CC BY
43
УДК / UDC 633.11 "324":631.5:551.585.53
ВЛИЯНИЕ АРИДНОСТИ КЛИМАТА НА ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
INFLUENCE OF CLIMATE ARIDITY ON TECHNOLOGIES CULTIVATION OF WINTER WHEAT
Мельник А.Ф., доктор сельскохозяйственных наук, доцент Melnik A.F., Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени H.B. Парахина», Орел, Россия
Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia E-mail: [email protected]
Глобальные изменения климата, дестабилизирующие природные экосистемы, становятся все более ощутимыми. Выбор сроков сева озимой пшеницы в условиях аридизации климата приобретает особую актуальность. Погодно-кпиматические аномалии сопровождаются ощутимыми потерями сельскохозяйственной продукции, напрямую сопряжены со значительным варьированием продуктивности озимой пшеницы. Прогрессирующая засушливость климата принимает глобальный характер и имеет тенденцию к усилению. Проблема аридизации климата сопряжена с повышением температуры воздуха в летние и осенние периоды. Кроме того, аридизация климата в Орловской области проявляется в осеннем недостатке влаги в почве, когда наступают рекомендуемые для зоны сроки посева озимой пшеницы. А в основные месяцы онтогенеза озимой пшеницы количество осадков уменьшилось в мае на 45%, в июне - на 4%, в августе - на 11%. Полевые исследования, проведенные в НОПЦ «Интеграция» Орловской области в 2013-2018 гг. на серой лесной почве среднесуглинистого механического состава показали, что посев озимой пшеницы на 10-20 дней позже рекомендуемых для зоны сроков не снижает полевую всхожесть сортов Московская 39 и Немчиновская 57. Сохранность растений варьировала от 65 до 80% в зависимости от срока сева. Наиболее полную сохранность озимой пшеницы обеспечил 2 и 3-й срок сева (74-80%). Продолжительность периодов вегетации озимой пшеницы в вариантах с поздними сроками сева возрастала. Поэтому поздние сроки посева сократили осенний вегетационный цикл ее развития на 2030 дней. Посев озимой пшеницы в более поздние сроки обеспечил увеличение натуры, накоплению белка и клейковины в зерне на 8-24 г/л, 0,7-1,3%, соответственно, повышение урожайности на 0,14-0,33 т/га, в сравнении с рекомендуемым сроком. Поэтому в условиях аридизации климата необходимо сеять озимую пшеницу на 10-14 дней позже от рекомендуемых для региона.
Ключевые слова: аридизация климата, сроки сева, озимая пшеница, качество, урожайность, сорт.
Global climate changes, destabilizing natural ecosystems, are becoming more and more noticeable. The choice of sowing dates for winter wheat under the conditions of aridization of the climate is particularly relevant. Weather and climate anomalies are accompanied by significant losses of agricultural products, directly associated with a significant variation in the productivity of winter wheat. The progressive aridity of the climate assumes a global character and tends to increase. The problem of climate aridization is associated with an increase in air temperature in the summer and autumn periods. In addition, aridization of the climate in the Orel region is manifested in the autumn lack of moisture in the soil, when it is recommended to sow winter wheat for the zone comes. And in the main months of winter wheat ontogenesis, the amount of precipitation decreased by 45% in May, by 4% in June, and by 11% in August. The field studies conducted in the research and educational production center "Integration" of the Orel region in 2013-2018 on gray forest soil of medium-loamy mechanical composition showed that sowing winter wheat 10-20 days later than the recommended time for the zone does not reduce the field
germination of varieties Moskovskaya 39 and Nemchinovskaya 57. Plant safety varied from 65 to 80% depending on the sowing period. The most complete preservation of winter wheat was provided by the 2nd and 3rd sowing period (74-80%). The duration of winter wheat vegetation periods increased in variants with late sowing periods. Therefore, late sowing periods reduced the autumn growing cycle of its development by 20-30 days. Sowing winter wheat at a later date provided an increase in the natural weight, accumulation of protein and gluten in the grain by 8-24 g / l, 0.7-1.3%, respectively, increasing the yield by 0.14-0.33 t / ha, compared with the recommended period. Therefore, under the conditions of aridization of the climate, it is necessary to sow winter wheat 10-14 days later than it is recommended for the region. Key words: the aridity of the climate, sowing time, winter wheat, quality, yield, grade.
Введение. В настоящее время основным резервом, позволяющим решать проблему повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, является использование адаптивных агротехнологий.
Понятие «адаптивное» земледелие - это земледелие высшего порядка -симбиотическое земледелие. Адаптивная или симбиотическая система ведения сельского хозяйства ориентирует на сохранение среды обитания, в первую очередь за счет биологизации и экологизации интенсификационных процессов в растениеводстве, как основы широкого использования экологически безопасных, неисчерпаемых и воспроизводимых ресурсов Земли.
