CC BY
19
DOI 10.25930/2687-1254/005.3.14.2021 УДК 632:631.524:551.583.13.
ПРИРОДНЫЕ ЯВЛЕНИЯ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ
ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР
В.Н. Черкашин, Г.В. Черкашин
В статье приведен анализ экстремальных погодных условий, отрицательно влияющих на полевые культуры. Рост и развитие озимой пшеницы тесно связаны с климатическими условиями среды, в которой она возделывается. Например, в начальной стадии всходов необходимы низкие температуры, полезные для их закаливания и успешной перезимовки. Поэтому при выведении новых сортов необходимо учитывать такой показатель, как зимостойкость, позволяющий в зимний период переносить низкую температуру (до 15 °С) на узле кущения. Повреждения всходов озимой пшеницы в зимне-весенний период, вызванные низкими температурами, часто принимают за болезни или действия вредителей. Губительным явлением для перезимовки всходов являются бесснежные зимы с продолжительными оттепелями, провоцирующие возобновление вегетации. Резкое снижение температуры воздуха и замерзание почвы могут привести к стрессовым состояниям и гибели всходов озимой пшеницы. На ранних яровых культурах, в частности горохе, весенние заморозки также опасны и приводят к снижению продуктивности.
Ключевые слова: озимая пшеница, температура, осадки, горох, заморозки, повреждения.
NATURAL PHENOMENA THAT CAUSE DAMAGE TO
FIELD CROPS
V.N. Cherkashin, G.V. Cherkashin
The article presents an analysis of extreme weather conditions that negatively affect field crops. The growth and development of winter wheat is closely related to the climatic conditions of the environment in which it is cultivated. Thus, in the initial phase of germination, low temperatures are necessary, which are useful for their hardening and successful overwintering. Therefore, when breeding new varieties, it is necessary to take into account such an indicator as winter hardiness, which allows tolerating a low temperature at the tillering node up to - 15 °C in winter. During winter and spring, winter wheat seedlings damage caused by low temperatures is often mistaken for diseases or pests. A disastrous phenomenon for overwintering seedlings is snowless winters with prolonged thaws, which cause vegetative renewal. A rapid air temperature reduction and freezing of the soil can lead to stressful conditions and death of winter wheat seedlings. Spring frosts are also dangerous for early spring crops, such as peas. They lead to a decrease in productivity.
Key words: Winter wheat, temperature, precipitation, peas, frost, damage.
Введение. В последние годы на полевых культурах, таких как озимая пшеница и горох, отмечены повреждения, вызываемые ни болезнями, ни вредителями этих культур. Дальнейший анализ показал, что причина порчи - низкие температуры, периоди-
чески наблюдаемые на Ставрополье. Выяснилось, что изменения климата, наблюдаемые в регионе (1), могут отрицательно сказываться на развитии озимой пшениц. Закаливание всходов низкими температурами - необходимое условие для нормального развития озимой пшеницы (2). Однако весенние заморозки, периодически отмечаемые в регионе, отрицательно влияют на ее развитие. Верхняя часть листьев, попавших под мороз, темнеет и отмирает. Это происходит, главным образом, на стадии кущения. С наступлением потепления растения восстанавливаются, хотя и снижают урожай. Но иногда происходит так, что еще до образования узла кущения, в фазу формирования у озимой пшеницы первого листа, растения подвергаются воздействию низких и высоких температур, так называемым «температурным качелям». Особенно это актуально при позднем посеве в сухую почву, при отсутствии осадков. Всходы появляются поздно, главным образом, вначале зимы и при понижении температуры на стадии «шильца». В конечном итоге вегетация прекращается. При оттепелях она возобновляется, а при резком похолодании и замерзании влажного верхнего слоя почвы молодые растения погибают.
Объекты, методы и условия. Объектом исследований стали всходы озимой пшеницы поздних сроков сева и гороха, подвергшиеся низким температурам на разных стадиях развития (3). Озимая пшеница для преодоления негативного влияния при перезимовке должна приобрести зимостойкость и морозостойкость (4). Однако в наших исследованиях анализ погодных условий показал, что в период возобновления вегетации, в зимний сезон, основная негативная роль связана с резкими колебаниями температуры и обусловлена несформировавшейся корневой системой и слабо развитыми проростками (5).
Горох также периодически подвергается воздействию низких температур на стадии всходов. Особенно значительно подобное явление наблюдается при сильном ветре. Угнетение и гибель всходов никак не связаны с вредными организмами.
Результаты исследований. «Температурным качелям» посевы озимой пшеницы подвергаются периодически через 4-5 лет. Это явление наблюдалось на Ставрополье и в 2021 году. В среднем за последние 5 лет разница перепада температур в январе составляла 10-16 °С, и лишь в 2021 году она достигла 28 °С (табл. 1). В феврале 2021 года также отмечались короткие «качели». Так, с 22 на 23 февраля температура воздуха понизилась с +3 °С до -19 °С, а через день поднялась до +9 С°. Но большой опасности для озимых это не представляло, так как выпавший снег, толщенной слоя до 40 см, надежно укрыл всходы от мороза.
