CC BY
74
Температурный режим межфазных периодов вегетации и урожайность ячменя
И. Н. Бесалиев, к.с.-х.н.,
ГНУ «Оренбургский НИИСХ»
Ячмень, как известно, отличается небольшой требовательностью к температуре, что позволило отдельным сортам этой культуры широко рас-
пространиться до северных границ земледелия. Семена ячменя начинают прорастать при 1—2°С (З. Б. Борисоник, 1974; К. Н. Керефов, 1975). Оптимальная для прорастания температура 15—20°С.
Сроки сева ячменя создают различный температурный режим при прохождении межфазных
периодов вегетации ячменя. При переносе срока сева на 7 и 14 дней наблюдается нарастание средней температуры воздуха и его максимальных значений в период посев — всходы соответственно на 1,5—2,5°С и 2,5—3,2°С. Такая же закономерность сохраняется и в периоды: всходы — кущение, кущение — колошение и колошение — молочная спелость (табл. 1). В период от молочной до восковой спелости растения ячменя поздних сроков сева не подвергаются воздействию температур воздуха выше, чем при раннем сроке, но к концу вегетации (восковая — полная спелость) средняя температура для поздних посевов повышается на 1,7—2,1°С. В целом за период посев — полная спелость посевы раннего срока сева накапливают сумму средних температур 1559,4°С при средней за период 17,9°С, посевы второго (через 7 дней) срока сева — 1613,4°С при средней 19,4°С, а посевы позднего сева (через 14 дней) — соответственно 1594,7°С и 20,2°С. Ближе к оптимальным значениям за данный период (1461,9°С
и 17,4°С) находятся показатели раннего срока сева, хотя и в этом случае мы видим превышение по сумме средних температур воздуха. Показатели поздних сроков сева превышают оптимальные величины.
Для выявления роли хода температурного фактора по межфазным периодам вегетации ячменя в изменении урожайности нами проведен корреляционно-регрессионный анализ.
Полученные результаты свидетельствуют о высокой степени связи изучаемых признаков с урожайностью. В период посев — всходы наиболее тесную зависимость продуктивность ячменя имеет с максимальной температурой, суммой максимальных и суммой средних температур воздуха (п = 0,824—0,902). При этом максимум урожайности достигается при сумме средних температур за данный период в 125,9°С и среднем его значении 12,1°С, сумме максимальных температур 190,3°С при максимуме не более 22,8°С (табл. 2).
1. Температурный режим межфазных периодов вегетации ячменя при разных сроках сева (средний за 1978—2003 гг.)
Срок сева Сумма средних температур воздуха Температура воздуха, °С
средняя максимальная минимальная
Посев - всходы
Первый 158,0 13,2 26,9 -6,0
Второй 146,3 14,7 29,4 -2,4
Третий 156,6 15,7 30,1 -2,0
Всходы - кущение
Первый 168,0 15,3 30,0 3,4
Второй 172,0 15,6 29,5 4,5
Третий 178,2 17,8 29,9 6,5
Кущение - колошение
Первый 538,9 18,6 33,1 4,8
Второй 551,5 19,7 33,2 6,2
Третий 536,4 20,6 33,2 6,8
Колошение - молочная спелость
Первый 264,8 22,1 32,9 9,1
Второй 255,2 21,3 34,6 11,5
Третий 234,4 23,4 34,4 12,3
Молочная спелость - восковая спелость
Первый 300,0 23,1 34,6 15,6
Второй 307,2 21,9 34,6 15,4
Третий 289,4 20,7 34,2 15,1
Восковая спелость - полная спелость
Первый 204,7 20,5 28,5 14,6
Второй 181,2 22,6 28,5 15,4
Третий 199,7 22,2 31,1 15,2
За вегетацию (всходы - полная спелость)
Первый 1401,4 18,7 32,3 6,6
Второй 1467,1 20,1 32,6 7,0
Третий 1438,1 20,8 32,8 9,6
За период посев - полная спелость
Первый 1559,4 17,9 31,6 4,9
Второй 1613,4 19,4 32,2 5,9
Третий 1594,7 20,2 32,5 8,1
2. Корреляционные отношения между температурным режимом межфазных периодов и урожайностью ячменя
Коэффи- циенты Показатели степени связи признаков с урожайностью
сумма средних температур воздуха, °С средняя температура воздуха, °С сумма максимальных температур воздуха, °С максимальная температура воздуха, °С сумма минимальных температур воздуха, °С минимальная температура воздуха, °С
Посев - всходы
П, ед. 0,824 0,801 0,865 0,902 0,783 0,739
£ £ 67,93 64,15 74,80 81,45 61,30 54,65
Всходы - кущение
П, ед. 0,683 0,940 0,776 0,817 0,775 0,827
£ , 46,63 88,30 60,19 66,78 60,02 68,34
Кущение - колошение
п, ед. 0,893 0,935 0,886 0,903 0,904 0,826
£ , 79,68 87,51 78,51 81,59 81,67 68,23
Колошение - молочная спелость
п, ед. 0,795 0,827 0,876 0,857 0,807 0,755
£ £ 63,20 68,46 76,74 73,52 65,15 56,96
Молочная спелость - восковая спелость
п, ед. 0,812 0,805 0,904 0,768 0,775 0,805
£ 65,99 64,83 81,70 59,02 60,20 64,86
Восковая спелость - полная спелость
п, ед. 0,928 0,782 0,922 0,997 0,940 0,861
£ , 86,06 61,21 85,09 99,43 88,39 74,22
Колошение - полная спелость
п, ед. 0,900 0,899 0,893 0,806 0,763 0,866
£ 81,09 79,94 79,92 58,26 64,92 74,91
Посев - полная спелость
п, ед. 0,957 0,978 0,952 0,999 0,890 0,784
О4- 91,56 95,58 90,66 99,98 79,19 61,42
В период всходы — кущение обнаруживается высокая корреляция урожайности со средней температурой воздуха (Ц ух = 0,940), хотя с суммой средних температур за этот период уровень связи ниже (П = 0,683). Также в данный межфаз-ный период сохраняется значение максимальной температуры воздуха (П = 0,817) и минимальных его значений (П = 0,827). Оптимальные значения вышеперечисленных температурных градиентов для периода всходы — кущение составляют: сумма средних температур — 273,4°С, средняя температура — 13,6°С, максимальная — не более 22,4°С, а минимальная — не менее 1,5°С.