В работах академика Жученко А.А. получило развитие положение об адаптивном земледелии и стратегии адаптивной интенсификации [1].
Адаптивные технологии предусматривают взаимоувязанное решение таких вопросов, как размещение посевов культур по лучшим предшественникам, использование высокопродуктивных районированных сортов, своевременное и качественное выполнение всех технологических приемов на основе комплексной механизации производства и рациональной организации труда, внесение научно-обоснованных доз минеральных и органических удобрений, применение интегрированной системы защиты растений от сорняков, вредителей и болезней и др.
Изменения климата требуют дифференцированного подхода к разработке технологий, т. к. зависят не только от почвенно-кпиматических условий зоны, но и от биологических особенностей сортов и уровня интенсификации агротехнологий [2].
Ситуация осложняется тем, что проявление экстремальных погодных явлений происходит на фоне глобальных изменений климата. Глобальные изменения климата, дестабилизирующие природные экосистемы, становятся все более ощутимыми. Климатический мониторинг свидетельствует, что прогрессирующая засушливость принимает глобальный характер и имеет тенденцию к усилению [3].
Аридизация климата - синоним слова аридный (засушливый). Этот термин, характеризует территории или климатические условия с дефицитом осадков для выращивания сельскохозяйственных культур без орошения. Это - территории, имеющие показатель влажности по Трентвейту выше 40 или коэффициент увлажненности Ку= 0,6.
Проблема аридизации климата сопряжена с повышением температуры воздуха в летние и осенние периоды. Особенно это актуально для юго-восточной и центральной природно-экономической зоны Орловской области.
В целом это свидетельствует об изменении погодных условий в сторону аридизации климата, что является одной из главных причин высокой вариабельности урожайности и качества зерна озимой пшеницы.
Выбор оптимальных сроков посева озимой пшеницы всегда был первоочередной задачей при разработке технологий, а в условиях аридизации климата, приобретает особую актуальность [4, 5].
Для получения дружных и качественных всходов важны не только среднесуточная температура воздуха, сумма активных температур для завершения осеннего цикла развития озимой пшеницы, но и запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы, что необходимо учитывать при выборе сроков посева [6, 7].
При несвоевременном посеве и неблагоприятных агрометеорологических условиях осеннего периода озимая пшеница заканчивает вегетацию слабо раскустившейся, с пониженной зимостойкостью, незначительным содержанием питательных и защитных веществ [8].
Целью исследований является установление влияния аридности климата Орловской области на технологии возделывания озимой пшеницы.
Условия, материалы и методы. Полевые исследования проводили в НОПЦ «Интеграция» Орловской области в 2013-2018 гг. на серой лесной почве среднесуглинистого механического состава, содержание гумуса - 3,1%; pH - 5,7; подвижного фосфора и обменного калия - 8,4 и 10,8 мг/100 г почвы соответственно. Опыт закладывали в четырехкратной повторности систематическим расположением делянок [9].
Первый срок посева - рекомендуемый для зоны (5.09). Далее посев озимой пшеницы проводили через 10 дней (15.09, 25.09, 5.10, 15.10). Объектом исследований являлись районированные в Орловской области сорта озимой пшеницы «Московская 39» и «Немчиновская 57». Наблюдения за формированием густоты стояния растений и развитием растений проводили по общепризнанным методикам.
Технология возделывания - общепринятая для условий Орловской области. Предшественник озимой пшеницы - люпин на зеленое удобрение.
Метеорологические условия в годы исследований были контрастными, что позволяет сделать объективные выводы.
Результаты и обсуждение. Выводы академика A.A. Жученко (2009) о том, что погодно-климатические аномалии сопровождаются ощутимыми потерями сельскохозяйственной продукции, напрямую сопряжены со сложными погодными условиями, что обусловливает значительное варьирование продуктивности озимой пшеницы. Так, за последние 5 лет в России варьирование валовых сборов озимой пшеницы составляет 41,6%, а посевные площади изменились в пределах 7,8%. В Орловской области коэффициент вариации ее урожайности составляет 58%.
Центрально-Черноземный регион - один из важнейших производителей озимой пшеницы в России. Юго-западная лесостепная часть черноземного региона Российской Федерации, куда входит и Орловская область, по праву считается агропромышленной, а уникальные природные условия способствуют получению высоких урожаев основных сельскохозяйственных культур, в т.ч. озимой пшеницы. Средняя ее урожайность достигла в 2017 г. - 4,39, а в 2018 -4,17 т/га, валовый сбор составил 1,84 и 1,76 млн. т соответственно (табл. 1).
