Формирование сухой биомассы и урожайность яровой мягкой пшеницы при выращивании на склонах различной экспозиции в лесостепи оренбургского Предуралья

Формирование сухой биомассы и урожайность яровой мягкой пшеницы при выращивании на склонах различной экспозиции в лесостепи оренбургского Предуралья

А.Л. Панфилов, к.с.-х.н, ФГБНУ Оренбургский НИИСХ

В условиях пересечённой местности хозяйства вынуждены вести растениеводство на склоновых землях [1]. В отличие от равнин, склоновые земли характеризуются значительной пестротой природных условий для произрастания сельскохозяйственных культур. Эти условия существенно изменяются в зависимости от крутизны, экспозиции, длины, формы, площади и формы водосбора [2].

Важнейшим условием продукционного процесса формирования урожайности зерна считается накопление биомассы растений. При хорошо развитой вегетативной массе продуцируется значительное количество ассимилятов, которое затем может быть реутилизировано в зерно [3]. И.Н. Бесалиев указывает на значительную степень связи величины сухой биомассы яровой мягкой пшеницы в фазе колошения с конечным урожаем [4].

В задачу нашего исследования входило изучение накопления сухой биомассы растениями яровой мягкой пшеницы в фазу колошения, установление параметров погодных факторов и технологических приёмов (норм высева, сроков сева), влияющих на её формирование и определение связи урожайности мягкой пшеницы с накопленной сухой биомассой при выращивании на склонах различной экспозиции в лесостепной зоне Оренбургской области.

Материал и методы исследования. Материалом для наших исследований послужили экспериментальные данные полевого опыта с яровой мягкой пшеницей сорта Прохоровка, включающего три срока сева (1-й — с наступлением физической спелости почвы, 2-й и 3-й с интервалом 7 сут.) и четыре нормы высева (3,5; 4,5; 5,5; 6,5 млн всхожих семян на 1 га). Опыты закладывались на восточном и западном склоне в 2002—2004 гг. на базе Северного опорного пункта Оренбургского НИИСХ в северной зоне Оренбургской области. Крутизна склонов в опытах не превышала 3°.

В исследовании использовали данные метеостанции г. Абдулина за 2002—2004 гг.

Для решения задач применялись методы: монографический, группировок, графический с использованием ПЭВМ. Нелинейный корреляционно-регрессионный анализ выполнен по Б. А. Доспе-хову [5].

Результаты исследования. Сухая биомасса растений яровой мягкой пшеницы в фазу колошения при выращивании на восточном склоне варьировала от 2,12 до 5,37 т с 1 га, на западном склоне она изменялась в пределах 1,90—5,41 т с 1 га при

среднем значении 3,98 и 3,99 т с 1 га соответственно по склонам (табл. 1).

Наиболее высокое её количество, независимо от экспозиции склона, формировалось при посеве яровой пшеницы в 1-й срок — 4,33 т с 1 га на склоне восточной экспозиции и 4,58 т с 1 га на западной экспозиции склона.

Наибольшая сухая биомасса яровой мягкой пшеницы отмечалась в посевах с нормами высева 5,5 и 4,5 млн всх. семян на 1 га. На восточном склоне она составляла 4,16—4,43 т с 1 га, на западном склоне — 4,22—4,30 т с 1 га.

Проведённый корреляционно-регрессионный анализ зависимости образования сухой биомассы яровой мягкой пшеницы от погодных факторов за период посев — колошение показал, что наиболее сильно формирование надземной биомассы пшеницы на восточной экспозиции склона зависело от количества выпавших осадков (^ух= 0,930) и гидротермического коэффициента (^ух= 0,904) (табл. 2).

Сильная зависимость отмечалась с коэффициентом атмосферного увлажнения (^ух= 0,829), средним дефицитом влажности воздуха (^ух= 0,885) и суммарным испарением (^ух= 0,892).

