CC BY
215
УДК 633.11 «324»:631.559:632.111
ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЗИМНЕГО ПЕРИОДА И УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Д.В. ДУБОВИК, доктор сельскохозяйственных наук, руководитель группы
Д.Ю. ВИНОГРАДОВ, аспирант ВНИИЗиЗПЭ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. По результатам анализа материалов исследований, проведенных в течение 27 лет (с 1986 по 2012 гг.), установлена зависимость урожайности зерна озимой пшеницы от таких факторов перезимовки, как средняя температура воздуха, средняя глубина промерзания почвы и средняя высота снежного покрова в зимний период. При снижении средней температуры воздуха в зимний период с -2,8...-4,9 оС до -9,0...-10,3 оС урожайность зерна озимой пшеницы уменьшается с 40,8.47,0 ц/га до 16,7.21,6 ц/га. Аналогичные изменения наблюдаются при увеличении глубины промерзания почвы с 29. 41 см до 60.85 см. Сбор зерна озимой пшеницы при этом снижается с 37,4.47,0 до 16,7.27,3 ц/га. В зависимости от мощности снежного покрова урожайность озимой пшеницы уменьшалась как при низкой, так и при высокой его величине. Сбор зерна при этом составлял 18,7. 23,7 ц/га (высота снега 12.14 см), 16,7.21,6 ц/га (32.36 см). Наибольшая урожайность озимой пшеницы (37,4.47,0 ц/га) отмечена при высоте снежного покрова 20.23 см. На основании результатов исследований получено уравнение множественной регрессии, отражающее зависимость урожая зерна озимой пшеницы от изученных метеорологических факторов.
Ключевые слова: зимний период, температура воздуха, глубина промерзания почвы, мощность снежного покрова, озимая пшеницы, урожай зерна.
Величина урожая во многом зависит от факторов внешней среды. Особенно это касается озимых зерновых культур и, в частности, пшеницы, так как условия зимнего периода оказывают непосредственное влияние на продуктивность растений [1]. Условия и режим перезимовки определяются комплексом факторов, в том числе такими как температура воздуха, глубина промерзания почвы, высота снежного покрова, наличие оттепелей [2]. Нарушение оптимального режима перезимовки может привести к частичной или даже полной гибели посевов [3]. Повреждения озимой пшеницы отрицательным температурами в зимний период влекут за собой снижение урожайности [4]. Это происходит в результате изреживания посевов и значительного падения индивидуальной продуктивности оставшихся растений [5]. Поэтому учет условий зимнего периода - важный фактор при прогнозировании урожайности озимой пшеницы.
Основная цель наших исследований - определение зависимости урожайности озимой пшеницы от погодныхусловий зимнего
периода. Для ее достижения решали следующие задачи: оценить взаимосвязь сбора зерна с величинами отрицательных температур в зимний период, высотой снежного покрова и глубиной промерзания почвы.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на опытном поле ВНИИЗиЗПЭ (Курская область, Медвенский район) в полевом многофакторном опыте (поля 1, 2, 3, 4) в течение 27 лет (с 1986 по 2012 гг.). Изучали урожайность озимой пшеницы, возделываемой в контрольных вариантах опыта по отвальной вспашке в зернопаропропашном севообороте. При анализе метеоданных за зимний период (декабрь - 1-11 декада марта) учитывали такие показатели, как средняя температура воздуха, средняя глубина промерзания почвы, средняя высота снежного покрова.
Результаты и обсуждение. Как правило, в начале зимы растения легко переносят довольно низкие температуры, но к ее завершению в результате снижения содержания сахаров и понижения температуры воздуха может наступить их гибель [6].
Мы установили, что уменьшение средней температуры воздуха в зимний период приводит к снижению урожайности озимой пшеницы (рис. 1). Так, наименьший сбор зерна (16,7...21,6 ц/га) за 27 лет отмечен при средней температуре воздуха в холодный период (декабрь - 1-11 декада марта) -9,0.. .-10,3 оС, а наибольший (40,8.47,0 ц/га) - при -2,8. -4,9 оС.
Температура воздуха в морозный период обусловливает и глубину промерзания почвы, которая также влияет на величину урожая. Если при непосредственном воздействии отрицательных температур на растения может произойти их гибель в результате механического разрушения клеток, образующимся в них льдом, то есть из-за вымерзания [7], то глубокое промерзание почвы и оттаивание верхнего слоя при оттепелях приводит к выпиранию - обрыву корней и обнажению узла кущения
Рис. 1. Зависимость урожая зерна озимой пшеницы от температуры воздуха в зимний период.
обусловлено другими погодными факторами зимнего периода.
Естественно, что рассмотренные факторы действуют не по отдельности, а совместно. Поэтому в целом зависимость урожая зерна озимой пшеницы от рассмотренных метеорологических факторов можно выразить уравнением множественной регрессии:
У=42,43 - 0,18Х + 0,26Х2+ 1,5Х3 при R= 77 %; РФ = 11,58
где У - урожайность зерна, ц/га; Х1 - глубина промерзания почвы в среднем за зимний период, см; Х2 - высота снежного покрова в среднем за зимний период, см; Х3 - температура воздуха в среднем за зимний период, оС;
Рис. 2. Зависимость урожая зерна озимой пшеницы от глубины промерзания почвы в зимний период.