Таблица 1 - Производство озимой пшеницы в Орловской области
Показатель Годы
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Посевная площадь, тыс./га 413 372 374 403 368 449 469 421 422
Валовой сбор зерна, млн. т 1,02 0,86 1,11 1,53 1,71 1,32 1,76 1,84 1,76
Урожайность, т/га 2,50 2,36 3,0 3,83 4,65 2.96 3,76 4,39 4,17
Анализ метеоданных за последние 60 лет показывает, что среднегодовая температура в Орловской области значительно возросла, особенно в теплый период, за счет увеличения дней с экстремально высокими температурами. Кроме того, аридизация климата в Орловской области проявляется в осеннем недостатке влаги в почве, когда наступают рекомендуемые для зоны сроки посева озимой пшеницы. Так нами установлено, что в основные месяцы онтогенеза озимой пшеницы уменьшилось количество осадков. Например, в мае количество осадков уменьшилось на 45%, в июне - на 4%, в августе - на 11 % [10].
При этом засушливость мая, сопряженного с фазами кущения - выход в трубку озимой пшеницы, оказывает отрицательное воздействие на формирование ее урожая, особенно если в метровом слое почвы создан недостаточный запас продуктивной влаги.
В наших исследованиях сроки сева оказали влияние на продолжительность периодов вегетации озимой пшеницы. В вариантах с поздними сроками сева всходы появились через 11-20 дней, тогда как на 1 и 2 сроках через 5-7 дней. Поэтому поздние сроки посева сократили осенний вегетационный цикл ее развития на 20-30 дней.
В варианте на 5 сроке сева (15.10) не было установлено фазы кущения растений, они ушли в перезимовку в стадии «шилец» (2013, 2014 гг.) или наклюнувшихся семян (2015, 2016, 2017 гг.). Первый и второй срок посева озимой пшеницы обеспечил уход в зиму в стадии 3-4-х листьев. На третьем и четвертом сроках растения успевали сформировать 1-2 побега.
Посев в поздние сроки (4-5) приводил к уменьшению полевой всхожести на 2,8-25,8% в сравнении с 1-м сроком (5 сентября, рекомендуемый для зоны). Сохранность растений во все годы исследований варьировала от 65 до 80% в зависимости от срока сева. Наиболее полную сохранность озимой пшеницы обеспечил 2 и 3-й срок сева (сохранность составила 74-80%).
Продуктивная кустистость озимой пшеницы и другие фитометрические показатели также зависели от сроков посева. Более высокую продуктивную кустистость, размер колоса, число зерен в колосе, массу зерна с 1-го колоса обеспечили 2-3-й срок сева в сравнении с первым.
В наших исследованиях установлено, что первый срок посева обеспечил урожайность, больше на 0,9-7,6 ц/га, в сравнении с вариантами 4-го и 5-го срока (5.10, 15.10). В то же время установлено, что второй и третий сроки сева обеспечили достоверное увеличение урожайности на 3,3-1,4 ц/га в сравнении с первым сроком сева (рис. 1).
1 2 3 4 5
Сроки посева: 1-5.09 (контроль); 2-15.09; 3- 25.09; 4 -5.10; 515.10
Рисунок 1 - Влияние сроков сева на урожайность озимой пшеницы (НОПЦ «Интеграция» Орловский район, среднее за 2013-2015 гг., сорт Московская 39)
Посев озимой пшеницы во 2-й и 3- й срок обеспечил увеличение натуры зерна на 8-24 г/л (рис. 2).
1 2 3 4 5
Рисунок 2 - Влияние сроков сева на качество зерна озимой пшеницы (НОПЦ «Интеграция» Орловский район, среднее за 2013-2015 гг., сорт Московская 39)
Кроме того, возросло содержание белка на 0,7-1,2%, клейковины на 1,3% в сравнении с контролем (1-й срок). Седиментация зерна озимой пшеницы варьировала в зависимости от сроков сева в интервале 32-47,5 см3. Ближе к оптимальным значениям седиментация была в вариантах на 3-5-м сроках сева.
В результате наших исследований установлено, что продуктивность озимой пшеницы сорта Немчиновская 57 также зависела от сроков сева.
На пятом сроке посевы озимой пшеницы перезимовывали в стадии прорастания семян. В течение вегетации растения отставали в развитии на 2-3 недели в сравнении с рекомендуемым сроком. В то же время растения на этом варианте хорошо кустились (коэффициент продуктивной кустистости 2,4-2,9) и к фазе созревания визуальные различия в развитии растений нивелировались.
Несмотря на отставание в развитии на первых этапах в вариантах с более поздними сроками сева сорт озимой пшеницы Немчиновская 57 сформировал урожайность больше на 10,1-22,2 ц/га в сравнении с 1 сроком.
Кроме того, установлено, что более поздние сроки посева этого сорта способствовали большему накоплению белка и клейковины в зерне в сравнении с рекомендуемым сроком на 0,2-0,8 и 1,3-2,3% соответственно.