В средней степени зависимость проявлялась с запасами продуктивной влаги к севу в метровом слое почвы (^ух= 0,740), среднесуточной температурой воздуха (^ух= 0,760) и средней относительной влажностью воздуха (^ух= 0,792).

На склоне западной экспозиции формирование сухой биомассы яровой пшеницы было сильно связано с осадками (^ух= 0,824) и среднесуточным дефицитом влажности воздуха (^ух= 0,791). В средней степени зависимость проявлялась с запасами влаги к севу (^ух= 0,711), среднесуточной температурой воздуха (^ух= 0,722), средней относительной влажностью воздуха (^ух= 0,751), ГТК (^ух= 0,780), коэффициентом атмосферного увлажнения (^ух= 0,786).

Из технологических приёмов, независимо от экспозиции склона, сильнее проявлялось действие нормы высева семян (^ух= 0,804—0,835). Влияние сроков сева было меньше (^ух= 0,783—0,797).

Повышение среднесуточной температуры воздуха (15,7—19,0°С) на восточной экспозиции склона приводило к снижению величины сухой биомассы растений пшеницы с 4,87 до 3,42 т с 1 га (табл. 3).

Увеличение надземной массы яровой мягкой пшеницы (3,54—4,74 т с 1 га) происходило с ростом относительной влажности воздуха с 65 до 75%.

1. Сухая биомасса растений яровой мягкой пшеницы в фазу колошения при различных условиях выращивания в лесостепи оренбургского Предуралья

Восточный склон Западный склон

Норма высева, млн всхожих сухая биомасса, т с 1 га по годам сред- ± к контролю сухая биомасса, т с 1 га по годам сред- ± к контролю