Таблица 1 - Разница между максимальной и минимальной температурой воздуха _с 1 по 22 января 2021 года_
Годы наблюдений Средняя температура Перепад температур, °С
Мах °С Мт °С
2017 +5 -6 11
2018 +7 -9 16
2019 +6 -6 12
2020 +5 -5 10
2021 +14 -14 28
В начале января ночные температуры не опускались ниже нулевой отметки, в среднем она держалась на уровне +5 °С. Снежный покров отсутствовал, а максимальная температура пришлась на 9 января - +14 °С. Уже 20 января температура опустилась до -14 °С. При снижении температуры до -10 °С повышаются сопряжение окисления и фосфорирования, энергетический уровень всех процессов, что является причиной гибели растений (6).
По данным GISMETEO.RU, в январе наблюдались резкие перепады температуры воздуха по всему краю. Так, с 7 по 14 января она поднялась на 9-14 °С, а с 18 по 20 января опустилась до -7-14 °С. (рис 1.) Резкое потепление спровоцировало рост и развитие всходов, но уже через неделю температура упала до -14 °С, что привело к угнетению растений, а иногда и к гибели всходов. Низкие температуры в сочетании с выпавшими в течение четырех дней небольшими осадками привели к появлению ледяной корки, образовавшейся после выпадения снега и дождя с 10 по 15 января. За это время всего выпало 22 мм, промочив верхний слой почвы.
температура С, осадки, мм
14
и, Л
1
* 1
1
\
\
Ч ■1—
■г ■2
ч
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Январь. 2021 г.
■ ипг д л 141 мм ■ Температура, С-
Рисунок 1. Динамика погодных условий, повлиявшая на гибель всходов озимой пшеницы
(г. Ставрополь, 2021 год)
Резкое понижение температуры, наблюдаемое с 18 января, привело к замораживанию верхнего слоя. Всходы, находящиеся на стадии «шильца», оказались поврежденными в прикорневой зоне растений, отчего стали желтеть и увядать. Пожелтевшие листья легко вырывались из почвы, отрываясь в местах повреждений, находящихся на глубине 2-3 см от поверхности. При этом нижняя, неповрежденная, часть листа и корешки оставались невредимыми. На молодом стебле на границе с замерзшей почвой образовалась перетяжка, которая и привела к отмиранию верхней части (рис.2). Внешне это было похоже на повреждения от проволочников или злаковых мух. Признаки повреждений начали проявляться по колее трактора в конце января, когда температура воздуха поднялась до 6-8 °С.
На отдельных полях подобные повреждения носили очаговый характер, вызванные, скорее всего, неравномерной обработкой почвы и заделкой семян. При этом корневая система оказалась неповрежденной. Признаков заболеваний и поражений корневыми гнилями, а также вредителями не обнаружено. В такой ситуации нет необходимости, проводить какие-либо защитные мероприятия. Может быть, попорченные растения еще отрастут, как это случилось несколько лет назад с посевами гороха, поврежденными заморозками.
Рисунок 2. Всходы озимой пшеницы, поврежденные ледяной коркой
В одном из хозяйств Труновского района весной заметили пожелтение посевов гороха. Вначале возникло предположение, что это бактериоз, вредоносность которого заключается в снижении всхожести и гибели проростков в почве. Но на пораженных полях всходы были дружными, без выпадов. В основном угнетение и пожелтение наблюдались на открытых участках поля, не защищенных лесополосами. Анализ погодных условий и тщательное обследование в дальнейшем показал, что посев гороха по колее трактора, образовавшейся во время сева, не поврежден и нормально развивается, в то время, как основной массив, намного отстает в росте (рис. 3). Скорее всего, это можно объяснить тем, что семена, посеянные по колее, взошли несколько позже и всходы не попали под заморозки (2). Позже выяснилось, что на пораженных растениях
основные стебли приостановили развитие, а из боковых почек отросли новые побеги, в дальнейшем сформировавшие небольшой урожай. Если на непораженных растениях, отобранных с колеи трактора, биологическая урожайность составила 0,28 т/га, то на пораженных участках она не превысила 0,12 т/га.
Рисунок 3. Всходы гороха, поврежденные заморозками
Негативную роль в снижении урожайности сыграла погода. Выяснилось, что посевы гороха попали под заморозки, доходящие до -3 °С и держащиеся несколько дней. Кроме этого, восточный ветер (около 15 м/с) усилил действия мороза, что и привело к повреждению посевов. Об этом свидетельствовало то, что чем дальше от лесополосы, задерживающей ветер, тем интенсивнее поражение. Участки, не защищенные лесополосами, пострадали полностью.
Заключение. Таким образом, низкие температуры, периодически наблюдаемые, отрицательно влияют на посевы сельскохозяйственных культур. Озимая пшеница поздних сроков сева при малоснежной зиме может пострадать от ледяной корки. Весенние заморозки после потепления, сопровождающиеся усиленным ветром на открытых участках, не защищенных лесополосами, также могут привести к угнетению посевов не только озимых, но и ранних яровых культур, например гороха.