В период кущение — колошение ячменя степень зависимости урожайности от температурных факторов высока для всех рассматриваемых показателей. Коэффициенты корреляции — от 0,826 для минимальной температуры воздуха до 0,935 для средних его значений, и полученные зависимости описываются уравнениями регрессии в 68,23—87,51% случаев. Максимальные значения продуктивности ячменя (2,71—3,63 т с 1 га) обеспечивают следующий температурный режим дан-
ного периода: сумма средних — 453,8°С, средняя — 16,6°С, сумма максимальных — 713,8°С, сумма минимальных — 335,6°С, максимальная — не более 29,6°С, а минимальная — не менее 3,6°С. В период от колошения до молочной спелости сохраняется высокая степень корреляции урожайности с максимальным значением температуры воздуха и его средней величиной (П = 0,827— 0,876), несколько ниже — для других показателей (П = 0,755 — с минимальной температурой воздуха,п — 0,795 — с суммой средних температур).
В период от молочной до восковой спелости высокую степень корреляции урожайность ячменя имеет с суммой максимальных температур (П = 0,904), с суммой средних температур воздуха (п = 0,812), со средней и минимальной температурой (п = 0,805) и несколько ниже — с максимальной (п = 0,768) и суммой минимальных температур (П = 0,775).
К концу вегетации (восковая спелость — полная спелость) уровень коррелятивных связей для рассматриваемых показателей возрастает, осо-
бенно для максимальной температуры воздуха (П = 0,997), суммы минимальных температур (П = 0,940), суммы средних температур (П = 0,922) и ослабевает — для средней температуры воздуха (П = 0,782).
В целом за период от посева до полной спелости ячменя установлена высокая коррелятивная зависимость урожайности с рассмотренными нами температурными характеристиками. Корреляционные отношения составили от 0,952 до 0,999 для суммы среднесуточных температур и его средней величины, а также для максимальных его показателей. Максимальное корреляционное отношение (0,999) урожайность имеет с максимальной температурой воздуха. Для минимальных температур оно равно 0,890 и 0,784.
Полученные уравнения регрессии адекватно описывают полученные взаимосвязи в 61,42— 99,98% случаев. Оптимальными значениями показателей температуры воздуха, способствующими формированию наибольшей урожайности ярового ячменя в степной зоне Южного Урала, являются: сумма средних температур воздуха — 1461,9°С, средняя температура — 17,4°С.
Сумма значений максимальной температуры не должна превышать 1996°С и иметь максимум не более 35,2°С, сумма минимальных должна составлять не менее 951°С при минимуме за период не менее 4,6°С.
Таким образом, проведенный впервые в условиях степной зоны Южного Урала анализ зависимости урожайности ярового ячменя от тем-
пературного режима межфазных периодов его вегетации показал, что основными лимитирующими показателями являются максимальная температура воздуха и его сумма за вегетацию, а также средние значения температуры воздуха и их сумма. Минимальные значения температуры воздуха менее значимы.
Ослабление степени зависимости продуктивности культуры от температуры воздуха возможно, по А. Г. Дояренко (1966), приемами полевой культуры. При этом существенную роль играет повышение содержания в воздухе углекислоты, которая обладает втрое большей теплоемкостью, чем воздух.
Регулирование теплового режима почвы в естественных условиях — задача более сложная, чем для условий искусственного климата, но, тем не менее, реализуемая. Для этого необходимо создание условий для оптимальной теплоемкости и теплопроводности почвы,разрыхленности верхней поверхности почвы, борьба с сорной растительностью.
В условиях засушливого климата степной зоны для снижения отрицательного воздействия высоких температур воздуха все агромероприятия, направленные на повышение влажности почвы, являются непременным условием.
Литература
1 Борисоник З. Б. Ячмень яровой. — М.: Колос. 1974. — 255 с.
2 Дояренко А. Г. Факторы жизни растений. — М.: Колос, 1966. — 280 с.
3 Керефов К. Н. Биологические основы растениеводства. — М.: Колос, 1975. - 417 с.