2002 2003 2004 няя т с 1 га % 2002 2003 2004 няя т с 1 га %

1 -й срок сева

3,5 4,38 4,77 4,02 4,39 -0,03 0,7 3,54 5,20 4,62 4,45 -0,46 9,4

4,5 4,76 5,27 4,37 4,80 +0,38 8,6 4,95 4,87 5,05 4,96 +0,05 1,0

5,5(к) 3,80 5,24 4,23 4,42 0,00 0,0 4,34 5,41 4,98 4,91 0,00 0,0

6,5 4,09 3,44 3,58 3,70 -0,72 16,3 3,62 4,38 3,96 3,99 -0,92 18,7

Средняя 4,26 4,68 4,05 4,33 - - 4,11 4,96 4,65 4,58 - -

± к конт- т с 1 га - - - - 0,0 - - - - - +0,25 -

ролю % - - - - - 100 - - - - - 5,8

2-й срок сева

3,5 3,13 4,09 4,16 3,79 -0,48 11,2 3,22 3,66 4,19 3,69 -0,25 6,3

4,5 4,70 4,92 3,28 4,30 +0,03 0,7 4,12 4,19 3,24 3,85 -0,09 2,3

5,5(к) 4,06 4,84 3,92 4,27 0,00 0,0 4,11 4,04 3,67 3,94 0,00 0,0

6,5 3,43 3,36 3,29 3,36 -0,91 21,3 3,59 3,29 2,65 3,18 -0,76 19,3

Средняя 3,83 4,30 3,66 3,93 - - 3,76 3,80 3,44 3,67 - -

± к конт- т с 1 га - - - - 0,0 - - - - - -0,26 -

ролю % - - - - - 100 - - - - - 6,6

3-й срок сева

3,5 2,23 4,09 4,78 3,70 -0,08 2,1 1,91 5,29 4,56 3,92 +0,13 3,4

4,5 2,14 5,37 5,05 4,19 +0,41 10,8 2,24 5,18 4,86 4,09 +0,30 7,9

5,5(к) 2,50 5,37 3,47 3,78 0,00 0,0 2,46 4,79 4,12 3,79 0,00 0,0

6,5 2,12 4,16 2,98 3,09 -0,69 18,2 1,90 3,76 3,49 3,05 -0,74 19,5

Средняя 2,25 4,75 4,07 3,69 - - 2,13 4,76 4,26 3,71 - -

± к конт- т с 1 га - - - - 0,0 - - - - - +0,02 -

ролю % - - - - - 100 - - - - - 0,5

Средняя по норме высева и сроку сева

3,5 3,25 4,32 4,32 3,96 -0,20 4,8 2,89 4,72 4,46 4,02 -0,20 4,7

4,5 3,87 5,19 4,23 4,43 +0,27 6,5 3,77 4,75 4,38 4,30 +0,08 1,9

5,5(к) 3,45 5,15 3,87 4,16 0,00 0,0 3,64 4,75 4,26 4,22 0,00 0,0

6,5 3,21 3,65 3,28 3,38 -0,78 18,8 3,04 3,81 3,37 3,41 -0,81 19,2

Средняя 3,44 4,58 3,92 3,98 - - 3,34 4,51 4,12 3,99 - -

± к конт- т с 1 га - - - - 0,0 - - - - - +0,01 -

ролю % - - - - - 100 - - - - - 0,2

2. Корреляционное отношение между погодными факторами, технологическими приёмами и накоплением сухой биомассы посевами яровой мягкой пшеницы при выращивании на склонах различной экспозиции

Факторы и их сочетание Сухая биомасса, т с 1 га

экспозиция склона

восточная западная

Среднесуточная температура воздуха, С° 0,760 0,722

Осадки, мм 0,930 0,824

ГТК, ед. 0,904 0,780

Коэффициент атмосферного увлажнения, ед. 0,830 0,786

Средняя относительная влажность воздуха, % 0,793 0,751

Средний дефицит влажности воздуха, мм 0,886 0,791

Суммарное испарение, мм 0,892 -

Запас влаги к севу, мм 0,741 0,711

Норма высева семян, млн всх. семян на 1 га 0,835 0,804

Порядковый номер срока сева 0,783 0,797

Сухая биомасса растений мягкой пшеницы снижалась с 4,64—4,69 до 3,84—3,98 т с 1 га при повышении среднесуточного дефицита влажности воздуха (4,1—6,8 мм) и суммарного испарения (164,8-250,6 мм).

Надземная биомасса яровой пшеницы возрастала с увеличением: осадков от 71,6 до 144,6 мм

(2,50-4,86 т с 1 га), ГТК от 0,81 до 1,40 ед. (2,52-5,12 т с 1 га), коэффициента атмосферного увлажнения от 0,36 до 0,76 ед. (2,89-5,65 т с 1 га). Изменение показателей перечисленных факторов до 180,6 мм; 1,70 ед.; 1,03 ед. приводило к снижению сухой биомассы пшеницы до 4,35-4,45 т с 1 га.

3. Параметры погодных факторов, влияющих на накопление сухой биомассы растениями яровой мягкой пшеницы при выращивании на склонах восточной и западной экспозиции в лесостепи оренбургского Предуралья, 2002—2004 гг.

Факторы и их сочетание Сухая биомасса, т с 1 га

восточный склон западный склон

мин. сред. макс. мин. сред. макс.

Среднесуточная 1 воздуха, С° 15,7* 4,87 _ 19,0 3,42 15,4 4,46 _ 19,0 2,89

Осадки, мм 71,6 2,50 144,6 4,86 180,6 4,35 71,6 2,45 142,0 5,05 178,4 4,35

ГТК, ед. 0,81 2,52 1,40 5,12 1,70 4,45 0,84 2,71 1,47 4,91 1,76 4,45

Коэффициент атмосферного увлажнения, ед. 0,36 2,89 0,76 5,65 1,03 4,45 0,38 2,92 0,78 5,37 1,03 4,38

Средняя относительная влажность воздуха, % 65,0 3,54 - 75,0 4,74 65,0 4,40 69,5 3,20 74,0 4,50