Такие повреждения всходов никак не связаны с вредителями и болезнями полевых культур и могут быть отнесены к влиянию климатических факторов.
Литература
1. Желнакова Л. И. Методическое пособие по корректировке систем земледелия в связи с региональным изменением климата (на примере Ставропольского края) / Л. И. Желнакова, С. А. Антонов. - Михайловск, 2011. - 50 с.
2. Ковтун В. И. Селекция высокопродуктивных сортов озимой мягкой пшеницы и нетрадиционные элементы технологии их возделывания в засушливых условиях Юга России / В. И. Ковтун. - Ростов на Дону, 2002 г. - 318 с., С. 70-86.
3. Туманов И. И. Зимостойкость растений / И. И. Туманов. - М.Л.: Гос. Изд.-во с.-х. и колхозно-кооперативной литературы, 1931. 120 с.
4. Боржековская Г. Д., Страхова И. В. Особенности синтеза АТФ-ной кислоты в узлах кущения разных по зимостойкости хлебных злаков при низких температурах / Г.Д. Боржековская, И. В. Страхова. - В кн. Устойчивость растений к низким положительным температурами заморозкам и пути её повышения. - М. 1969. 51 с.
5. Колоша О. И., Костенко И. И. Морозостойкость озимых зерновых в связи с водным режимом и ходом метаболических процессов / О. И. Колоша, И. И. Костенко. - В кн.: Устойчивость растений к неблагоприятным температурным условиям среды. - Киев, 1976. - С. 5-19.
6. Черкашин, В. Н. Защита полевых культур от вредителей, болезней и сорняков в Ставропольском крае: монография / В. Н. Черкашин, Г. В. Черкашин, В. А. Коломыце-ва. ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ. - Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2018. - 324 с.
References
1. Zhelnakova, L. I. Metodicheskoe posobie po korrektirovke sistem zemledeliya v svyazi s regionalnym izmeneniem klimata (na primere Stavropolskogo kraya) / L. I. Zhelnakova, S. A. Antonov. - Mikhaylovsk, 2011. - 50 s.
2. Kovtun V. I. Selektsiya vysokoproduktivnykh sortov ozimoy myagkoy pshenitsy i netraditsionnye elementy tekhnologii ikh vozdelyvaniya v zasushlivykh usloviyakh Yuga Rossii / V.I. Kovtun. - Rostov na Donu, 2002 g. - 318 s., S. 70 - 86.
3. Tumanov I.I. Zimostoykost rasteniy / I.I. Tumanov. - M.L.: Gos. Izd.-vo s.-kh. i kolkhoz-no-kooperativnoy literatury, 1931. 120 s.
4. Borzhekovskaya G. D., Strakhova I. V. Osobennosti sinteza ATF-noy kisloty v uzlakh kushcheniya raznykh po zimostoykosti khlebnykh zlakoy pri nizkikh temperaturakh / G. D. Borzhekovskaya, I. V. Strakhova.- V kn. Ustoychivost rasteniy k nizkim polozhitelnym temperaturami zamorozkam i puti eyo povysheniya. - M. 1969. 51 s.
5. Kolosha O. I., Kostenko I. I. Morozostoykost ozimykh zernovykh v svyazi s vodnym rezhimom i khodom metabolicheskikh protsessov / O. I. Kolosha, I. I. Kostenko. - V kn.: Ustoychivost rasteniy k neblagopriyatnym temperaturnym usloviyam sredy. - Kiev, 1976. -
5. 5-19.
6. Cherkashin, V. N. Zashchita polevykh kultur ot vrediteley, bolezney i sornyakov v Stavro-polskom krae: monografiya / V. N. Cherkashin, G. V. Cherkashin, V. A. Kolomytseva. FGBNU Severo-Kavkazskiy FNATS. - Stavropol: AGRUS Stavropolskogo gos. agrarnogo un-ta, 2018. - 324 s.
Черкашин Вячеслав Николаевич, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией защиты растений, ведущий научный сотрудник, ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ». Россия, 356241, Ставропольский край , г. Михайловск, ул. Никонова, 49. Тел. 8-905466-70-46. E-mail: forbias10@mail.ru
Черкашин Георгий Вячеславович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ». Россия, 356241, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49. Тел. 8-903- 416-99-43. E-mail: cherkashin.g@bk.ru
Cherkashin Vyacheslav Nikolaevich, Candidate of Biological Sciences, Head of the laboratory of plant protection, Leading Researcher, FSBSI "North Caucasus Federal Agricultural Research Centre". Russia 356241 Stavropol Territory, Mikhaylovsk, Nikonov St. 49. Email: forbias10@mail.ru Tel.: 8 -905 -466-70-46.
Cherkashin Georgy Vyacheslavovich, Doctor of Agricultural Sciences, Senior Researcher, FSBSI "North Caucasus Federal Agricultural Research Centre". Russia 356241 Stavropol Territory, Mikhaylovsk, Nikonov St. 49. E-mail: cherkashin.g@bk.ru Tel.: 8 -903 -416-99-43.
