия (НСР05 в 2006 г. = 0,11; 2007 г. = = 0,13; 2008 г. = 0,07). Наиболее отзывчив на ранний срок посева Нудум 95, затем Омский голозёрный 1, С-105 и Л-32. На примере пшеницы подобные результаты получены в условиях Нижнего Поволжья и Кемеровской области [2, 8].

Заключение

Основные черты глобального изменения климата характерны и для южной лесостепи, что проявляется в повышении температуры и увеличении количества осадков как в холодный, так и в тёплый периоды года. Для аграрного производства эти явления во многом несут положительный заряд. На примере голозёрных форм ячменя показано, что эти изменения позволяют с большей уверенностью, чем прежде, использовать самые ранние сроки посева — конец апреля-начало мая. Несмотря на то, что при ранних сроках период от посева до полной спелости удлиняется до 116,0 дней против 99,3 дней при посеве в конце мая — начале июня, календарно созревание наступает 15-25 августа, а при позднем посеве — лишь 1-11 сентября.

При посеве в ранние сроки достоверно повышаются такие показатели, как полевая всхожесть, выживаемость и сохранность растений, а также плотность продуктивного стеблестоя и продуктивная кустистость, озернённость колоса и масса зерна с колоса. Несколько снижается масса 1000 зёрен, но в целом уровень зерновой про-

дуктивности посевов ранних сроков по сравнению с поздними достоверно повысился у сортов Омский голозёрный 1 и Нудум 95 в 2,4 раза, у линий Л-32 и С-105

— в 3,3 и 2,8 раза соответственно.

Библиографический список

1. Яншин А.Л. Потепление климата и

другие глобальные экологические проблемы на пороге XXI века / А.Л. Яншин // Экология и жизнь. — 2001. —

№ 1 (18). — С. 42-43.

2. Пряхина С.И. Формирование урожая зерновых культур и прогнозирование его величины и качества в условиях Нижнего Поволжья: автореф. дис. докт. с.-х. наук / С.И. Пряхина. — Саратов, 2002. — 41 с.

3. Грязнов А.А. Климатические изменения и особенности сельскохозяйственной деятельности в умеренно-засушливой степи / А.А. Грязнов, О.А. Грязнова // Вестник ЧГАУ. — 2003. — Т. 39. — С. 53-58.

4. Благовещенский Г.В. Кормопроизводство Нечернозёмной зоны в изменяющемся климате / Г.В. Благовещенский // Кормопроизводство. — 2008. — № 10. — С. 6-8.

5. Коновалов Н.Д. Изменение погодных условий и урожайность зерновых культур в Тамбовской области / Н.Д. Коновалов, С.Н. Коновалов // Земледелие. — 2008.

— № 6. — С. 36-37.

6. Методика Государственного сортоиспытания с.-х. культур. — М., 1989. — Вып. 2. — 195 с.

7. Федосеев А.П. Агротехника и погода / А.П. Федосеев. Л.: Гидрометеоиз-дат, 1979. — 240 с.

8. Кондратенко Е.П. Сроки сева мягкой яровой пшеницы и их агроклиматическое обоснование / Е.П. Кондратенко // Зерновое хозяйство. — 2004. — № 2. — С. 16-18.

9. Куперман Ф.М. Основные этапы формирования органов плодоношения ячменя / Ф.М. Куперман. М.: Изд-во Московского ун-та, 1955. — Ч. 1. — 318 с.

10. Крючков А.Г. Параметры температурного режима и увлажнения межфаз-ных периодов вегетации ячменя / А.Г. Крючков, И.Н. Бесалиев // Вестник РАСХН. — 2008. — № 5. — С. 51-52.