Связано это с тем, что растения озимой пшеницы меньше поглощали осенью азота из почвы и, следовательно, запасы его более интенсивно и продуктивно использовали в весенне-летний период вегетации, что обеспечило повышение продуктивности.
Выводы. Изменение климата оказывает влияние на агротехнологии озимой пшеницы. В условиях аридизации климата сроки сева высокопродуктивных сортов озимой пшеницы не могут быть строго постоянными.
Посев озимой пшеницы в Орловской области необходимо осуществлять на две недели позже сроков, рекомендованных для зоны.
Посев в более поздние сроки обеспечивает повышение урожайности и качества зерна озимой пшеницы. Кроме того, смещение сроков сева увеличивает продолжительность периода подготовки поля к посеву и возрастает выбор ее предшественников.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Жученко A.A. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика. Т. 1. М.: ООО Изд.-во Агрорус, 2008. 813 с.
2. Семенная продуктивность пшеницы озимой в зависимости от сроков сева в условиях западной лесостепи Украины / А.П. Волощук. И.С. Волощук, В.В. Глыва, Г.С. Герешко // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений. 2014. № 2 (25). С. 3.
3. Обаси О.П. Наш будущий климат // Метеоспектр. 2002. № 3-4. С. 119-123.
4. Зеленский H.A., Зеленская Г.М., Авдеенко А.П. Сроки сева озимой пшеницы // Успехи современного естествознания. 2006. № 4. С. 42-44.
5. Мельник А.Ф. Сроки сева в условиях аридизации климата фактор регулирования продуктивности озимой пшеницы // Russian Journal of agricultural and socioeconomic sciences. 2017. № 11(71). C. 426-430.
6. Квасов H.A. Сроки сева как фактор регулирования продуктивности озимых культур в условиях изменения климата // Земледелие. 2012. № 3. С. 18-20.
7. Лазарев В.И., Котельникова М.Н. Влияние сроков посева на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в условиях Курской области // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 5. С.52-55.
8. Тупицын Н.В., Валяйкин C.B. Влияние сроков сева на продуктивность озимой пшеницы в условиях Ульяновской области // Arpo 21. 2011. № 1-3. С. 36-38.
9. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
10. Методические подходы к созданию устойчивого и эффективного растениеводства в условиях глобального изменения климата (на примере Орловской области) / Н.В. Парахин, A.B. Амелин, С.Н. Петрова [и др.] // Практические рекомендации. Орел: Изд-во Орловский ГАУ, 2015. 68 с.
REFERENCES
1. Zhuchenko A.A. Adaptivnoe rastenievodstvo (ekologo-geneticheskie osnovy). Teoriya i praktika. T. 1. M.: OOO Izd.-vo Agrorus, 2008. 813 s.
2. Semennaya produktivnost pshenitsy ozimoy v zavisimosti ot srokov seva v usloviyakh zapadnoy lesostepi Ukrainy / A.P. Voloshchuk. I.S. Voloshchuk, V.V. Glyva, G.S. Gereshko // Selektsiya i semenovodstvo selskokhozyaystvennykh rasteniy. 2014. № 2 (25). S. 3.
3. Obasi O.P. Nash budushchiy klimat // Meteospektr. 2002. № 3-4. S. 119-123.
4. Zelenskiy N.A., Zelenskaya G.M., Avdeenko A.P. Sroki seva ozimoy pshenitsy // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2006. № 4. S. 42-44.
5. Melnik A.F. Sroki seva v usloviyakh aridizatsii klimata faktor regulirovaniya produktivnosti ozimoy pshenitsy // Russian Journal of agricultural and socioeconomic sciences. 2017. № 11(71). S. 426-430.
6. Kvasov N.A. Sroki seva kak faktor regulirovaniya produktivnosti ozimykh kultur v usloviyakh izmeneniya klimata // Zemledelie. 2012. № 3. S. 18-20.
7. Lazarev V.I., Kotelnikova M.N. Vliyanie srokov poseva na urozhaynost i kachestvo zerna ozimoy pshenitsy v usloviyakh Kurskoy oblasti // Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2015. № 5. S.52-55.
8. Tupitsyn N.V., Valyaykin S.V. Vliyanie srokov seva na produktivnost ozimoy pshenitsy v usloviyakh Ulyanovskoy oblasti // Agro 21. 2011. № 1-3. S. 36-38.
9. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. M.: Agropromizdat, 1985. 351 s.
10. Metodicheskie podkhody k sozdaniyu ustoychivogo i effektivnogo rastenievodstva v usloviyakh globalnogo izmeneniya klimata (na primere Orlovskoy oblasti) / N.V. Parakhin, A.V. Amelin, S.N. Petrova [i dr.] // Prakticheskie rekomendatsii. Orel: Izd-vo Orlovskiy GAU, 2015. 68 s.