Средний дефицит влажности воздуха, мм 41 4,64 - 68 3,84 41 4,60 56 3,26 6,8 4,00

Суммарное испарение, мм 164,8 4,69 225,4 3,83 250,6 3,98 - - -

Запас влаги к севу, мм 124,0 2,56 198,0 4,26 226,8 4,00 171,6 3,88 _ 255,3 4,73

Норма высева, млн всх. семян на 1 га 35 3,94 48 4,74 65 3,34 35 4,34 45 4,61 6,5 3,51

Порядковый номер срока сева 10 4,36 - м 3,22 10 4,54 - 30 3,36

Примечание: в числителе — параметры погодных факторов, в знаменателе — сухая биомасса, т с 1 га

4. Зависимость урожайности растений яровой мягкой пшеницы от сухой биомассы в фазу колошения при выращивании на склонах различной экспозиции в лесостепи оренбургского Предуралья, 2002—2004 гг.

Коррелируемые величины Параметры величины (М±0) V % Пух Е

факт. теор.01

Сухая биомасса, т с 1 га (восточный склон) (х) 2,12-5,05 3,82±0,82 21,6 - - -

Урожайность, т с 1 га (у) 0,94-1,39 1,26±0,10 7,9 0,755 2,17 1,76

У = 0,853 + 0,182х - 1,679Е-02х2± 0,045 т с 1 га, для 57,04% случаев

Сухая биомасса, т с 1 га (западный склон) (х1) 1,90-5,41 4,00±0,95 23,8 - - -

Урожайность, т с 1 га (у0 0,79-1,34 1,13±0,14 12,6 0,851 3,52 1,76

У1 = 0,702 • 1,125х1 ± 0,08 т с 1 га, для 72,36% случаев

Увеличение запасов продуктивной влаги от 124 до 198 мм положительно влияло на процессы накопления надземной биомассы растениями мягкой пшеницы. Она повышалась с 2,56 до 4,26 т с 1 га, но дальнейший рост запасов влаги (до 226,8 мм) не оказывал существенного влияния на формирование биомассы.

Надземная биомасса посевов яровой мягкой пшеницы при выращивании на западном склоне снижалась с 4,46 до 2,90 т с 1 га при увеличении среднесуточной температуры воздуха с 15,4 до 19,0°С.

С ростом количества осадков (71,6—142,0 мм), ГТК (0,84—1,47 ед.), коэффициента атмосферного увлажнения (0,38—0,78 ед.) биомасса растений мягкой пшеницы возрастала с 2,45—2,92 до 4,90—5,37 т

с 1 га. Но в дальнейшем повышение параметров до 178,4 мм, 1,76 ед., 1,03 ед. приводило к некоторому снижению сухой биомассы до 4,35—4,45 т с 1 га.

При среднесуточном дефиците влажности воздуха 4,1 мм, средней относительной влажности воздуха 74,0% образовывалась максимальная надземная масса пшеницы — 4,60—4,64 т с 1 га.

При повышении запасов продуктивной влаги на западном склоне от 171,6 до 255,3 мм сухая биомасса яровой пшеницы возрастала с 3,88 до 4,73 т с 1 га.

Наибольшее количество сухой биомассы яровой мягкой пшеницы (4,36—4,54 т с 1 га) формировалось на изучаемых склонах при посеве в 1-й срок. При задержке с посевом на 14 дн. (3-й срок сева) она сокращалась до 3,22—3,36 т с 1 га.

1.73

2,93 3,75 4,5Й Сухая 6ном*сси, 1 с I га Bui: мт ы й ск.ши

I.9Ü

2,78 ЗМ -»,53 Сучлп фиомасса, г с ] га

5.41

склон

Рис. - Зависимость урожайности яровой мягкой пшеницы от количества накопленной сухой биомассы при выращивании на склонах различной экспозиции в лесостепи оренбургского Предуралья

Анализ зависимости накопления сухой биомассы от норм высева семян показал, что максимальное её количество образовывалось на западном склоне при посеве 4,5 млн (4,61 т с 1 га), на восточном — при посеве 4,8 млн (4,74 т с 1 га).