в результате движения почвы, что также ведет к гибели растений [1].
Результаты анализа свидетельствуют, что при увеличении глубины промерзания урожайность снижается (рис. 2). Так, самая низкая величина этого показателя (16,7.27,3 ц/га) отмечена при промерзании почвы до 60.85 см, а наибольшая (37,4.47,0 ц/га) -при глубине промерзания 29.41 см.
При отсутствии или очень малой высоте снежного покрова в течение длительного времени и значительных отрицательных температурах воздуха происходит гибель растений в результате вымерзания. Вместе с тем мощный снежный покров может привести к выпре-ванию или вымоканию, которые также служат причиной гибели озимых [7].
В наших исследованиях снижение урожайности озимой пшеницы было зафиксировано, как при небольшом, так и при высоком снежном покрове (рис. 3). Наименьшая ее величина отмечена при высоте снега 12.14 см (18,7.23,7 ц/га) и 32. 36 см (16,7.21,6 ц/га). Наибольший урожай (37,4. 47,0 ц/га) был собран при высоте снежного покрова 20.23 см, хотя и не во все годы исследований, что
Рис. 3. Зависимость урожая зерна озимой пшеницы от высоты снежного покрова в зимний период.
Выводы. Уменьшение урожайности зерна озимой пшеницы отмечается при снижении средней температуры воздуха в зимний период, увеличении средней глубины промерзания почвы более чем на 60 см, а также при низком (12.14 см) и высоком (32. 36 см) снежном покрове (в среднем за зимний период). Оптимальным уровнем снежного покрова можно считать 20.23 см. Полученное уравнение регрессии, отражающее изменение урожайности озимой пшеницы в зависимости от изученных факторов, можно использовать для ее прогноза.
Литература.
1. Гарус И.И. и др. Перезимовка и продуктивность озимых хлебов. - М.: Колос, 1970. - 238 с.
2. Холодостойкость растений/Пер. с англ. Зверевой Г.Н, Тюриной М.М. Под ред. Смагина Г.А. - М.: Колос, 1983. -318 с.
3. Дмитриенко В.П. Агрометеорологические аспекты зимостойкости и моделирование урожайности сельскохозяйственных культур // В сб. «Методы и приемы повышения зимостойкости озимых зерновых культур». - М.: Колос, 1975. - С. 249-254.
4. Косилова А.Н., ЛукинЛ.Ю., Стрыгина С.О. Зимостойкость и урожайность озимой пшеницы в многолетнем опыте с удобрениями //Агрохимия. - 2004. - № 7. - С. 47-52.
5. Бондаренко В.И., Артюх А.Д. Снижение продуктивности растений озимой пшеницы поврежденных отрицательными температурами // Физиология и биохимия культурных растений. - 1976. - т. 8. - вып. 6. - С. 584-589.
6. Озимые в Центрально-Черноземной полосе/Под ред Н.Н. Иванова. - Воронеж: Центрально-Черноземное кн. изд-во, 1975. - 103 с.
7. Шпаар Д. и др. Зерновые культуры. - М.: ИД ООО «ДЛВ АГРОДЕЛО», 2008. - 656 с.
WINTER WEATHER CONDITIONS AND WINTER WHEAT YIELD D.V. Dubovik, D.Yu. Vinogradov
Summary. As a result of the research conducted in the course of 27 years (from 1986 till 2012) a dependence of winter wheat grain yield on such factors of hibernation as average air temperature, average soil freezing depth and average snow cover depth in a winter period has been stated. The results of the studies have shown that when the average air temperature in the winter period decreases the winter wheat yield also decreases. Thus, minimal yield (16,7 to 21,6 с/ha) is noted at the temperature -9,0 to -10,3°C, and maximum one (40,8 to 47,0 с/ha) is noted when the average temperature is -2,8 to -4,9 °C. It is also noted that when the freezing soil depth decreases the winter wheat yield drops. Low yield (16,7 to 27,3 с/ha) is noted at the soil freezing depth being 60 to 85 cm. Maximum values of winter wheat yield are obtained when the soil freezing depth is 29 to 41 cm. As a result of the analysis of the snow cover depth influence on the winter wheat yield the decrease of the yield has been stated at the snow cover being both thick and thin. Thus, minimal values of the grain yield (18,7 to 23,7 с/ha) have been stated at the snow cover depth 12 to 14 cm and at the deeper snow cover 32 to 36 cm (16,7 to 21,6 с/ha). Maximum winter wheat grain yield (37,4 to 47,0 с/ha) has been obtained at the snow cover depth 20 to 23 cm. An equation of multiple regression reflecting winter wheat grain yield dependence on the meteorological factors studied has been obtained.
Key words: winter period, air temperature, soil freezing depth, snow cover depth, winter wheat, grain yield.