Корреляционно-регрессионный анализ зависимости урожайности яровой мягкой пшеницы от количества накопленной сухой биомассы в фазу колошения показал, что сильнее она проявлялась на западной экспозиции склона (лух= 0,851; ^ = 72,36%) (табл. 4). На восточном склоне связь урожайности яровой пшеницы с сухой биомассой была слабее — корреляционное отношение составляло 0,755, коэффициент детерминации 57,04%.

Независимо от экспозиции склона увеличение количества накопленной сухой биомассы яровой мягкой пшеницы в фазу колошения приводило к росту её урожайности: на восточном склоне — от 1,16 до 1,34 т с 1 га (2,12—5,37 т с 1 га), на западном склоне — от 0,87 до 1,32 т с 1 га (1,90—5,41 т с 1 га) (рис.).

Выводы. Параметры погодных факторов, действующих на формирование сухой биомассы посевами яровой мягкой пшеницы, складываются неоднозначно в зависимости от экспозиции склона. На восточном склоне эти связи проявлялись силь-

нее, чем на западном склоне. На восточной экспозиции склона количество накопленной биомассы в значительной степени определялось количеством выпавших осадков (^ух=0,930) и ГТК (^ух= 0,904), на западной экспозиции — осадками (^ух= 0,824) и среднесуточным дефицитом влажности воздуха Чх=0,791).

Урожайность яровой мягкой пшеницы на западном склоне связана с сухой биомассой сильнее (^ух= 0,851), чем на восточном склоне (^ух= 0,755).

Отсюда следует, что условия формирования урожайности яровой мягкой пшеницы на восточном и западном склонах требуют разного подхода при выборе применяемых агротехнических приёмов.

Литература

1. Абдулвалеев Р.Р., Троц В.Б. Яровая пшеница на склоновых землях Бугульмино-Белебеевской возвышенности // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 3 (31). С. 6-10.

2. Мусохранов В.Е. Повышение продуктивности склоновых земель. Барнаул: Алт. кн. изд-во, 1979. 91 с.

3. Коновалов Ю.Б. Формирование продуктивности колоса яровой твёрдой пшеницы и ячменя. М.: Колос, 1981. 175 с.

4. Бесалиев И.Н. Влияние предшественников и минеральных удобрений на фотосинтетические показатели, продукционный процесс, урожайность и качество семян яровой пшеницы в степной зоне Южного Урала: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. Оренбург, 1999. 26 с.

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

Выращивание яровой твёрдой пшеницы в условиях Ростовской области

Н.Н. Вошедский, к.с.-х.н., А.В. Гринько, к.с.-х.н., ФГБНУ Донской зональный НИИСХ

Яровая пшеница была известна достаточно давно. Как самостоятельная культура эта пшеница вошла в практику земледелия на рубеже I и II тысячелетия н. э. [1]. Селекционные работы по этой культуре в мире и России начались в XVIII веке.

Твёрдая пшеница (Triticum durum Desf.) в Российской Федерации представлена преимущественно яровыми формами. По своей значимости она является второй культурой после мягкой для многих

стран мира, её площадь занимает около 10% от посева мягкой пшеницы, а мировое производство зерна достигает 15—20 млн т. Существенный вклад в создание новых сортов яровой твёрдой пшеницы в последние годы внесли селекционеры ФГБНУ «ДЗНИИСХ» во главе с А.И. Грабовцом.

Яровая пшеница в России — это важная продовольственная культура. Выращивание этой пшеницы экономически оправдано, так как необходимость импортирования зерна для макаронной промышленности полностью отпадает. Биологическая ценность зерна твёрдой пшеницы не может быть